Полная вольт-амперная характеристика p-n перехода

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 13Следующая ⇒

Рисунок 2.5

Участок 1-2 – это линейная зависимость тока от обратного напряжения. При повышении обратного напряжения происходит резкое возрастание обратного тока, характеризующий пробой p-n перехода участок 2-4.

Различают электрический и тепловой пробои p-n перехода. Электрический пробой – участок

2-3 является обратным процессом. Это означает, что он не приводит к повреждению p-n перехода и при снижении напряжения его свойства сохраняются. Электрический пробой может быть лавинным и туннельным. При этом пробое образуются дополнительные носители заряда, что вызывает резкое возрастание тока.

Тепловой пробой - участок 3-4. возникает за счет интенсивной термогенерации носителей заряда при недопустимом повышении напряжения. Процесс развивается лавиннообразно, так как увеличение числа носителей заряда за счет повышения температуры вызывает повышение обратного тока и, следовательно, еще больший разогрев участка p-n перехода. Процесс заканчивается расплавлением этого участка и выходом прибора из строя. Возможность теплового пробоя учитываются указанием в справочнике.

Полупроводниковые диоды

Полупроводниковым диодом называется полупроводниковый прибор с одним p-n переходом, в котором используется свойства этого p-n перехода.

- обозначение диодов в схеме.

Вольт-амперная характеристика диода

Это зависимость тока, проходящего через диод от приложенного напряжения . Рассмотрим ВАХ реального диода КД103А.

Рисунок 3.1

Прямое включение, резкое возрастание тока, при малых значениях напряжения до 1V. Обратное включение – малое значение обратного тока приблизительно 1 _µА при больших значениях напряжения 200V. При увеличении температуры и через диод возрастают (см. рис. 2.6). Зависимость обратного тока от температуры.

- номинальная температура.

- рассматриваемая температура.

- перепад температуры.

- коэффициент, зависящий от материала проводника.

Обратные токи сильно зависят от температуры (см. рис. 2.6). Обратный ток p-n перехода часто называют тепловым током. Рассмотрим ВАХ германиевого и кремниевого диодов:

1- Ge диод

2- Si диод

Рисунок 3.2

Обратные токи кремниевого диода намного больше германиевого диода поэтому кремниевые диоды можно использовать при более высоких температурах и высоких напряжениях.

Si диод t⁰ – от 60⁰ С до 150⁰ С, U_обр_max от 1000V до 1500V

Ge диод t⁰ – от 60⁰ С до 85⁰ С, U_обр_max от 100V до 400V

Приемущества германиевого диода малое падение напряжения при пропускании прямого тока, поэтому мощность рассеиваемая на диоде будет меньше.

Основные типы полупроводниковых диодов

- выпрямительные диоды

- универсальные диоды

- стабилитроны и стабисторы

- варикапы

- импульсные диоды

- излучающие диоды

- фотодиоды

Выпрямительные диоды

Используются, как правило, для выпрямления переменного тока. Рассмотрим работу выпрямительного диода на схеме однополупериодного выпрямителя:

Рисунок 3.3

Рисунок 3.4 – временные диаграммы

3.4 Выпрямительные диоды делятся по мощности:

1) Диоды малой мощности, которые работают на до 300 .Максимальное обратное напряжение таких диодов лежат в диопозоне от десятков вольт до 1, 5 кВ.

Пример: КД103А; ГД 107 Б.

2)Диоды средней мощности 300 до 10 А. Пропускают больший прямой ток за счёт большей площади кристалла кремниевого диода. Для улучшения условий теплоотвода могут использоваться с радиаторами.

Примеры: КД 202 А; КД 209 Б.

3) Мощные (силовые) диоды, рассчитаны на токи 10А и выше. Выпускаются на токи до 1000А, а обратные напряжения до 3, 5 кВ. Работа их связана с выделением значительной мощности в

p-n переходе, используются как воздушные так и жидкостные охлаждения.

Примеры: ВЛ 10, ВЛ 320.

Обозначение диодов:

Обозначение диодов состоит из четырех элементов:

1. Исходный материал: Г(1); К(2); А(3)-соединения галия

2. Буква указывающая подкласс прибора.

А- сверхвысокочастотные диоды

Б- диоды с объемным эффектом Ганна

В- варикапы

Г- генераторы шума

Д- выпрямительные универсальные или импульсные диоды

И- туннельные или обращенные диоды

К- стабилизаторы тока

Л- излучающие диоды

Н- тиристоры диодные (неуправляемые)

У- тиристоры триодные (управляемые)

С- стабилитроны или стабисторы

Ц- выпрямительные столбы и блоки

3. Число целое, первая цифра которого обозначает классификационный номер, а последующие две цифры от 1 до 99 порядковый номер разработки, кроме стабилитронов и стабисторов. Если вторая буква Д, то первая цифра после нее означает:

1). Выпрямительные диоды малой мощности.

2). Выпрямительные диоды средней мощности.

3). Магнитодиоды.

4). Универсальные диоды.

5), 6), 7), 8), 9) Импульсные диоды с различным временем восстановления обратного сопротивления.

4. Буква, указывающая разновидность прибора данного типа.

Пример: КД204В – кремниевый выпрямительный диод средней мощности, 4-ой разработки, В-разновидности.

Стандарт США:

1). Первый элемент- цифра указывающая число p-n переходов.

1- диоды

2- транзисторы

3- тиристоры

2). N- полупроводниковый прибор

3). Серийный номер прибора

Японский стандарт:

1). Первый элемент

0- фотодиод или фототранзистор

1- диод

2- транзистор

3- тиристор

2). Указывает на то что он полупроводник

3). А- транзисторы p-n-p высокочастотные

R- выпрямительные диоды

Т- лавинные диоды

4). Регистрационный номер

5). Буква, соответствующая модификации прибора

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒