Выпрямительные или силовые диоды
В
ыпрямительные
(силовые) диоды - это полупроводниковые
приборы, предназначенные для преобразования
переменного тока в однополярный. Для
этого диод включается последовательно
в цепь источника переменного тока и
нагрузки (рисунок 24).
Рис. 24. Схема электрической цепи с выпрямительным диодом
Основой конструкции диода является один р-n переход. Условное обозначение диода сохранилось от первых электровакуумных диодов. В изображении черта означает катод, а треугольник анод. Чтобы это запомнить, достаточно представить, что катод испускает электроны, и они выходят из него расходящимся пучком, образуя треугольник. Если считать проводимость диода направленной от плюса к минусу, то она будет соответствовать стрелке, образованной вершиной треугольника.
В силу односторонней проводимости диода через нагрузку протекает пульсирующий ток одной полярности (рисунок 25).
Рис. 25. Вольт-амперная характеристика диода и график изменения тока на Rн (рис. 24)
Основными параметрами выпрями тельных диодов являются:
а) Максимальный выпрямленный ток Iпр max;
б)Максималъно-допустимое обратное напряжение Uобр max;
в) Обратный ток, протекающий через диод Iпр max;
г) Падение напряжения на диоде при прямом включении Uпp.
Выпрямительные диоды делятся на германиевые и кремниевые. В кремниевых диодах обратные токи Iобр а несколько порядков меньше, чем в германиевых, а допустимые обратные напряжения Uобр существенно выше. Однако германиевые диоды обладают меньшим прямым падением напряжения Uпp.
Переключающие диоды - тиристоры
Тиристором называют полупроводниковый прибор с тремя последовательно включенными p-n переходами. Тиристоры с двумя электродами (рис. 26) называют динисторами-это неуправляемые тиристоры, с тремя электродами - тринисторы - это управляемые тиристоры.
а)
б)
Рис.26. Устройства динистора – а) и тринистора – б)
А - анод; К - катод; УЭ - управляющий электрод.
Если к тиристору приложить обратное напряжение, то он ведет себя как обычный диод - закрыт. При прямом включении тиристоров они остаются также закрытыми, пока напряжение между анодом и катодом не достигнет величины Uвкл. После этого тиристоры резко переходят в открытое состояние и ведут себя как обычные силовые диоды в прямом включении, пока ток через них не снизится до величины Iвыкл. Как только это произойдет, диод вновь переходит в закрытое состояние. У динисторов невозможно управлять величиной Uвкл, а у тринисторов величина Uвкл зависит от величины тока управляющего электрода: Uвкл = f (Iуэ) и при достаточно больших токах Iуэ вольтамперная характеристика тринистора вырождается в прямую ветвь характеристики обычного диода. Управление тринистором осуществляется лишь при его отпирании, а затем он становится неуправляемым.
Важнейшими параметрами тиристоров являются:
Ток включения – Iвкл. Напряжение включения – Uвкл.
Ток выключения – Iвыкл.
Остаточное напряжение – Uост. - падение напряжения на открытом тиристоре.
Обратный ток тиристора – Iобр.
Управляющий ток – Iупр. – тиристора – величина тока, при котором включается тиристор.
Время включения – tвкл. - минимально необходимая длительность импульса включения на УЭ.
Выпускаются тиристоры, имеющие симметричную вольт-амперную характеристику для обеих полярностей напряжения на аноде. Такие тиристоры называют симисторами.
