1. По материалу полупроводникового кристалла
Германиевые (Ge)
Низкое падение напряжения (~0.3 В), но высокий обратный ток и низкая рабочая температура. Сейчас применяются редко.
Кремниевые (Si)
Наиболее распространенные. Более высокое падение напряжения (~0.7 В), но низкий обратный ток и высокая рабочая температура.
Арсенид-галлиевые (GaAs)
Широко используются в СВЧ-технике и светодиодах (инфракрасный диапазон). Обладают высокой электронной подвижностью.
Фосфид-галлиевые (GaP), Нитрид-галлиевые (GaN)
Основные материалы для светодиодов видимого диапазона (особенно синих, зеленых, белых) и мощных СВЧ-приборов.
Фосфид-индиевые (InP), Арсенид-индия-галлия (InGaAs)
Применяются в высокочастотных и оптоэлектронных приборах для телекоммуникационных систем (лазеры, фотоприемники).
2. По физическому принципу действия и конструктивно-технологическим особенностям
Диоды с p-n переходом
Выпрямительные диоды - основаны на классической вольт-амперной характеристике (ВАХ) p-n перехода.
Стабилитроны (диоды Зенера) - работают в режиме пробоя, стабилизируя напряжение.
Варикапы - используют зависимость барьерной емкости p-n перехода от обратного напряжения.
Диоды Шоттки - используют переход металл-полупроводник вместо p-n перехода. Характеризуются малым падением напряжения и высоким быстродействием.
Диоды с особой формой ВАХ
Туннельные диоды - имеют участок отрицательного дифференциального сопротивления на ВАХ благодаря туннельному эффекту. Используются в генераторах и усилителях СВЧ.
Обращенные диоды - разновидность туннельных, у которых туннельный эффект выражен только в обратном направлении.
Лавинно-пролетные диоды
Лавинно-пролетные диоды (ЛПД) - используют явление лавинного умножения носителей и их пролет через область дрейфа для генерации СВЧ-колебаний.
Диоды с накоплением заряда
Диоды с накоплением заряда (ДНЗ) - имеют особую структуру, позволяющую накапливать заряд в базе, что дает очень короткий импульс при переключении.
3. По функциональному назначению
Диоды для выпрямления и коммутации
Выпрямительные диоды - преобразование переменного тока в постоянный на низких частотах (50/60 Гц).
Импульсные диоды - коммутация (включение/выключение) в высокоскоростных цифровых и импульсных схемах. Имеют малое время восстановления.
Диоды Шоттки - используются в выпрямителях импульсных блоков питания и в цифровых схемах в качестве защитных и коммутирующих элементов.
Диоды для стабилизации и ограничения напряжения
Стабилитроны - стабилизация напряжения.
Супрессоры (TVS-диоды) - защита от перенапряжений и импульсных помех.
Диоды с электрически управляемой емкостью
Варикапы - используются в перестраиваемых резонансных контурах (например, в системах автоматической подстройки частоты - АПЧ).
СВЧ-диоды (для работы на сверхвысоких частотах)
Смесительные диоды - для преобразования частоты сигнала.
Детекторные диоды - для детектирования (выделения огибающей) СВЧ-сигнала.
Переключательные диоды - для быстрого переключения СВЧ-мощности.
Ограничительные диоды - для ограничения уровня СВЧ-мощности.
Лавинно-пролетные диоды (ЛПД) и Туннельные диоды - для генерации СВЧ-колебаний.
Оптоэлектронные приборы (работают со светом)
Светодиоды (LED) - преобразуют электрический ток в световое излучение.
Фотодиоды - преобразуют световое излучение в электрический ток (работают в режиме фотодетектора).
Фотостабилитроны - стабилитроны, прозрачные для света, что позволяет им работать в качестве стабилизатора и фотодетектора одновременно.
Лазерные диоды - генерируют когерентное (узконаправленное и одноцветное) оптическое излучение.
Прочие специальные диоды
Магнитодиоды - параметры зависят от магнитного поля.
Тензодиоды - параметры зависят от механической деформации.
Сводная таблица
| Назначение / Тип | Физический принцип | Основная характеристика |
|---|---|---|
| Выпрямительный | p-n переход | Максимальный прямой ток, обратное напряжение |
| Импульсный | p-n переход | Время восстановления |
| Стабилитрон | Пробой p-n перехода | Напряжение стабилизации |
| Варикап | p-n переход | Диапазон изменения емкости |
| Диод Шоттки | Переход металл-полупроводник | Малое падение напряжения, высокое быстродействие |
| Туннельный | Туннельный эффект | Участок отрицательного сопротивления на ВАХ |
| Светодиод (LED) | Электролюминесценция | Сила света, длина волны (цвет) |
| Фотодиод | Внутренний фотоэффект | ФотоЭДС или фототок |
Сравнительная характеристика распространенности диодов
Современные тенденции в развитии диодов
Современные полупроводниковые диоды активно развиваются в направлении повышения эффективности, уменьшения размеров и расширения функциональных возможностей. Особое внимание уделяется:
Миниатюризация
Создание нанодиодов и интеграция в микросхемы.
Повышение энергоэффективности
Уменьшение потерь мощности и тепловыделения.
Расширение рабочих диапазонов
Увеличение рабочих частот, температур и напряжений.
Многофункциональность
Создание диодов, совмещающих несколько функций.
Рисунок - Классификация диодов
