Дәріс-2 (2-ші апта, 1 сағат) Жартылай өткізгіш диод

ДӘРІС-2 
(2-ші апта, 1 сағат) 
Жартылай өткізгіш диод 
Диод – ең қарапайым жартылайөткізгіш аспап, электронды – кемтікті 
(pn) өткелісі бар жартылайөткізгішті кристалл. 2.1. суретте диодтың 
белгіленуі, оның құрылымы және сафтың таралу диаграммасы көрсетілген. 
Жалғасулар касында сафтың және негізгі заряд тасымалдаушылардың 
концентрациясы 
үлкен 
болады. 
Бұл 
металлдық 
жалғасу 
мен 
жартылайөткізгіштік аймақ арасында кедергіні азайту үшін жасалған. 
Электронды – кемтікті өткел диодтың негізгі элементі болып саналады.
p тип
n тип
p
n
+
+
Анод
Катод
Na-Nd
x
0
Полупроводниковый кристалл
2.1 сурет. pn - өткелі бар жартылайөткізгішті диод: белгіленуі, құрылымы, 
сафтың таралуы. 
Электронды – кемтікті өткел тек қана диодтың емес, сонымен қатар 
биполярлық аспаптардың негізгі элементі. Өйткені электронды – кемтікті 
өткел биполярлық аспаптарда заряд тасымалдаушының ағының басқаруға 
мүмкіндік береді. Акцептрлік және донорлық сафтарын енгізу арқылы 
электронды – кемтікті өткел кристаллдың қозғалғынтық түрін өзгертеді.
pn өткелінің жасалуының көп тәсілдері бар. 2.2 суретте еріткіш, 
диффузиялық және эпитаксиалды – диффузиялық тәсілдердің сұлбасы 
көрсетілген. 
2.2 сурет. pn өткелінің жасалу тәсілдерінің сұлбасы. 

Еріткіш технология кезінде электронды – кемтікті өткел бастапқы 
кристалл шекарасының бөлініп жатқан жерде және еру болған (2.2а сурет) 
рекристаллданған жартылайөткізгіш аймағында пайда болады. 2.2б суретте 
pn өткелінің n типті кристаллының акцепторлық сафтың диффузиясы арқылы 
жасалғаны көрсетілген. 2.2в суретте көрсетілген технологияның ерекшелігі 
мынада, кристалл құрылымын қабықта сақтауға мүмкіндік беретін, n+ типті 
кристалл үстінде арнайы эпитаксиалды технологиямен өсірген n типті 
жартылайөткізгіш қабығымен кристалл ішіне диффузия арқылы жасалады.
Диодтың электрлік сипаттамасының ерекшелігі мынада, оған салынған 
кернеудің бір полярлық кезінде (анодтағы плюс – тікелей қосу) төмен 
кедергісі болады, ал басқа полярлық кезінде (анодтағы минус – кері қосу) 
жоғары кедергісі болады. Диодтың бұл қасиеті оны түзеткіштердің 
айнымалы кернеуді тұрақты кернеуге айналдыру сұлбаларында кең 
қолдануға мүмкіндік берді.
2.3 суретте орта қуатты – I(U) тәуелділікте жартылайөткізгіш диодтың 
вольт – амперлік сипаттамасы көрсетілген, 1 қисық сызық.
2.3 сурет. Жартылайөткізгіш диодтың (1) және идеалды түзеткіштің (2) вольт 
– амперлік сипаттамасы. 
Сонымен қатар 2.3 суретте «идеалды» кілттің сипттамасы көрсетілген, 
ол оң кернеу кезінде токты өткізіп, ал кері кернеу кезінде өткізбейді. 
Графиктерді салыстыруынан көрініп тұрғандай жартылайөткізгіш диодтың 
сипаттамасы идеалды түзеткіштің сипаттамасына жақын, өйткені ол үшін 
тура бағыттағы тоқ кері тоқтан миллион есе көп болады.
Жартылайөткізгіш диодтың негізгі кемшіліктері: тура жылжыған кезде 
бастапқы участікте кіші тоқтар аймағының және қалындықтың соңғы 
кедергісінің r
s
бар болуы; кері кезде жылу тескіштің және шағын (бірақ 
температурамен жоғарлайды) кері токтың бар болуы.
2.3 суретте вольт – амперлік сипаттаманың тура және кері тарамдары 
әртүрлі масштабта көрсетілгеніне назар аудару керек. 
Белсенді жүктемеге диодтың жұмысын қарастырамыз (2.4 сурет). 2.4а 
суретте сәйкес сұлба көрсетілген. Тоқ диод арқылы оның вольт – амперлік 

сипаттамасымен суреттеледі I
диод
= f(U
диод
), тоқ жүктемелік кедергі арқылы 
диод арқылы тоққа тең болады I
диод
= I
нагр
= I, қосу сатылы болғандықтан, ол 
үшін мына ара қатынас бар I
нагр
= (U(t) - U
диод
)/Rн. 
2.4 суретте мына функционалдық тәуелділіктерді көрсететін қисықтар 
көрсетілген: диодтың ВАС-ы және жүктемелік сипаттама. 
2.4 сурет. Белсенді жүктемеге диодтың жұмысын анықтайтың диаграмма. 
Аймақ диодта үлкен қуаттың бөлінуіне, оның қиратылуына және 
түзеткіш қасиеттерінің жоғалуына әкеліп соғады. 
Диодтар бар сұлбаларды электротехникалық анализ кезінде ВАС – тың 
бөлек тарамдары тура қисықтар ретінде көрсетіледі, ол диодты әртүрлі 
эквиваленттік сұлбалар ретінде көрсетеді (2.5 суретті қара). Сол немесе басқа 
диодтың орын басу сұлбасын ол қолданған анализдің және аспап есептеудің 
нақты шартымен анықталады. 
2.5 сурет. Тікелей және кері қосудағы диодтың эквиваленттік сұлбалар. 
Жартылай өткізгіш диодтың түзеткіш қасиеттері, оның pn өткелісінің 
негізгі элементінің электрлік қасиеттерінің асимметриясымен ескертілген.
Диоды с pn өткелі бар диодты биполярлық аспаптарға жатқызады, 
өйткені жалғасу аймақ арқылы заряд тасымалдау үрдісіне электрондар және 
кемтіктер қатысады. 

Диодтың ВАС – ының сызықсыздығын анықтайтын және шекарада p 
және n аймақтар арасында потенциалдық бөгетке (жабатын қабық) әкеліп 
соғатын негізгі құбылыстарды қарастырайық. 
Жартылай өткізгіш диодтар. Жартылай өткізгіш диод деп бір электрлік 
өткелі бар және екі сыртқы қосылғыш сымы бар жартылай өткізгіш аспапты 
айтамыз. Диод р-п өткелі тікелей кернеуге қосылғанда бір жақты тоқты 
өткізеді де, р-п өткеліне кері кернеу қосқанда тоқты өткізбейді. Жартылай 
өткізгіш диодтар электронды-кемтікті алу әдісіне байланысты екі типке 
бөлінеді : жазықты және нүктелі . 
Түзеткіш диодтар. Жартылай өткізгіш диодтар, айнымалы токты түзету 
үшін арналған, осыны түзеткіштер дейміз. Осы диодтар жазықтықты болып 
есептелінеді.
ВАС түзеткіш диодтардың негізгі сипаттамасы болып табылады.
Кремнийлік диодтың кері кернеуі 1000...1500 В жетеді, ал германийдікі 
100...400 В жетеді. Кремнийлік диодтар –60…+150ºС температурада жұмыс 
істейді, 
ал 
германийлік 
–60…+85ºС.Төменгі 
кернеулі 
түзеткіш 
құрылғыларды германиийлік диодтар қолданылады.
Стабилитрон. Бұл кері кернеудің режимінде жұмыс істейтін және тоқ 
көзінің кернеуінің өз шамасынан сәл ғана әрі-бері өзгеріп кеткен 
уақыттарында сыртқы жүктеме кедергіде кернеуді тұрақты қылып ұстап 
тұратын кремнийден жасалған диод.