Классификация, назначение, характеристики и параметры.

Диодом называют электропреобразовательный прибор, который, как правило, содер-жит один или несколько электрических переходов и два вывода для подключения к внеш-ней цепи. Принцип работы большинства диодов основан на использовании физических яв-лений в электрическом переходе. Наиболее часто в диодах применяются электронно-дыроч-ный переход, контакт металл-полупроводник, гетеропереход. Полупроводниковый диод как элемент электрической цепи является нелинейным двухполюсником, то есть электронным прибором с двумя внешними выводами и нелинейной вольт-амперной характеристикой (ВАХ). Он выполняет функцию преобразования сигналов (выпрямление, детектирование, умножение частоты, преобразование световой энергии в электрическую и др.)[2].

Электрический переход можно использовать для реализации различных схемных функций. Например, нелинейность ВАХ используется для выпрямления переменного тока, детектирования, преобразования и умножения частоты радиосигналов, формирования им-пульсов в цифровых устройствах и других целей. Зависимость барьерной емкости от напря-жения позволяет применить диод как конденсатор, управляемый напряжением, в устройст-вах обработки радиосигналов и в параметрических усилителях и генераторах. В принципе с помощью одного и того же диода можно реализовать различные схемные функции, изменяя режим работы. Однако для эффективного выполнения какой-либо одной заданной функции требуются соответствующие структура перехода и конструкция диода [8].

Классификация полупроводниковых диодов обычно производится по следующим признакам:

- методу изготовления перехода: сплавные, диффузионные, планарные, точечные, диоды Шотки и др.;

- материалу: германиевые, кремниевые, арсенидо-галлиевые и др.;

- физическим процессам, на использовании которых основана работа диода: туннель-ные, лавинно-пролетные, фотодиоды, светодиоды, диоды Ганна и др.;

- назначению: выпрямительные, универсальные, импульсные, стабилитроны, детектор-ные, параметрические, смесительные, СВЧ-диоды и др. [1].

Диоды различного назначения отличаются друг от друга следующим:

- во-первых, полупроводниковой структурой, то есть типом электрического перехода (электронно-дырочный, контакт металл-полупроводник, гетеропереход), его площадью и формой (плоский, полусферический и др.), распределением концентраций примесей (ступенчатое, линейное и др.), значением электрофизических параметров полупроводнико-вых областей (подвижность, время жизни носителей заряда и др.);

- во-вторых, режимом работы перехода (прямое или обратное напряжение, малый гар-монический или большой импульсный сигнал и т.п.);

- в-третьих, конструкцией корпуса (размеры, форма, материал, конструкция выводов);

- в-четвертых, диоды различаются системой параметров, приводимых в справочниках. Параметры делятся на электрические и предельные эксплуатационные. Набор электричес-ких параметров в большой степени зависит от назначения и рассматривается отдельно для каждого типа диодов.

Большинство электрических параметров, приводимых в справочниках, представляют собой не реальные, а гарантируемые изготовителем значения, обычно в худших условиях, и задаются неравенствами. Например, «обратный ток диода при максимальном обратном на-пряжении 30 В не более 10 мкА». В данном случае диоды с обратным током более 10 мкА отбраковываются изготовителем на выходном контроле. Чтобы процент выхода годных был большим, норму отбраковки устанавливают весьма далекой от среднестатистических значе-ний параметров. При этом остается также неизвестным, каково значение параметра в других условиях (например, обратного тока при другом напряжении). В связи с этим значения параметров, указанные в справочниках, используют обычно для выбора типа диода приме-нительно к заданной схеме и грубых оценок ее параметров «по наихудшему случаю».

Под предельными эксплуатационными параметрами понимают максимально допусти-мые токи, напряжения, рассеиваемую мощность, температуру и другие величины, при кото-рых гарантируется работоспособность диода, а значения его электрических параметров ле-жат в пределах норм технических условий. Общим для большинства диодов являются сле-дующие максимально допустимые параметры:

- прямой ток – постоянный или импульсный (при заданной длительности и скважности импульсов), либо среднее значение за период переменного сигнала;

- обратное напряжение (постоянное или импульсное);

- рассеиваемая мощность (средняя или импульсная);

- температура корпуса [8].

В системе условных обозначений современных полупроводниковых диодов находят отражение их назначение, физические свойства, основные электрические параметры, кон-структивно-технологические признаки, исходный полупроводниковый материал. В основу системы положен буквенно-цифровой код (ОСТ 11336.919-81).

Первый элемент обозначает исходный полупроводниковый материал, из которого из-готовлен диод. Используются буквы или цифры:

Г или 1 - для германия или его соединений;

К или 2 - для кремния или его соединений;

А или 3 - для соединений галлия;

И или 4 - для соединений индия;

(цифры используются для обозначения диодов, применяемых в приборах специально-го применения).

Второй элемент - буква, определяющая подкласс (или группу) прибора:

Д - для диодов выпрямительных, импульсных, магнитодиодов, термодиодов;

И - для туннельных диодов;

А - для сверхвысокочастотных диодов;

Ц - для выпрямительных столбцов и блоков;

В - для варикапов;

С - для стабилитронов (включая стабисторы и ограничители);

Г - для генераторов шума;

Л - для излучающих диодов;

Б - для приборов с объемным эффектом (приборы Ганна);

Н - для тиристоров диодных;

У - для тиристоров триодных.

Третий элемент - цифра, определяющая функциональные возможности диода:

подкласс Д - для диодов выпрямительных, импульсных, магнитодиодов, термодиодов:

1 - для выпрямительных диодов с постоянным или средним значением прямого тока не более 0,3 А;

2 - для выпрямительных диодов с постоянным или средним значением прямого тока от 0,3 А до 10А;

3 - для магнитодиодов, термодиодов и прочих диодов;

4 - для импульсных диодов с временем восстановления обратного сопротивления бо-лее 500 нс;

5 - для импульсных диодов с временем восстановления от 150 до 500 нс;

6 - для импульсных диодов с временем восстановления от 30 до 150 нс;

7 - для импульсных диодов с временем восстановления от 5 до 30 нс;

8 - для импульсных диодов с временем восстановления от 1 до 5 нс;

9 - для импульсных диодов с эффективным временем жизни неосновных носителей за-ряда менее 1 нс:

подкласс И - для туннельных диодов:

1 - для усилительных туннельных диодов;

2 - для генераторных туннельных диодов;

3 - для переключательных туннельных диодов;

4 - для обращенных диодов;

подкласс А - для сверхвысокочастотных диодов.

1 - для смесительных диодов;

2 - для детекторных диодов;

3 - для усилительных диодов;

4 - для параметрических диодов.

5 - для переключательных и ограничительных диодов;

6 - для умножительных и настроечных диодов;

7 - для генераторных диодов;

8 - для импульсных диодов;

подкласс Ц - для выпрямительных столбов и блоков:

1 - для столбов с постоянным или средним значением прямого тока не более 0,3 А;

2 - для столбов с постоянным или средним значением прямого тока от 0,3 до 10 А;

3 - для блоков с постоянным или средним значением прямого тока не более 0,3 А;

4 - для блоков с постоянным или средним значением прямого тока от 0,3 до 10 А;

подкласс В - для варикапов:

1 - для подстроечных варикапов;

2 - для умножительных варикапов;

подкласс С - для стабилитронов:

1 - для стабилитронов мощностью не более 0,3 Вт с номинальным напряжением стаби-лизации менее 10 В;

2 - для стабилитронов мощностью не более 0,3 Вт с номинальным напряжением стаби-лизации от 10 до 100 В;

3 - для стабилитронов мощностью не более 0,3 Вт с номинальным напряжением стаби-лизации более 100 В;

4 - для стабилитронов мощностью от 0,3 до 5 Вт с номинальным напряжением стаби-лизации менее 10 В;

5 - для стабилитронов мощностью от 0,3 до 5 Вт с номинальным напряжением стаби-лизации от 10 до 100 В;

6 - для стабилитронов мощностью от 0,3 до 5 Вт с номинальным напряжением стаби-лизации более 100 В;

7 - для стабилитронов мощностью от 5 до 10 Вт с номинальным напряжением стаби-лизации менее 10 В;

8 - для стабилитронов мощностью от 5 до 10 Вт с номинальным напряжением стаби-лизации от 10 до 100 В;

9 - для стабилитронов мощностью от 5 до 10 Вт с номинальным напряжением стаби-лизации более 100 В;

подкласс Г- для генераторов шума;

1 - для низкочастотных генераторов шума;

2 - для высокочастотных генераторов шума.

Четвертый элемент - число, обозначающее порядковый номер разработки диода.

Пятый элемент - буква, условно определяющая классификацию диодов по парамет-рам.

Для бескорпусных приборов в состав обозначения дополнительно через дефис вводит-ся цифра, характеризующая соответствующую модификацию конструктивного исполнения:

1 - с гибкими выводами без кристаллодержателя (подложки);

2 - с гибкими выводами на кристаллодержателе (подложке);

3 - с жесткими выводами без кристаллодержателя (подложки);

4 - с жесткими выводами на кристаллодержателе (подложке);

5 - с контактными площадками без кристаллодержателя (подложки) и без выводов;

6 - с контактными площадками на кристаллодержателе (подложке) и без выводов;

буква Р после последнего элемента обозначения - для СВЧ диодов с парным подбо-ром;

буква Г - с подбором в четверки;

буква К - с подбором в шестерки.

Третий элемент обозначения стабилитронов и стабисторов определяет индекс мощности, четвертый и пятый – номинальное напряжение стабилизации.

При напряжении стабилизации менее 10 В четвертый элемент обозначает целое число, а пятый – десятые доли напряжения стабилизации. При напряжении стабилизации не менее 10 В и не более 99 В четвертый и пятый элементы обозначают номинальное значение напря-жения стабилизации; при напряжении стабилизации не менее 100 В и не более 199 В – раз-ность номинального значения напряжения стабилизации и 100 В.

Для стабисторов с напряжением стабилизации менее 1 В пятый элемент обозначает де-сятые доли напряжения стабилизации. Шестой элемент для стабилитронов и стабисторов определяет последовательность разработки и обозначается буквами от А до Я, а для диодов и тиристоров определяет деление технологического типа на параметрические группы.

Например, КС168А – стабилитрон полупроводниковый, предназначенный для уст-ройств широкого применения, кремниевый, мощностью не более 0,3Вт, с напряжением ста-билизации 6,8 В, последовательность разработки А.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: