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

28378. Объекты патентного права: понятие, признаки 14.67 KB
  Объектами патентного права являются изобретения полезные модели и промышленные образцы. Органом осуществляющим акт признания новшества в качестве изобретения является федеральный орган исполнительной власти по интеллектуальной собственности Федеральная служба по интеллектуальной собственности патентам и товарным знакам Роспатент. В качестве изобретения согласно ст. Уровень техники служащий критерием новизны изобретения включает любые сведения ставшие общедоступными в мире до даты приоритета изобретения.
28379. Оформление права на изобретение, полезную модель, промышленный образец 15.02 KB
  Оформление права на изобретение полезную модель промышленный образец. Права на изобретение полезную модель и промышленный образец охраняет закон и подтверждает патент на изобретение и промышленный образец и свидетельство на полезную модель патент. Документы которые должны быть в заявке: на изобретение: заявление о выдаче патента указываются автор лицо на имя которого испрашивается патент их местонахождение; полное описание изобретения; формула изобретения выражающая его сущность; чертежи и иные необходимые материалы; документ...
28380. Право автора и патентообладателей, их защита 13.61 KB
  Право автора и патентообладателей их защита. патентообладателей. Защита прав авторов и патентообладателей осуществляется как в судебном так и в адм. Административный порядок защиты прав авторов и патентообладателей предполагает их обращение в специальное подразделение федерального органа по интеллектуальной собственности.
28381. Понятие и виды товарного знака и знака обслуживания, срок их действия 14.33 KB
  В качестве товарных знаков могут быть зарегистрированы словесные изобразительные объемные и другие обозначения или их комбинации. В качестве словесных товарных знаков могут регистрироваться существующие слова Camel верблюд сочетания слов Веселый молочник искусственные слова CocaCola сочетания букв аббревиатуры ВАЗ BMW ицифр газета 777. В качестве изобразительных товарных знаков выступают разнообразные рисунки и символы фирма Pringles использует в качестве товарного знака изображение усатого мексиканца компания...
28382. Оформление и использование права на товарный знак 14.49 KB
  Товарный знак подлежит обязательной регистрации в патентном ведомстве. Заявка должна содержать: заявление о регистрации товарного знака; заявляемое обозначение; перечень товаров в отношении которых испрашивается регистрация товарного знака и которые сгруппированы по классам Международной классификации товаров и услуг для регистрации знаков; описание заявленного обозначения; документ подтверждающий уплату пошлины; устав коллективного знака если заявка подается на его регистрацию. При регистрации товарного знака производятся две экспертизы ...
28383. Гражданско-правовая защита прав владельцев товарных знаков и знаков обслуживания 15.01 KB
  Каждое лиц вступающее в гражданскоправовые отношения может защищать свои нарушенные или оспариваемые права охраняемые законом интересы. Поскольку права на объекты интеллектуальной собственности являются гражданскими правами вопрос о применении мер защиты решает владелец этих прав а не какойлибо государственный орган: гражданские права есть частные права. Выбирая юрисдикционную форму защиты лицо чьи права нарушены или оспариваются прибегает к помощи правоохранительных органов. Административноправовая защита может быть осуществлена...
28384. Понятие дипломатических средств передвижения и их иммунитеты 147.81 KB
  Под дипломатическими средствами передвижения понимаются любые транспортные средства как правило автомобильные воздушные и водные которые принадлежат арендуются или предоставляются для регулярного пользования дипломатическим представительствам сотрудникам представительства и членам их семей. В данном определении отражено то обстоятельство что в международном праве и дипломатической практике не проводится различий между средствами передвижения принадлежащими непосредственно представительству и средствами передвижения находящимися в...