(495)510-98-15
Меню
Главная »  Промышленная электроника 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [ 11 ] 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166

Методы создания р-п-переходов

При изготовлении диодов полупроводниковые р-я-структуры создаются по сплавной или диффузионной технологии (сплавные и диффузионные диоды).

При сплавной технологии р-я-переход получают путем вплавления таблетки акцепторного элемента в пластину германия или кремния я-типа. Акцепторным элементом для германия служит индий, а для кремния - алюминий. При этом атомы расплавленной таблетки акцепторного элемента, диффундируя в исходный полупроводник, компенсируют в его близлежащей области до-норную примесь и придают этой области дырочную электропроводность.

Диффузионная технология нашла наибольшее применение при изготовлении кремниевых диодов, в частности р-я-пере-ходов для диодов средней и большой мощности. Исходным материалом здесь также является кремний я-типа. Для создания р-слоя используют диффузию акцепторного элемента (бора или алюминия) через поверхность исходного материала. Диффузия может производиться из трех состояний акцепторного вещества: твердого, жидкого или газообразного. При диффузионном методе достигаются достаточно точная воспроизводимость глубины р-слоя и концентрации примеси в нем на большой площади р-я-перехода, что важно для получения требуемых параметров диодов.

Типы диодов

Промышленностью выпускаются германиевые и кремниевые диоды. Преимущества кремниевых диодов: малые обратные токи, возможность использования при более высоких температурах окружающей среды и больших обратных напряжениях, большие допустимые плотности прямого тока (60-80 А/см2 против 20-40 А/см2 у германиевых); преимущества германиевых диодов: малое падение напряжения при пропускании прямого тока (0,3-0,6 В против 0,8-1,2 В у кремниевых).

По назначению полупроводниковые диоды подразделяют на выпрямительные диоды малой, средней и большой мощности, импульсные Диоды и полупроводниковые стабилитроны.

Выпрямительные диоды малой мощности. К ним относятся диоды, поставляемые промышленностью на прямой ток до 300 мА. Справочным параметром выпрямительных диодов малой мощности является Допустимый выпрямленный ток (допустимое сРеднее значение прямого тока), который определяет в заданном диапазоне температур допустимое среднее за пери-тл Значение длительно протекающих через диод импульсов прямого 5q Р синусоидальной формы при паузах в 180° (полупериод) и частоте

1 п.. Максимальное обратное напряжение этих диодов лежит в диа-пг>о°Не 0Т десятков вольт до 1200 В. На более высокие напряжения ышленностью выпускаются выпрямительные столбы, использую-2-648 . 33



щие последовательное соединение диодов. Обратные токи не превы-1 шают 300 мкА для германиевых диодов и 10 мкА для кремниевых! С точки зрения частотных свойств диоды рассматриваемого! типа подразделяют на низкочастотные (до 400 Гц) и высоко-! частотные (10-20 кГц). Конструкция выпрямительных диодов малой мощности приведена на рис. 1.13, а на примере


о,з

-тз&

\±20°С

В

т

ц

-S0 С

+20°С

п о

+sq°c

0,о

L,MA

Рис. 1.13. Конструкция маломощных германиевых выпрямительных диодов Д7А - Д7Ж (а): /-внешний вывод (анод); 2 - трубка (штенгель); 3 - стеклянный изолятор; (( - корпус; 5 - внутренний вывод анода; 6 - таблетка индия; 7 - кристалл германия; 8 - кристаллодержатель; 9 - внешний вывод

(катод);

вольт-амперная характеристика диода д7ж (б)

сплавного германиевого диода Д7Ж (/а.ср.доп. = 300 мА, 0Ьяоп - 700 В), а его вольт-амперная характеристика - ня рис. 1.13,

Выпрямительные диоды средней мощности. К этому типу ото! сятся диоды, допустимое среднее значение прямого тока которыГ лежит в пределах 300 мА - 10 А. Больший прямой ток этих диодо! по сравнению с маломощными диодами достигается увеличением раз! меров кристалла, в частности рабочей площади р-я-перехода. Диод средней мощности выпускаются преимущественно кремниевым* В связи с этим обратный ток этих диодов при сравнительно больше! площади р-я-перехода достаточно мал (несколько десятков микре ампер). Теплота, выделяемая в кристалле от протекания прямого обратного токов в диодах средней мощности, уже не может быть ра< сеяна корпусом прибора.

Для улучшения условий теплоотвода в этих диодах применяю] дополнительные охладители-радиаторы. Радиаторы изготовляют металла, обладающего хорошей теплопроводностью (обычно сплав! алюминия) и развитой поверхностью для лучшей передачи теплота в окружающую среду. Для улучшения излучающей способности рГ ди агоры часто подвергают чернению. В качестве радиатора иног может быть использовано шасси прибора. Для крепления радиатор корпус диода имеет стержень с винтовой нарезкой. Диоды с плоек*] основанием корпуса крепят (прижимают) к радиатору с помочи] фланцевого соединения. Пример возможной конструкции выпряь



тельных диодов средней мощности приведен на рис. 1.14, а. На ,с 1 14, б приведена вольт-амперная характеристика диода Д205 (/а.сР.доп =400 мА £/,доп = 400 В).

Мощные (силовые) диоды. К данному типу относятся диоды на токи оТ 10 А и выше. Отечественная промышленность выпускает силовые диоды на токи 10, 16, 25, 40 и т. д. до 1000 А и обратные напряжения


+ 7L

°С

?5°С


Рис 1 14 Конструкция кремниевых выпрямительных диодов средней мощности Д202 - Д205 (а): внешний вывод (аиод); 2-трубка (штеигель); S-стеклянный изолятор; 4 -корпус- 5-внутренний вывод аиода; 6 - алюминии; 7 - кристалл кремния; S - теплоотводящее основание; 9 - кристаллодержатель; 10 - внешний

вывод (катод); вольт-амперная характеристика диода Д205 (б)

до 3500 В. Силовые диоды имеют градацию по частоте и охватывают частотный диапазон применения до десятков килогерц.

Мощные диоды изготовляют преимущественно из кремния. Кремниевая пластина с /?-га-переходом, создаваемым диффузионным методом, для таких диодов представляет собой диск диаметром 10-100 мм и толщиной 0,3-0,6 мм. Пример возможной конструкции мощного диода показан на рис. 1.15.

Рассмотрим некоторые специфические особенности мощных диодов. Работа при больших токах и высоких обратных напряжениях связана с выделением значительной мощности в p-n-переходе. В связи с этим здесь должны предусматриваться эффективные методы отвода теплоты. В установках с мощными диодами применяют воздуиг^е н жидкостное охлаждение. При воздушном охлажде отвод теплоты производится с помощью радиатора и про/

вдоль его теплоотводящих ребер потока воздуха. При э -дение может быть естественным, если отвод теплоты в сРеду определяется естественной конвекцией возду дательным, если используется принудительный об Ра и его радиатора с помощью вентилятора.

При жидкостном охлажден специальным каналам пропускается тепло-2*



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [ 11 ] 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166



© 2018 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено.