» Статьи об энергетике » Статьи об энергетике » Характеристики диодов, конструкции и особенности применения

Характеристики диодов, конструкции и особенности применения








Вольтамперная характеристика (ВАХ) полупроводникового диода представляет собой зависимости между значениями напряжения (прямого и обратного) и токами (прямого и обратного). Типовая вольтамперная характеристика диода представлена на рисунке 1.



Рисунок 1.


Стоит отметить, что ВАХ для диодов различного типа отличаются. На рисунке 2 представлены характеристики германиевого (синим цветом) и кремниевого (черным цветом) диодов.



Рисунок 2.


Рассмотрим основные составляющие ВАХ диода.

Прямая ветвь ВАХ диода. Расположена в первом квадранте системы координат. Прямая ветвь ВАХ соответствует прямому включению диода. Увеличение приложенного напряжения в прямом направлении к диоду Uпр приводит к увеличению прямого тока Iпр. Прямая ветвь ВАХ характеризуется изломом – напряжение практически не увеличивается, при этом ток стремительно возрастает. Величина этого напряжения определяет прямое падение напряжения на диоде (около 0,5…2 В). Мощность диода (количество теплоты выделяемое при его работе) определяется произведением прямого напряжения на прямой ток. Для мощных диодов на их корпусе устанавливают дополнительные радиаторы.



Рисунок 3.


Мощность, рассеиваемая диодами, может достигать 30% полезной мощности всей установки. Для снижения прямого напряжения на диоде применяют специальные диоды Шоттки (по имени изобретателя немецкого физика Вальтера Шоттки). Падение напряжения на таких диодах составляет 0,2…0,4 В.

Обратная ветвь ВАХ диода. Расположена в третьем квадранте системы координат и соответствует обратному включению диода. Включение диода в обратном направлении приводит к протеканию через р-n переход обратного тока (до нескольких микроампер). Поэтому на диоде также выделяется определенная мощность, определяемая произведением обратного тока и обратного напряжения. Перегиб обратной ветви ВАХ диода соответствует пробою р-n перехода (диод превращается в резистор).

Применение полупроводниковых диодов в высокочастотных схемах приводит к необходимости учитывать паразитную емкость диода (электрическая емкость подобная емкости конденсатора). Однако эта емкость нашла и практическое применение в специальных диодах – варикапах.



Рисунок 4.


Конструктивно различают следующие типы диодов: плоскостные и точечные.

Точечные диоды (рисунок 5), как правило, применяются в высокочастотных схемах. Один их электродов точечного диода является металлической иглой (содержит примесь донора или акцептора), который вплавляется в кристалл полупроводника. Поэтому р-n переход в точечных диодах имеет малую площадь и, как следствие, малую паразитную емкость. Рабочая частота точечных диодов может достигать нескольких гигагерц, однако обратное напряжение для точечных диодов не превышает 5 В.



Рисунок 5.


Плоскостные диоды (рисунок 6) применяются в схемах выпрямителей. Размеры р-n перехода плоскостных диодов может достигать 100 кв. мм., поэтому величина прямого тока намного больше, чем у точечных диодов.



Рисунок 6.


Основные сферы применения полупроводниковых диодов:

1. Преобразователи напряжения (выпрямители), преобразователи частоты.
2. Детекторные приборы (фотодиоды).
3. Устройства нелинейной обработки аналоговых сигналов.
4. Стабилизированные источники питания.
5. Схемы ограничения сигналов.
6. Индикаторы (светодиоды).




Всего комментариев: 0



Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]


Новости сайта ukrelektrik.com


Последние статьи ukrelektrik.com


Последние ответы на форуме ukrelektrik.com