Полупроводниковый диод — полупроводниковый прибор с одним электрическим переходом и двумя выводами (электродами). В отличие от других типов диодов, принцип действия полупроводникового диода основывается на явлении p-n -перехода.
Плоскостные p-n -переходы для полупроводниковых диодов получают методом сплавления, диффузии и эпитаксии.[1]
По конструкции полупроводниковые диоды могут быть плоскостными и точечными. Устройство плоскостного диода показано на рис. 2. К кристаллодержателю припаивается пластинка полупроводника n-типа. Кристалложержатель – это металлическое основание плоскостного диода. Сверху в пластинку полупроводника вплавляется капля трёхвалентного металла, обычно индия. Атомы индия диффундируют (проникают) в полупроводниковую пластинку и образуют у её поверхности слой р-типа. Между слоями р- и n-типов образуется электронно-дырочный переход (ЭДП). К кристаллодержателю и индию припаиваются проводники, которые служат выводами диода. Для предохранения диода от механических повреждений, попадания света, пыли и влаги на полупроводник, его помещают в герметичный корпус.
На рис. 2 позиция 1 – это вывод р-области, позиция 2 – вывод n-области.
Рис. 2. Устройство плоскостного диода.
Точечный полупроводниковый диод состоит из пластинки полупроводника n-типа и заострённой пружинки из вольфрама или фосфористой бронзы диаметром около 0,1 мм. Через прижатую к полупроводниковой пластинке пружинку пропускают электрический ток большой силы, в результате чего металлическая пружинка сваривается с полупроводниковой пластинкой, образуя под своим остриём р-область. Между р-областью и полупроводником n-типа возникает электронно-дырочный переход.
На рис. 3 приведены условные графические обозначения (УГО) различных диодов. Острая вершина треугольника в УГО указывает на направление протекания прямого тока через диод. То есть для того, чтобы диод пропускал ток, включать его нужно так, чтобы на основание треугольника подавался «плюс» (или на прямолинейный отрезок подавался «минус»). Если включить диод в обратном направлении, то он не будет пропускать ток (потому и называется полупроводником – пропускает ток только в одном направлении). Пример включения диода показан на рис. 4. Пример применения диода можно увидеть на рис. 5.
Рис. 3. Условное графическое обозначение (УГО) диодов.
р-область диода (то есть вывод, на который в прямом направлении подаётся «плюс») носит название анод. Противоположный вод называется катод.
Рис. 4. Включение диода.
Выпрямители.
Выпрямитель — устройство для преобразования переменного тока в постоянный. Применяется в системах автоматики и промышленной электроники. Выпрямление переменного тока (преобразование в пульсирующий) производится при помощи электронных ламп или полупроводниковых элементов, обладающих малым собственным сопротивлением в прямом направлении тока и очень большим - в обратном (электровакуумные и полупроводниковые диоды, селеновые выпрямители, газонаполненные лампы). Основной элемент выпрямителя - вентиль электрический. Выпрямление переменного тока осуществляется в два этапа: электрическим вентилем создается пульсирующее напряжение, затем с помощью фильтра выпрямленный ток сглаживается (выравнивается) и его колебания на выходе фильтра (пульсации) становятся очень малыми.