Тема 3. Полупроводниковые диоды.
3.1 Основные технологические операции при изготовлении полупроводниковых диодов.
Сплавные диоды.
In |
n |
|
В
процессе медленного охлаждения расплава
происходит рекристаллизация, восстановление
кристаллической структуры.
2. Точечные диоды.
3
T < TПЛ
.Диффузионные
диоды
4.Эпитаксиальные диоды.
Эпитаксия – выращивание слоёв p/n с одновременным внесением примесей.
П
ланарные
диоды (в одной плоскости)
3.2 Выпрямительные диоды. Параметры. Классификация.
IПР max - максимально допустимый ток.
Iпр имп.max - максимально – допустимый импульсный ток (кратковременный).
IПР СР. max – максимально допустимый средний прямой ток.
Iпр.ср.=Im/.
КД1
….IПР.СР.<
0,3 A
КД2 …. IПР.СР> 0,3 A
4. IПЕР. – ток перегрузки (однократный)
5. UПР.max – максимальное прямое напряжение при заданном прямом токе.
UПР.max = 1,1 В при IПР = 1 А.
UОБР. max – максимально допустимое обратное напряжение.
≈80 % UПРОБ
IОБР.max максимальный обратный ток, при данном обратном напряжении.
f max – максимально рабочая частота.
1 – 5 кГц Выпрямительные диоды вообще предназначен для работы в сети 50 – 100 Гц – рабочая частота, в настоящее время выпускаются диоды с верхней частотой до 100 – 200 кГц.
9. tmin - tmax - температурный диапазон (рабочий).
- 60 °С ÷ + 125 °С + 200 °С – для Si диодов.
3.3 Однополупериодные выпрямители.
(1B),
В
ыбор
диода
(3.1)
Емкостная нагрузка.
T=1/f=20 мс. Диод открыт в течении времени заряда конденсатора.
tразр. ≈ 17 мс
tзар. ≈ Т - tразр. ≈ 3 мкс
(3.2)
(3.3)
Коэффициент
пульсаций
(3.4)
Баланс заряда конденсатора с учетом Iр=Iн
(3.5)
(3.6)
(3.7)
Емкость фильтра, необходимая для реализации заданного Кп.
(3.8)
(3.9)
Прямой ток диода
(3.10)
Выбор диода
;
(3.11)
3.4 Двузполупериодные выпрямители
3.4.1 Двухполупериодный выпрямитель со средней точко й.
(3.12)
Требования к диоду:
(3.13)
3.4.2 Мостовая схема.
(3.14)
(3.15)
3.6 Расчёт ёмкости фильтра
,
tp
≈ 7 мс <10 мс (3.16)
В двухполупериодной схеме выпрямления для получения заданного коэффициента пульсаций требуется ёмкость в 2,5 раза меньше по сравнению с однополупериодной схемой.
(3.17)