12 Выпрямительные диоды
Выпрямительный диод предназначен для преобразования переменного тока в постоянный. Используется свойство односторонней проводимости р-n-перехода. Электрод с большей концентрацией основных носителей называется- эмиттером (Э), электрод с меньшей концентрацией основных носителей – базой (Б).
В большинстве случаев выпрямительные диоды являются плоскостными, причем р-n-переход германиевых диодов создают исключительно сплавным методом, а для изготовления кремниевых диодов используют сплавной и диффузионный методы. Для получения больших значений выпрямленных токов в выпрямительных диодах используют электронно-дырочные переходы с большой площадью, поскольку для нормальной работы диода плотность тока через переход не должна превышать 1…2 А/мм2.
Основной характеристикой выпрямительного диода является его вольт-амперная характеристика. На рисунке 4.1 приведены ВАХ р-n-перехода (1) или теоретическая и диода (2) или реальная.
Рисунок 4.1
С повышением температуры напряжение пробоя увеличивается из-за теплового рассеяния подвижных носителей и уменьшения средней длины их свободного пробега в р-п переходе до пробоя.
Основными параметрами выпрямительных полупроводниковых диодов являются:
постоянное прямое напряжение Uпр при заданном прямом токе Iпр;
максимально допустимое обратное напряжение Uобр max, при котором диод еще может нормально работать длительное время;
постоянный обратный ток Iобр, протекающий через диод при обратном напряжении Uобр max;
средний выпрямленный ток Iвп ср, который может длительно проходить через диод при допустимой температуре нагрева;
максимально допустимая мощность Pmax, рассеиваемая диодом, при котором обеспечивается заданная надежность диода.
По максимально допустимому значению среднего выпрямленного тока Iвп ср диоды делятся на маломощные (менее 0,3 А), средней мощности (0,3…10 А) и большой мощности (более 10 А). Выпрямительные диоды большой мощности называются силовыми.
13. Соединение вентилей.
Для получения больших допустимых напряжений, выпрямительные диоды соединяют последовательно. Но для равномерного распределения обратного напряжения им параллельно включают выравнивающие резисторы. Для увеличения прямого тока диодов их необходимо соединить параллельно. При этом возникает необх-ть выравнивания токов, для чего последовательно с каждым диодом включается.
Токи мощных диодов выравнивают с помощью индуктивных делителей.
Однополупериодная схема выпрямления:
Двухполупериодная схема (Мостовая):
Если параллельно нагрузке включить ёмкость, то сигнал примет более сглаженную форму, причём чем больше емкость, тем сигнал более постоянный.
14. Импульсные диоды
Импульсные диоды предназначены для работы в импульсных режимах и поэтому должны иметь малую длительность переходных процессов. Основной параметр - быстродействие, т.е. время переключения диода из открытого состояния в закрытое и наоборот.
При переключении прямого напряжения Uпр. на обратное Uобр. рассасывание носителей происходит не мгновенно, а характеризуется временем восстановления восст. обратного сопротивления (рисунок 4.7). При отпирании диода подается импульс прямого тока Iпр, начинается накопление подвижных носителей, длительность которого характеризуется временем установления уст прямого сопротивления.
