Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1959, H. 36 - Val av halvledardioder, av Per Svedberg
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Val av halvledardioder
Civilingenjör Per Svedberg, Stockholm
621.314.63
I marknaden finns i dag ett mycket stort antal
olika typer av halvledardioder, vilket gör det
svårt för apparatkonstruktören att snabbt finna
rätt diod för ett specifikt ändamål. Dioderna
kan vara av germanium eller kisel, de kan vara
legerade eller diffunderade, utförda som
spetsdioder eller svetsade dioder, glas- eller
metall-kapslade osv.
Germanium eller kisel
En väsentlig skillnad mellan germanium- och
kiseldioderna är deras olika maximalt tillåtna
arbetstemperatur. Germaniumdioderna kan i
allmänhet inte arbeta vid högre temperatur än
75° G, Vissa typer påstås kunna tåla 100° C,
under det att kiseldioderna i allmänhet utan
vidare tål 150°G; 200°C anges som möjlig
arbetstemperatur för vissa typer.
Arbetstemperaturen är dock inte den enda
skillnaden mellan Ge och Si, kanske inte heller
den väsentligaste. Sålunda är
ledspänningsfallet hos germanium ungefär hälften så stort som
det hos kisel ehuru ledströmtätheten är
ungefär lika i båda fallen, tabell 1. Denna
omständighet gör att germaniumdioder har lägre
ledförluster än kiseldioder. Arbetar en
germa-niumdiod och en kiseldiod i en omgivnings-
Sammandrag av föredrag vid STF:s kurs "Industriell
elektronik" den lf»—19 mars 1959.
Tabell 1. Jämförelse av fysikaliska egenskaper hos
germaninm-och kiseldioder
Ge Si
Ledströmstäthet ............. 100 100 (150)
Ledspänningskarakteristika: •
Nollspänning .............. ........... V 0,4 0,7—0,9
Resistiv del ................ 0,9 0,5—1
Arbetspärrspänning .......... ........... V 200 600
Läckström vid 25’° C ........ 10"3—10’2 i<r°— io~5
vid 75° C ......... io-2—ur1 10"4
vid 150°C ........ — 10"n—10~2
Smältpunkt................. ..........°C 937 1 420
Utvidgningskoefficient ....... ........ 1/°C 6.5 • 10~° (2,5—4,5) 10"’
Rörlighet hos elektroner . . . . ...... cm7Vs 3 600 1 200
temperatur på ca 25°C, har kiseldioden i
realiteten i genomsnitt en temperaturmarginal
som endast är 25 % större än
germaniumdio-dens. Är omgivningens temperatur 50°C, blir
kiseldiodens marginal dubbelt så stor.
Germaniumdiodernas låga förluster torde
göra, att temperaturen i en apparat kan hållas
lägre med germaniumdioder än med
kiseldioder, vilket kan vara av betydelse för andra
komponenter i apparaten. Man måste dock
komina ihåg, att dioder för låga strömmar i
allmänhet har ett ganska stort
spridningsmotstånd, som dominerar ledspänningsfallet. Man
kan då ej tillgodogöra sig själva
pn-övergång-ens låga ledspänningsfall för germanium utan
germanium- och kiseldioder med samma
geometri får ungefär lika stora ledspänningsfall.
I fråga om maximalt möjliga spärrspänningar
är kisel avsevärt överlägsen germanium. Det
gör, att man inom krafttekniken hellre
använder kisel än germanium i sådana fall, där
spärrspänningar på mer än 200 V önskas.
Kommer man över 400 V är ju saken självklar,
eftersom man då är tvungen att seriekoppla mer än
två germaniumdioder för varje kiseldiod,
varigenom kiseldiodens ledförluster blir mindre
än germaniumdiodernas tillsammans. Skall man
däremot arbeta med spänningar under 200 V,
har germaniumdioder bättre verkningsgrad än
kiseldioder.
Utöver spärrspänningen är diodens läckström
vid pålagd spärrspänning av intresse, särskilt i
anläggningar med många parallellkopplade
dioder. Vid en och samma arbetstemperatur
har då kisel 1/100—1/1 000 av läckströmmen
hos germanium. Arbetar dioden som likriktare,
så att dess arbetstemperatur bestäms av
ledförlusterna, blir skillnaden i läckström mindre.
Låter man dioderna arbeta vid sina maximala
temperaturgränser, blir läckströmmarna av
samma storleksordning.
Sammanfattningsvis har således kisel tre
fördelar framför germanium, nämligen större
spärrspänning, mindre läckström och högre
maximal arbetstemperatur. Germanium är
däremot överlägset kisel i fråga om
ledspänningsfall. Därtill kommer att germaniumdioder åt-
TEKNISK TIDSKRIFT 1959 9 65
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
