Свойства p-n перехода обуславливают следующий вид вольт-амперной характеристики диода (рис.2).
Токи, протекающие через диод, при приложении к нему прямого и обратного (в отсутствии электрического пробоя) напряжений, различаются на 4-6 порядков, что позволяет говорить о его односторонней электрической проводимости. В обоих случаях возможный ток через диод определяется площадью p-n перехода. Падение напряжения на диоде при пропускании через него прямого тока составляет (0,3–0,6) В для германиевых и (0,8–1,2) В для кремниевых диодов.
В зависимости от назначения диоды подразделяются на:
1. выпрямительные диоды;
2. полупроводниковые стабилитроны;
3. варикапы;
4. импульсные диоды и так далее.
Рис. 1 Полупроводниковая структура диода и свойства p-n перехода
где РР , nn – основные носители: дырки и электроны; Рn , np – неосновные носители: дырки и электроны; , – положительно заряженные донорные и отрицательно заряженные акцепторные ионы.
Пояснения к рис. 1.
· p-n переход в отсутствии внешнего напряжения: Jдиф. = Jдр;
· p-n переход при подаче прямого смещения:
Е внеш. Направлено против поля двойного заряженного слоя, φ уменьшается;
· Jдиф. > Jдр. – через диод течет прямой ток;
— p-n переход при подаче обратного смещения:
Е внеш. Совпадает по направлению с полем двойного заряженного слоя, φ возрастает;
· Jдиф. < Jдр. – через диод течет обратный ток
Условное графическое обозначение выпрямительного диода представленно на рис. 3. Эти диоды предназначены для выпрямления переменного тока.
Их основными параметрами являются:
- постоянное прямое напряжение Uпр, которое нормируется при определенном прямом токе Iпр;
- максимально допустимый прямой ток Iпр. max;
- обратный ток диода Iобр, который нормируется при определенном обратном напряжении Uобр;
- максимально допустимый обратное напряжение Uобр. max.