ния прямого тока к обратному германиевые и кремниевые диоды представляют собой превосходные ключи, почти без потерь пропускающие ток только водном направлении. Малые выделения тепла при работе у германиевых и кремниевых диодов по сравнению с селеновыми и купроксными выпрямителями позволяют при тех же размерах вентилей управлять значительно большими мощностями.

В настоящее время наибольшее распространение получили кремниевые выпрямительные диоды. Кремниевые диоды имеют во много раз меньшие обратные токи при одинаковом напряжении, чем германиевые. Физические свойства кремния позволяют получать диоды с очень высокой величиной допустимого обратного напряжения, определяемой напряжением пробоя р-п перехода. Это напряжение может достигать 1000 - 1500 в, в то время как у германиевых диодов оно лежит в пределах 100 - 400 в. Работоспособность кремниевых диодов сохраняется при температурах от -60 до +(125 - 150)° С, германиевых - лишь от -60 до +(70 - 85)° G. Это обусловлено тем, что при температурах выше 85° С тепловая генерация электронно-дырочных пар Б германии становится столь значительной, что происходит резкое увеличение обратного тока и эффективность работы выпрямителя падает.

Однако, несмотря на перечисленные выше преимущества кремниевых диодов, в выпрямительных устройствах низких напряжений выгоднее применять германиевые диоды. Это объясняется тем, что у германиевых диодов можно получить величину сопротивления в прямом направлении, Б полтора-два раза меньшую, чем у кремниевых при одинаковом токе нагрузки. Следовательно, мощность, рассеиваемая внутри германиевого диода, будет во столько же раз меньше.

Основными методами получения р-п переходов для выпрямительных диодов являются сплавление и диффузия. Переход сплавного кремниевого диода образуется вплавле-нием алюминия в кремний (рис. 4.1). Пластинка кремния с переходом 2 припаивается к кристаллодержателю 4, являющемуся одновременно основанием корпуса. К кристаллодержателю приваривается корпус 5 со стеклянным изолятором 6, через который проходит вывод одного из электродов 3. В диффузионных диодах переход образуется при высокой температуре диффузией примеси в кремний из атмосферы, содержащей пары примесного материала. Коц-

струкции диффузионных и сплавных выпрямительных диодов аналогичны. Маломощные диоды, обладающие относительно малыми габаритами и весом, имеют гибкие выводы, с помощью которых они монтируются в схемы.

Рис. 4.1. Конструкция сплавного маломощного кремниевого диода:

/ - припой: 2 - кристалл; 3 - алюминиевая проволока; 4-кристаллодержа-тель; 5 -корпус; 6-стеклянный изолятор; 7-виешние выводы.

Рис. 4.2. Конструкция мощного выпрямительного диода:

/ - кристалл; 2 - припой; S - кри-сталлодержатель; 4 -корпус; Б - стеклянный изолятор: б - внешние выводы:

У мощных диодов кристаллодержатель представляет собой массивное теплоотводящее основание с винтом и плоской внешней поверхностью для обеспечения надежного теплового контакта с внешним теплоотводом (рис. 4.2). Размеры кристалла значительно больше, чем у маломощных диодов. Иногда между кристаллом и основанием помещают пластинку из вольфрама или ковара, имеющего примерно тот же коэффициент линейного расширения, что и кремний. Этим уменьшаются механические напряжения в кристал-ifje при изменении температуры.

Выпрямительные столбы представляют собой несколько специально подобранных диодов, соединенных последовательно и залитых полимеризованной смолой. Некоторые типы выпрямительных столбов содержат несколько цепочек диодов и могут использоваться в мостовой схеме выпрямления и в схеме удвоения напряжения.

4.2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ И МЕТОДЫ ИХ ИЗМЕРЕНИЯ

При использовании диодов в ключевых и логических устройствах, Б цепях постоянного тока важно знать такие их основные статические параметры, как

прямое падение напряжения бпр и постоянный обратный ток /обр (см. § 2.1).

Динамическими параметрами выпрямительных диодов, характеризующими их работу в выпрямительных схемах, являются:

/выпр - среднее за период значение выпрямленного тока;

прср - среднее значение прямого падения напряжения при заданном среднем значении прямого тока;

/обр ср - среднее значение обратного тока, среднее за период значение тока в обратном направлении при заданном значении обратного напряжения;

•обр ср - среднее за период значение обратного напряжения;

А/ - диапазон частот, в пределах которого выпрям-.".енный ток диода не уменьшается ниже заданного уровня.

Существует еще несколько параметров выпрямительных диодов, которые могут потребоваться при расчете и констру-. ировании схем. К ним относятся:

- дифференциальное сопротивление R;,

- емкость диода Сд, слагающаяся из емкости конструкции корпуса и емкости р-п перехода при заданном напряжении смещения (§ 2.1; 2.2; 2.5);

- тепловое сопротивление Rк. отношение разности температур между р-п переходом и корпусом диода к мощности, рассеиваемой на диоде в установившемся режиме.

Предельно допустимыми эксплуатационными режимами являются те режимы, при которых диод может работать