1.1.5 Параметры диода
Различают рабочие и предельные параметры.
Рабочие параметры характеризуют свойства диода в рабочих режимах. К ним относятся:
-
- прямое падение напряжения при заданном
прямом токе (при отсутствии данных
используют значение
;
- - обратный ток при заданном обратном напряжении;
-
- дифференциальное сопротивление в
прямом смещении при заданном прямом
токе;
-
- емкость диода. Складывается из трех
компонентов – емкости выводов
(1…5 пф) диода, барьерной
и диффузионной
емкостей перехода.
Барьерная емкость проявляется при нулевом и обратном смещении перехода и представляет собой емкость между n- и p-областями, разделенными обедненным слоем, который играет роль диэлектрика. Поскольку толщина обедненного слоя зависит от прикладываемого к переходу (диоду) обратного напряжения, то барьерная емкость также зависит от этого напряжения. Зависимость является обратно пропорциональной и используется в приборах, называемых варикапами.
Диффузионная емкость проявляется при прямом смещении диода. При протекании прямого тока в базе перехода накапливается заряд носителей, инжектированных из эмиттера, которые не успевают мгновенно рекомбинировать. Если резко изменить полярность напряжения на диоде, то эти носители могут пройти через переход обратно в эмиттер. Образующийся при этом ток аналогичен емкостному току;
-
- время восстановления обратного
сопротивления – время, в течение которого
при изменении полярности напряжения
на диоде с прямой на обратную рассасывается
заряд носителей, накопленный в базе при
протекании прямого тока;
-
- максимальная рабочая частота.
Предельные параметры характеризуют границы области работоспособности диода, выход за пределы которых выводит диод из строя:
-
- максимальный прямой ток;
-
- максимальное обратное напряжение;
-
- максимальная рассеивающая мощность;
-
,
- минимальная и максимальная температуры
эксплуатации.
В процессе проектирования схемы при выборе диода предельные параметры всегда учитываются в первую очередь.
1.1.6 Однополупериодный выпрямитель на диоде
Выпрямители используются для преобразования переменного (двухполярного) напряжения в постоянное (однополярное). Схема однополупериодного выпрямителя представлена на рис. 1.7, а.
|
|
а) |
б) |
Рисунок1.7 – Однополупериодный выпрямитель |
|
Выпрямитель содержит
полупроводниковый диод
,
который включен между источником
переменного синусоидального напряжения
и нагрузкой
.
При поступлении на вход выпрямителя
положительной полуволны переменного
напряжения
диод открыт (рис. 1.7, б). Через нагрузку
протекает ток
,
и на выходе формируется положительная
полуволна напряжения с амплитудой,
меньшей амплитуды входного напряжения
на величину
.
При отрицательной полуволне входного
напряжения диод закрыт, тока в нагрузке
нет, на выходе нулевое напряжение.
Для сглаживания пульсаций выходного напряжения на выходе выпрямителя устанавливают фильтр, например, емкостного типа (рис. 1.8, а).
|
|
|
а) |
б) |
|
|
||
При положительной
полуволне входного напряжения, когда
входное напряжение превышает напряжение
на выходе, диод
открывается, и конденсатор
фильтра заряжается от источника входного
напряжения (интервалы
и
на рис. 1.8, б). В течение остального
времени диод находится в закрытом
состоянии; питание нагрузки обеспечивается
за счет заряда, накопленного конденсатором,
при этом он разряжается, и выходное
напряжение понижается. Чем больше
емкость конденсатора, тем меньше
снижается выходное напряжение при
разряде конденсатора, то есть меньше
уровень пульсаций сглаженного напряжения
на выходе.