напівпровідникові діоди

Діодом називається контактне з'єднання двох напівпровідників, один з яких з електронної n - електропровідністю, інший з доречний p -електропроводностью. На рис.7.6 зображені: структри діода і його умовне позначення. Діод має два електроди анод і катод, де (-) - катод, (+) - анод.

Рис 7.6. Структри діода і його умовне позначення

Дифузія вільних електронів і вільних дірок утворює тонкий прикордонний шар з різницею потенціалів, званої напруженістю електричного поля EП. Прикордонний шар володіє нескінченним опором і називається замикаючим p-n-переходу. При відсутності зовнішнього електричного поля струм через p-n-перехід дорівнює 0.

Наявність зовнішнього електричного поля EB. підключеного до діода, залежить від його полярності. Якщо зовнішнє електричне поле EB. направлено у напрямку EП (ріс.7.7), то міліамперметр покаже невеликий зворотний струм 0. Струм через діод не проходить, так як опір прикордонного шару дорівнює нескінченності.

Ріс.7.7. Дослідна перевірка закритого стану діода

Якщо зовнішнє електричне поле EB. направлено протилежно напрямку EП (рис.7.8), то міліамперметр покаже прямий струм. Струм

через діод проходить, так як опір прикордонного шару незначно.

Рис.7.8. Дослідна перевірка відкритого стану діода

На ріс.7.9 зображена схема харчування діода через навантажувальний опір.

Рис 7.9. Електричне коло з діодом і навантаженням

Вольтамперная характеристика діода (рис 7.10) показує, що діод має однобічну провідність і пропускає струм тільки в прямому напрямку.

Ріс.7.10. Вольтамперная характеристика діода

Напівпровідникові діоди підрозділяються на випрямні діоди, імпульсні діоди, стабілітрони, світлодіоди і фотодіоди. Випрямні діоди використовують в випрямлячах для випрямлення змінних струмів частотою

50Гц ÷ 50кГц. Імпульсні діоди використовують для випрямлення струмів при імпульсах мікросекундної і наносекундной тривалості.

Стабілітрони призначені для стабілізації напруги на навантаженні при зміні живлячої напруги. На рис.7.11 зображена вольтамперная характеристика стабілітрона, яка показує, що стабілізація напруги на навантаженні здійснюється при зворотній напрузі в граничних межах зворотного струму.

Рис 7.11. Вольтамперная характеристика стабілітрона

На ріс.7.12 наведена схема найпростішого стабілізатора напруги, в якому напругу живлення U = IR + Uст. а загальний струм I = Iст + Iн. Тут змінюється струм I на обмеженому опорі R за cчёт зміни струму Iст. що проходить через стабілітрон. При цьому навантаження струм Iн і напруга на навантаженні Uст не змінюються.

Ріс.7.12. Схема найпростішого стабілізатора напруги

Світлодіодами називають електронні прилади, які випромінюють світло при проходженні через них струму в прямому напрямку. Основним параметром світлодіода є яскравість світіння при струмі і напрузі. На ріс.7.13 наведена схема підключення світлодіода до джерела живлення.

Ріс.7.13. Схема підключення світлодіода до джерела живлення