Полупроводниковая электроника определяет технический уровень элгкт-ронной промьппленности в целом. Несмотря на интенсивное развитие микроэлектроники, дискретные полупроводниковые приборы, и в частности различные группы диодов, находят широкое применение в радиоэлектронной аппаратуре. К ним относятся выпрямительные маломощные и силовые диоды, служащие для преобразования энергии переменного тока в постоянный, а также стабилитроны, варикапы, ограничители напряжения, СВЧ диоды, без которых невозможно создание современной злектрснной и электротехнической аппаратуры.

Отечественной промьшленностью вьшускаются различные виды диодов широкой номенклатуры, которая постоянно пополняется. В связи с этим необходимо корректировать и дополнять соответствующую справочно-информационную литературу.

В справочнике приведены параметры к предельные электрические режимы эксплуатации диодов. Кратко изложены принципы работы диодов, система их классификации. Приведены их условные графические и буквенные обозначения, даны определения электрических параметров. Рассмотрены некоторые особенности применения диодов. Приведены также их типовые характеристики, дающие представления о характере изменения параметров и режимов от условий применения приборов.

Для удобства поиска все диоды разделены по функциональному назначению и вьщелены в отдельные таблицы. В таблицах диоды расположены по мере возрастания параметров: прямого тока и обратного напряжения (табл. 1-6), обратного напряжения и времени вьжлючения (табл. 7 -9), пикового тока (табл. 10). напряжения стабилизации (табл. 11, 12). а также рассеиваемой мощности (табл. И), напряжения пробоя и обратной рассеиваемой мощности (табл. 13). междуэлектродной емкости (табл. 14. 19. 21) .потерьпреобразования (табл. 17),коэффициента качества и чувствительности по току (табл. 18), выходной мощности (табл. 22). В таблицах 15, 16 и 20 диоды расположены по обозначениям типа. Знаком ♦отмечены типы приборов, предназначенные для применения в устройствах с пониженными эксплуатационными характеристиками.

В конце справочника даны алфавитно-цифровой указатель типов диодов и указатель таблиц.

Табличный способ представления справочных данных позво.ляет использовать настоящий справочник при создании автоматизированных баз данных по полупроводниковым приборам.

Справочник рассчитан на широкий круг радиолюбителей и может бьггь полезен специалистам, занимающимся разработкой, ремонтом и эксплуатацией радиоэлектронной и электротехнической аппаратуры, для предварительного выбора диодов при разработке различных схем применения.

hp I

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДАХ 1.1. Выпрямительные диоды

Диоды, используемые в электрических устройствах для преобразования переменного тока в ток одной полярности, называют выпрямительными. По вольт-амперной характеристике (ВАХ) (рис. 1) видно, что значения прямого и обратного токов отличаются на несколько порядков, а прямое падение напряжения не пре-вьпиает единиц вольт по сравнению с обратным напряжением, которое может составлять сотни и более вольт. Поэтому диоды обладают односторонней проводимостью, что позволяет использовать их в качестве вьшрямительных элементов. Из рисущса также следует, что с ростом температуры обратнь1й ток возрастает, У большинства диодов этот ток при температуре 125° С может увеличиваться на 2-3 порядка по сравнению с током при 25° С.

С увеличением обратного напряжения обратный ток также растет, но медленнее, чем с повьпдением температуры. Лишь при подаче обратного напряжения, больше нормированного, происходит резкое его увеличение, что может привести к тепловому пробою р-п перехода.

Прямое напряжение при малых прямых токах, когда преобладает падение на переходе диода, с ростом температуры уменьшается. При больших токах, когда преобладает падение напряжения на базе диода, зависимость прямого напряжения от температуры становится иоложительной. Точка, в которой отсутствует зависимость прямого напряжения от температуры или это напряжение меняет знак, назьтается точкой инверсии.

У большинства диодов малой и средаей мощности допустимьй прямой ток, как правило, не превьппает точки инверсии, а у силовых мощных диодов допус-тимьй ток может быть вьпде этой точки.

Разновидностью вьптрямительных диодов являются лавинные диоды. Эти приборы на обратной ветвут ВАХ имеют лавинную характеристику, подобную стабилитронам (рис. 2). Наличие лавинной характеристики позволяет применять их в качестве элементов защиты цепей от импульсных перенапряжений, в том числе непосредственно в схемах выпрямителей. В последнем случае выпрямители на этих диодах надежно работают в условиях коммутационных перенапряжений, возникающих в индуктивных цепях в моммгг включения, вьжлючения сети питания или нагрузки.

Для выпрямления напряжения свьпие нескольких киловольт разработаны выпрямительные столбы, которые представляют собой совокупность выпрямительных диодов, соединенных последовательно и собранных в единую конструкцию с двумя вьшодами. Эти приборы характеризуются теми же параметрами, что и вы-прямителыше диоды.

Для уменьшения габаритных размеров вьшрягуштелей и удобства их монтажа вьшускаются вьшрямотельные блоки, имеющие два, четыре или более диода, электрически независимых или соедщ1еШ1ых в виде моста и собранных в одном корпусе.

Диоды универсальные и импульсные отличаются от выпрямительных малым временем обратного восстановления, или большой величиной импульсного тока.

сттож

Рис.1. Вольт-амперная характеристика вьшрямительных и импульсных диодов

Рис. 2. Вольт-амперная характеристика стабилитрона

Диоды этой грутшы могут быть использованы в выпрямителях на высокой частоте, например, в качестве детектора или модуляторах, преобразователях, формирователях импульсов, ограничителях и других импульсных устройствах.

1.2. Диодные матрицы и сборки

" Диодные матрицы и сборки предназначены для использования в много-

ступенчатых диодно-резисгивных логических устройствах, вьшолняющих операции И, ИЛИ, диодных функциональных дешифраторах, различных коммутаторах тока и других импульсных устройствах. Конструктивно они вьшолнены в одном корпусе и могут быть электрически соединены в отдельные группы или в одну группу (общий анод и раздельные катоды, общий катод и раздельные аноды), последовательно соеданены или электрически изолированы (как это показано рисунках в приложении справочника).

1.3. Стабилитроны и стабисторы

Стабилитроном называют полупроводниковый диод, напряжение на обратной ветви ВАХ которого в области электрического пробоя слабо зависит от значения проходящего тока. Вольт-амперная характеристика стабилитрона приведена на рис. 2. Как видно, в области пробоя напряжение на стабилитроне (Uct) лишь незначительно изменяется при больших изменениях тока стабилизации. Такая характеристика используется для получения стабильного напряжения.

Существующие стабилитроны имеют минимальное напряжение стабилизации примерно до 3 В, Для получения меньшего напряжения стабилизации используются стабисторы. В этих приборах, в отличие от стабилитронов, используется прямая ветвь ВАХ.

Важным параметром стабилитронов и стабисторов является температурный коэффициент напряжения стабилизации ТКН = (AUprMT) • 100, который показывает, на сколько процентов изменится напряжение стабилизации при изменении температуры прибора на 1°С. Этот параметр у стабилитронов с напряжением сга-

билизации более 6 В положительный, а менее 6 В - отрицательный. У стабигитронов с напряжением примерно 6 В ТКН минимален. Для уменьшения ТКН разработаны так называемые температурно-компенсированные прецизионные стабилитроны. В этих приборах путем последовательно соединенных двух или более р-п переходов с различными по знаку ТКН удается получить стабилитроны с ТКН не более ±0,0005%/° С в широком диапазоне температур. Такие стабилитроны могут npi-меняться в источниках эталонного напряжения вмесго нормальных элементов.

Ряд стабилитронов (2С175Ж-2С224Ж, КС175Ж-КС224Ж) используются в импульсных режимах и применяются для стабилизации амплитуды импульсов, их ограничения, а также для защиты входов чувствительных устройств от перегрузок по напряжению. Наряду со стабилитронами, имеющими несимметричную ВАХ (рис. 2), вьшускаются двуханодные стабилитроны, имеющие симметричную ВАХ (2С162А, КС113Б и др.). Они применяются в качестве элементов для двустороннего ограничения напряжения, могут использоваться так же, и как опорные стабилитроны (2С170А, КС170А).

1.4. Ограничители напряжения

Ограничитель напряжения - это полупроводниковый диод, работающий на обратной ветви ВАХ с лавинным пробоем и (или) на прямой ветви характеристики, и предназначен для защиты от перенапряжений электрических цепей инте! ральных и гибридных схем, радиоэлектронных компонентов и многих других цепей аппаратуры.

Обладая одинаковыми со стабилитронамь физическими принципами действия, эти приборы имеют несколько отличную от них систему параметров, конструкцию и систему испытаний, обеспечивающих высокие уровни допустимых импульсов тока нагрузки.

пр.и max

огр.и/

огри max

обр

Г-Гпрой,г

огр.и mar

проб

/Joe, шаг "Р

""Р обр max

про6,т

огр.итох

несими~о« Гим Р«- характеристика

жения граничителя напря- симметричного о-раничителя напряже-

ния о

Ограничители напряжения могут быть несимметричными (рис. 3) и симметричными (рис. 4). Приборы первой грушы в основном предназначены для защиты цепей постоянного тока, второй - переменного тока.

Несимметричные ограничители имеют время срабатьшания (при работе на обратной ветви ВАХ) единицы пикосекунд и по прямой ветви - единицы наносекунд. Малое время срабатывания этих приборов обеспечивает защиту цепей аппаратуры практически от всех видов перенапряжений, возникающих в ее цепях.

1.5. Варикапы

Варикап - это полупроводниковый диод, в котором используются зависимость емкости р-п перехода от обратного напряжения.

Варикапы удобны тем, что, подавая на них постоянное напряжение смещения, можно дистанционно и практически базьшерционно менять их емкость и тем самым резонансную частоту контура, в которьй включен варикап. Варикапы применяют для усиления и генерации СВЧ сигналов, перестройки частоты колебательных контуров или автоподстройки частоты.

Принцип работы варикапа основан на свойствах барьерной емкости р-п перехода, причем при увеличении обратного напряжения на переходе его емкость уменьшается. Эта емкость имеет относительно высокую добротность, низкий уровень собственных шумов и не зависит от частоты вплоть до миллиметрового диапазона.

1.6. Излучающие диоды

Излучающим диодом называют полупроводниковый прибор, излучающий кванты света при протекании через него прямого тока.

По характеристике излучения излучающие диоды можно разделить на две группы: с излучением в видимой части спектра (светодиоды) и инфракрасной - диоды ИК излучения.

Светодиоды вьшускаются красного, оранжевого, зеленого, желтого цветов свечения, а также с переменным цветом свечения. Последние имеют два электронно-дырочных перехода. Общий цвет свечения зависит от соотношения токов, протекающих через эти переходы. Светодиоды чаще все-х) используют как индикаторные устройства, а диоды с переменньпи цветом свечения применяют в качестве индикаторов изменения токовых режимов в электронных цепях.

Областями применения диодов ИК излучения являются системы внешних устройств вьршслительной техники, оптронные устройства коммутации, оптические линии связи и различные узлы коммутации систем автоматики.

1.7. Сверхвысокочастотные диоды

Большинст-во сверхвысокочастотных (СВЧ) диодов представляют собой точечные диоды, вьшрямпение в которых происходит на контакте металл-полупроводник. Особенностью таких контактов является возможность вьшрямления без инжекции неосновных носителей в кристалл полупроводника. Поэтому в базе диода не происходит накопления и рассасьшания носителей, что свойственно плоскостным диодам, ограничивающих их частотный диапазон.

В зависимости от вьшолняемой функции и применения СВЧ диоды подразделяются на детекторные, смесительные, умножительные, переключательные, ограничительные, параметрические и генераторные.