Напівпровідниковий діод – фізика

Здатність n-р-переходу пропускати струм в одному напрямку використовується в напівпровідникових приладах, званих діодами.

Напівпровідникові діоди виготовляють з германію, кремнію, селену та інших речовин.

N-р-Перехід вдасться отримати шляхом механічного з’єднання двох напівпровідників з різними типами провідності, так як при цьому виходить занадто великий зазор між напівпровідниками. Товщина ж n-р-переходу не повинна перевищувати міжатомні відстані. Тому в одну з поверхонь германиевого зразка вплавляє індій.

Внаслідок дифузії атомів індію в глиб монокристала германію у поверхні германію утворюється область з провідністю р-типу. Інша частина зразка германію, в яку атоми індію не проникли, як і раніше має провідність n-типу. Між двома областями з проводимостями різних типів і виникає n-р-перехід (рис. 1, а). У напівпровідниковому діоді германій служить катодом, а індій – анодом.

Для запобігання шкідливих впливів повітря і світла кристал германію поміщають в герметичний металевий корпус. Схематичне зображення діода приведено на малюнку 1, б. Напівпровідникові діоди є основними елементами випрямлячів змінного струму. При включенні діода в ланцюг змінного струму (рис. 2, а) струм на опорі навантаження R буде практично постійним за напрямком. Протягом половини періоду, коли потенціал напівпровідника р-типу позитивний, ток вільно проходить через n-р-перехід. У наступну половину періоду струм практично дорівнює нулю (рис. 2. б).

Можна здійснити і двохнапівперіодне випрямлення змінного струму (рис. 2, в, г). Напівпровідникові випрямлячі надійні і довговічні, мають високу механічну міцність і ККД, але зате можуть працювати лише в обмеженому інтервалі температур (від 203 до 398 К).

Напівпровідникові випрямлячі при тих же значеннях випрямленого струму більш мініатюрні, ніж електронні лампи. Внаслідок цього радиоустройства, зібрані на напівпровідниках, компактніше.

Зазначені переваги напівпровідникових елементів особливо істотні при використанні їх у штучних супутниках Землі, космічних кораблях, електронно-обчислювальних машинах.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 4.50 out of 5)

Напівпровідниковий діод – фізика