4.1.Разновидности диодов, система параметров
4.4.1Универсальные диоды
Такие приборы обладают совокупностью свойств, обеспечивающих им очень широкую область применения, и характеризуются следующими основными параметрами:
прямое падение напряжения при заданном прямом токе;
максимально допустимый прямой ток. Ограничение на его величину связано с тем, что на диоде выделяется мощность P = Iпр∙Uд, под действием которой кристалл разогревается. При больших прямых токах он может либо расплавиться, либо нагреться до температуры, при которой станет недопустимо большим обратный ток, (так как диод не все время работает при прямом напряжении);
максимально допустимое обратное напряжение, определяемое на уровне 0,8 Uпроб для максимальной рабочей температуры;
обратный ток при максимальном обратном напряжении.
Аналогичная группа параметров применяется для описания свойств диода при импульсных воздействиях. Если импульсы короткие и следуют достаточно редко, то токи через диоды и обратные напряжения на них могут значительно превышать статические значения.
Когда диоды используются для целей выпрямления, то на них подается переменное напряжение. Если при этом через диоды будут протекать большие прямые токи, то важным является учет параметра, который называется частотой без снижения режимов работы.
При
протекании обратного тока на диоде
будет выделяться некоторая мощность
,
а с ростом частоты среднее значение
обратного тока и, соответственно,
мощности будут возрастать, диод начнет
сильнее нагреваться.
Наличие эффектов накопления и рассасывания неосновных носителей приводит к тому, что при увеличении прямого тока возрастает и количество накопленных носителей а, следовательно, и величина импульсов обратного тока (рис.2.8). Наиболее ярко эти зависимости проявляются, если на диод подается двуполярное напряжение прямоугольной формы.
Рис.2.8. Влияние эффектов накопления и рассасывания
неосновных носителей на работу диода.
Данное обстоятельство приводит к росту среднего обратного тока при увеличении частоты переключения диода и возрастанию температуры перехода. Действие всех рассмотренных факторов может привести к перегреву диода и выходу его из строя. Поэтому вводится ограничение на частоту выпрямляемого напряжение при заданном прямом токе через диод.
4.4.2Силовые диоды
Силовые диоды применяются в основном в устройствах электропитания и обычно от них требуется обеспечение больших (до десятков и сотен ампер) токов в нагрузке и возможность выдерживать значительные обратные напряжения. Такие токи можно получить только в p-n переходах значительной площади. Поэтому силовые диоды имеют большие габариты и выполняются в массивном корпусе, предназначенном для установки на радиатор. Последнее объясняется тем, что например при токе порядка 100 А на открытом диоде будет выделяться мощность около 80 Вт.
Система параметров силовых диодов аналогична соответствующей системе универсальных, но используется и ряд дополнительных – например тепловое сопротивление переход – корпус или переход – среда. Это число, имеющее размерность град/Вт и показывающее насколько увеличивается температура кристалла при подведении к нему мощности 1 Вт и неизменной температуре корпуса или окружающей среды.