Германиевые диоды

Германиевые диоды конструктивно выполнены из двух частей, имеющих контакт друг с другом. На них нанесены разные легирующие примеси. Однако главное — это место их контакта, которое и характеризует особые свойства указанных полупроводников. Для их создания германий проходит особую очистку с тем, чтобы материал мог обеспечить должное функционирование. В частности, иметь идеальную кристаллическую решетку. Путем химических преобразований в нее дополнительно вводятся донорские и акцепторные примеси. Первые обеспечивают проводимость типа n, а вторые — типа p.

Характеристики и особенности

Для создания n и p примесей в технологии изготовления германиевых диодов используется соответственно сурьма и галлий. Выбор указанных элементов обусловлен тем фактом, что в результате химической реакции германий создает лишние электроны, а сурьма — так называемые «дырки», то есть, места для них. Таким образом при создании разности потенциалов происходит одностороннее перетекание электронов, представляющее собой однонаправленный электрический ток. При этом значение тока в открытом состоянии возрастает приблизительно по экспоненциальному графику.

Германиевые диоды характеризуются крайне малым порогом включения. Он составляет около 50 мВ (соответствующее значение зависит от конкретной модели). Следствием этого факта является то, что при этом возникает маленький пиковый ток по фильтру. При обратном движении тока прибор можно использовать как линейный выпрямитель. Интересно, что в контрольных приборах, измеряющих переменное напряжение чаще всего используют именно диоды, созданные на основе германия. Аналогично и для детекторов.

При выборе диода, выполненного на основе германия, необходимо всегда учитывать его характеристики. В частности:

• максимальное значение тока, идущего прямо;
• напряжение эксплуатации;
• температура работы (номинальная и максимальная);
• наибольшее значение обратного напряжения;
• значение обратного тока;
• емкостная характеристика;
• рабочая частота (номинальная и максимальная).

Перечисленные характеристики всегда можно найти в документации к продаваемым полупроводникам. Также, зная необходимые требования, всегда можно найти подходящую модель по справочнику. Для этого существуют каталоги или специальные ресурсы в интернете.

Область применения

Уникальные свойства германиевых диодов дают возможность использовать указанные полупроводники в самых разных электронных нелинейных схемах. Например:

• детекторы амплитуды;
• дискриминаторы фазы и частоты;
• усилители, работающие по логарифмическому алгоритму;
• преобразователи аналоговых сигналов;
• операционные усилители, схемы их связи;
• ограничители напряжения.

Германий был первым материалом, на основе которого были созданы первые диоды. И лишь в 1970-х годах его постепенно начал вытеснять кремний. Однако и по сегодняшний день германиевые диоды иногда применяются в различных схемах, поскольку этот материал обладает уникальными характеристиками.