Полупроводниковый диод

Устройство, обозначение, назначение

В статье Полупроводники мы узнали что полупроводниковые материалы имеют две разновидности- это, так называемые, N-тип, где преобладают частицы с отрицательным зарядом, и P-тип, в котором преобладают частицы с положительным зарядом.
Теперь давайте представим что будет, если эти два типа соединить…

PN-переход

А получится у нас следующее: два типа полупроводника постараются уравновесить свои заряды- отрицательные частицы со стороны N начнут перетекать в сторону P зоны и наоборот (см картинку)

Таким образом в месте соприкосновения образуется некая «прослойка», в которой заряд будет отсутствовать: в N зоне накопятся положительные заряды, а в P-зоне отрицательные (см картинку)

Это место соединения двух разнополярных полупроводников получило название PN-переход.

Теперь давайте посмотрим что будет, если к PN -переходу подключить источник тока…

При таком включении как на картинке выше ( «+» источника тока подключен к P зоне)- положительные заряды из источника тока будут спокойно перетекать в N- зону, то есть в цепи будет протекать электрический ток.
Данная схема получила название прямое включение PN-перехода.
Если же мы поменяем полярность источника тока, то ток в цепи протекать не будет…

Какое это свойство PN-перехода имеет практическое значение? Да просто огромное!!! Благодаря односторонней проводимости PN-перехода, мы можем управлять электрическим током- например выпрямлять переменный ток (читаем статью Выпрямители напряжения), а устройство, созданное на основе PN-перехода назвали полупроводниковый диод

Как обозначается полупроводниковый диод

На схемах полупроводниковый диод обозначается вот так:

P-область получила название АНОД
N-область получила название КАТОД
Таким образом получается что стрелка в обозначении полупроводникового диода обозначает направление, в котором полупроводниковый диод пропускает ток.

Как выглядит полупроводниковый диод

Полупроводниковые диоды могут выглядеть по-разному: здесь многое зависит от их параметров (про параметры полупроводниковых диодов- чуть ниже)

Вот так выглядят полупроводниковые диоды малой мощности (довольно распространенные 1N4148)

В данном случае полоска на корпусе диода обозначает КАТОД.

Вот так выглядят более мощные диоды

Здесь так-же полоска обозначает КАТОД

А вот так выглядят еще более отечественные мощные диоды

Как видим- у него имеется возможность механического крепления дополнительного теплоотвода

А вот так выглядят SMD диоды (предназначенные для поверхностного монтажа в электронной аппаратуре)

Основные параметры полупроводникового диода

К основным параметрам полупроводникового диода можно отнести следующее:

1. Максимальное напряжение. Максимальное напряжение, которое может выдержать полупроводниковый диод. При превышении этого напряжения происходит или обрыв или электрический пробой полупроводникового диода. Поэтому максимальное напряжение также еще называют пробивным.
2. Максимальный прямой ток. Аналогично максимальному напряжению- это максимальный ток, который может выдержать полупроводниковый диод в прямом включении. При превышении данного параметра диод выходит из строя.
3. Максимальная рассеиваемая мощность. Параметр, основанный на двух предыдущих- при прохождении электрического тока через полупроводниковый диод, в нем возникает нагрев, и поэтому большое значение имеет возможность отвода лишнего тепла.

Какие бывают полупроводниковые диоды

Конечно-же и сами полупроводниковые диоды могут иметь несколько разновидностей и по конструкции и по назначению, а также существуют еще несколько других других радиоэлементов, созданных на основе полупроводникового диода, но речь о них пойдет уже в другой статье Разновидности полупроводниковых диодов