Vodp одр одр

Рис. 4.6. Мощный диод: / - токоотвод; 2 - кристалл; 3 - основание; 4 - радиатор

номерно распределить ток между диодами (при неравенстве их сопротивлений прямому току), последовательно с каждым из них включают резистор р=3-=-5 Ом.

Для маломощных и высоковольтных выпрямителей выпускаются кремниевые выпрямительные столбы и блоки (рис. 4.5, в). Столбы содержат ряд последовательно соединенных однотипных диодов, а блоки - по нескольку таких звеньев из последовательно соединенных диодов. Звенья могут соединяться по принятой схеме. В столбах и блоках диоды помещены в пластмассовые корпуса и залиты полимеризованной смолой.

В табл. 4.1 в качестве примера приведены параметры некоторых выпрямительных диодов, столбов и блоков.

Мощные германиевые и кремниевые диоды (рис. 4.6, в) допускают выпрямленные токи до 1000 А с диапазоном обратных напряжений 15-200 В у германиевых и 50-1000 В у кремниевых структур. Чтобы мощность, рассеиваемая в переходе, не превышала допустимую и не нарушался тепловой режим, мощные диоды снабжают

Таблица 4.1

5 г V V

Рис. 4.7. Устройство и соединение селеновых вентилей

радиаторами (алюминиевыми, медными и др.) и принудительным воздушным (при /пр<100 А) или водяным (при /пр>100 А) охлаждением. Мощные кремниевые диоды имеют эпитаксиальную p-i-n-структуру перехода, что позволяет увеличить пробивное и рабочее-напряжения.

Поликристаллические (селеновые, титановые) выпрямительные диоды конструктивно выполняют в виде дисков (рис. 4.7, а) или пластин прямоугольной или квадратной формы. На алюминиевый диск 1 или пластину наносится слой висмута 2, а поверх последнего- слой селена 3. В процессе термообработки селен кристаллизуется. На криталлический селен, являющийся полупроводником типа р, наносится слой серы, поверх которого напыляется кадмий 5 с защитным покрывателем 6. Кадмий диффундирует в серу, где создается слой 4 селенида и сульфида кадмия, обладающий свойством полупроводника типа п. Между этим слоем 4 и чистым селеном 3 образуется р-п-переход.

Селеновые диоды допускают плотность прямого тока до 0,1 А/см, обратное напряжение до 60 В, максимальную рабочую температуру до 75° С (рис. 4.7, б). Диоды собирают в столбы (рис. 4.7, в) и соединяют последовательно (для увеличения допустимого обратного напряжения) и параллельно (для увеличения выпрямленного тока).

Существенным недостатком селеновых диодов является климатическая и временная нестабильность параметров. Она проявляется в том, что с течением времени растет обратный ток (происходит расформовка) и увеличивается сопротивление прямому току (наступает старение). К достоинствам относят устойчивость к кратковременным перегрузкам, длительный срок службы (до 10 000 ч)„ простоту комплектования, низкую стоимость; применяются в блоках питания устройств автоматики и связи. К достоинствам титановых диодов относят устойчивость к высокой рабочей температуре (до 250°С).

§ 4.5. Универсальные и импульсные диоды

Универсальные диоды. В качестве выпрямителей переменного тока высоких и низких частот, умножителей и преобразователей частоты, детекторов больших и малых сигналов и т. д. широко применяются универсальные диоды. В таких диодах обычно используются переходы с малыми площадями, но с относительно высокими значениями прямых токов и обратных напряжений. Этим требованиям удовлетворяют точечные, микросплавные плоскостные и ме-запланарные структуры.

Германиевый точечный диод (рис. 4.8) содержит кристалл германия 1 (припаянный к кристаллодержателю), контактный электрод 2 (в виде тонкой проволоки) и стеклянный, керамический, металлический баллоны 3. Германиевые точечные диоды обычно изготовляют на основе германия п-типа с высоким удельным сопротивлением 10-30 Ом-см. Проволочный,электрод приваривают к германию импульсом тока до 1 А. В момент приварки в кристалле германия (под проволочным электродом) образуется область с электропроводностью р-типа. В процессе формовки р-п-перехода контактную пружину иногда покрывают индием или другими материалами, чтобы получить высококачественный переход.

Кремниевые точечные диоды в конструктивном отношении почти не отличаются от германиевых. Для их изготовления используют кремний с электропроводностью п-типа с удельным сопротивлением 3-8 Ом-см. Для получения р-п-перехода контактную пружину покрывают алюминием.

Характеристики и параметры универсальных диодов те же, что и у выпрямительных диодов. Малая площадь перехода обусловливает малую барьерную емкость диода (до 1 пФ) и относительно небольшой выпрямленный ток /пр (до 100 мА) при падении прямого напряжения Af7np=12 В. Они обладают широким диапазоном обратных напряжений (от десятков до сотен вольт). Использование диодов на частотах свыше 150 МГц нежелательно из-за эффекта накопления инжектированных носителей заряда в базе (за время действия обратного напряжения они не успевают рекомбинировать и уйти из базы). В табл. 4.2 в качестве примера приведены некоторые типы универсальных ВЧ диодов.

Диоды допускают работу в непрерывном и импульсном режимах.

В радиотехнических и измерительных устройствах диоды используют в качестве амплитудных, частотных, фазовых и видеодетекто-

Таблица 4.2