Полупроводниковые диоды. Полупровониковым диодом называется прибор, который имеет два вывода и содержит один

Полупровониковым диодом называется прибор, который имеет два вывода и содержит один или несколько р-п-переходов.

Все полупроводниковые диоды можно разделить на две группы: выпрямительные и специальные.

Выпрямительные диодыпредназначены для выпрямления переменного тока. В зависимости от частоты и формы переменного напряжения они делятся на высокочастотные, низкочастотные и импульсные.

Специальные диоды используют различные свойства п-р-переходов, явления пробоя, барьерную емкость, наличие участков с отрицательным сопротивлением.

Конструктивно выпрямительные диоды делятся на точечные и плосткостные, а по технологии изготовления на сплавные, диффузионные и эпитаксильные. Плосткостные диоды благодаря большой площади п-р-перехода используются для выпрямления больших токов. Точечные диоды имеют малую площадь перехода и соответственно выпрямляют малые значения переменного тока.

Выпрямительные диоды большой мощности называются силовыми. Изготовляются они из кремния или арсенида галлия. Германий практически не применяется из-за сильной температурной зависимости обратного тока.

Кремневые сплавные диоды используются для выпрямления переменного тока с частотой до 5кГц. Кремненые диффузионные диоды могут работать на повышенной частоте до 100кГц. Кремненые эпитаксиальные диоды с металлической подложкой могут использоваться при частотах 500кГц. Арсенидгаллиевые диоды способны работать в диапазоне частот до нескольких МГц

Остановимся на свойствах диода. Наиболее полно эти свойства могут определены исходя из вольтамперной характеристики диода, т.е. зависимости i_a=ƒ(U_a).Выражение, описывающее вольтамперную характеристику выпрямительного диода, имеет вид.

: ,где: I_s= плотность тока, созданного потоком не основных носителей зарядов.

Рис..1.4. Вольтамперная характеристика диода

U_a приложенное напряжение,

φ тепловой потенциал.

Используя полученное выражение, построим вольтамперную характеристику (рис.1.4.).

Анализируя приведенную вольтамперную характеристику можно сказать, что она имеет две ветви:

1. Прямая ветвь – U_a>0 J_a=J_s . Это проводящий период работы диода.

2. Обратная ветвь –U_a<0 J_a=J_s . Это непроводящий период работы диода

Однако обратную ветвь можно разделить на три участка:

А - практически обратный ток остается неизменным при U_a= var , т.е. происходит вынос зарядов с поверхности кристалла.

В - при U_{obr max} происходит резкое возрастание потока не основных носителей зарядов, т.е. электрический пробой. Если отключить прибор, то диод восстановит свои свойства.

С- Дальнейший росте U_obr. Растет I_obr , что приводит к росту температуры, т.е. процесс лавинообразный. Прибор выходит из строя. Это тепловой пробой.

Работа диодов может быть определена по вольтамперной характеристике. Однако для правильного выбора диодов их необходимо классифицировать.

Диоды классифицируются по:

-Номинальному току(I_nom). Это длительно допустимый средний ток в однофазной однополупериодной схеме выпрямления при работе на активную нагрузку, при t_okr и заданном охлаждении.

-Номинальному напряжению (U_nom) или допустимому обратному напряжению

U_ob = (0.5-0.6)U_{obr max}По этому признаку диоды делятся на 15классов (100-1500).В.

-По падению напряжения в прямом направлении. На классы А - Е –(0.5-1.0)В.

-По обратному току при допустимом обратном напряжении.

Поиск по сайту: