Электроника в вопросах и ответах - И. Хабловски

Существуют также вакуумные и газонаполненные фотоэлементы (фотодиоды). В типичном вакуумном фотоэлементе подвергаемый воздействию света катод покрыт слоем металла с фотоэмиссионными свойствами, например слоем натрия, калия, цезия. Выбор применяемого металла зависит от длины волны падающего света. Фотоэлементы применяются в фотоэкспонометрах.

Что такое электролюминесцентный диод?

Это диод, светящийся под влиянием подведенной извне электрической энергии. Интенсивность свечения зависит от подводимого тока, причем эта зависимость является линейной в большом диапазоне изменений тока. Существуют вакуумные, газонаполненные и полупроводниковые электролюминесцентные диоды. Все более широкое применение находят последние, работающие при малых напряжениях (около 2 В) и токах (от нескольких до 10–20 мА), что упрощает их работу в транзисторных схемах. При этом их отличает высокая надежность и исключительно большой срок службы. Существуют также многосегментные электролюминесцентные диоды, например из фосфида гелия, используемые в качестве цифровых индикаторов (от 0 до 9). Они нашли применение в миникалькуляторах и электронных часах.

Электролюминесцентные диоды известны также под названием светодиоды.

Как обозначаются полупроводниковые диоды?

В каталогах зарубежных фирм диоды обозначаются буквенно-цифровыми символами. Обозначения бывают различными и зависят от изготовителя и время изготовления. В настоящее время первая буква определяет тип полупроводника: А — германий, В — кремнии. Вторая буква характеризует вид элемента: А — обычный диод, Z — стабилитрон, E — туннельный диод, Р — фотодиод, В — варакторный диод, Y — выпрямительный диод. Третья буква обозначает элемент, предназначенный для специальных устройств. Цифровое обозначение характеризует некоторые параметры либо очередной тип в производстве.

Таблица 3.1

Полупроводниковые приборы… Обозначение

____________________________________

I. Диоды

1. Диоды выпрямительные:

• малой мощности (со средним значением прямого тока не более 0,3 А)… 1

• средней мощности (со средним значением прямого тока более 0,3 А, но не более 10 А)… 2

2. Диоды универсальные:

• (с рабочей частотой не более 1000 МГц.)… 4

3. Диоды импульсные:

• со временем восстановления обратного сопротивления более 150 нс… 5

• со временем восстановления обратного сопротивления более 30, но не более 150 нс… 6

• со временем восстановления обратного сопротивления более 5, но не более 30 нс… 7

• со временем восстановления обратного сопротивления не менее 1 и не более 5 нс… 8

• со временем восстановления обратного сопротивления менее 1 нс… 9

4. Выпрямительные столбы и блоки:

• столбы малой мощности (со средним значением прямого тока более 0,3 А)… 1

• столбы средней мощности (со средним значением прямого тока более 0,3, но не более 10 А)… 2

• блоки малой мощности (со средним значением прямого тока более 0,3 А)… 3

• блоки средней мощности (со средним значением прямого тока более 0,3, но не более 10 А)… 4

5. Диоды сверхвысокочастотные:

• смесительные… 1

• детекторные… 2

• параметрические… 4

• регулирующие (переключательные, ограничительные и модуляторные)… 5

• умножительные… 6

• генераторные… 7

6. Варикапы:

• подстроенные… 1

• умножительные (варакторные)… 2

7. Диоды туннельные и обращенные:

• усилительные… 1

• генераторные… 2

• переключательные… 3

• обращенные… 4

8. Диоды излучающие:

• инфракрасного диапазона… 1

видимого диапазона (светодиоды) с яркостью:

• не более 55 нт… 3

• более 500 нт… 4

II. Тиристоры

1. Диодные тиристоры:

• малой мощности (с допустимым значением прямого тока не более 0,3 А)… 1

• средней мощности (с допустимым значением прямого тока более 0,3 А, но не более 10 А)… 2

2. Триодные тиристоры:

— незапираемые:

• малой мощности (с допустимым значением прямого тока не более 0,3 А)… 1

• средней мощности (с допустимым значением прямого тока более 0,3, но не более 10 А)… 2

— запираемые:

• малой мощности (с допустимым значением прямого тока не более 0,3 А)… 3

• средней мощности (с допустимым значением прямого тока не более 0,3 А)… 4

— симметричные незапираемые:

• малой мощности (с допустимым значением прямого тока не более 0,3 А)… 5

• средней мощности (с допустимым значением прямого тока более 0,3, но не более 10 А)… 6

В СССР полупроводниковые диоды также имеют буквенно-цифровую маркировку. Первая буква в приборах широкого применения определяет тип исходного материала: Г — германий, К— кремний, А — соединения галлия.

Вторая буква определяет подкласс прибора: Д — диоды выпрямительные, универсальные, импульсные; Ц — выпрямительные столбцы и блоки; А — диоды сверхвысокочастотные; В — варикапы; И — диоды туннельные и обращенные; Л — диоды излучающие; Б — приборы с объемным эффектом (приборы Ганна); С — стабилитроны и стабисторы. Третий элемент маркировки (цифра) соответствует назначению прибора (табл. 3.1). Четвертый и пятый элементы маркировки прибора определяют порядковый номер разработки технологического типа прибора и обозначаются от 1 до 99.

Третий элемент маркировки и стабисторов (цифра) определяет индекс мощности, а четвертый и пятый — номинальное напряжение стабилизации (табл. 3.2). При напряжении стабилизации менее 10 В четвертый элемент означает целое число, а пятый — десятые доли напряжения стабилизации. При напряжении стабилизации от 10 до 99 В четвертый и пятый элементы обозначают номинальное напряжение стабилизации, а от 100 до 199 В разность номинального напряжения стабилизации и 100 В. Шестой элемент маркировки определяет последовательность разработки и обозначается буквами от А до Я, о для диодов определяет деление технологического типа на параметрические группы. Например, КД206В — кремниевый выпрямительный диод, предназначенный для устройств широкого применения, средней мощности с порядковым номером разработки G. Прим. ред.

Каковы принцип действия и свойства вакуумного диода?

В вакуумном диоде источником свободных электронов является катод, выполненный из металла (либо окислов металлов) и накаливаемый (косвенно или непосредственно) от внешнего источника напряжения накала (термоэмиссия), которым обычно является источник переменного тока. Свободно выходящие из катода электроны движутся в вакууме к другому электроду лампы, называемому анодом[8] и подключенному к положительному полюсу источника анодного напряжения (рис. 3.14, а). Через диод от анода к катоду течет анодный ток[9]. Вблизи катода возникает электронное облако, называемое пространственным зарядом, защищающее катод от бомбардировки ионами, возникающими в неидеальном вакууме лампы.

Анодный ток зависит от потенциала на аноде относительно катода. При нулевом и даже небольшом отрицательном анодном напряжении (рис. 3.14, б) существует небольшой ток за счет собственной скорости электронов, которые попадают на анод несмотря па отсутствие ускоряющего поля. В интервале небольших положительных напряжений анодный ток возрастает при одновременном уменьшении пространственного заряда. При дальнейшем росте анодного напряжения наступает все более сильное выхватывание электронов из облака пространственного заряда вплоть до полной ликвидации этого заряда. Дальнейшее увеличение анодного тока при этом ограничивается эмиссионными свойствами катода, и наступает режим насыщения тока. Вольт-амперная характеристика диода имеет нелинейный характер.

Вакуумные диоды обладают некоторой паразитной междуэлектродной емкостью (обычно больше 3 пФ) и относительно высоким сопротивлением в проводящем направлены.