Выпрямительные диоды

Они предназначены для выпрямления переменного тока низкой частоты (обычно менее 50кГц). В качестве выпрямительных диодов используют плоскостные диоды, допускающие благодаря значительной площади контакта большой выпрямленный ток. Основным материалом для изготовления выпрямительных диодов является кремний. Выпрямительные диоды характеризуются следующими параметрами:

· постоянное прямое напряжение U_пр - постоянное напряжение на диоде при заданном постоянном прямом токе;

· постоянное обратное напряжение U_обр - постоянное напряжение, приложенное к диоду в обратном направлении;

· постоянный прямой ток I_пр - постоянный ток, протекающий через диод в прямом направлении;

· постоянный обратный ток I_обр - постоянный ток, протекающий через диод в обратном направлении при заданном обратном напряжении;

· средний прямой ток I_{пр.ср .}- прямой ток, усредненный за период;

· средний обратный ток I_{обр.ср .}- обратный ток, усредненный за период;

· диапазон частот Df - диапазон, на любой частоте которого выпрямленный ток не ниже заданного;

· прямое и обратное сопротивления определяются по вольт- амперной характеристике (рис.). Поскольку полупроводниковый диод представляет собой нелинейное сопротивление, его характеризуют двумя видами прямых и обратных сопротивлений: статическими и динамическими.

Статические прямое и обратное сопротивления являются сопротивлениями диода по постоянному току для заданных точек вольт- амперной характеристики (рис. а).

Эти сопротивления находят из соотношений напряжений и токов при неизменной силе тока. Сопротивления так же могут быть определены по наклону прямых ОА и ОВ, соединяющих начало координат О с точками А и В, соответствующих заданному режиму работы диода в прямом и обратном включении:

R_пр=U_пр/I_пр=tga; R_обр=U_обр/I_обр=tgb.

Динамические (дифференциальные)сопротивления характеризуют отношение диода к небольшим изменениям (приращениям) тока и напряжения (рис.б) в прямом и обратном включении и определяются по наклону касательных к вольт- амперной характеристике для заданных режимов работы диода:

Rд.пр=DUпр/DIпр; Rд.обр=DUобр/DIобр=Uобр/DIобр.

Из вольт- амперных характеристик (рис.) и приведенных формул видно, что при увеличении прямых напряжений прямые статические и динамические сопротивленияуменьшаются, так как нарастание тока идет быстрее нарастания напряжения, а при увеличении обратных напряжений обратные сопротивления возрастают.

Выпрямительные диоды характеризуются так же максимально допустимыми параметрами. Они определяют границы эксплуатационных режимов, при которых диод может работать с заданной вероятностью в течении установленного срока службы. К ним относятся:

¨ максимально допустимое постоянное обратное напряжение Uобр.мах;

¨ максимально допустимый постоянный прямой ток Iпр.мах;

¨ максимально допустимый средний выпрямленный ток Iд.ср.мах;

¨ максимально допустимая средняя мощность рассеяния диода Рмах.

Высокочастотные диоды.

Это приборы универсального назначения: для выпрямления тока в широком диапазоне частот (до нескольких сотен МГц), для модуляции, детектирования и других нелинейных преобразований. В качестве высокочастотных диодов в основном используются точечные диоды. Высокочастотные диоды имеют те же параметры, что и выпрямительные диоды, но диапазон их рабочих частот гораздо шире.

Импульсные диоды.

В качестве импульсных диодов в основном используются точечные диоды. Импульсные диоды в основном предназначены для преобразования импульсных сигналов (в детекторах видеосигналов в телевизионных приемниках, в ключевых и логических устройствах и др.) и характеризуются следующими основными параметрами:

* импульсное прямое напряжение Uпр.п - пиковое прямое напряжение на диоде при заданном импульсе прямого тока;

* импульсное обратное напряжение Uобр.и. - пиковое обратное напряжение на диоде, включающее как однократные выбросы, так и периодически повторяющиеся;

* общая емкость диода Сд - емкость, измеренная между выводами диода при заданных напряжении и частоте;

* время установления прямого напряжения t_уст - интервал времени с момента подачи импульса прямого тока на диод (при нулевом смещении) до достижения заданного напряжения на диоде;

* время восстановления обратного сопротивления t_восст - интервал времени с момента прохождения тока через нуль после переключения диода из состояния заданного тока в состояние заданного обратного напряжения до момента достижения заданного обратного тока;

* заряд переключения Qпк - часть накопленного заряда, вытекающего во внешнюю цепь при изменении направления тока с прямого на обратное.

К максимально допустимым параметрам относятся:

¨ максимально допустимый прямой ток Iпр.мах,

¨ максимальная и минимальная рабочие температуры.