Выпрямительные диоды используют для выпрямления переменных токов частотой 50 Гц – 100 кГц. Основные параметры выпрямительных диодов даются применительно к их работе в однополупериодном выпрямителе с активной нагрузкой.
Среднее прямое напряжение UПР.cp – среднее за период прямое напряжение на диоде при протекании через него максимально допустимого выпрямленного тока.
Средний обратный ток IОБР.ср – средний за период обратный ток, измеряемый при максимальном обратном напряжении.
R
Максимально допустимое обратное напряжение Uo6p.max – наибольшее постоянное (или импульсное) обратное напряжение, при котором диод может длительно и надежно работать.
Максимально допустимый выпрямленный ток Iвп.ср max – средний за период ток через диод (постоянная составляющая), при котором обеспечивается его надежная длительная работа.
Максимальная частота fmах – наибольшая частота подводимого напряжения, при которой выпрямитель на данном диоде работает достаточно эффективно, а нагрев диода не превышает допустимой величины.
Высокочастотные (универсальные) и импульсные диоды применяют для выпрямления токов, модуляции и детектирования сигналов с частотами свыше 100 кГц.
Диоды Шоттки основаны на переходе металл - полупроводник. Накопление заряда в переходе этого типа выражено слабо. Поэтому время переключения может быть уменьшено до значений порядка 100 пС. Другой особенностью этих диодов является малое (по сравнению с кремниевыми диодами) прямое напряжение, составляющее примерно 0,5 В. Диоды Шоттки относятся к универсальным и могут работать как на низких частотах, так и высоких.
Стабилитроны относятся к специальным диодам и предназначены для стабилизации напряжения на нагрузке при изменении питающего напряжения или сопротивления нагрузки, для фиксации уровня напряжения на определенном уровне и т. д. Для стабилитронов рабочим является участок пробоя ВАХ в области обратных напряжений (рисунок 4). На этом участке напряжение на диоде остается практически постоянным при изменении обратного тока диода. Иногда используется также прямая ветвь ВАХ стабилитрона.
Стабилитрон характеризуется:
– напряжением стабилизации UСТ – напряжение на стабилитроне в рабочем режиме (при заданном токе стабилизации);
– минимальным током стабилизации Iст min – наименьшее значение тока стабилизации, при котором режим пробоя устойчив;
– максимально допустимый ток стабилизации Iст max – наибольший ток стабилизации, при котором нагрев стабилитронов не выходит за допустимые пределы.
–дифференциальное сопротивление rСТ – отношение приращения напряжения стабилизации к вызывающему его приращению тока стабилизации гСТ = ∆UСТ/∆IСТ.
–максимально допустимая рассеиваемая мощность Рmах = UСТ∙IСТmax.
К параметрам стабилитронов также относят максимально допустимый прямой ток Imax, максимально допустимый импульсный ток Iпр.и mах.
Варикап – полупроводниковый диод, предназначенный для применения в качестве элемента с электрически управляемой емкостью. При увеличении обратного напряжения емкость варикапа уменьшается по закону
СU = С0[φк/(φк + U)]1/n, (8)
где СU – емкость диода; С0 – емкость диода при нулевом обратном напряжении; φк – контактная разность потенциалов;
n – коэффициент, зависящий от типа варикапа (n = 2 ÷ 3).
К основным параметрам варикапа относят:
– коэффициент перекрытия по емкости kС – отношение емкостей варикапа при двух крайних значениях обратного напряжения;
– добротность Q – отношение реактивного сопротивления на заданной частоте сигнала к сопротивлению потерь при заданной емкости или обратном напряжении;
– обратный ток варикапа Iобр – постоянный ток, протекающий через варикап в обратном направлении при заданном обратном напряжении.
Обозначение диодов
Диоды на принципиальных схемах обозначаются следующим образом. Выпрямительные и универсальные – рисунок 5. а), стабилитроны – рисунок 5. б), варикапы – рисунок 5. в).
Один из электродов обозначается буквой А по аналогии с электровакуумными приборами – анод, другой электрод – К – катод.
Если к аноду приложено положительное напряжение, а к катоду – отрицательное, то диод включен в прямом направлении и открыт. На диоде
выделяется напряжение UПР и течет ток IПР = IД. Если к аноду приложено отрицательное напряжение, то диод включен в обратном направлении и закрыт. В цепи течет обратный ток насыщения.
Обозначение диодов – КД101А – кремниевый диод малой мощности (серия 100), разработка 01, разновидность А.
Стабилитроны обозначаются КС153А – кремниевый стабилитрон малой мощности (серия 100), напряжение стабилизации 5,3 В, разновидности А.
Варикапы обозначаются – КВ105А – варикап на основе кремния, маломощный, разработка 05, разновидности А.
