2015-03-27
611
Вольтамперная характеристика диода показана на рис. 14.
|
При смещении в прямом направлении сопротивление диода определяется сопротивлением объема полупроводниковых областей (в основном, базовой области и сопротивлением контактов). При обратном смещении ток в общем случае состоит из трех составляющих:
I обр = I 0 + I т + I у (2.2)
где I 0 - тепловой ток; I т - ток термогенерации, определяемый количеством носителей, возникающих в области пространственного заряда p-n перехода из-за теплового возбуждения. Чем больше объем слоя, тем больше I т.
У германиевых I т >> I 0, у кремниевых - I 0 >> I т. I у - ток утечки, протекающий по поверхности кристалла от эмиттера к базе. Зависит от состояния поверхности.
В точке А происходит пробой p-n перехода. У некоторых диодов происходит тепловой пробой. У большинства - сначала электрический, а затем тепловой.
Вольтамперная характеристика сильно зависит от температуры. (Рис. 15)
а) б)
Рис. 15. Влияние температуры на вольт-амперную характеристику диода.
а) Германиевый диод ГД-102. б) Кремниевый диод КД-205.
С ростом температуры растет тепловой ток, что увеличивает ток обратный:
(2.3)
где: А - коэффициент, равный 2 - для германия, 2,5 - для кремния.
Прямой ток диода также растет из-за теплового тока I 0, но при больших прямых токах большую роль играет проводимость кристалла, а она при росте температуры снижается. У кремниевых диодов с ростом температуры растет напряжение лавинного пробоя.
Полупроводниковые диоды имеют следующие основные параметры:
1. Постоянный обратный ток диода - I обр, ток, протекающий через диод в обратном направлении при обратном напряжении.
2. Постоянное обратное напряжение U обр.
3. Постоянный прямой ток I пр
4. Постоянное прямое напряжение U пр
5. Диапазон частот D f - разность предельных частот, при которых средний выпрямленный ток диода не менее заданной доли его значения на низкой частоте.
6. Прямое и обратное сопротивление диода r пр и r обр.
7. Емкость диода С д» С зар + С диф . С зар - зарядная емкость, С диф - диффузионная емкость.
Существенное значение имеют максимально допустимые параметры, которые обеспечивают заданную надежность и значения которых не должны быть превышены при любых условиях эксплуатации:
1. Максимально допустимое обратное напряжение U обр» 0,8 U обр. пр, где U обр.пр - напряжение теплового или электрического пробоя.
2. Максимально допустимая мощность рассеяния:
Р макс = (t п max - t 0) / (R tпк + R tко)
где: t п max - максимально допустимая температура p-n перехода (из
справочника); t 0 - температура окружающей среды; R t пк - тепловое
сопротивление между p-n переходом и корпусом диода; R t ко - тепловое
сопротивление между корпусом и окружающей средой.
3. Максимально допустимый прямой ток диода I пр макс: I пр макс= P макс / U пр
С ростом температуры величины допустимых параметров снижаются.
