6 Основные параметры диода

Параметром ПП прибора называют величину, характеризующую его свойство или режим работы (электрический, климатический).

Различают основные (контролируются и гарантируются изготовителем) и справочные параметры. Справочные параметры делят на параметры номинального режима работы и параметры предельного режима работы.

Определено три режима работы ПП приборов:

• статический;

• квазистатический;

• динамический.

Режим работы называют статическим, если напряжение на электродах постоянно. В этом режиме все параметры остаются неизменными.

Если параметры изменяются настолько медленно, что режим работы в любой момент времени незначительно отличается от статического, такой режим называют квазистатическим.

Режим работы, при котором хотя бы один из параметров измененяется во времени, называют динамическим.

Для оценки свойств и взаимозаменяемости диодов в цепях переменного тока используют дифференциальные параметры. Величина переменного тока, проходящего через диод, должна обеспечивать его надежную и длительную работу. Значение этого тока ограничивается разогревом р-п-перехода или максимальной мощностью Р_max. Превышение тока I_пр ведет к тепловому пробою и повреждению диода.

Основные параметры выпрямительного диода:

Выпрямленный средний (прямой) ток I_{пр. ср.}– среднее за период значение выпрямленного тока, который может длительно протекать через диод при допустимом его нагреве (сотни миллиампер – десятки ампер).

Среднее прямое напряжение U_пр.ср.– среднее значение прямого падения напряжения, определяемое при среднем выпрямленном токе.

Допустимое обратное напряжение U_обр. – максимальное значение за период, при котором обеспечивается надежная и длительная работа диода. Превышение U_обр. приводит к пробою диода и потере работоспособности.

При увеличении температуры значения параметров U_обр. и I_пр.ср. снижаются!

Кремниевые диоды могут работать при значительно больших обратных напряжениях, чем германиевые диоды. Максимально допустимое обратное напряжение у германиевых диодов с повышением температуры до максимальной резко падает, в то время как у кремниевых диодов даже несколько увеличивается, поэтому выпрямительные диоды изготавливают на базе кремния.

Обратный ток I_обр – среднее значение (за период) обратного тока при допустимом напряжении U_обр. Чем меньше ток I_обр , тем лучше выпрямительные свойства диода.

Повышение температуры на каждые 10 ^оС приводит к увеличению тока I_обр

у германиевых и кремниевых диодов в 1,5 – 2 раза!

Максимальная постоянная, или средняя (за период), мощность Р_max– мощность, рассеиваемая диодом, при которой диод может длительно работать, не изменяя свои параметры.

Максимальная температура перехода Т_пер.max – зависит от материала ПП (ширины запрещенной зоны) и степени его легирования.

Предельные режимы использования диодов показаны на ВАХ.

С повышением частоты переменного напряжения, подводимого к диоду, его выпрямительные свойства ухудшаются. Поэтому задается диапазон рабочих часто Δf или максимальная частота выпрямления f _max.

При расчете режима выпрямителей используют следующие параметры:

1. Дифференциальное сопротивление переменному току r_диф= . При прямом подключении напряжения r_диф.пр. мало (несколько Ом). При подключении обратного напряжения r_{диф.обр.} велико (от десятков кОм до нескольких МОм).

Поскольку электрическое сопротивление диода в прямом включении меньше, чем в обратном, диод обладает односторонней проводимостью и используется для выпрямления переменного тока.

2. Статическое сопротивление диода постоянному току r_пр= .

3. Емкость диода С_Д=С_бар+С_диф+С_{корпуса} оказывает существенное влияние на его работу на ВЧ и в импульсном режиме.