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

32 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

313. Проповедование евангельского учения 83.5 KB
  Внимание проповедника к собственным действиям. Притчи призваны были предостерегать учеников от разочарования и одновременно показать им, что их ожидает на поприще благовестия. что Бог ненавидит грех и карает его вечными муками.
314. Анальгетики 41.5 KB
  Общая характеристика анальгетиков. Наркотические анальгетики, их классификация. Отравление морфином и помощь при отравлении. Анальгезирующая активность при определенных видах болей.
315. Імітаційне моделювання використання УСІМ 44 KB
  Використання УСІМ клітчатого автомату мовою matlab. Концепція універсальної системи імітаційного моделювання. Даною УСІМ можливо реалізовувати моделі хвороб, розповсюдження слухів, і реалізовувати все що розповсюджується за допомогою спілкування.
316. Минералы и горные породы. Виды минералов и горных пород 116 KB
  Структура, химический состав и связи минералов. Понятие о горных породах: классификация, минеральный состав, структура и текстура горных пород. Метаморфические горные породы: классификация, структура, текстура и минеральный состав.
317. Роль и значение судебного доказывания и доказательств в гражданском судопроизводстве 111.5 KB
  Понятие, цель и предмет судебного доказывания. Доказательства в гражданском процессе и их обеспечение. Достижение верного знания о фактических обстоятельствах дела в результате проведенного процесса.
318. Эпилепсия у детей и подростков 109 KB
  Распространенность эпилепсии в детско-подростковом возрасте. Виды эпилептических припадков. Изменения личности при эпилепсии. Механизмы школьной и социальной дизадаптации при эпилепсии у детей и подростков.
319. Основы менеджмента и школы управленческой деятельности 115 KB
  Школа человеческих отношений. Хотторнские эксперименты. Критерии управленческого мастерства. Менеджмент как теория и практика. Модель стратегического управления. Сегментация рынка и позиционирование товара. Портфельная стратегия.
320. Оформление налоговых накладных и построение Декларации по НДС в системе 1С Предприятие 8.2 84.5 KB
  Принципы построения учета НДС в системе 1С Предприятие 8.2. Регистрация операций по входящему НДС. Экспорт отчетов в программу сдачи электронной отчетности. Выписка налоговой накладной и передача ее в Единый реестр.
321. Распознавание принадлежности объектов к заданным классам детерминированными методами 66.5 KB
  Принадлежность объектов к одному из заданных классов. Мера сходства между объектами aj и ak по одному количественному признаку. определение принадлежности заданного объекта к одному из классов по средней мере сходства этого объекта и объектов заданных классов.