Основные виды полупроводниковых диодов

1. Выпрямительные диоды – предназначены для преобразования переменного тока в постоянный.

Характерная особенность: малое сопротивление в проводящем состоянии (для получения больших токов), малое прямое падение напряжения, малый обратный ток и высокое обратное напряжение.

Основные параметры выпрямительных диодов.

1. Максимально допустимое обратное напряжение, U_обр.max – которое может выдержать диод в течение длительного времени без нарушения его работоспособности.

2. Средний выпрямленный ток I_ср. – среднее за период значение постоянного выпрямленного тока, протекающего через диод.

3. Импульсный прямой ток I_пр.п. – пиковое значение импульса тока при заданной максимальной длительности, скважности и формы импульса.

4. Средний обратный ток I_обр.ср. – среднее за период значение обратного тока.

5. Среднее прямое напряжение диода при заданном значении среднего тока U_пр.ср..

6. Средняя рассеиваемая мощность диода P_ср. – средняя за период мощность, рассеиваемая диодом при протекании тока в прямом и обратном направлении.

7. Дифференциальное сопротивление диода r _диф..

1. Импульсные диоды – имеют малую длительность переходных процессов и предназначены для работы в импульсных цепях.

Отличаются малыми ёмкостями p-n переходов за счёт уменьшения его площади.

Основные параметры импульсных диодов.

1. Общая ёмкость диода С_д..

2. Максимальное импульсное прямое напряжение U_пр.max.

3. Максимально допустимый импульсный ток I_пр.и.max..

4. Время установления прямого напряжения t_уст. – интервал времени от момента подачи импульса прямого тока на диод до достижения заданного значения напряжения (прямого) на нём.

5. Время восстановления обратного сопротивления диода t_вос. – интервал времени прошедший с момента прохождения тока через нуль (после изменения полярности приложенного напряжения) до момента, когда обратный ток достигнет заданного малого значения (0,1 I_пр.).

Применение:

а). Выпрямление – преобразование переменного тока в постоянный.

Однополупериодная схема (используется только половина периода входного сигнала). При двухполупериодном выпрямлении, интервалы с нулевым значением напряжения, обусловлены прямым напряжением диода.

Получение последовательности импульсов, совпадающих с фронтами прямоугольного сигнала.

б). Умножение напряжения. Комбинация диодов с конденсаторами позволяет получить схемы обеспечивающие увеличение напряжения в два, три, четыре и более раз.

в). Ограничение входного сигнала.

Пример: двухсторонний ограничитель сигнала.

Эта схема ограничивает размах выходного сигнала, делая его равным падению напряжения на диоде (U_вых≈0,6 В). Используется для операционных усилителей.

г). Восстановление постоянной составляющей сигнала (амплитуды сигнала).

При отрицательной полярности U_вх конденсатор С₁ заряжается до U_m через малое прямое сопротивление диода. При положительной полярности входного сигнала U_вых=U_вх+U_C1-U_m+U_m=2 U_m.

д). Использование в качестве логических схем. Основано на способности диодов, пропустить большее из напряжений, не оказывая влияния на меньшее.

Пример: резервное питание – используется в устройствах, которые должны работать непрерывно даже при отключении сетевого питания.

При отсутствии сбоев Rн питается от источника +15 В, при наличии сбоя питание начинает поступать от батареи (+12 В) при этом перерывов в подаче питания не происходит.