Силові напівпровідникові діоди. Опис і принцип роботи.

Спочатку слово діод утворилося від слів «ди» - два і скорочення від «електрод». Напівпровідниковий діод – це пристрій, який конструктивно має 2 виводу для підключення до електричного ланцюга.

Він має властивість пропускати струм в одному напрямку, і має мінімальну провідністю – в іншому напрямку. Такі характеристики діода застосовуються, наприклад, у різного роду випрямлячах для перекладу змінного струму значення в постійний.

Конструктивно напівпровідниковий діод являє собою пластину напівпровідникового типу, яка складається з двох ділянок з різними показниками провідності:

• діркового (p – тип);
• електронного (n – тип).

Між цими областями знаходиться межа, яку позначають як p-n перехід. В якості робочого елемента виступає германієвий кристал, який з причини присутності невеликої добавки має n-провідністю.

Високої ефективності вдалося досягти після винаходу шаруватої структури діода. Двошаровий тип p-n-переходу виникає при нарощуванні n-шару на ділянці з p-провідністю. Після припаивания до кожної частини проводу в результаті вийде напівпровідниковий діод, який виступає в ролі вентиля – в одну сторону струм проходить вільно, а в іншу практично не проходить.

Виготовляються напівпровідникові діоди з:

• кремнію;
• селена;
• німеччина та ін.

Робота майже всіх приладів напівпровідникового принципу полягає у використанні властивостей p-n-переходів.

Однією з особливостей напівпровідників можна назвати той факт, що у разі присутності додаткових домішок може виникати домішкова провідність. Носії заряджених частинок з'являються в разі додавання до кристалу акцепторної домішок або донорського типу. При зміні кількості домішки можна домогтися необхідної кількості носіїв заряду з певним знаком.

Знизити або підвищити зовнішній бар'єр потенційного типу можна за допомогою підключення додаткового зовнішнього джерела струму типу. Прикладаючи до p-частини позитивний полюс, отримуємо дію зовнішньої сили на подвоєний шар, що призводить до підвищення значень струму і напруги. При зміні полярності напруга впаде практично до нуля. У разі підключення діода до ланцюга із змінним значенням напругою він буде виконувати функцію випрямляча, забезпечуючи односпрямований пульсуючий струм. Для зниження амплітуди такий пульсації струму рекомендується паралельно диоду підключити конденсатор.