нием с алюминием либо диффузией в кремний атомов алюминия или бора. Конструктивное выполнение кремниевого вентиля иллюстрирует разрез, приведенный на рйс. 1.19, в.

Благодаря большей температуростойкости, более высоким допускаемым значениям обратных напряжений и большим плотностям прямого тока кремниевые вентили получили в последнее время преимущественное распространение в схемах преобразования тока.

Кроме мококристаллических кремниевых и германиевых вентилей, являющихся новейшими типами вентилей, промышленность продолжает выпускать и вентили поликристаллических структур (селеновые, медно-закисные), которые были первыми серийно выпускаемыми типами полупроводниковых вентилей.

У селеновых вентилей (рис. 1.20, а) слоем р-проводимости служит кристаллический селен, получаемый из аморфного путем

Рис. 1.20. Структурные схемы селенового (а) и медно-закисного (б) вентилей и селеновые столбы (е)

термической обработки. Селен наносится на алюминиевую пластинку. Слой с -проводимостью образуется в селене при диффузии в него атомов кадмия. В одной конструктивной модификации (тип А) кадмий диффундирует из сплава кадмий - олово, наносимого в расплавленном состоянии на поверхность селена, а в другой (тип Т) кадмий диффундирует из тонкого его слоя, наносимого непосредственно на алюминиевую подложку.

У медно-закисного вентиля (рис. 1.20, б) слой я-проводимости образует закись меди с некоторым недостатком кислорода, а слой р-проводимости образует закись меди с некоторым избытком кислорода. Эти слои возникают при термической обработке медных дисков или пластин.

Внешний вид селеновых комплектов, собранных из пластин круглой и прямоугольной формы, иллюстрируют фото рис. 1.20, е.

Вольт-амперные характеристики селеновых вентилей, снятые при разных температурах, приведены на рис. 1.21. Хотя селеновые вентили допускают значительно меньшие плотности тока (десятые доли ампера на см2), чем германиевые и кремниевые, и значительно меньшие обратные напряжения (40-50 в против 400-1200 в), тем

не менее в ряде областей они продолжают применяться. К этим областям относятся:

1) область малых напряжений и больших токов (зарядные устройства, гальванические и электролитические установки). Селеновые вентили можно соединять в параллельные группы без применения уравнительных сопротивлений, которые обычно требуются для параллельно включаемых германиевых и кремниевых вентилей (рис. 1.22, с), в связи с неравномерным распределением тока по параллельным ветвям в результате разброса прямых ветвей их характеристик. Такой разброс особенно сильно сказывается при круто нарастающих прямых ветвях вольт-амперных характеристик, что характерно для германиевых и кремниевых вентилей;

2) область малых токов и больших напряжений в силу возможности соединять селеновые вентили последовательно без применения делителей напряжения; в таких делителях (рис. 1.22, б) нуждаются германиевые и кремниевые вентили,

характеризующиеся малым наклоном обратных ветвей вольт-амперных характеристик; при наличии разброса пологий ход обратных

IU30

Рис. 1.21. Вольт-амперные характеристики селеновых вентилей при разных температурах

±*/ .14 А% /ва щ щ [> I}* П'

!---

Рис 1.22. Параллельное (о) и последовательное (б) включение германиевых и кремниевых вентилей

ветвей вольт-амперных характеристик способствует усилению степени неравномерности в распределении обратных напряжений по последовательно включенным вентилям.

Сохранившимся стимулом к применению селеновых вентилей в указанных областях является значительно меньшая их стоимость и большая перегрузочная способность по сравнению с германиевыми и кремниевыми вентилями, а также исключение мест пробоя

при случайных перенапряжениях (благодаря их застекловыва-нию).

Маломощные медно-закисные вентили частично используются в измерительных приборах детекторного типа, а более мощные вентили применяются в узлах питания одиночных электролитических ванн.

Для измерительных приборов прежде всего важна высокая стабильность параметров вентилей по времени. При длительном воздействии повышенных температур прямые ветви вольт-амперных характеристик у полупроводниковых вентилей несколько изменяются в направлении увеличения их внутреннего сопротивления. Этот процесс принято называть старением.

У медно-закисных вентилей температурное старение в период их эксплуатации предупреждается тем, что еще до выпуска их из производства они подвергаются искусственному старению путем выдерживания при температурах более высоких, чем это допускается в режиме эксплуатации.

Применение медно-закисных вентилей пластинчатой формы на большие токи (порядка 20 а на пластину) для питания электролизных ванн (с напряжением4-6 в) стимулируется простотой их изготовления и дешевизной.

§ 1.5. ВЫПРЯМИТЕЛИ ОДНОФАЗНОГО ТОКА

После ознакомления с физическими свойствами и характеристиками диодов, работающих в качестве вентилей, рассмотрим типовые схемы маломощных выпрямителей однофазного тока, в которых применяются такие вентили.

Простейшей схемой выпрямления однофазного тока является однополупериодная. О режиме ее работы при чисто активной нагрузке и идеальных вентилях говорилось в § 1.1.

Недостатками однополупериодной схемы являются: 1) большие пульсации в кривой выходного напряжения, создаваемые переменной составляющей напряжения; 2) недостаточно эффективнее использование трансформатора, необходимого для получения требующегося выпрямленного напряжения. Поэтому однополупериод ные выпрямители применяются сравнительно редко.

Обычно выпрямители однофазного тока выполняются по двух-полупериодной схеме. К типовым схемам двухполупериодного выпрямления тока относятся:

а) схема с выводом средней (нулевой) точки вторичных обмоток трансформатора;

б) мостовая схема.

Ознакомимся с режимом работы таких схем вначале при чисто активной нагрузке, а затем при наличии в нагрузочной цепи встречной э. д. с.