Диоды

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок

Схематично диод можно представить как две пластинки полупроводника, одна из которых обладает проводимость p-типа, а другая - n-типа. На рис. 80, а дырки, преобладающие в пластинке p-типа, условно изображены кружками, а электроны, преобладающие в пластинке n-типа,— черными шариками таких же размеров. Эти две области — два электрода диода: анод и катод. Анодом, т. е. положительным электродом, является область p-типа, а катодом, т. е. отрицательным электродом, — область n-типа. На внешние поверхности пластинок нанесены контактные металлические слои, к которым припаяны проволочные выводы электродов диода.

Рис. 80. Принцип устройства и работы полупроводникового диода.

Диод может находиться в одном из двух состояний: открытом, когда он хорошо проводит ток, и закрытом, когда он плохо проводит ток. Если к электродам диода подключить батарею так, чтобы ее положительный полюс был соединен с анодом диода, т. е. с областью p-типа, а отрицательный — с катодом, т. е. с областью n-типа (рис. 80, 6), то диод окажется в открытом состоянии и в образовавшейся цепи пойдет ток, величина которого зависит от свойств диода и приложенного к нему напряжения. При такой полярности подключения батареи электроны в области n-типа перемещаются от Минуса к плюсу, т. е. в сторону области p-типа, а дырки в области р-типа Движутся навстречу электронам — от плюса к минусу. Встречаясь на границе областей, называемой электронно-дырочным переходом или, короче, p-n переходом, электроны как бы «впрыгивают» в дырки, в результате и те и другие при встрече прекращают свое существование. Металлический контакт, соединенный с отрицательным полюсом батареи, может отдать области n-типа практически неограниченное количество электронов, пополняя убыль электронов в этой области, а контакт, соединенный с положительным полюсом батареи, может принять из области p-типа такое же количество электронов, что равнозначно введению в него соответствующего количества дырок. В этом случае сопротивление p-n перехода мало, вследствие чего через диод идет ток, называемый прямым током. Чем больше площадь p-n перехода и напряжение батареи, тем больше прямой ток.

Если полюсы батареи поменять местами, как это показано на рис. 80, в, диод окажется в закрытом состоянии. В этом случае электрические заряды в диоде поведут себя иначе. Теперь, удаляясь от p-n перехода, электроны в области n-типа будут перемещаться к положительному, а дырки в области p-типа — к отрицательному контактам диода. В результате граница областей с различными типами проводимости как бы расширится, образуя зону, обедненную электронами и дырками (на рис. 80, в она заштрихована) и, следовательно, оказывающую току очень большое сопротивление. Однако в этой зоне небольшой обмен носителями тока между областями диода все же будет происходить. Поэтому через диод пойдет ток, но во много раз меньший чем прямой. Этот ток называют обратным током диода.

На графиках, характеризующих работу диода, прямой ток обозначают Iпр, а обратный Iобр.