Классификация диодов по назначению, рабочей частоте, технологии изготовления, принципу работы. Маркировка диодов

В зависимости от области применения полупроводниковые диоды делят на следующие основные группы:

· выпрямительные, универсальные, импульсные, сверхвысокочастотные, стабилитроны, варикапы, туннельные, обращенные, фотодиоды, светоизлучающие диоды, генераторы шума, магнитодиоды.

По конструктивному исполнению полупроводниковые диоды делятся на плоскостные и точечные, а по технологии изготовления на сплавные, диффузионные и эпитаксиальные (следует понимать, что существует множество разных подвидов этих технологий). В плоскостных диодах электрический переход имеет линейные размеры значительно большие толщины самого перехода. К точечным относят диоды, у которых размеры электрического перехода, определяющие его площадь, меньше толщины области объемного заряда. Такой диод образуется, например, в месте контакта небольшой пластины полупроводника и острия металлической пружины (точечно-контактные диоды).

В технологии изготовления диодов определяющей является методика внесения примесей в полупроводник, а также способ соединения кристалла полупроводника с металлическими контактами. Существует большое количество возможных форм исполнения самых разнообразных переходов, которые обладают множеством разнообразных свойств. Эти свойства могут использоваться для создания полупроводниковых диодов различного принципа действия и конструкции. Многие из таких диодов имеют свои исторически-сложившиеся названия, которые могут характеризовать конструкцию диода, физический эффект, определяющий характеристики диода, и т.д. (лавинно-пролетные диоды, туннельные диоды, диоды Шоттки, диоды Ганна, варакторы, диоды с накоплением заряда, ...).Часто эти группы диодов отличаются областью применения и/или маркировкой

Система обозначений мощных силовых диодов отлична от приведенных выше систем обозначения маломощных приборов. До 1975г. для обозначения мощных диодов использовался код, состоявший из четырех элементов, между которыми ставился дефис.

Первый элемент — буквы, описывающие тип прибора, далее (при необходимости) следуют цифры, указывающие номер разработки, например:

ВК — вентиль кремневый;

ВК2 — вентиль кремневый, 2-й модификации;

ВКДЛ — вентиль кремневый, диффузионный, лавинный.

Второй элемент — цифры, указывающие номинальный (средний) ток прибора в амперах.

Третий элемент — цифры, указывающие соответствующий класс прибора по номинальному напряжению в сотнях вольт.

Четвертый элемент — цифры, обозначающее значение прямого среднего падения напряжения в сотых долях вольта при номинальном токе.

Пример: ВКДЛ-100-11-0,65 — вентиль кремневый, диффузионный, лавинный, номинальный ток 100 А, 11 класс по напряжению, соответствующий напряжению 1100 В, среднее падение напряжения 0,65 В.

С 1975г. с введением ГОСТ 20859-75 установился следующий порядок обозначения силовых диодов:

Первый элемент — буква, обозначающая подкласс (группу) прибора (для диодов буква “В”).

Второй элемент — буква, определяющая функциональное назначение (свойства) прибора:

И — импульсный;

Ч — высокочастотный (для приборов с \(f_{раб}\) < 2 кГц буква не вводится);

Л — лавинный.

Третий элемент — число (цифры от 2 до 9), обозначающие конструктивное исполнение прибора (для первого исполнения цифра не используется).

Четвертый элемент — число, обозначающее предельное значение тока в амперах.

Пятый элемент — буква “Х”, вводится только для приборов обратной полярности (основание корпуса — катод).

Дополнительные элементы — числа, характеризущие типономинал и некоторые характеристики прибора:

· класс по напряжению — числа, соответствующие сотням вольт;

· группа по времени обратного восстановления (для высокочастотных и импульсных диодов) — числа от 1 до 14.

Примеры обозначения по ГОСТ 20859-75: В2-320-12 — низкочастотный диод, второго конструктивного исполнения на предельный ток 320 А, напряжение 1200 В; ВЧ-200-8-10 — высокочастотный диод на предельный ток 200 А, напряжение 800 В, время обратного восстановления 2 мкс (10 группа).

ГОСТ 20859-79 устанавливает унифицированное обозначение силовых полупроводниковых приборов из следующих шести элементов.

Первый элемент — буква, обозначающая подкласс (вид) прибора:

Д — выпрямительный диод;

Л — лавинный диод.

Второй элемент — буква, определяющая функциональное назначение прибора:

Ч — высокочастотный диод, для диодов с временем обратного восстановления менее 5 мкс (для низкочастотных приборов дополнительное буквенное обозначение не применяется);

И — импульсный диод с временем включения менее 4 мкс.

Третий элемент — цифра от 1 до 9, определяющая порядковый номер модификации прибора.

Четвертый элемент — цифра от 1 до 9, указывающая тип (размер) корпуса (см. таб. 2.1-2).

Таб. 2.1-2. Интерпретация четвертого элемента маркировки силовых диодов по ГОСТ 20859-79

Пятый элемент — цифра от 1 до 5 — конструктивное исполнение корпуса прибора:

1 — штыревое с гибким выводом;

2 — штыревое с жестким выводом;

3 — таблеточное;

4 — под запрессовку;

5 — фланцевое.

Шестой элемент — цифры, которые указывают значение максимального допустимого среднего тока или импульсного тока в амперах. Перед обозначением тока ставится дефис.

Дополнительные элементы обозначения могут быть следующими:

· буква “Х” — обозначает приборы с обратной проводимостью (катодом является основание);

· класс по напряжению — числа, соответствующие сотням вольт (1 –100 В, 2 – 200 В, 3 – 300 В, ..., 13 – 1300 В, ..., 20 – 2000 В, ..., 50 – 5000 В);

· группа по времени обратного восстановления — цифры от 1 до 9, обозначающие, соответственно, не более 5; 4; 3,2; 2,5; 2; 1,6; 1; 0,63; 0,4 мкс (для высокочастотных и импульсных диодов).

Пример условного обозначения по ГОСТ 20859-79: Д161-200Х-8 — диод первой модификации, размер шестигранника под ключ 32 мм, штыревой конструкции с гибким выводом, максимально допустимый средний ток 200 А, обратной полярности, повторяющееся обратное напряжение 800 В.

За рубежом существует множество разнообразных систем маркировки (обозначения) полупроводниковых приборов. Наиболее распространены три системы: JEDEC, Pro Electron и JIS. Многие фирменные системы обозначений базируются на какой-либо из этих систем.

Система JEDEC принята в США и поддерживается ассоциацией предприятий электронной промышленности (Electronic Industries Alliance).

Обозначение полупроводниковых приборов в системе JEDEC имеет следующую форму:

<цифра> <буква> <серийный номер> [суффикс]

Первая цифра — цифра, отражающая количество переходов в элементе (1 для диодов).

Буква —всегда буква “N”.

Серийный номер — двух-, трех- или четырехзначное число, которое отражает порядковый номер регистрации полупроводникового прибора в EIA. Никакой дополнительной информации за исключением, возможно, времени регистрации этот номер не несет.

Суффикс — отражает разбивку приборов одного типа на различные типономиналы по характерным параметрам. Суффикс может состоять из одной или нескольких букв.

Система Pro Electron широко распространена в Европе. Она поддерживается европейской ассоциацией производителей электронных компонентов (European Electronic Component Manufacturers Association ).

Обозначение полупроводниковых приборов в системе Pro Electron состоит из четырех элементов.

Первый элемент — буква, обозначающая тип полупроводникового материала, используемого в приборе:

A — германий;

B — кремний;

C — арсенид галлия;

R — другие полупроводниковые материалы.

Второй элемент — буква, обозначающая тип полупроводникового прибора:

A — маломощные импульсные и универсальные диоды;

B — варикапы;

C — маломощные низкочастотные транзисторы;

D — мощные низкочастотные транзисторы;

E — туннельные диоды;

F — маломощные высокочастотные транзисторы;

G — приборы специального назначения (например, генераторные), а также сложные приборы, содержащие в одном корпусе несколько различных компонентов;

H — магниточувствительные диоды;

K — приборы на основе эффекта Холла;

L — мощные высокочастотные транзисторы;

M — модуляторы и умножители на основе эффекта Холла;

N — оптроны;

P — светочувствительные приборы (фотодиоды, фототранзисторы и т.п.);

Q — светоизлучающие приборы (светодиоды, ИК-диоды и т.п.);

R — маломощные переключательные приборы (тиристоры и т.п.);

S — маломощные переключательные транзисторы;

T — мощные переключательные приборы;

U — мощные переключательные транзисторы;

X — умножительные диоды (варакторы и т.п.);

Y — выпрямительные диоды, бустеры;

Z — стабилитроны, стабисторы, ограничители.

Третий элемент — буква, которя ставится только для приборов, предназначенных для применения в аппаратуре специального назначения (промышленной, профессиональной, военной и т.п.). Обычно используются буквы “Z”, “Y”, “X” или “W”. В обозначениях приборов общего назначения этот элемент отсутствует.

Четвертый элемент — двух-, трех- или четырехзначный серийный номер прибора.

В обозначении могут присутствовать и некоторые дополнительные элементы. Например, такой же как и в системе JEDEC суффикс, который отражает разбивку приборов одного типа на различные типономиналы по характерным параметрам.

Для некоторых типов приборов (таких как стабилитроны, мощные диоды и тиристоры) может применяться дополнительная классификация. При этом к основному обозначению через дефис или дробь добавляется дополнительный код. Например, для стабилитронов часто применяется дополнительный код, содержащий сведения о напряжении стабилизации и его возможном разбросе (“A” – 1%, “B” – 2%, “C” – 5%, “D” – 10%, “E” – 15%). Если напряжение стабилизации — не целое число, то вместо запятой ставится буква V. В дополнительном коде для выпрямительных диодов указывается максимальная амплитуда обратного напряжения.

Например, BXY85‑C6V8 — это кремниевый стабилитрон специального назначения с регистрационным номером 85, напряжением стабилизации 6,8 В с максимальным отклонением этого напряжения от номинального значения ±5%