Радиотехника - Давыдов С.Л.
Скачать (прямая ссылка):
6
фф© ф© ©ф © ф ©©©©© 00000 ©00© 00000
Германий Германий р - типа п-тила
© ф ©!© © © © 10? © © ©!<з В|0 0 0 В' 0 0 0 з\еее
Запорный слой (р-п-переход)
Рис. 11.1. Схематическое изображение основных носителей электрического заряда в пластинках германия р-типа и п-типа (а) и образования р— «-перехода на границе раздела германия с проводимостью разного типа (б)
319
создаваемого основными носителями заряда и образующегося при изменении полярности подключения батареи.
При соединении положительного полюса батареи с р-обла-
«-областью (рис. 11.2,6) концен-заряда (положительных в р-обла-
стью, а отрицательного — с трация основных носителей
Герм а ни й
а
п
Ток обратного направления
Германий
п
сти и отрицательных в «-области) возрастает. Кроме того, электрическое поле р — «-перехода оказывается ослабленным электрическим полем батареи. Вследствие этого создаются благоприятные условия для протекания основных но--сителей заряда через р — «-переход и в цепи устанавливается довольно большой электрический ток. Практически резкое увеличение тока наблюдается уже при напряжении батареи около одного вольта. Величина тока возрастает по мере увеличения напряжения подключенной батареи.
Таким образом, р— «-переход обладает односторонней проводимостью электрического тока. Проводимость р — «-перехода в прямом направлении (ток протекает из р-области в «-область) во много раз превышает проводимость в обратном направлении.
+
Ток прямого направления
Рис. 11.2. Схема, иллюстрирующая одностороннюю проводимость р — п-перехода:
а — в схеме существует лишь небольшой ток обратного направления; б — в схеме протекает ток, созданный основными носителями заряда (направление тока указано стрелкой)
ПРИНЦИП РАБОТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДОВ
В радиотехнических устройствах применяются два типа полупроводниковых диодов: плоскостные и точечные. Внешний вид и внутреннее устройство одного из плоскостных германиевых диодов показаны на рис. 11.3, а. Диод изготовлен из пластинки кристаллического германия, обладающего «-проводимостью (электронная проводимость). Для образования р—«-перехода на поверхность пластинки помещают кусочек индия, который нагревают до расплавления. Атомы расплавленного индия проникают в пластинку германия и образуют объем с р-прово-
320
\
димостью. На границе этого объема с остальным германием возникают запорный слой и р— «-переход.
Кристалл германия припаивается к металлическому основанию диода, а вывод от индия осуществляется при помощи тон-
Л204
Д1
Рис. 11.3. Внешний вид и внутреннее устройство плоскостного (а) и точечного (б) германиевого диода. Внизу показано условное обозначение диодов в схеме (стрелка укавывает путь тока в прямом направлении)
кой проволочки, изолированной от корпуса. На корпусе диода указывается направление прямого тока от изолированного вывода к корпусу.
Конструкция диода такова, что он может крепиться непосредственно к металлическому шасси. Корпус и винт для крепления диода изолируются от шасси изолирующими шайбами.
Плоскостные диоды имеют сравнительно большую поверхность раздела между областями различной проводимости, и
321
поэтому они применяются для выпрямления больших по величине переменных токов, Эта особенность плоскостных диодов определила область их применения в качестве выпрямителей для электропитания радиоустановок. Для улучшения отвода тепла от пластинки германия при монтаже диодов в радиоаппаратуре под них подкладывают большие металлические шайбы из металла, хорошо проводящего тепло.
1пр [ма]
12
Ш- 90 80 70 ВО 50 40 30 20 /О О
и пробоя
Тон обратного направления '¦обр
Тон прямого направления
1Ж
Шли
1пр
1-г
"обр
Рис. 11.4. Вольтамперн'ая характеристика германиевого диода
Выпускаемые промышленностью плоскостные диоды обладают сравнительно большой емкостью между электродами. Она достигает 20 пф. Поэтому на высоких частотах плоскостной диод перестает работать как выпрямитель, а начинает работать как обычный конденсатор постоянной емкости. В связи с этим плоскостные диоды применяются для выпрямления переменных токов только низкой частоты.
Внешний вид и внутреннее устройство точечного диода показаны на рис. 11.3,6. Диод изготовлен из пластинки кристалла германия, обладающей электронной проводимостью, к которой приварена - вольфрамовая проволочка. Переходный слой образуется у места соединения кристалла германия с вольфрамовой проволокой.
Точечные диоды по сравнению с плоскостными имеют меньшую поверхность контакта, поэтому применяются для выпрямления небольших токов, главным образом для детектирования сигналов.
На рис. 11.4 показана вольтамперная характеристика герма-
322
ниевого диода. С увеличением напряжения ток прямого направления сначала растет медленно, но, начиная примерно с одного вольта, резко возрастает и далее увеличивается пропорционально прикладываемому напряжению. При обратной полярности приложенного напряжения существует ток обратного направления, но величина его намного меньше, чем тока прямого направления. Наличие обратного тока ухудшает свойства полупроводникового диода как выпрямителя и не позволяет использовать его во всех случаях вместо ламповых диодов, у которых обратного тока нет.
