Статические параметры диодов

Для п/п диодов важным является ряд статических параметров:

1. Дифференциальное сопротивление

Определяет, как изменяется ток через диод вблизи некоторого значения U, заданного рабочей точкой

I

β A

α U

R_д зависит от тока или от напряжения. При обратном напряжении оно велико (сотни МОм).

2. Сопротивление постоянному току

А – рабочая точка

3. R и R – сопротивление диода постоянному току при номинальных значениях тока и напряжения.

Зависимость характеристики и параметров от температуры

С изменением температуры меняется как прямая, так и обратная ветвь ВАХ.

Обратная ветвь ВАХ меняется из-за того, что тепловой ток в германиевом диоде и ток тепловой генерации в кремниевом значительно увеличивается с повышением температуры.

I T=370K

T=300K

U

U₂ U₁

Прямой ток меняется, и характеристики сдвигаются влево с увеличением температуры.

Для оценки температурной зависимости прямой ветви ВАХ используется температурный коэффициент напряжения:

Температурный коэффициент характеризует изменение прямого напряжения при изменении температуры на 1 К.

Температурная зависимость прямого тока объясняется следующими причинами:

1. Процессами в самом переходе (изменение I_пов, I_д, I₀).

2. Изменением сопротивления базового слоя. При увеличении температуры проводимость п/п базы увеличивается. Следовательно, уменьшается напряжение базы и прямой участок ВАХ становится более крутым. Есть диоды, у которых сопротивление базы с увеличением температуры увеличивается. Это возможно при низком легировании базы (все носители участвуют в создании прямого тока). Собственная проводимость п/п такого диода мала.

_Ge=2 мВ/К.

Выпрямительные диоды

ППВД различаются по материалу, используемому для образования p-n-перехода: германиевые, кремниевые, селеновые, медно-закисные, титановые. По характеру контакта они бывают точечные и плоскостные.

Выпрямительными эти диоды называются потому, что при применении в схемах используют свойство односторонней проводимости.

U_вх

А К (-)+

R_н t

(+)-

U_вых

U _вх R_Н U_вых t

При «+» U_вх к диоду приложено обратное напряжение и ток протекать не будет. Ток идёт через сопротивление нагрузки.

Если подать «-» U_вх, то диод открыт, через него протекает ток, т.к. сопротивление по постоянному току диода много меньше сопротивления нагрузки, через которое ток проходить не будет.

Параметры вд

Это статические параметры и электрические величины, определяющие работу ВД в выпрямителях.

• I_пр – среднее за период значение прямого тока;

• U_пр – среднее за период падение напряжения на диоде при протекании прямого тока;

• I_обр – среднее за период значение обратного тока;

• U_обр – среднее за период значение обратного напряжения;

• f_max – предельная рабочая частота;

• Величина ёмкости диода;

• Предельное значение рабочей температуры.

Схема простейшего выпрямителя

Тр U_вх

t

U₂=U_вх C R_н U_с

t

t₁ t₂ t₃ t₄

I t

0 – t₁ U_с >U_вх i_д = 0

t ₁ – t₂ U_с <U_вх i_д = 0

t ₂ – t₃ U_с >U_вх i_д = 0, конденсатор разряжается.

Скорость разряда конденсатора зависит от его ёмкости и сопротивления нагрузки.

Недостатками данной схемы является: низкий КПД, значительная пульсация и значительная потребляемая мощность.

Существуют параметры, характеризующие качество выпрямления:

Коэффициент выпрямления

Крутизна характеристики

Обычно [S]=1мА/В.