КВ-приемник мирового уровня? Это очень просто!

«А»: А значит, подавая на подобный р-n-переход внешнее напряжение мы получим (в зависимости от полярности) два совершенно различных случая.

«Н»: Почему различных?

«А»: А ты подумай! Порассуждай, Незнайкин! Это полезное занятие!

«Н»: Ну, если ты так просишь!.. Пусть положительный полюс источника напряжения соединен с областью р, а отрицательный — с n. Тогда в области n свободные электроны полупроводника будут отталкиваться в сторону перехода электронами, поступающими от источника напряжения. Они пересекут р-n-переход и начнут заполнять дырки, которые положительный потенциал источника подогнал к этому переходу…

«С»: Можем сказать, что положительный полюс источника будет притягивать к себе электрон всякий раз, когда другой электрон преодолеет переход, проникнув из области n в область р.

Электрон, притянутый источником, создает дырку. Которая заполнится тем электроном, который будет ближе к переходу. На его месте, в свою очередь, возникнет новая дырка. Она будет перемещаться в сторону перехода, пока не будет заполнена там новым электроном, проникшем из области n.

Таким образом, через р-n-переход БУДЕТ ТЕЧЬ ТОК!

«Н»: Ну, а если приложить напряжение другой полярности?

«А»: В этом случае электроны отрицательного полюса источника напряжения притянут дырки области р еще ближе к периферийной области кристалла полупроводника. А к противоположному концу кристалла положи тельный полюс источника притянет свободные электроны. При этом ни электроны, ни дырки не будут пересекать р-n-переход. Величина потенциального барьера возрастет. НИКАКОГО ТОКА НЕ БУДЕТ!

«С»: Почти верно! Очень малый ОБРАТНЫЙ ТОК проходить будет. Его причина кроется в том, что исходный германий (или кремний) имели остаточные, неконтролируемые примеси. Вот их-то электроны и «повинны» в наличии обратных токов.

«Н»: Вот мы и получили детектор! А большие токи через р-n-переходы можно пропускать?

«С»: Ну конечно! Кстати, р-n-переход называют полупроводниковым ДИОДОМ. Они бывают германиевые, кремниевые и из иных полупроводниковых материалов.

«Н»: Каких это иных? Разве есть еще и другие полупроводники, кроме германия и кремния?

«С»: Да. И довольно много! Но уже не в виде отдельных химических элементов, а в виде многоэлементных сложных структур. Но мы их вниманием тоже не обойдем, не беспокойся!

«Н»: Я понял так, что диоды могут и детектировать слабые сигналы, и выпрямлять огромные токи.

«С»: Это настолько же верно, насколько и неполно!

«Н»: В каком смысле?

«А»: Прежде всего в том, что функции диодов совершенно не исчерпываются функциями детектирования и выпрямления. Более того, имеется значительное количество различных типов диодов, которые НИКОГДА не используются в качестве выпрямителей или детекторов! Тем не менее современная электроника без них обойтись не в состоянии. Не так ли, дорогой Спец?

«С»: Совершенно с вами согласен. Об этом и поведем разговор. Но, прежде чем это сделать, приведем вольт-амперную характеристику (ВАХ) для кремниевого диода малой мощности. Обратите внимание, что обратная ветвь характеристики при достижении некоторого U_обр, имеет участок параллельный оси ординат (рис. 11.3, а).

«Н»: Чудеса, да и только! Это что же выходит? При одном и том же напряжении ток может изменяться вдвое?

«А»: Ну почему вдвое? А в пять, в десять раз при том же напряжении не хочешь?

«Н»: Минуточку, а как же тогда быть с законом Ома?…

«С»: Твой вопрос, Незнайкин, не застал меня врасплох! Но прошу внимательно взглянуть на рис. 11.3, б…

«А»: На обратной ветви я вижу ДВЕ кривые!

«С»: Да. И они соответствуют двум различным видам (механизмам) ПРОБОЯ р-n-перехода. Первый — это так называемый ЛАВИННЫЙ пробой (кривая 1). Второй — ТЕПЛОВОЙ пробой. Сразу оговорю, что если судьба какого-либо диода пошла по кривой 2, то единственное, что здесь можно сделать — это как можно быстрее выпаять его из схемы и сдать на металлолом! Поскольку это означает тепловое разрушение кристалла и, естественно, расплавление р — n-перехода!

«А»: А если карты выпадут так, что ВАХ пойдет по кривой 1?

«С»: Тогда все не так страшно! Как вообще проявляет себя пробой р-n-перехода? Он проявляется, прежде всего, в резком увеличении тока, протекающего в обратном направлении. Это бывает при достижении определенного КРИТИЧЕСКОГО значения ОБРАТНОГО напряжения. Если подходить очень строго, то существуют три вида пробоя перехода: лавинный, туннельный и тепловой. Просто в силу ряда причин практического характера мы оставляем пока без рассмотрения туннельный пробой…

«Н»: Ну, а лавинный и тепловой?