Борис Аладишкін
Д йод - самий найпростіший з влаштування в славному сімействі напівпровідникових приладів. Якщо взяти пластинку напівпровідника, наприклад германію, і в його ліву половину ввести акцепторну домішка, а в праву Донорний, то з одного боку вийде напівпровідник типу P, відповідно з іншого типу N. У середині кристала вийде, так званий PN перехід, як показано на малюнку 1.
На цьому ж малюнку показано умовне графічне позначення діода на схемах: виведення катода (негативний електрод) дуже схожий на знак «-». Так простіше запам'ятати.
Всього в такому кристалі дві зони з різною провідністю, від яких виходять два висновки, тому отриманий прилад отримав назву діод, оскільки приставка «ді» означає два.
У даному випадку діод вийшов напівпровідниковий, але подібні пристрої були відомі і раніше: наприклад в епоху електронних ламп був ламповий діод, що називався кенотрон. Зараз такі діоди пішли в історію, хоча прихильники «лампового» звуку вважають, що в ламповому підсилювачі навіть випрямляч анодного напруги повинен бути ламповим!
Малюнок 1. Будова діода і позначення діода на схемі
На стику напівпровідників з P і N проводимостями виходить PN перехід (PN junction), який є основою всіх напівпровідникових приладів. Але на відміну від діода, у якого цей перехід лише один, транзистори мають два PN переходу, а, наприклад, тиристори складаються відразу з чотирьох переходів.
PN перехід в стані спокою
Навіть якщо PN перехід, в даному випадку діод, нікуди не підключений, все одно всередині нього відбуваються цікаві фізичні процеси, які показані на малюнку 2.
Малюнок 2. Діод в стані спокою
В області N є надлишок електронів, вона несе в собі негативний заряд, а в області P заряд позитивний. Разом ці заряди утворюють електричне поле. Оскільки різнойменні заряди мають властивість притягатися, електрони з зони N проникають в позитивно заряджену зону P, заповнюючи собою деякі дірки. В результаті такого руху всередині напівпровідника виникає, хоч і дуже маленький (одиниці наноампер), але все-таки струм.
У результаті такого руху зростає щільність речовини на стороні P, але до певної межі. Частинки зазвичай прагнуть поширюватися рівномірно по всьому об'єму речовини, подібно до того, як запах парфумів поширюється на всю кімнату (дифузія), тому, рано чи пізно, електрони повертаються назад у зону N.
Якщо для більшості споживачів електроенергії напрямок струму ролі не грає, - лампочка світиться, плитка гріється, то для діода напрямок струму відіграє величезну роль. Основна функція діода проводити струм в одному напрямку. Саме це властивість і забезпечується PN переходом.
Далі розглянемо, як веде себе діод в двох можливих випадках підключення джерела струму.
Включення діода у зворотному напрямку
Якщо до напівпровідникового діоду підключити джерело живлення, як показано на малюнку 3, то струм...
