1111

Выпрямительные диоды

Доклад

Физика

Вольт-амперные характеристики выпрямительных диодов. Допустимый прямой ток. Допустимое обратное напряжение. Структура p-i-n диода.

Русский

2013-01-06

61 KB

37 чел.

Выпрямительные диоды.

Основной материал германий и кремеий (Ge, Si). Эти материалы имеют  различную ширину запрещенной зоны и, следовательно,  удельную проводимость. Германиевые диоды более низкоомные, что проявляется на вольт-амперной характеристике. На рис. показаны характеристики таких диодов; они представлены теоретической зависимостью

, где  I0 – ток насыщения, e – заряд электрона, k – постоянная Больцмана, T – абсолютная температура, U – напряжение на диоде. Различия двух типов диодов следующие.

                           

                              Рис. Вольт-амперные характеристики выпрямительных диодов

На прямой кривой, U>0:

  1.  Сопротивление у  открытого Si диода выше, чем у Ge, так как кремний имеет большее сопротивление. Эта величина определяет мощность рассеиваемую диодом и играет роль при выпрямлении больших токов.
  2.  Пороговое напряжение, то - есть то напряжение, при котором диод открывается, больше у кремниевого диода и составляет  примерно 0.7 В. Это весьма существенно при выпрямлении небольших напряжений.

На обратной ветви, U<0.

  1.  Обратный ток у германиевого диода больше, чем у кремниевого. Это следствие меньшей ширины запрещенной зоны у первого. По этому признаку качество Ge диода хуже.
  2.  При достаточно больших обратных напряжениях наступает резкое увеличение обратного тока; это явление пробоя. У Ge диода пробой носит тепловой характер. В результате этого диод разрушается безвозвратно. У Si диода пробой электрический и если ток ограничен разрушения не происходит. В известном смысле можно считать, что надежность кремниевого диода выше.  Именно по этой причине этим диодом  отдается предпочтение на практике.

Основные параметры выпрямительных диодов следующие.

1. Допустимый прямой ток, Iпр.

2. Прямое напряжение на открытом диоде, Uпр.

3. Обратный ток диода, Iобр (иногда обозначается как I0).

4. Допустимое обратное напряжение, Uоб доп.

Выбирая диод для использования, следует в первую очередь обратить внимание на эти параметры.

Для выпрямления больших токов и напряжений применяется особая конструкция диода, это p-i-n диоды. Его структура показана на рис.

       

                             Рис. структура p-i-n диода.

Его особенность в наличии беспримесного I слоя и повышенной концентрации примесей в p, n. При прямом напряжении за счет высокой концентрации в p и n областях i область насыщается носителями тока, поэтому все три слоя имеют малое сопротивление. При обратном напряжении i-слой играет роль диэлектрика. Так как он имеет значительную толщину, для его пробоя требуется большое обратное напряжение.

Область применения диодов – схемы выпрямления. Их очень много, на рис. приведена популярная мостовая схема выпрямителя


                                          Рис. Схема выпрямителя.

На рис. показаны эпюры напряжения на входе и выходе схемы. Выходное напряжение однополярное, пульсирующее. Его необходимо сглаживать, для чего применяются сглаживающие устройства. Один из вариантов такого решения показан на рис.. Здесь применяется сглаживающие устройства  типа фильтр низкой частоты.

                                               Uвых

                       Рис. Напряжения на входе и выходе выпрямителя

.

                 Рис. Сглаживание выпрямленного напряжения.


Ge

Si

0.4        0.7

Iпр

Uпр

Ge

Si

лектрический

пробой

Тепловой

пробой

+

p+          i          n+

+                                          

 VD

≈220 В

VD 1-4

+

-

Uвх

Uвых.

R

Uвх.

Uвых.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

17451. Понятие жизненного цикла ПО ИС. Процессы жизненного цикла: основные, вспомогательные, организационные 121.5 KB
  Понятие жизненного цикла ПО ИС. Процессы жизненного цикла: основные вспомогательные организационные. Содержание и взаимосвязь процессов жизненного цикла ПО ИС. Модели жизненного цикла: каскадная модель с промежуточным контролем спиральная. Стадии жизненного цикла ПО ...
17452. ОРГАНИЗАЦИЯ РАЗРАБОТКИ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ 147.5 KB
  ЛЕКЦИЯ №3. ОРГАНИЗАЦИЯ РАЗРАБОТКИ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ Каноническое проектирование ИС. Стадии и этапы процесса канонического проектирования ИС. Цели и задачи предпроектной стадии создания ИС. Модели деятельности организации как есть и как должно быть. Состав ра
17453. АНАЛИЗ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ОБЛАСТИ ВНЕДРЕНИЯ ИС: ВЕРСИЯ ДЛЯ ПЕЧАТИ И PDA 250 KB
  ЛЕКЦИЯ№4. АНАЛИЗ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ОБЛАСТИ ВНЕДРЕНИЯ ИС: ВЕРСИЯ ДЛЯ ПЕЧАТИ И PDA. Основные понятия организационного бизнесмоделирования. Миссия компании дерево целей и стратегии их достижения. Статическое описание компании: бизнеспотенциал компании фун
17454. Спецификация функциональных требований к ИС 226 KB
  Лекция№5. Спецификация функциональных требований к ИС. Процессные потоковые модели. Процессный подход к организации деятельности организации. Связь концепции процессного подхода с концепцией матричной организации. Основные элементы процессного подхода: границы процес...
17455. МЕТОДОЛОГИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ 157 KB
  ЛЕКЦИЯ №6. МЕТОДОЛОГИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ Методологии моделирования предметной области. Структурная модель предметной области. Объектная структура. Функциональная структура. Структура управления. Организационная структура. Функциональноориентирован
17456. МОДЕЛИРОВАНИЕ БИЗНЕС-ПРОЦЕССОВ СРЕДСТВАМИ BPWIN 772 KB
  ЛЕКЦИЯ7. МОДЕЛИРОВАНИЕ БИЗНЕСПРОЦЕССОВ СРЕДСТВАМИ BPWIN. Caseсредства для моделирования деловых процессов. Инструментальная среда BPwin. Принципы построения модели IDEF0: контекстная диаграмма субъект моделирования цель и точка зрения. Диаграммы IDEF0: контекстная диаграмма
17457. МОДЕЛИРОВАНИЕ БИЗНЕС-ПРОЦЕССОВ СРЕДСТВАМИ BPWIN. Стоимостный анализ 346 KB
  ЛЕКЦИЯ №8. МОДЕЛИРОВАНИЕ БИЗНЕСПРОЦЕССОВ СРЕДСТВАМИ BPWIN ЧАСТЬ 2. Стоимостный анализ: объект затрат двигатель затрат центр затрат. Свойства определяемые пользователем UDP. Диаграммы потоков данных Data Flow Diagramming: работы внешние сущности ссылки потоки работ хранилища...
17458. ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИС 235.5 KB
  ЛЕКЦИЯ №9. ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИС.Информационное обеспечение ИС. Внемашинное информационное обеспечение. Основные понятия классификации информации. Понятия и основные требования к системе кодирования информации. Состав и содержание операций проектирования кла
17459. МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 224.5 KB
  ЛЕКЦИЯ №10. МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ. Моделирование данных. Метод IDEFI. Отображение модели данных в инструментальном средстве ERwin. Интерфейс ERwin. Уровни отображения модели. Создание логической модели данных: уровни логической модели; сущности и атрибуты; ...