Полупроводниковые диоды

Рассмотренное выше свойство односторонней проводимости p – n-перехода используется в полупроводниковых диодах, которые отличаются от структуры рис.1 тем, что торцы кристаллов имеют металлические контакты, с помощью которых диод включается в электрическую цепь. Говорят, что диод – двухполюсник. На рис. 1 справа показано условное графическое обозначение диода, причем стрелка указывает направление, в котором диод хорошо пропускает ток.

Электрические свойства диода определяются зависимостью протекающего через него тока I от приложенного напряжения U, которая называется вольт-амперной характеристикой (ВАХ) диода. Вольт-амперные характеристики диодов снимаются экспериментально и их типичный вид показан на рис. 1 в описании к лабораторной работе «Выпрямление». Видно, что ВАХ диодов существенно нелинейны, то есть диоды – нелинейные резистивные элементы (резисторы).

Под сопротивлением нелинейного резистора постоянному току понимается отношение напряжения на резисторе к протекающему току, то есть R=U/I. Значит, каждой точке ВАХ будет соответствовать свое значение сопротивления. Графически это сопротивление определяется наклоном секущей, проведенной из начала координат в определенную точку, например, точку 1. Сопротивление диода в этой точке равно R₁=U₁/I₁ =ctg β₁. Из графика видно, что изменение напряжения даже в области практически линейного участка нелинейной ВАХ приводит к изменению сопротивления диода постоянному току.

Таким образом, диод является нелинейным резистором и обладает односторонней проводимостью, так как имеет большое сопротивление при отрицательном приложенном напряжении и малое сопротивление – при положительном U.