МЯУ!
МУР-Р-Р...

РАДИОКОМПОНЕНТЫ:

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД

1. Полупроводники
Полупроводники — это вещества, которые по своей электропроводимости занимают промежуточное место между проводниками и диэлектриками и отличаются от проводников сильной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей, температуры, воздействия различных видов излучения, давления, изменения электрического или магнитного поля.
К числу полупроводников относятся многие химические элементы (германий, кремний, селен, теллур, мышьяк и другие), огромное количество сплавов и химических соединений (арсенид галлия и др.). Почти все неорганические вещества окружающего нас мира — полупроводники. Самым распространённым в природе полупроводником является Si – кремний, составляющий почти 30% земной коры.

На рис. 1 показана часть Периодической системы, где желтым цветом выделены чистые вещества, являющиеся полупроводниками. Кстати, их соединения также обладают подобными свойствами.
Si находится в 4-й группе главной подгруппы Периодической системы. Следовательно, на внешней оболочке атома Si имеются 4 электрона и до её завершения не хватает ещё 4-х. Каждый атом в кристалле чистого кремния образует ЧЕТЫРЕ ковалентных (парноэлектронных) связи с ЧЕТЫРЬМЯ соседними атомами (рис. 2). В обычных условиях ковалентные связи довольно устойчивы, но, при повышении температуры некоторые из них разрываются, и образуются свободные электроны. На месте разорванной связи образуется «пустое место» как бы несущее положительный заряд. Это «пустое место» было предложено изображать как положительную частицу, которую назвали «дыркой». Как видим, всё абсолютно логично, если не забывать, что дырки – это воображаемые (виртуальные) частицы, которых на самом деле не существует. Они значительно облегчают понимание проводимости полупроводников.
Если нет электрического поля, то движение электронов (и дырок) в полупроводнике абсолютно хаотично. При этом постоянно происходят два противоположных процесса – диссоциация, т.е. образование свободных носителей заряда (электронов и дырок --> разрыв ковалентных связей) и рекомбинация – воссоединение свободных носителей заряда (электронов и дырок --> восстановление ковалентных связей) – рис. 3.

При постоянной температуре полупроводника устанавливается динамическое равновесие, когда концентрация свободных носителей практически не меняется со временем.
Под действием внешнего электрического поля движение электронов и дырок становится упорядоченным – в полупроводнике возникает электрический ток.

Ток в полупроводниках представляет собой упорядоченное (взаимно противоположно направленное) движение электронов и дырок.

Может возникнуть вопрос: как может двигаться «пустое место» - дырка?

Простой пример весьма наглядно даёт ответ.
Пусть в ряд поставлены несколько стульев, на которых сидят люди. Затем человек (электрон) с первого стула уходит a образуется свободное (пустое) место (дырка), куда пересаживается человек (электрон), сидевший на втором стуле, пустое место (дырка) образуется во втором ряду, его занимает третий и т.д. Что мы видим? Реально пересаживались люди (электроны), но в результате и пустое место (дырка) переместилось из начала ряда в конец (рис.4).

2. Проводимость полупроводников

Электронно-дырочный механизм проводимости проявляется у чистых (то есть без примесей) полупроводников. Он называется собственной электрической проводимостью полупроводников.

Полупроводники, в которых свободные электроны и «дырки» появляются в процессе ионизации атомов, из которых построен весь кристалл, называют полупроводниками с собственной проводимостью. В полупроводниках с собственной проводимостью концентрация свободных электронов равняется концентрации «дырок».
Для создания полупроводниковых приборов часто используют кристаллы с примесной проводимостью. Такие кристаллы изготавливаются с помощью внесения примесей с атомами трехвалентного или пятивалентного химического элемента.

Электронные полупроводники (n-типа)

Термин «n-тип» происходит от слова «negative», обозначающего отрицательный заряд основных носителей. Этот вид полупроводников имеет примесную природу. В четырёхвалентный кремний Si добавляют примесь пятивалентного полупроводника (например, мышьяка As). В процессе взаимодействия каждый атом примеси вступает в ковалентную связь с атомами кремния. Однако для пятого электрона атома мышьяка нет места в насыщенных валентных связях. Электрон отрывается и превращается в свободный (рис. 5). В данном случае перенос заряда осуществляется электроном, а не дыркой, то есть данный вид полупроводников проводит электрический ток подобно металлам. Примеси, которые добавляют в полупроводники, вследствие чего они превращаются в полупроводники n-типа, называются донорными.

Дырочные полупроводники (р-типа)

Термин «p-тип» происходит от слова «positive», обозначающего положительный заряд основных носителей. Этот вид полупроводников, кроме примесной основы, характеризуется дырочной природой проводимости. В четырёхвалентный кремний Si добавляют небольшое количество атомов трехвалентного элемента (например, индия In). Каждый атом примеси устанавливает ковалентную связь с тремя соседними атомами кремния. Для установки связи с четвёртым атомом кремния у атома индия нет валентного электрона, поэтому связь с четвертым атомом не возникает, и  образуется дырка (рис. 6). Примеси, которые добавляют в этом случае и превращают кремний в полупроводник «n-типа», называются акцепторными.

Как же получилось так, что без полупроводников немыслима современная цивилизация?

3. Рождение кристаллического детектора

Чтобы иметь представление о том, как появился полупроводниковый диод, надо обратиться к истории.
В 1899г один из сотрудников лаборатории А.С. Попова совершенно случайно обнаружил, что если вместо электромагнитного реле, которое использовалось в первом радиоприёмнике, подключить высокоомные головные телефоны, то можно отчётливо расслышать телеграфные сигналы передатчика.
На рис. 7а) показан первый радиоприёмник, а на рис. 7б) – его «осовремененная» схема:
I – антенна; II – когерер; III – заземление; IV – катушка приёмного контура; V – электромагнитное реле (звонок).

На рис. 8 показано подключение головных телефонов – V – вместо электромагнитного реле.
Прием азбуки Морзе на слух, означал, что когерер работает в режиме амплитудно-линейного детектирования без процесса встряхивания металлического порошка. Немедленно была послана телеграмма А.С. Попову за границу, который в тот момент времени был в Швейцарии, с текстом: "Открыто новое свойство когерера".
Попов возвратился в Кронштадт и в течение месяца занимался исследованием эффекта детектирования когерера. Результатом этой работы стала разработка схемы радиоприемника с использованием эффекта детектирования когерера и изготовление на ее основе реальной конструкции. Первый в мире слуховой радиоприемник был назван изобретателем "Телефонный приемник депеш" (рис. 9).
А.С. Попов не остановился на достигнутых результатах и продолжал совершенствовать конструкцию слухового детекторного радиоприемника. В 1900 году, ему удалось создать первый твердотельный детектор, пригодный для практических целей.
Детектор представлял собой кристаллический точечный диод с контактом стальных иголок и угольных шайб. Конструктивно кристаллический детектор А.С. Попова был выполнен в виде эбонитового цилиндрического корпуса с навинчивающими на его основания двумя крышками, внутри которых находились угольные диски. Между шайбами, параллельно большей оси корпуса, располагались подсжатые крышками, стальные иголки, имеющие заострение с обоих концов. На рис. 10. слева – детектор Попова, справа его упрощённая реконструкция. Кристаллический диод был успешно применен А.С. Поповым в детекторном телефонном радиоприемнике.
В 20-е годы ХХ века имел распространение упрощенный вариант кристаллического детектора конструкции А. С. Попова, в виде контактной пары «металлическая монета – кусочек угля». Следует заметить, что односторонняя электрическая проводимость некоторых минеральных кристаллов была обнаружена еще в 1874 году, тогда малоизвестным директором гимназии Томаса в городе Лейпциг, Фердинандом Брауном.
А.С. Попов первым изобрел кристаллический детектор, тем самым, опередив на 6 лет подобные конструкции американского генерала Г. Данвуди, французов К. Тиссо и Ж. Пикарда. Детектор Г. Данвуди состоял из контактной пары «карборунд-стальная пластинка». Этот детектор в сочетании с потенциометром и батареей был разработан американским изобретателем для замены электролитического детектора. В детекторах французских ученых были использованы такие контактные пары: у К. Тиссо – «кристалл свинцового блеска - стальное или серебряное острие», а у Ж. Пикарда – «кристаллы цинкит-халькопирит».
Среди кристаллических детекторов, подобного типа, широкое распространение получила конструкция Г. Данвуди, в которой контакт создавался в результате прижатия заостренного конца металлической пружины к поверхности галенового кристалла. Такое устройство действовало как выпрямитель и выделяло из поступающих электрических колебаний те импульсы, которые были вызваны в микрофоне оператором на передающей радиостанции.
Всестороннее исследование свойств, кристаллических детекторов провели в период с 1908 по 1910 годы японские ученые Китамура, Е. Иокояма и В. Ториката. Японским ученым удалось исследовать большое количество минералов, около сотни, и выбрать среди них наиболее чувствительные. Английский ученый Р. Иклз, примерно, в этот же период времени (1909-1911 г.г.), провел сравнение отдельных типов детекторов и исходя из этого разработал теорию работы детектора. Он так же один из первых построил характеристику детектирования кристаллического диода.
Итак, первые полупроводниковые диоды были созданы в 1906 году для детектирования радиосигналов. Оказалось, что контакты разнородных материалов обладают несимметричной проводимостью в зависимости от направления тока: в одну сторону – пропускают ток, в другую – нет. Следует отметить, что физические свойства и механизм проводимости полупроводников были в те времена совершенно неизвестны.

4. Детекторные радиоприёмники
Лучшими оказались контакты «гален-сталь» и «цинкит-халькопирит». В этих кристаллических детекторах приходилось вручную искать чувствительную точку, возя иголкой по кристаллу Галена и добиваясь наилучшего приёма радиосигнала.
На рис. 11 показан диод такого типа и его схематическое обозначение «острие иглы упирается в поверхность кристалла», используемое и в настоящее время.

Несмотря на указанный недостаток, кристаллические детекторы сразу получили широкое распространение, поскольку альтернативы были не слишком хорошие. Когеpеp (трубка с опилками, у которых вследствие воздействия тока высоких частот происходит нечто вроде «спекания» и падает сопротивление) существовал с самого начала радио, был, во-первых – малочувствителен, во-вторых он не позволяет принимать тональные (звуковые) сигналы, а только телеграфные.
В 20-30-е годы ХХ века широчайшее распространение получило радиолюбительство. Многие энтузиасты самостоятельно изготавливали детекторные радиоприёмники, основным элементом которых был именно кристаллический диод. А поскольку промышленные диоды были дефицитны  и недоступны большинству радиолюбителей, люди сами изготавливали полупроводниковые кристаллы, искали на них «чувствительную точку» и слушали радио. Это было фантастично по тем временам!
Кристаллический диод (рис. 12) - ключевой элемент радиоприемников доламповой эры. Острие проволочки с помощью пружинной части прижимается к кристаллу сернистого свинца (галенита). Удачную точку контакта приходилось искать методом проб и ошибок.

Катушка детекторного приёмника (рис. 13) служила для настройки на волну радиостанции: контакт скользил по ее виткам, менялась индуктивность входного контура, менялась резонансная частота.

Радиопромышленность начала ХХ века развернула массовый выпуск детекторных радиоприемников (рис. 14 – 17):

Современный самодельный детекторный приёмник (рис. 18).

Демонстрационный детекторный приёмник из кабинета физики (рис. 19).
 

5. Как устроен и как работает полупроводниковый диод
Упрощённо диод можно представить, как две пластинки полупроводника, одна из которых обладает электропроводностью р-типа, а другая — n-типа (рис. 20, а). Дырки, преобладающие в пластинке р-типа, условно изображены белыми кружками, а электроны, преобладающие в пластинке n-типа — жёлтыми. Движение свободных носителей заряда хаотично. Две области — это два электрода полупроводникового диода:анод и катод. Анодом, т.е. «+» электродом, является область р-типа, акатодом, т.е. «-» электродом, — областьn-типа. На внешние поверхности пластин нанесены контактные металлические слои, к которым припаяны проволочные выводы электродов диода. Такой полупроводниковый прибор может находиться в одном из двух состояний: открытом, когда он хорошо проводит ток, и закрытом, когда он плохо проводит ток.

Если к его электродам подключить источник постоянного тока (например, батарейку) так, чтобы его положительный полюс был соединен с анодом диода, т.е. с областью р-типа, а отрицательный — с катодом, т.е. с областью n-типа (рис. 20, б), то диод окажется в открытом состоянии, и в образовавшейся цепи потечет ток, значение которого зависит от приложенного к нему напряжения и свойств диода. При такой полярности подключения батареи электроны в области n-типа перемещаются от минуса к плюсу, т. е. в сторону области р-типа, а дырки в области р-типа движутся навстречу электронам — от плюса к минусу. Встречаясь на границе областей, называемой электронно-дырочным переходом или, короче,р-nпереходом, электроны и дырки рекомбинируют. Металлический контакт, соединенный с отрицательным полюсом элемента, может отдать области n-типа практически неограниченное количество электронов, пополняя недостаток электронов в этой области, а контакт, соединенный с положительным полюсом элемента, может принять из области р-типа такое же количество электронов, что равнозначно введению в него соответствующего количества дырок. В этом случае сопротивление р-n перехода мало, вследствие чего через диод течет ток, называемый прямым током Iпр. Чем больше площадь р-n перехода и напряжение источника питания, тем больше Iпр.
Если полюсы элемента поменять местами, как это показано на (рис. 20, в), то диод окажется в закрытом состоянии. В этом случае электроны и дырки в диоде поведут себя иначе. Теперь, удаляясь от р-n перехода, электроны в области n-типа будут перемещаться к положительному, а дырки в области р-типа — к отрицательному контактам диода. В результате граница областей с различными типами электропроводности как бы расширится, образуя зону, обедненную электронами и дырками и, следовательно, оказывающую току очень большое сопротивление. Однако, в этой зоне небольшой обмен носителями тока между областями диода все же будет происходить. Поэтому через диод пойдет ток, но во много раз меньший, чем прямой. Этот ток называют обратным током диода Iобр.
А если диод включить в цепь с переменным током? Он будет открываться при положительных полупериодах на аноде, свободно пропуская ток одного направления — Iпр, и закрываться при отрицательных полупериодах на аноде, почти не пропуская ток противоположного направления — Iобр. Эти свойства диодов и используют в выпрямителях для преобразования переменного тока в постоянный. Напряжение, при котором диод открывается и через него идет прямой ток, называют прямымUпp или пропускным, а напряжение обратной полярности, при котором диод закрывается и через него идет обратный ток, называют обратнымUобр или непропускным. При прямом напряжении сопротивление диода хорошего качества не превышает нескольких десятков Ом, при обратном же напряжении его сопротивление достигнет десятков, сотен килоОм и даже мегаОм.
Зависимость тока через диод от значения и полярности приложенного к нему напряжения изображают в виде кривой, называемой вольт-амперной характеристикой (ВАХ) диода– рис. 21. Здесь по вертикальной оси вверх отложены значения прямого тока Iпр, а внизу — обратного тока Iобр. По горизонтальной оси вправо обозначены значения прямого напряжения Uпp, влево — обратного напряжения Uобр. На ВАХ различают прямую ветвь (в правой верхней части), соответствующую прямому току через диод, и обратную ветвь, соответствующую обратному току. Из нее видно, что ток Iпр диода в сотни раз больше тока Iобр. Так, например, уже при прямом напряжении Uпp = 0,5 В ток Iпр равен 50 мА (точка (а) на характеристике), при Uпp = 1 В он возрастает до 150 мА (точка (б) на характеристике), а при обратном напряжении Uобр = 100 В обратный ток Iобр не превышает 0,5 мА (500 мкА).
Прямая ветвь идет круто вверх, как бы прижимаясь к вертикальной оси. Она характеризует быстрый рост прямого тока через диод с увеличением прямого напряжения. Обратная же ветвь идет почти параллельно горизонтальной оси, характеризуя медленный рост обратного тока. Наличие заметного обратного тока — недостаток диодов.

6. Плоскостные диоды
Примерно такие ВАХ (рис. 21) имеют все германиевые диоды. ВАХ кремниевых диодов чуть сдвинуты вправо. Объясняется это тем, что германиевый диод открывается и начинает проводить ток при прямом напряжении 0,1-0,2 В, а кремниевый при 0,5-0,6 В. Прибор, на примере которого мы рассматривали свойства диода, состоял из двух пластин полупроводников разной электропроводности, соединенных между собой плоскими гранями. Подобные диоды называют плоскостными. В действительности же плоскостной диод представляет собой одну пластину полупроводника, в объеме которой созданы две области разной электропроводности. Технология изготовления таких диодов заключается в следующем. На поверхности квадратной пластины площадью 2-4 мм2 и толщиной в несколько долей миллиметра, вырезанной из кристалла полупроводника с электронной электропроводностью, расплавляют маленький кусочек индия. Индий крепко сплавляется с пластинкой. При этом атомы индия проникают (диффундируют) в толщу пластинки, образуя в ней область с преобладанием дырочной электропроводности (рис. 22, а). Получается полупроводниковый прибор с двумя областями различного типа электропроводности, а между ними р-n переход. Контактами электродов диода служат капелька индия и металлический диск или стержень с выводными проводниками. Так устроены плоскостные германиевые и кремниевые диоды. Внешний вид некоторых из них показан на рис. 22, б,  а современное обозначение на принципиальных электрических схемах – на рис. 22, в. Приборы заключены в цельнометаллические или пластиковые корпуса со стеклянными изоляторами, что позволяет использовать их для работы в условиях повышенной влажности. Диоды, рассчитанные на значительные прямые токи, имеют винты с гайками для крепления их на монтажных панелях или шасси радиотехнических устройств. В некоторых случаях такие диоды крепят на теплоотводы (радиаторы). Плоскостные диоды маркируются буквами и цифрами, например: Д226А, Д242Б. Буква Д в маркировке прибора означает «диод», цифры, следующие за нею, заводской порядковый номер конструкции. Буквы, стоящие в конце обозначения диодов, указывают на разновидности групп приборов. Плоскостные диоды предназначены в основном для работы в выпрямителях переменного тока блоков питания радиоаппаратуры, поэтому их называют еще выпрямительными диодами.

6. Точечные диоды
Устройство в значительно увеличенном виде – на  рис. 23, а и внешний вид некоторых из точечных диодов – показаны на рис. 23,б. Это диоды серий Д2, Д19 и Д18. Буква «Д» в маркировке означает диод, а цифры – порядковый заводской номер конструкции. Выпрямительным элементом диода служат тонкая и очень маленькая (площадью около 1 мм2) пластина полупроводника германия или кремния n-типа и вольфрамовая проволочка, упирающаяся острым концом в пластину. Они припаяны к отрезкам посеребренной проволоки, являющимися выводами диода. Вся конструкция находится внутри стеклянной трубочки диаметром около 3 и длиной меньше 10 мм, запаянной с концов. После сборки диод формуют — пропускают через контакт между пластиной полупроводника и острием вольфрамовой проволочки ток определенного значения. При этом под острием проволочки в кристалле полупроводника образуется небольшая область с дырочной электропроводностью. Получается p-n переход, обладающий односторонней проводимостью тока. Пластина полупроводника является катодом, а вольфрамовая проволочка — анодом точечного диода.
Вывод анода диодов серии Д9 обозначают цветными метками на их корпусах. Электроды точечного диода серии Д2 обозначают символом диода на одном из его ленточных выводов. У точечного диода площадь соприкосновения острия проволочки с поверхностью пластины полупроводника чрезвычайно мала – не более 50 мкм2. Поэтому токи, которые точечные диоды могут выпрямлять в течение продолжительного времени, малы. Точечные диоды используют, в основном, для детектирования модулированных колебаний высокой частоты, поэтому их часто называют высокочастотными диодами.
На рис. 24 показаны диоды, распаянные на печатной плате.

7. Другие типы диодов

Туннельные диоды. Знаком, напоминающим прямую скобку, обозначают катод туннельных диодов, (рис. 25,а). Их изготавливают из полупроводниковых материалов с очень большим содержанием примеси, в результате чего полупроводник превращается в полуметалл. Благодаря необычной форме ВАХ (на ней имеется участок отрицательного сопротивления) туннельные диоды используют для усиления и генерирования электрических сигналов и в переключающих устройствах. Важным достоинством этих диодов является то, что они могут работать на очень высоких частотах (до 1011 Гц).
Разновидность туннельных диодов — обращенные диоды, у которых при малом напряжении на p-n переходе проводимость в обратном направлении больше, чем в прямом. Используют такие диоды в обратном включении. В условном обозначении обращенного диода черточку-катод изображают с двумя штрихами, касающимися ее своей серединой (рис. 25,б).

Стабилитроны. Прочное место в источниках питания, особенно низковольтных, завоевали полупроводниковые стабилитроны, работающие также на обратной ветви ВАХ. Это плоскостные кремниевые диоды, изготовленные по особой технологии. При включении их в обратном направлении и определенном напряжении на p-n переходе последний «пробивается», и в дальнейшем, несмотря на увеличение тока через p-n переход, напряжение на нем остался почти неизменным. Благодари этому свойству стабилитроны широко применяют в качестве самостоятельных стабилизирующих элементов, а также источников образцовых напряжений в стабилизаторах на транзисторах. Для получения малых образцовых напряжений стабилитроны включают в прямом направлении, при этом напряжение стабилизации одного стабилитрона равно 0,7... 0,8 В. Такие же результаты получаются при включении в прямом направлении обычных кремниевых диодов.
    Для стабилизации низких напряжений разработаны и широко применяются специальные полупроводниковые диоды — стабисторы. Отличие их от стабилитронов в том, что они работают на прямой ветви вольт-амперной характеристики, т. е. при включении в прямом (проводящем) направлении.
    Чтобы показать на схеме стабилитрон, черточку-катод базового символа дополняют коротким штрихом, направленным в сторону символа анода (рис. 26,а). Следует отметить, что расположение штриха относительно символа анода должно быть неизменным независимо от положения условного обозначения стабилитрона на схеме. Это в полной мере относится и к символу двуханодного (двустороннего) стабилитрона (рис. 26,6), который можно включать в электрическую цепь в любом направлении (по сути, это два встречно включенных одинаковых стабилитрона).

Варикапы. Электронно-дырочный переход, к которому приложено обратное напряжение, обладает свойствами конденсатора. При этом роль диэлектрика играет сам p-n переход, в котором свободных носителей зарядов мало, а роль обкладок — прилежащие слои полупроводника с электрическими зарядами разного знака — электронами и дырками. Изменяя напряжение, приложенное к p-n переходу, можно изменять его толщину, а следовательно, и емкость между слоями полупроводника. Это явление использовано в специальных полупроводниковых приборах — варикапах [от английских слов vari(able) — переменный и cap(acitor) — конденсатор]. Их широко применяют для настройки колебательных контуров, в устройствах автоматической подстройки частоты, а также в качестве частотных модуляторов в различных генераторах.
Условное графическое обозначение варикапа (рис. 27,а) наглядно отражает его суть: дне параллельные черточки воспринимаются как символ конденсатора. Как и конденсаторы переменной емкости, варикапы часто изготовляют и виде блоков (их называют матрицами) с общим катодом и раздельными анодами. Для примера на рис. 27,6 показано обозначение матрицы из двух варикапов, а на рис. 27,в — из трех.

Тиристоры. На основе базового символа диода построены и условные обозначения тиристоров (от греческого thyra — дверь и английского (resi)stor — резистор). Это диоды, представляющие собой чередующиеся слои кремния с электропроводностью типов р и n. Таких слоев в тиристоре четыре, т. е. он имеет три р-n перехода (структура р-n-р- n). Тиристоры нашли широкое применение в различных регуляторах переменного напряжения, в релаксационных генераторах, коммутирующих устройствах и т. д.
Тиристоры с выводами только от крайних слоев структуры называют динисторами и обозначают символом диода, перечеркнутым отрезком линии, параллельной черточке-катоду (рис 28,а). Такой же прием использован и при построении обозначения симметричного динистора (рис.  28, б), проводящего ток (после включения) в обоих направлениях.
Тиристоры с дополнительным (третьим) выводом (от одного из внутрених слоен структуры) называют тринисторами. Управление по катоду в обозначении этих приборов показывают ломаной линией, присоединенной к символу катода (рис. 28,в), по аноду — линией, продолжающей одну из сторон треугольника, символизирующего анод (рис. 28,г). Условное обозначение симметричного (двунаправленного) тринистора получают из символа симметричного динистора добавлением третьего вывода (рис. 28,д).

Фотодиоды. Основной частью фотодиода является переход, работающий при обратном смещении. В его корпусе имеется окошко, через которое освещается кристалл полупроводника. В отсутствие света ток через p-nпереход очень мал — не превышает обратного тока обычного диода. При освещении кристалла обратное сопротивление перехода резко падает, ток через него растет. Чтобы показать такой полупроводниковый диод на схеме, базовый символ диода помещают в кружок, а рядом с ним (слева сверху, независимо от положения символа) изображают знак фотоэлектрического эффекта — две наклонные параллельные стрелки, направленные в сторону символа (рис. 29,а). Подобным образом нетрудно построить и условное обозначение любого другого полупроводникового прибора, изменяющего свои свойства под действием оптического излучения. В качестве примера на рис. 29,6 показано обозначение фотодинистора.

Светодиоды и светодиодные индикаторы. Полупроводниковые диоды, излучающие свет при прохождении тока через р-n переход, называют светодиодами. Включают такие диоды в прямом направлении. Условное графическое обозначение светодиода похоже на символ фотодиода и отличается от него тем, что стрелки, обозначающие оптическое излучение, помещены справа от кружка и направлены в противоположную сторону (рис. 30).

Для отображения цифр, букв и других знаков в низковольтной аппаратуре часто применяют светодиодные знаковые индикаторы, представляющие собой наборы светоизлучающих кристаллов, расположенных определенным образом и залитых прозрачной пластмассой. Условных обозначений для подобных изделий стандарты ЕСКД не предусматривают, но на практике часто используют символы, подобные показанному на рис. 31 (символ семисегментного индикатора для отображения цифр и запятой). Как видно, такое графическое обозначение наглядно отражает реальное расположение светоизлучающих элементов (сегментов) в индикаторе, хотя и не лишено недостатка: оно не несет информации о полярности включения выводов индикатора в электрическую цепь (индикаторы выпускают как с общим для всех сегментов выводом анода, так и с общим выводом катода). Однако особых затруднений это обычно не вызывает, поскольку подключение общего вывода индикатора (как, впрочем, и микросхем) оговаривают на схеме.

Оптроны. Светоизлучающие кристаллы широко используют в оптронах — специальных приборах, применяемых для связи отдельных частей электронных устройств в тех случаях, когда необходима их гальваническая развязка. На схемах оптроны изображают, как показано на рис. 31. Оптическую связь излучателя света (светодиода) с фотоприемником показывают двумя параллельными стрелками, перпендикулярными линиям-выводам оптрона. Фотоприемником в оптроне могут быть не только фотодиод (рис. 32,а), но и фоторезистор (рис. 32,6), фотодинистор (рис. 32,в).
 

В настоящее время электронная промышленность выпускает громадное количество различных полупроводниковых диодов и подобных им компонентов. Их применение также  исключительно широко.

ССЫЛКИ:

Внешняя завершенная оболочка атома должна содержать 8 электронов.

При температуре, близкой к абсолютному нулю (-273,15°С), все полупроводники становятся диэлектриками.

Под ионизацией понимают процессы, в результате которых в веществе образуются свободные носители электрических зарядов – ионы, электроны и даже – протоны. Это может происходить в результате нагревания, механических воздействий, действия различных излучений (в том числе – света), воздействия электрическог и/или магнитного поля.

Сопротивление звуковых катушек таких телефонов составляет несколько килоОм.

Речь идёт о явлении ДИФФУЗИИ (отсюда – диффундировать) – самопроизвольном смешивании веществ, когда атомы одного вещества проникают между атомами другого. Диффузия протекает тем быстрее, чем выше температура вешества.

ЕСКД – единая система конструкторской документации

НАЗАД на страницу РАДИОкомпоненты