Určenie maximálneho reverzného napätia diód. Vyrovnanie prúdu

bezplatná online knižnica "notego.ru"

Http://knigago.ru.

I. Výpočet parametrov polovodičových diód

Americké diódy sú navrhnuté tak, aby sa narovnali striedavý prúd nízkej frekvencie (zvyčajne menej ako 50 kHz). Ako usmerňovače sa používajú rovinné diódy, čo umožňuje veľký narovnomerný prúd kvôli významnej oblasti kontaktu. Volt-ampérová charakteristika diódy vyjadruje závislosť prúdu prúdiacej diódy, z hodnoty a polarity napätia aplikovaného na ňu (obr. 1.1). Pobočka umiestnená v prvom kvadrante zodpovedá smerovému smeru prúdu (šírku pásma) a spätného prúdu smeru umiestneného v treťom kvadrante.

Strmší a bližšie k vertikálnej osi priamej vetvy a bližšie k horizontálnej reverznej vetve, tým lepšie sú rektočné vlastnosti diódy. S dostatočným veľkým spätným napätím, dióda prichádza rozklad, t.j. Zvýšenie spätného prúdu. Normálna prevádzka diódy ako prvku s jednostrannou vodivosťou je možná len v režimoch, keď reverzné napätie neprekročí dierovanie.

Súčasné diódy závisia od teploty (pozri obr. 1.1). Ak sa konštantný prúd prúdi cez diódu, potom, keď sa teplota zmení, pokles napätia na diódu sa zmení približne o 2 mV / ° C. S rastúcou teplotou sa opačný prúd zvyšuje dvakrát v Nemecku a 2,5-krát v kremíkových diódach pre každé 10 ° C. Dierovacie napätie so zvyšujúcim sa teplotou.

Vysokofrekvenčné diódy sú univerzálne spotrebiče: narovnajte prúdy v širokom frekvenčnom rozsahu (až do niekoľkých stoviek MHz), pre moduláciu, detekciu a iné nelineárne transformácie. Bodové diódy sa používajú hlavne ako vysoká frekvencia. Vysokofrekvenčné diódy majú rovnaké vlastnosti ako usmerňovač, ale rozsah ich pracovných frekvencií je oveľa širší.

Hlavné nastavenia:

Unp - konštantné priame napätie v danej priamom priamom prúde;

Urb - konštantné spätné napätie aplikované na diódu v opačnom smere;

IPP.- konštantný priamy prúd prúdiaci cez diódu v smere dopredu;

Ibo - konštantný reverzný prúd tečúci diód v opačnom smere pri danej reverznom napätí;

Unp.Orr.- Hodnota inverznej napätia, ktorá spôsobuje rozdelenie prechodu diód;

Inp.cp.- stredný priamy prúd, priemer za obdobie priameho diódového prúdu;

IVP. Priemerný usmerňovací prúd, priemer za obdobie hodnoty rektifikovaného prúdu prúdiacej diódy (berúc do úvahy zadný prúd);

IBR.cp.- priemerný reverzný prúd, priemer za obdobie návratného prúdu;

Rpr - priamy rozptyl, výkonová hodnota rozptýlená dióda, keď prúdi priame prúd;

Pruh - priemerná rozptýlená sila diódy, priemer za obdobie výkonovej hodnoty rozptýlenej diódy počas toku priameho a opačného prúdu;

Redf - diódový rozdielový odpor, pomer malého prírastku diódového napätia na malý prírastok prúdu na neho v danom režime

(1.1)

Rnp.d.. - priamy odpor diódy diódovej diódy, hodnota odolnosti v dióde získaná ako súkromná z delenia konštantného priameho napätia na diódu a zodpovedajúci jednosmerný prúd

Robustný - reverzný odpor diódy; Hodnota odporu diódy získanej ako súkromná z delenia konštantného reverzného napätia na diódu a zodpovedajúci konštantný reverzný prúd

(1.3)

Maximálne prípustné parametre určujú hranice prevádzkových režimov, v ktorých môže dióda pracovať s danou pravdepodobnosťou počas zavedenej životnosti. Patrí medzi ne: maximálne prípustné konštantné reverzné napätie Urb.max; Maximálny prípustný jednosmerný prúd Ipr.max, maximálny povolený priemerný jednosmerný prúd Ipr.sr..max, maximálny povolený stredný narovnaný prúd Iup.sr.maxMaximálna prípustná priemerná dióda diódového výkonu RSR.MAX.

Tieto parametre sú uvedené v referenčnej knihe. Okrem toho môžu byť určené experimentálne a na vlastnosti volt-ampér.

Diferenciálna odolnosť nájde ako katastický uhol dotykového dotyku, ktorý sa uskutočnil na priamu vetvu WAH v bode Tón\u003d 12 mA ( Rdif ~ ctg θ ~)

(1.4)

Priama dióda rezistencia ako pomer konštantného napätia na diódy Upchať\u003d 0,6V na zodpovedajúce DC Tón\u003d 12. na priamom vetve WAH.

(1.5)

Vidíme to Redf < Rpr.d. . Okrem toho poznamenávame, že hodnoty týchto parametrov závisia od zadaného režimu. Napríklad pre tú istú diódu, keď IPP.\u003d 4MA

(1.6) , (1.7)

Vypočítať Robustný pre diódu GD107, keď Urb \u003d 20 V a porovnajte s vypočítanou hodnotou Rpr.d.. Na zadnej strane WAH GD107 (pozri. LISP 1.2) Nájdeme: Ibo \u003d 75mKA Urb \u003d 20V. Teda,

(1.8)

Vidíme to Oklamať>>Rpr.d.Podľa jednostrannej vodivosti diódy. Záver o jednostrannej vodivosti môže byť vykonaná priamo z analýzy WAH: priamy prúd IPP.~ ma Upchať <1B, в то время как Iobp S desiatkami MCA Uobs ~ desiatky Volt, t.j. Priamy prúd presahuje reverznú sto tisícok

(1.9)

Stabilizátori a stabilizátory sú navrhnuté tak, aby stabilizovali hladinu napätia, keď sa zmení prúd prúdiaci cez diódu. V Stabilizánoch sú pracovníci grafom elektrického rozpadu volt-ampérovej charakteristiky v oblasti vratného napätia (obr. 1.3).

V tomto oddiele zostáva napätie na diódy takmer konštantné s významnou zmenou prúdu prúdiacej diódy. Nízka charakteristika má zliatinové diódy so základňou vyrobenou z nízkonapäťového (vysoko legovaného) materiálu. Zároveň sa vytvorí úzky P-N-prechod, ktorý vytvára podmienky pre výskyt elektrického členenia pri relatívne nízkych spiatočných napätiach (jednotky sú desiatky voltov). Takéto napätie sú potrebné na výkon mnohých tranzistorových zariadení. V Nemecku Diódy sa elektrický rozpad rýchlo pohybuje v tepelnom, a preto sa používajú kremíkové diódy ako stabilitu, ktoré majú väčšiu odolnosť voči rozpadu tepla. V stabilizátoroch pracovníci slúžia ako priama časť vlastností volt-ampér (obr.1.4). Obojstranné (dvoj-anodické) stabilizátori majú dve konverzácie zahrnuté prechody P-N, z ktorých každý je hlavným pre opačnú polaritu.

Hlavné nastavenia:

U - stabilizačné napätie, stabilizačné napätie pri menovitom prúde;

Δust - rozptyľovanie menovitej hodnoty stabilizačného napätia, odchýlka napätia na stabilite z menovitej hodnoty;

Redf.st. - diferenciálna odolnosť stabilizity, pomer prírastku stabilizačného napätia na stabilite k aktuálnemu príravu prúdu v danom frekvenčnom rozsahu;

α ST je teplotný koeficient stabilizácie, pomer relatívnej zmeny stabilizačného napätia na absolútnu zmenu teploty okolia pri konštantnom stabilizačnom prúde.

Maximálne prípustné parametre. Patrí medzi ne: maximum Ist.maxminimálny Ist.min. Stabilizačné prúdy, maximálny povolený jednosmerný prúd Imax, maximálny prípustný rozptyl energie PMAX..

Princíp prevádzky najjednoduchšieho stabilizátora polovodičového napätia (obr.1.5) je založený na používaní nelinearity volt-ampérovej charakteristiky stabilizácie (pozri obr. 1.3). Na použitie polovodičového stabilizátora je rozdeľovač napätia pozostávajúci z a obmedzujúci odpor Roh a Silicon Zejabitron Vd. Rnh zaťaženie sa pripája k stabilitu,

V tomto prípade je napätie na zaťažení rovné napätiu na STABITRRON

U r n \u003d u vd \u003d u č(1.10)

a vstupné napätie je rozdelené medzi Roh a vd.

U vh \u003d u r ogr + u(1.11)

Prúd Roh Podľa prvého zákona Kirchhoffu sa rovná množstvu zaťaženia a stabilizačných prúdov

I r ogr \u003d i st + i n (1.12)

Hodnota Roh Je zvolený takým spôsobom, že prúd cez stabilizáciu sa rovná nominálnej, t.j. zodpovedá stredu pracovnej plochy.

I st. Poznámka \u003d (i st. Min + I ART (1.13)

Dobrý deň, drahí čitatelia stránky sesaga.ru. V prvej časti článku sme prišli na to, čo polovodič a ako v ňom dochádza. Dnes budeme pokračovať v téme a hovoriť o princípe prevádzky polovodičových diód.

Dióda je polovodičové zariadenie s jedným P-N prechodom, ktorý má dva výstupy (anódy a katódy), a určené na vyrovnanie, detekciu, stabilizáciu, moduláciu, obmedzenia a konverziu elektrických signálov.

Podľa jej funkčného účelu sú diódy rozdelené do nápravy, univerzálneho, impulzného, \u200b\u200bmikrovlnného diódy, stabilizátorov, variaky, spínanie, tunelové diódy atď.

Teoreticky vieme, že dióda v jednom smere prechádza prúdom a nie je iná. Ale ako, a ako to robí, vedia a chápu veľa.

Schematická dióda môže byť reprezentovaná ako kryštál pozostávajúci z dvoch polovodičov (oblasti). Jedna kryštálna plocha má vodivosť typu p a druhý je N-typ vodivosť.

Na obrázku sú otvory prevládajúce v oblasti p-typu podmienečne znázornené červenými kruhmi a elektróny prevládajúce v oblasti N-typu sú modré. Tieto dve oblasti sú diódové elektródy anódy a katódy:

Anóda je pozitívna dióda elektródy, v ktorej sú hlavným nositeľom sú otvory.

Katóda je negatívna dióda elektródy, v ktorej sú elektróny hlavným nosičom.

Kontaktné kovové vrstvy sa aplikujú na vonkajšie povrchy oblastí, na ktoré sú drôtené závery diódových elektród spájkované. Takéto zariadenie môže byť len v jednom z dvoch stavov:

1. Otvorte - keď trávi dobre; 2. Uzavreté - keď netráti súčasný.

Priame prepínanie diódy. Priamy prúd.

Ak je na elektródy s konštantným napätím pripojený konštantný zdroj napätia: na stiahnutie anódy "plus" a na stiahnutie katódovej "mínus", potom sa dióda ukáže, že bude v otvorenom stave a aktuálny tok, hodnota Z toho bude závisieť od aplikovaného napätia a vlastností diódy.

S touto polaritou pripojenia sa elektróny z oblasti N-typu ponáhľajú smerom k otvorom v oblasti p-typu a otvory z oblasti P-typu sa pohybujú smerom k elektróny do oblasti N-typu. Na rozhraní regiónu, nazývaného elektrón-diery alebo prechodu P-N, sa stretnú, kde sa vyskytne ich vzájomná absorpcia alebo rekombinácia.

Napríklad. Voliteľné nosiče nabitia v oblasti N-typu elektrónov, prekonávajúc P-N, prechod spadá do oblasti p-typu P-typu, v ktorej sa stávajú nie je jadrom. Intround je neopodstatnené, elektróny budú absorbované hlavnými nosičmi v oblasti diery. Rovnakým spôsobom sa otvory, ktoré patria do elektronickej domény N-typu N stávajú nezáväznými dopravcami nabíjania v tejto oblasti a budú absorbované hlavnými dopravcami - elektróny.

Diódový kontakt, pripojený k negatívnemu pólu zdroja konštantného napätia, poskytne oblasť N-typu s prakticky neobmedzeným množstvom elektrónov, dopĺňanie elektrónov v tejto oblasti. A kontakt, pripojený k pozitívnemu pólu zdroja napätia, je schopný nasnímať rovnaké množstvo elektrónov z oblasti p-typu, ktorá obnovuje koncentráciu otvorov v oblasti p-typu. Teda vodivosť P-N prechodu bude veľká a prúdový odpor bude malý, čo znamená, že prúd prúdi cez diódu, nazývaný jednosmerný prúd diódy IPR.

Reverzné prepínanie na diódu. Reverzný prúd.

Zmenime polaritu zdroja konštantného napätia - dióda bude v uzavretom stave.

V tomto prípade sa elektróny v oblasti N-type presunú na pozitívny pól napájania, pohybujú sa od PN prechodu a otvory, v oblasti P-typu, sa tiež odlíši od PN Prechod, presun na záporný zdroj zdroja napájania. Výsledkom je, že hranice oblastí, ako to bolo rozšíriť, čo je vytvorená zóna vyčerpaných otvorov a elektrónov, ktoré budú mať veľký odpor voči prúdu.

Vzhľadom k tomu, v každej z oblastí diódy existujú dopravcovia, ktoré nie sú banské poplatky, potom sa stane malá výmena elektrónov a otvorov medzi regiónmi. Preto, cez diódu bude prúdiť prúd mnohokrát menej ako priamka, a taký prúd sa nazýva dióda spätného prúdu (IBR). Rovnako ako pravidlo, v praxi je zanedbaný opačný prúd P-N prechodu a ukázalo sa, že prechod P-N má iba jednostrannú vodivosť.

Priame a reverzné diódové napätie.

Napätie, v ktorom sa dióda otvára a priamy prúd sa nazýva priamo (UPR) a inverzné polaritné napätie, pri ktorom je dióda zatvorená a opačný prúd sa nazýva reverzný (UEB).

S priamou napätím (UPR), diódová odolnosť nepresahuje niekoľko desiatok ohm, ale s reverzným napätím (URB) rezistencia sa zvyšuje na niekoľko desiatok, stovky a dokonca tisíce kilómu. Nie je ťažké sa uistiť, že pri meraní opačnej odolnosti diódy ohmmeterom.

Odolnosť prechodu P-N diódy nie je konštantná a závisí od priameho napätia (UPR), ktoré sa privádza na diódu. Čím viac je toto napätie, tým menej odporu má prechod P-N, tým väčší je priamy prúd IPR prúdi cez diódu. V uzavretom stave na dióde, takmer všetky kvapky napätia, preto je opačný prúd prechádzajúci cez neho malý a odpor P-N prechodu je veľký.

Napríklad. Ak zapnete diódu do sieťového okruhu, otvorí sa s pozitívnymi semi-limitmi na anóde, voľne prechádzajúcej jednosmerným prúdom (IPR) a blízko negatívnym semi-limitom na anóde, takmer žiadny prechádzajúci prúd opačného Smer - spätný prúd (IBO). Tieto vlastnosti diód sa používajú na konverziu AC na konštantnú, a takéto diódy sa nazývajú usmerňovač.

Volt-ampérové \u200b\u200bcharakteristiky polovodičovej diódy.

Závislosť prúdu prúdu cez prechodu P-N z hodnoty a polaritu napätia aplikovaného na ňu je znázornená ako krivka nazývaná volt-ampérová charakteristika diódy.

Nižšie uvedený graf ukazuje takú krivku. Vertikálna os v hornej časti označuje hodnoty jednosmerného prúdu (IPR) a v spodnej časti opačného prúdu (IObod). Podľa horizontálnej osi sú hodnoty priameho napätia UPR uvedené na pravej strane a na ľavej strane spätného napätia (UEB).

Volt-ampérová charakteristika sa skladá z dvoch vetiev: priama vetva, v pravej hornej časti, zodpovedá priamemu (šírke pásma) prúdu cez diódu a inverznú vetvu, v ľavej spodnej časti zodpovedajúcej reverznej (uzavretej) prúd cez diódu.

Priama vetva je vychladnúť, stlačením na vertikálnu os, a charakterizuje rýchle zvýšenie priameho prúdu prostredníctvom diódy so zvýšením priameho napätia. Spojovacia vetva je takmer rovnobežná s horizontálnou osou a charakterizuje pomalé zvýšenie chrbta prúd. Chladič na vertikálnej osi je priama vetva a bližšie k horizontálnej reverznej vetve, tým lepšie sú rektočné vlastnosti diódy. Prítomnosť malého opačného prúdu je nedostatok diód. Z krivky volt-ampere je možné vidieť, že jednosmerný prúd diódy (IPR) je stovky časov viac spätného prúdu (IBO).

S zvýšením priameho napätia cez P-N, prechod prúdu najprv sa pomaly zvyšuje a potom spustí sa graf rýchlych zvyšovaní prúdu. To je vysvetlené skutočnosťou, že nemecká dióda sa otvorí a začína vykonávať prúd pri priamom napätí 0,1 - 0,2b a kremík pri 0,5 - 0,6V.

Napríklad. S priamym napätím UPR \u003d 0,5V, priamy prúd IPR je 50mA (bod "A" na grafe), a už na UPR \u003d 1B napätia sa zvyšuje na 150mA (bod "B" na grafe).

Takéto zvýšenie súčasných vedie však k vykurovaniu polovodičovej molekuly. A ak množstvo uvoľneného tepla bude z väčšieho z kryštálu prirodzene, buď pomocou špeciálnych chladiacich zariadení (radiátory), potom ireverzibilné zmeny sa môžu vyskytnúť v molekule vodiča až do deštrukcie kryštálovej mriežky. Preto je jednosmerný prúd P-N prechodu obmedzený na úrovni, ktorá vylučuje prehriatie polovodičovej štruktúry. Na to použite reštriktívny odpor, ktorý je zahrnutý v sérii s diódou.

V polovodičových diódach, veľkosť priameho napätia UPR so všetkými hodnotami prevádzkových prúdov nepresahuje: pre Nemecko - 1B; pre Silicon - 1,5V.

S zvýšením reverzného napätia (UEB) aplikovaného na prechod na P-N sa prúd mierne zvyšuje, ako je naznačené reverznou vetvou voliteľnej charakteristiky. Napríklad. Vezmite si diódu s parametrami: UEB Max \u003d 100b, IBOBOX \u003d 0,5 mA, kde:

Maxa Max je maximálne konštantné spätné napätie, v; IOB Max - Maximálny spätný prúd, MCA.

S postupným nárastom návratného napätia na hodnotu 100V je možné vidieť, ako mierne rastie opačný prúd (bod "v" v tabuľke). Ale s ďalším nárastom napätia, cez maximum, pre ktoré sa vypočíta PN dióda, existuje prudký nárast opačného prúdu (bodkovaná čiara), ohrev polovodičového kryštálu a v dôsledku toho sa vyskytuje PN Rozdelenie prechodu.

Problémy P-N prechodu.

Prechod pylón je fenoménom ostrého zvýšenia reverzného prúdu, keď sa dosiahne spätné napätie určitej kritickej hodnoty. Existujú elektrické a tepelné pocty P-N prechodu. Na druhej strane, elektrický rozpad je rozdelený na tunel a lavínov Trob.

Elektrické členenie.

Elektrický rozklad sa vyskytuje v dôsledku nárazu silného elektrického poľa v prechode P-N. Takéto poruchy je reverzibilné, to znamená, že nepoškodzuje prechod, a so znížením reverzného napätia sa uloží vlastnosť diódy. Napríklad. V tomto režime sú stabilidy pracovné - diódy určené na stabilizáciu napätia.

Členenie tunela.

Členenie tunela sa vyskytuje v dôsledku fenoménu účinku tunela, ktorý sa prejavuje v skutočnosti, že so silným napätím elektrického poľa pôsobiaceho v prechode PN malej hrúbky, niektoré elektróny prenikajú (presahuje) prostredníctvom prechodu oblasť p-typu do oblasti N-typu bez zmeny jeho energie. Tenké prechody P-N sú možné len s vysokou koncentráciou nečistôt v polovodičovej molekule.

V závislosti od výkonu a účelu diódy môže byť hrúbka prechodu elektrónového otvoru v rozsahu 100 nm (nanometrov) na 1 uM (mikrometer).

Pre poruchy tunela je ostrý nárast vratného prúdu charakterizovaný menším reverzným napätím - zvyčajne trochu voltov. Na základe tohto efektu pracujú tunelové diódy.

Vďaka svojim vlastnostiam sa tunelové diódy používajú v zosilňovačoch, sinusoidných relaxačných oscillačných generátoroch a spínacích zariadení na frekvenciách na stovky a tisíce Megahertz.

Avalanche.

Avalanche Rodič je, že v pôsobení silného elektrického poľa, dopravcovia, ktoré nie sú jadrom v pôsobení tepla v prechode PN sa zrýchlijú tak, že je schopný vyradiť jeden z jeho valenčných elektrónov z atómu a preniesť ho na zónu vedenia vytvorením dvojice elektrónového otvoru. Výsledné nosiče náboja sa tiež začne urýchliť a čeliť iným atómom, ktoré tvoria nasledujúce páry elektrónového otvoru. Proces získava lavínový charakter, ktorý vedie k prudkému zvýšeniu chrbta s takmer nezmeneným napätím.

Diódy, ktoré používajú účinok lavínového členenia, sa používajú v silných usmerňovacích jednotkách používaných v metalurgickom a chemickom priemysle, železničnej doprave a iných elektrických výrobkoch, v ktorých je reverzné napätie vyššie.

Rozdelenie tepla.

Rozklad tepla sa vyskytuje v dôsledku prehriatia P-N prechodu v čase aktuálneho prúdu a nedostatočným chladičom, ktorý nezabezpečuje stabilitu režimu tepelného prechodu.

S zvýšením spätného napätia aplikovaného na P-N (UEB), rozptyl výkonu v prechode rastie. To vedie k zvýšeniu teploty prechodu a susedných oblastí polovodičov, oscilácie atómov kryštálu sú zvýšené, a väzba valenčných elektrónov s nimi oslabuje. Existuje možnosť prechodu elektrónov do vedenia a vytvorenie prídavného parného elektrón - otvor. So zlými podmienkami, prenos tepla z P-N prechodu nastáva lavínový nárast teploty, čo vedie k zničeniu prechodu.

Na tomto, poďme skončiť, av ďalšej časti, zvážte zariadenie a prácu rektifikácie diód, dióda mosta.

Zdroj:

1. Borisov V.G. Mladé rádio. 1985. GORYUNOV N.N. Nosov y.r - polovodičové diódy. Parametre, metódy merania. 1968

sesaga.ru.

Hlavné parametre diód, priamy diódový prúd, reverzné diódy

Hlavnými parametrami diód sú jednosmerným prúdom diódy (IPR) a maximálne reverzné diódy (UEB). Je potrebné, aby si vedeli, či je úlohou vytvoriť nový usmerňovač pre napájanie.

Priamy diódový prúd

Priamy prúd diódy sa dá ľahko vypočítať, ak je známe, že celkový prúd spotrebujú zaťaženie nového napájania. Potom, aby sa zabezpečila spoľahlivosť, je potrebné mierne zvýšiť túto hodnotu a zobrazí sa prúd na výber diódy pre usmerňovač. Napríklad napájanie musí odolať prúdu 800 mA. Preto si vyberieme diódu, ktorá má priamy prúd diódy rovný 1A.

Reverzné napätie diódy

Maximálne reverzné diódové napätie je parameter, ktorý závisí nielen na hodnotu napätia na vstup, ale aj z typu usmerňovača. Ak chcete vysvetliť toto vyhlásenie, zvážte nasledujúce výkresy. Ukazujú všetky základné schémy usmerňovačov.

Obr. jeden

Ako sme povedali skôr, napätie pri výkone usmerňovača (na kondenzátore) sa rovná prúdenému napätiu sekundárneho vinutia transformátora, vynásobené √2. V jednom altáridickom usmerňovači (obr. 1), keď napätie na anódovej diódy má pozitívny potenciál vzhľadom na Zem, filtračný kondenzátor sa nabíja do napätia presahujúceho aktívne napätie na vstupe usmerňovača 1,4-krát. Počas nasledujúceho polčasu je napätie na anóde diódy negatívne relatívne k Zemi a dosahuje hodnotu amplitúdy a pri katóde - pozitívne vzhľadom na Zem a má rovnaký význam. V tomto polčase na doraz sa aplikuje reverzné napätie, ktoré sa získajú sekvenčným pripojením navíjania transformátora a nabitého kondenzátora filtra. Tí. Reverzné diódové napätie musí byť aspoň dvojité amplitúdové napätie transformátora sekundárneho alebo 2,8-krát vyššie ako jeho aktívna hodnota. Pri výpočte takýchto usmerňovačov musíte vybrať diódy s maximálnym spätným napätím 3-krát vyšším ako aktívna hodnota striedavých napätí.

Obr. 2.

Obrázok 2 zobrazuje dvojvodičový usmerňovač s priemerným bodom bodu. Tiež, ako v predchádzajúcom, diódy by mali byť vybrané s reverzným napätím 3-krát vyšším ako aktívna vstupná hodnota.

Obr. 3.

V opačnom prípade je to v prípade mostového bipoperiodického usmerňovača. Ako vidíte na obr. 3, v každom z polosmenných, zdvojnásobné napätie sa aplikuje na dve nevodivé, postupne spojené diódy.

katn-anod.ru.

Princíp prevádzky a vymenovanie diód

Dióda je jednou z odrôd zariadení určených na polovodičovej báze. Má jeden prechod P-N, ako aj anodický a katódový záver. Vo väčšine prípadov je určený na moduláciu, vyrovnanie, transformáciu a iné akcie s prichádzajúcimi elektrickými signálmi.

Zásada prevádzky:

Elektrický prúd pôsobí na katóde, ohrievač začína prepichnúť a elektróda vydá elektróny.
Medzi dvoma elektródami sa nachádza elektrické pole.
Ak má anóda pozitívny potenciál, začne prilákať elektróny pre seba, a pole vzniku je katalyzátorom tohto procesu. V tomto prípade nastane tvorba emisných prúdov.
Medzi elektródami je priestorový záporný náboj, ktorý môže interferovať s pohybom elektrónov. To sa stane, ak sa potenciál anódy ukáže, že je príliš slabý. V tomto prípade sa časti elektrónov neustále prekonať vplyv záporného náboja a začnú sa pohybovať v opačnom smere, vrátia sa späť do katódy.
Všetky elektróny, ktoré dosiahli anódu a nevrátili sa do katódy, určili parametre katódového prúdu. Preto tento indikátor priamo závisí od kladnej anódovej anódy.
Tok všetkých elektrónov, ktoré by sa mohli dostať do anódy, sa nazývajú prúd anódy, ktorého indikátory v dióde vždy zodpovedajú parametrom katódového prúdu. Niekedy môžu byť obidva indikátory nula, sa deje v situáciách, keď anóda má záporný poplatok. V tomto prípade, pole vznikajúce medzi elektródami nezvyšuje častice, ale naopak spomaľuje a vracia sa do katódy. Dióda v tomto prípade zostáva v uzamknutom stave, čo vedie k otvoreniu reťazca.

Zariadenie

Nasleduje podrobný opis diódového zariadenia, štúdium týchto informácií je potrebná na ďalšie pochopenie zásad činností týchto prvkov: \\ t

Bývanie je vákuový balónik, ktorý môže byť vyrobený zo skla, kovových alebo odolných keramických odrôd materiálu.
Vo vnútri valca sú 2 elektródy. Prvá je valcovaná katóda, ktorá je určená na zabezpečenie procesu emisií elektrónov. Najjednoduchšia konštrukcia katódy je niť s malým priemerom, ktorý sa zvyšuje v procese fungovania, ale dnes sú elektródy nepriameho tepla bežnejšie. Sú to valce z kovu a majú špeciálnu aktívnu vrstvu schopnú emitujúcich elektrónov.
Vnútri katódy nepriameho plynu existuje špecifický prvok - drôt, ktorý sa zvyšuje pod vplyvom elektrického prúdu, nazýva sa ohrievač.
Druhá elektróda je anóda, je nutné, aby ste užívali elektróny, ktoré boli vyrobené katódou. Na to musí mať pozitívny vzťah k druhému potenciálu elektród. Vo väčšine prípadov má anóda tiež valcový tvar.
Elektródy vákuového zariadenia sú úplne rovnaké pre emitenta a základňu polovodičovej rôznych prvkov.
Na výrobu diódového kryštálu sa najčastejšie používa kremík alebo germánia. Jedna z jej častí je elektricky vykonaná pomocou p-typu a má nedostatok elektrónov, ktorý je tvorený umelým spôsobom. Opačná strana kryštálu má tiež vodivosť, ale N-typ a má nadbytok elektrónov. Medzi dvoma oblasťami je hranica, ktorá sa nazýva prechod P-N.

Takéto vlastnosti vnútorného zariadenia dávajú diódy svojou hlavnou vlastnosťou - možnosť elektrického prúdu len v jednom smere.

Účel

Nižšie sú hlavné oblasti uplatňovania diód, na príklad, z ktorého sa ich hlavný účel vyplýva:

Diodé mosty sú 4, 6 alebo 12 diód, vzájomne prepojené, ich množstvo závisí od typu schémy, ktorým môže byť jednofázová, trojfázová polovica-aphasna alebo trojfázová. Vykonávajú funkcie usmerňovačov, táto možnosť je najčastejšie používaná v automobilových generátoroch, pretože zavedenie podobných mostov, ako aj použitie uzlov zberača kefy spolu s nimi, do značnej miery znížilo rozmery tohto zariadenia a zvýšiť jeho spoľahlivosť . Ak sa zlúčenina uskutočňuje postupne v jednom smere, zvyšuje minimálne indikátory napätia, ktoré budú musieť odomknúť celý diódový most.
Detektory diód sa získajú s kombinovaným použitím týchto zariadení s kondenzátormi. To je potrebné, aby ste si mohli vybrať moduláciu s nízkymi frekvenciami z rôznych modulovaných signálov, vrátane amplitúdy-modulovanej variácie rádiového signálu. Takéto detektory sú súčasťou dizajnu mnohých spotrebiteľov domácností, ako sú televízory alebo rozhlasové prijímače.
Zabezpečenie ochrany spotrebiteľov pred nesprávnou polaritou, keď sú vstupy obvodov z rozvíjajúcich sa preťažení alebo klávesov z rozpadu elektromotorickej sily vznikajúce počas seba-indukcie, ktorá sa vyskytuje pri odpojení indukčného zaťaženia. Aby sa zabezpečila bezpečnosť obvodov z preťaženia, reťazec pozostávajúci z niekoľkých diód, ktoré majú pripojenie k napájania pneumatík v opačnom smere. Zároveň musí byť vstup, do ktorého je zabezpečená ochrana, musí byť pripojená k stredu tohto reťazca. Počas obvyklého fungovania schémy sú všetky diódy v uzavretom stave, ale ak boli zaznamenané, že vstupný potenciál prešiel cez prípustné limity naplnených napätia, je aktivovaný jeden z ochranných prvkov. Vďaka tomuto prípustnému potenciálu dostáva obmedzenie v rámci prípustného napájacieho napätia v množstve priameho rozbaľovacieho napätia na ochrannom zariadení.
Prepínače vytvorené na základe diód sa používajú na prepínanie signálov s vysokými frekvenciami. Riadenie takéhoto systému sa vykonáva pomocou priameho elektrického prúdu, separácie vysokých frekvencií a prívodu riadiaceho signálu, ktorý je spôsobený indukčnosťou a kondenzátormi.
Vytváranie diódových iskier. Používajú sa bariéry shunt-diód, ktoré poskytujú bezpečnosť obmedzením napätia v príslušnom elektrickom obvode. V kombinácii s nimi sa používajú rezistory obmedzujúce prúdu, ktoré sú potrebné na obmedzenie elektrických prúdových ukazovateľov prechádzajúcich sieťou a zvýšiť stupeň ochrany.

Použitie diód v elektronike je dnes veľmi široko, pretože v skutočnosti bez týchto prvkov nemá žiadne moderné druhy elektronických zariadení.

Priame zaradenie diódy

Na P-N-prechodovej diódy môže ovplyvniť napätie dodávané z externých zdrojov. Takéto ukazovatele ako veľkosť a polarita budú mať vplyv na jej správanie a vykonávané prostredníctvom elektrického prúdu.

V nasledujúcom texte sa podrobne opisuje možnosť, v ktorej je plus pripojený k oblasti p-typu a záporným pólom do oblasti N-typu. V tomto prípade sa vyskytne priame zahrnutie:

Pod vplyvom napätia z externého zdroja je v prechode P-N vytvorené elektrické pole a jeho smer bude opačný vzhľadom na vnútorné difúzne pole.
Napätie poľa výrazne zníži, že spôsobí ostré zúženie uzamykacej vrstvy.
Pod vplyvom týchto procesov, významné množstvo elektrónov ovplyvní schopnosť voľne sa pohybovať z p-oblasti do N-oblasť, ako aj v opačnom smere.
Prietok driftu prúdu počas tohto procesu zostáva rovnaký, pretože priamo závisia len od počtu ne-jadrových nabitých dopravcov nachádzajúcich sa v oblasti prechodu P-N.
Elektrony majú zvýšenú úroveň difúzie, čo vedie k injekcii nosných nosičov. Inými slovami, počet otvorov sa zvýši v N-oblasti a zvýšená koncentrácia elektrónov bude zaznamenaná v p-oblasti.
Absencia rovnováhy a zvýšeného počtu non-jadrových nosičov ich robí hlboko do polovodiča a premiešajte so svojou štruktúrou, ktorá v konečnom dôsledku vedie k zničeniu jeho elektronických vlastností.
Semiconductor je schopný obnoviť jeho neutrálny stav, je to spôsobené prípravou obvinení z pripojeného externého zdroja, ktorý prispieva k vzniku priameho prúdu v externom elektrickom obvode.

Reverzné zahrnutie diódy.

Teraz sa bude zvážiť ďalší spôsob zaradenia, počas ktorej sa polarita externých zdrojov zmeny, z ktorého sa prenáša napätie:

Hlavný rozdiel pred priamym zaradením spočíva v tom, že generované elektrické pole bude mať smer, ktorý úplne zhoduje so smerom vnútorného difúzneho poľa. Preto sa uzamykacia vrstva nezníži, ale naopak, rozširovať.
Pole nachádzajúce sa v P-N-prechodu bude mať z tohto dôvodu zrýchľujúci účinok na množstvo dopravcov, ktoré nie sú jadrom, ktoré nie sú jadrovými poplatkami, ukazovatele lepenky zostanú nezmenené. Určí parametre výsledného prúdu, ktorý prechádza cez P-N-prechod.
Keďže návratový napätie sa zvyšuje, elektrický prúd prúdiaci cez prechod sa bude snažiť dosiahnuť maximálne ukazovatele. Má špeciálny názov sýtosti.
V súlade s exponenciálnym zákonom, s postupným zvýšením teploty sa zvýšia ukazovatele nasýtenia.

Priame a reverzné napätie

Napätie, ktoré ovplyvňuje diódu, je rozdelená na dve kritériá:

Priateľské napätie je ten, v ktorom je dióda objavená a priamy prúd sa spustí cez neho a indikátory odporu prístroja sú extrémne nízke.
Reverzné napätie je ten, ktorý má reverznú polaritu a poskytuje uzavretie diódy s prechodom cez neho. Ukazovatele odporu zariadenia v rovnakom čase začnú prudko a výrazne rásť.

Odolnosť prechodu P-N je vždy-meniaci sa indikátor, predovšetkým, priame napätie je ovplyvnené priamo na diódu. Ak sa zvyšuje napätie, ukazovatele transformácie budú úmerne znížené.

To vedie k zvýšeniu parametrov priameho prúdu prechádzajúceho cez diódu. Keď je toto zariadenie zatvorené, skutočne ovplyvňuje všetky napätie, z tohto dôvodu sú indikátory zadného prúdu prechádzajúceho cez diódu nevýznamné a prechodová odolnosť dosahuje maximálne parametre.

Pracovná dióda a jej charakteristiky volt-ampér

Pod volt-ampérou charakteristikou týchto nástrojov je línia krivky, ktorá ukazuje, čo elektrický prúd prúdi cez P-N-prechod, z objemu a polaritu napätia ovplyvňujúce ho.

Takýto harmonogram môže byť opísaný takto:

Os umiestnená vertikálne: horná oblasť zodpovedá hodnotám priameho prúdu, spodnej plochy parametrov chrbta.
Horizontálna os: oblasť umiestnená vpravo je určená na priame hodnoty napätia; Na ľavej strane parametrov spätného napätia.
Priama vetva charakteristiky volt-ampér odráža priepustnosť elektrického prúdu prostredníctvom diódy. Je nasmerovaný nahor a prechádza v bezprostrednej blízkosti vertikálnej osi, pretože zobrazuje zvýšenie priameho elektrického prúdu, ku ktorému sa vyskytuje, keď sa zvyšuje vhodné napätie.
Druhá (reverzná) vetva zodpovedá a zobrazuje stav uzavretého elektrického prúdu, ktorý tiež prechádza zariadením. Má tak, že prechádza v skutočnosti rovnobežne s horizontálnou osou. Túto vetvu je vhodný pre vertikálne, čím vyššie je usmerňovacia značkami určitej diódy.
Podľa grafu je možné pozorovať, že po raste priameho napätia prúdiaceho cez P-N-prechodu, dochádza k pomalému zvýšeniu elektrických prúdových ukazovateľov. Postupne však krivka dosahuje oblasť, v ktorej je skok viditeľný, potom, čo dochádza k zrýchlenému zvýšeniu jeho indikátorov. To je vysvetlené otvorením diódy a vedením prúdu pri priamom napätí. Pre zariadenia vyrobené z Nemecka sa to vyskytuje pri napätí, ktoré sa rovná 0,1V až 0,2V (maximálna hodnota 1b) a pre kremíkové prvky sa vyžaduje vyššia hodnota od 0,5V do 0,6V (maximálna hodnota je 1,5V).
Uvedené zvýšenie prúdových ukazovateľov môže viesť k prehriatiu polovodičových molekúl. Ak dôjde k rozptylu tepla v dôsledku prírodných procesov a prevádzky radiátorov bude menšia ako úroveň jej uvoľnenia, štruktúra molekúl môže byť zničená a tento proces bude mať nezvratný charakter. Z tohto dôvodu je potrebné obmedziť priame aktuálne parametre, aby sa zabránilo prehriatiu polovodičového materiálu. Na tento účel sa do schémy pridávajú špeciálne odpory, ktoré majú sériové spojenie s diódami.
Skúmanie reverznej vetvy, je potrebné poznamenať, že ak sa reverzné napätie začne zvýšiť, čo sa aplikuje na prechod P-N, potom sa zvýšenie prúdových parametrov skutočne zhoršuje. Avšak v prípadoch, keď napätie dosahuje parametre, ktoré sú nadradené k prípustným normám, môžu sa vyskytnúť náhle ukazovatele skok, ktoré prehriatia polovodič a prispeje k následnému prestávke P-N.

Hlavné poruchy diódy

Niekedy nástroje tohto typu zlyhajú, môže to nastať v dôsledku prirodzeného odpisovania a starnutia údajov prvkov alebo z iných dôvodov.

Celkové rozlišovacie 3 hlavné typy bežných porúch:

Prechodná skúška vedie k tomu, že dióda namiesto polovodičového zariadenia sa stane v podstate najbežnejším vodičom. V takom stave, zbavuje jeho hlavné vlastnosti a začína plynúť elektrický prúd v absolútne ľubovoľnom smere. Takéto poruchy sa ľahko deteguje pomocou štandardného multimetra, ktorý začína napázať pípnutie a vykazovať nízku úroveň odporu v dióde.
Keď sa reverzný proces, reverzný proces prebieha - zariadenie prestáva preskočiť elektrický prúd v ľubovoľnom smere, to znamená, že sa stane v jeho esencii izolátora. Pre presnosť určovania prestávky je potrebné použiť testery s vysoko kvalitnými a pracujúcimi žiadateľmi, inak môžu byť niekedy falošné na diagnostiku tejto poruchy. Na zlodejoch zliatiny je takáto porucha extrémne zriedkavá.
Únik, počas ktorého je tesnosť tela prístroja narušená, v dôsledku čoho nemôže fungovať správne.

P-N Rozdelenie prechodu

Takéto maličkosti sa vyskytujú v situáciách, keď inverzné elektrické prúdy indikátory začínajú náhle a prudko rastú, je to spôsobené tým, že napätie zodpovedajúceho typu dosahuje neprijateľné vysoké hodnoty.

Viacnásobné druhy sa zvyčajne líšia:

Termálne pocty, ktoré sú spôsobené ostrým zvýšením teploty a následným prehriatím.
Elektrické maličkosti vyplývajúce z prúdu k prechodu.

Charakteristickým harmonogramom Volt-Ampere vám umožňuje vizuálne učiť sa tieto procesy a rozdiel medzi nimi.

Elektrické členenie

Dôsledky spôsobené elektrickými poruchami nie sú ireverzibilné, pretože nie je zničiť samotný kryštál. Preto s postupným poklesom napätia môžete obnoviť celé vlastnosti a prevádzkové parametre diódy.

Vzorky tohto typu sú súčasne rozdelené do dvoch odrôd:

Rozpad tunela sa vyskytujú, keď vysoké napätie prechádza úzkymi prechodmi, čo umožňuje skĺznuť cez ňu samostatne elektrónmi. Zvyčajne vznikajú, ak existuje veľký počet rôznych nečistôt v polovodičových molekulách. Počas takéhoto členenia sa opačný prúd začne prudko a rýchlo rásť a zodpovedajúce napätie je nízke.
Avalanche odrody breakdowov sú možné kvôli účinkom silných polí, ktoré sú schopné pretaktovať nosiče nabitia na limitnú úroveň, vďaka ktorej vyšívané z atómov množstvo valenčných elektrónov, ktoré potom lietajú do oblasti vykonanej. Tento jav je Avalanche-podobný charakter, takže tento typ porúch a dostal taký názov.

Rozdelenie tepla

Výskyt takéhoto rozdelenia sa môže vyskytnúť v dvoch hlavných dôvodoch: nedostatočný chladič a prehriatie prechodu P-N, ktorý sa vyskytuje v dôsledku prúdenia cez elektrický prúd s príliš vysokými indikátormi.

Zvýšený režim teploty v prechodnom a susedných oblastiach spôsobuje nasledujúce dôsledky:

Zvýšenie výkyvov atómov zahrnutých do kryštálu.
Kontaktné elektróny do priestoru.
Prudký nárast teploty.
Zničenie a deformácia štruktúry kryštálu.
Plné zlyhanie a rozbitie celej rozhlasovej zložky.

slkarkenergy.ru

Usmerňovač diódy Volt-info

Obrázok 1. Charakteristiky voltapertu s usmerňovačom diódy.

Voltamper charakteristika usmerňovača diódy

Obrázok v prvom kvadrante sa nachádza priamo v treťom - reverznej vetve diódových charakteristík. Priama vetva charakteristiky sa odstráni pod pôsobením priameho napätia, resp. Rýchlom napätia na diódy. Priame napätie na diódy sa nazýva také napätie, pri ktorom je na katóde vo vzťahu k anóde vytvorený vyšší elektrický potenciál, a ak hovoríme znamením značiek - v katódi mínus (-), na anóde plus (+), ako je znázornené na obrázku 2.

Obrázok 2. Schéma na štúdium batérie diódy s priamym zaradením.

Obrázok 1 zobrazuje nasledujúce symboly:

IP - pracovná súčasná dióda;

UD - pokles napätia na diódu;

UO - reverzné diódové napätie;

UPR - poruchové napätie;

IU - prúdový prúd alebo reverzný diódový prúd.

Koncepty a charakteristiky

Prevádzkový prúd diódy (IR) je priamym elektrickým prúdom, dlhý čas prechádzajúcou diódou, pri ktorom zariadenie nie je vystavené ireverzibilnému deštrukcii teploty a jeho charakteristiky nepodliehajú významným kvalitatívnym zmenám. V referenčných knihách môže byť uvedený ako priamy maximálny prúd. Pokles napätia na diódy (UD) je napätie na výstupoch diódy, ku ktorému dochádza, keď sa cez neho prechádza priamy prevádzkový prúd. V referenčných knihách môžu byť uvedené ako priame napätie na dióde.

Priame prúdenie s priamym zaradením diódy.

Reverzné diódové napätie (UO) je prípustné spätné napätie na diódu na neho na ňu aplikované na dlhú dobu, v ktorej dochádza k nezvratnému zničeniu jeho prechodu P-N. V referenčných knihách sa môže nazvať maximálne spätné napätie.

Priepustné napätie (UPR) je reverzné napätie na dióde, pri ktorom sa vyskytne ireverzibilný elektrický rozpad P-N prechodu, a v dôsledku toho výstup prístroja.

Reverzný diódový prúd alebo prúd úniku (IU) - spätný prúd, ktorý nespôsobuje ireverzibilné zničenie (poruchy) P-N diódového prechodu.

Pri výbere rektifikačných diódy sa zvyčajne riadia vyššie uvedenými charakteristikami.

Pracovná dióda.

Jemnosti prechodu P-N, tému samostatného článku. Zjednodušujeme úlohu a zvážime prácu diódy z pozície jednostrannej vodivosti. A tak, dióda pracuje ako vodič rovný a ako dielektrický (izolátor) pri zapnutí. Zvážte dve schémy na obrázku 3.

Obrázok 3. Reverzne (A) a Direct (B) prepínanie diódy.

Obrázok zobrazuje dve možnosti jednej schémy. Na obrázku 3 (a), poloha spínačov S1 a S2 poskytuje elektrickým kontaktom diódovej anódy s mínusovým napájaním a katódou cez žiarovku HL1 s plusom. Ako sme sa už rozhodli, je to opačné zaradenie diódy. V tomto režime sa dióda bude správať ako elektricky izolačný prvok, elektrický reťazec bude takmer otvorený, lampa nebude horieť.

Pri zmene polohy kontaktov S1 a S2, obrázok 3 (b), je vybavený elektrickým kontaktom anódy Diode VD1 plus napájacieho zdroja a katóda cez žiarovku je mínus. Zároveň sa vykonáva podmienka priameho zahrnutia diódy, otvorí sa a cez to, ako cez vodič, prúdový prúd (lampa) prúdi.

Ak ste práve začali študovať elektroniku, môžete trochu zmiasť zložitosť s prepínačmi na obrázku 3. Vykonajte analógiu podľa vyššie uvedeného popisu, na základe zjednodušeného vzoru obrázku 4. Toto cvičenie vám umožní pochopiť a prechádzať do princípu budovy a čítanie elektrických obvodov.

Obrázok 4. Diagram opačného a priameho zahrnutia diódy (zjednodušené).

Na obrázku 4 je zmena polarity na výstupoch diódy zabezpečená zmenou polohy diódy (otáčania).

Jednosmerná vedenie diódy

Obrázok 5. Diagramy napätia pred a po usmerňovači diódy.

Dospeli sme k záveru, že elektrický potenciál spínača S2 je vždy rovný 0. Potom sa napäťový rozdiel-SU1-S2 a + US1-S2 dodáva na diódovú anódu v závislosti od polohy S1 a S2 spínačov. Schéma takéhoto striedavým napätím obdĺžnikového tvaru je znázornený na obrázku 5 (horný diagram). S negatívnym rozdielom napätia na diódiu anódy, je uzamknutý (funguje ako izolačný prvok), a netrpáva cez lampu HL1 a nehorí, a stres na lampách sa takmer rovná nule. S pozitívnym rozdielom napätia, dióda je voplnená (pôsobí ako elektrický vodič) a na konzistentnom reťazci tokov diódového svetla prúdu. Napätie na lampách sa zvyšuje na UHL1. Toto napätie je o niečo menej ako napájacie napätie, pretože časť napätia klesá na diódu. Z tohto dôvodu sa rozdiel v napätiach v elektronike a elektrotechnike používa niekedy nazývaný "pokles napätia". Tí. V tomto prípade, ak sa lampa považuje za zaťaženie, bude to napätie zaťaženia a na dióda - pokles napätia.

Zdá sa teda obdobia rozdielu negatívneho napätia, sa zdá, že ignoruje dióda, odrezaná, a cez prúdový prúd prúdenia len počas období pozitívneho rozdielu napätia. Takáto konverzia striedavého napätia do unipolárneho (pulzujúceho alebo konštantného) nazývaného narovnania.

volt-info.ru.

1.Polentrutické diódy, princíp prevádzky, charakteristiky:

Semiconductor dióda je polovodičové zariadenie s dvoma elektródami, ktoré majú jednostrannú vodivosť. Polovodičové diódy zahŕňajú rozsiahlu skupinu nástrojov s P-N-prechodom, kovovým kontaktom kovového polovodiča atď. Najčastejšie elektroltické polovodičové diódy sú najčastejšie. Slúžiť na konverziu a vytváranie elektrických oscilácií. Jeden z hlavných moderných elektronických zariadení. Princíp pôsobenia polovodičovej diódy: v srdci zásady pôsobenia polovodičovej diódy - vlastnosti prechodu elektrón-diery, najmä silná asymetria charakteristík volt-ampry vzhľadom na nulu. Rozlišovať priame a reverzné zahrnutie. V priamom zaradení má dióda malý elektrický rezistentný a robí elektrický prúd dobre. V opačnom horizonte je veľmi veľká a prekrývaná odolnosť proti napätiu. Charakteristiky:

2.Polnutrické diódy, priame a reverzné inklúzie, wah:

Priame a reverzné zahrnutie:

S priamym zapnutím prechodu P-N, vonkajšie napätie vytvára pole v prechode, ktorý je oproti smeru vnútorného difúzneho poľa. Napätie výsledného poľa klesá, ktorá je sprevádzaná zúžením blokovacej vrstvy. Výsledkom je, že veľký počet hlavných nosičov nabíjania je schopný difúzne presunúť do susednej oblasti (prúd driftu sa nemení, pretože záleží na počte non-jadrových nosičov, ktoré sa objavujú na hranice prechodu), t.j. Prostredníctvom prechodu preniká výsledný prúd, určený v hlavnej difúzne zložky. Difúzny prúd závisí od výšky potenciálnej bariéry a ako sa znižuje exponenciálne zvýšenie.

Zvýšená difúzia nosičov nabíjania cez prechodovú jazdu na zvýšenie koncentrácie otvorov v oblasti N-typu a elektrónov v oblasti p-typu. Takéto zvýšenie koncentrácie non-jadrových nosičov spôsobených účinkom vonkajšieho napätia aplikovaného na prechod sa nazýva injekcia non-jadrových nosičov. Non-rovnovážne nebytové dopravcovia difúzujú v hĺbke polovodiča a jeho elektronicky porušujú. Obnovenie neutrálneho stavu polovodiča sa vyskytuje z dôvodu prijatia nosných nosičov z externého zdroja. Toto je príčina prúdu vo vonkajšom reťazci, nazývaná priamo.

Keď je prechod P-N zapnutý v opačnom smere, vonkajšie spätné napätie vytvára elektrické pole, ktoré sa zhoduje v smere difúzie, čo vedie k zvýšeniu potenciálnej bariéry a zvyšuje šírku blokovacej vrstvy. To všetko znižuje difúzne prúdy hlavných nosičov. Pre nosič, ktorý nie je jadrom, pole v P-N-prechodu zostáva urýchliť, a preto sa driftový prúd nezmení.

Výsledný prúd prúdenia, ktorý je teda určený hlavne driftom non-jadrových nosičov, bude prúdiť cez prechod. Vzhľadom k tomu, že množstvo driftových non-jadrových nosičov nezávisí od aplikovaného napätia (ovplyvňuje len ich rýchlosť), potom so zvýšením reverzného napätia prúdu cez prechod na snahu o limitnú hodnotu, ktorá je nazývaná Sýtený prúd. Čím väčšia je koncentrácia darcov a akceptorov nečistoty, tým menší saturačný prúd a zvýšenie teploty saturačného prúdu zvyšuje podľa exponenciálneho zákona.

Graf ukazuje cesto pre priamu a reverznú energiu na diódu. Hovoria tiež priamu a inverznú vetvu charakteristiky volt-ampér. Priama vetva (IPR a UPR) zobrazuje charakteristiky diódy s priamym zaradením (to znamená, keď sa na anóde "plus" podáva. Reverzná vetva (IBR a UEBS) zobrazuje charakteristiky diódy, keď je zadná strana zapnutá (to znamená, keď sa podáva na anóde "mínus).

Modrou hustou líniou je charakteristika Nemecka diódy (GE) a čierna tenká línia je charakteristikou silikónovej (SI) diódy. Obrázok neindikuje meracie jednotky pre prúdu a napäťové osi, pretože závisia od špecifickej značky diódy.

Ak chcete začať, definujeme, ako pre akýkoľvek plochý súradnicový systém, štvornásobný uhol súradnice (kvadrant). Dovoľte mi, aby som vám pripomenul, že prvý je kvadrant, ktorý sa nachádza vpravo hore (to znamená, že máme GE a SI listy). Ďalej sa kvadranta počítajú proti smeru hodinových ručičiek.

Takže kvadranty II a iv-th sú prázdne. Je to preto, že môžeme zapnúť diódu len dvoma spôsobmi - v priamom alebo v opačnom smere. Situácia je nemožná, ak napríklad opačný prúd prúdi cez diódu a zároveň je zahrnuté v smere dopredu, alebo inými slovami, nie je možné predložiť "plus" a "mínus" na jeden záver . Presnejšie, je to možné, ale potom to bude skrat. Zostáva zvážiť iba dva prípady - priamym zapnutím diód intenzívnej diódy.

Rozvrh priameho zaradenia je nakreslený v prvom kvadrante. Je možné vidieť, že čím viac napätia, tým viac prúdu. Okrem toho, až do určitého momentu, že napätie rastie rýchlejšie ako prúd. Ale potom prichádza zlomenina a napätie sa takmer nezmení a prúd začne rásť. Pre väčšinu diód sa táto zlomenina vyskytuje v rozsahu 0,5 ... 1 V. Je to toto napätie, ako sa hovorí "kvapky" na diódu. Týchto 0,5 ... 1 in a tam je pokles napätia na diódu. Pomalé zvýšenie prúdu na napätie 0,5 ... 1B znamená, že v tejto časti prúdu prostredníctvom diódy takmer nejde priamo priamo.

Inverzný plán prepínania je nakreslený v treťom kvadrante. Je možné vidieť, že vo významnej oblasti prúdu sa takmer nezmení, a potom zvyšuje lavínové. Ak sa zvýšite, napätie, napríklad až niekoľko stoviek voltov, potom tento vysoký napätie "Trips" dióda a prúd cez diódu bude prúdiť. To je len "porúch" je ireverzibilný proces (pre diódy). To znamená, že takéto "členenie" povedie k vyhoreniu diódy a buď aj prestať preskočiť prúd v ľubovoľnom smere, alebo naopak - prejde prúd vo všetkých smeroch.

Charakteristiky špecifických diód vždy označuje maximálne reverzné napätie - to znamená napätie, ktoré môže odolávať diódu bez "členenia" pri zapnutí v opačnom smere. Toto je potrebné zohľadniť pri vývoji zariadení, kde sa používajú diódy.

Porovnanie charakteristík silikónových a nemeckých diód sa môže dospieť k záveru, že v prechodoch P-N-N-prechodu silikónovej diód priameho a reverzným prúdom menším ako v Nemecku diódy (s rovnakými hodnotami napätia na výstupoch). Je to spôsobené tým, že kremík je väčší ako šírka zakázanej zóny a pre prechod elektrónov z zóny valencie do zóny vodivosti, musia poskytovať väčšiu ďalšiu energiu.

studfiles.net.

Maximálne spätné napätie na diódach je určené vzorcom

Urb MACH \u003d 1,045US.

V niekoľkých praktických aplikáciách na rektifikáciu AC a hladkého riadenia výkonu sa používajú snímače tyristorov prenášané na zaťaženie. Zároveň vám umožňujú ovládať veľké nosné prúdy.

Príkladom jednoduchého ovládaného tyristorového usmerňovača je znázornený na obr. 7.10.

Obr. 7.10. Tyristor Diagram usmerňovač

Na obr. 7.11 Časové diagramy vysvetľujúce princíp regulácie priemernej hodnoty narovného napätia.

Obr. 7.11. Dočasné grafy tyristorového usmerňovača

V tejto schéme sa predpokladá, že vstupné napätie URH pre nastaviteľné tyristor je vytvorený napríklad dvojvodičový usmerňovač. Ak sa kontrolné impulzy uovia dostatočné amplitúdy napájajú na začiatku každého polotovaru (časť O-A na ur diagrame), výstupné napätie zopakuje napätie dvojvodičového usmerňovača. Ak sa zmeníte riadiace impulzy do stredu každého poličného obdobia, výstupné impulzy budú mať trvanie rovnajúcej sa štvrtine polo-obdobia (časť B-C). Ďalšie posunutie kontroly impulzov povedie k ďalšiemu zníženiu priemernej amplitúdy výstupných impulzov (oddiel D - E).

Tak, napájanie riadiacich impulzov na tyristor, posunutím fázy vzhľadom na vstupné napätie, môže otočiť sínusové napätie (prúd) do sekvencie impulzov akéhokoľvek trvania, amplitúdy a polarity, to znamená, že aktívnu hodnotu môžete zmeniť napätie (prúd) v širokom limitoch.

7.3 Vyhladzovacie filtre

Uvažované schémy vyrovnávania umožňujú získať unipolárne pulzujúce napätie, ktoré nie je vždy použiteľné na napájanie komplexných elektronických zariadení, pretože vzhľadom na veľké vlnky vedú k nestabilite ich prevádzky.

Na výrazné zníženie pulzácie sa používajú vyhladzovacie filtre. Najdôležitejším parametrom vyhladzovacieho filtra je hladký koeficient S, určený vzorcom S \u003d 1 / 2, kde 1 a 2 sú koeficienty zvlnenia na prívode a výstup filtra. Koeficient zvlnenia ukazuje, koľkokrát sa filter znižuje vlnky. V praktických obvodoch môže koeficient zvlnenia na výstupe filtra dosiahnuť hodnoty 0,00003.

Hlavnými prvkami filtrov sú prúdové prvky - kontajnery a induktory (tlmivky). Zvážte na začiatku princípu prevádzky najjednoduchšieho vyhladzovacieho filtra, ktorých diagram je znázornený na obr. 7.12.

Obr. 7.12. Schéma najjednoduchšieho vyhladzovacieho filtra s usmerňovačom s jednou galériou

V tejto schéme sa stres vyhladzujúci na zaťažení po jednom polyoode diódový usmerňovač VD sa uskutočňuje s použitím kondenzátora s pripojeným rovnobežne s zaťažením RN.

Dočasné diagramy vysvetľujúce prevádzku takéhoto filtra sú znázornené na obr. 7.13. Na sekcii T1 - T2 sa vstupné napätie otvorí diódu a kondenzátor sa nabíja. Keď vstupné napätie začne znižovať, dióda je uzavretá napätím nahromadeným na kondenzátore UC (časť T1 - T2). V tomto intervale je zdroj vstupného napätia odpojený od kondenzátora a zaťaženia a kondenzátor sa vypúšťa cez odpor na zaťaženie RN.

Obr. 7.13. Dočasné filtračné filtračné grafy s jedným kariou usmerňovačom

Ak je kapacita dostatočne veľká, kapacita nádoby cez RN sa vyskytne s veľkým časovým konštantom  \u003d RNA, a preto zníženie napätia na kondenzátore bude malý, a vyhladzovací účinok je významný. Na druhej strane, tým väčšia je kapacita kratšieho segmentu T1 - T2, počas ktorej je dióda otvorená a prúd tečie i rastie (pre daný priemerný prúd zaťaženia) s poklesom rozdielu T2 - T1. Takýto spôsob fungovania môže viesť k poruche usmerňovacej diódy a navyše je dostatočne ťažký a pre transformátor.

Pri použití dvojčinných usmerňovačov sa hodnota pulzácie pri výstupe kapacitného filtra znižuje, pretože kondenzátor počas vzhľadu impulzov na menšiu hodnotu, ktorá je dobre znázornená na obr. 7.14.

Obr. 7.14. Vyhladzovanie pulzovania bippetikov

Na výpočet hodnoty vlniek na produkte kapacitného filtra budeme produkovať aproximáciu pulzácií výstupného napätia krivky v tvare píly, ako je znázornené na obr. 7.15.

Obr. 7.15. Aproximácia pulzčného napätia

Zmena nabitia na kondenzátore je určená výrazom

ΔQ \u003d Δuc \u003d i nt1,

tam, kde T1 je perióda pulzácie, je priemerná hodnota prúdu zaťaženia. Berúc do úvahy skutočnosť, že je to \u003d ISR / RN, dostaneme

Z obr. 7.15 Z toho vyplýva, že

zároveň je dvojnásobná amplitúda pulzácií určená výrazom

Vyhladzovacie vlastnosti majú indukčné filtre a filtre obsahujúce indukčnosť a nádoby majú najlepšie vyhladzovacie vlastnosti pripojené, ako je znázornené na obr. 7.16.

Obr. 7.16. Vyhladzujúci filter s indukčnosťou a kapacitou

V tejto schéme je kapacita kondenzátora zvolí takým spôsobom, že jej reaktívna rezistencia je významne menšia odolnosť voči zaťaženiu. Výhodou takéhoto filtra je, že znižuje veľkosť vstupnej pulzácie ΔU do veľkosti, kde je frekvencia zvlnenia.

V praxi boli rozšírené rôzne typy F-obrazových a p-tvarovaných filtrov, ktorých konštrukcie sú uvedené na obr. 7.17.

Pri malom nosných prúdoch F funguje dobre - tvarovaný usmerňovač prezentovaný na obr. 7.16.

Obr. 7.17. Možnosti konštrukcie filtra

V najviac zodpovedných schémach sa používajú viaceré systémy filtrovania (obr. 7,17 g).

Často je tlmivka nahradená rezistormi, ktoré mierne znižujú kvalitu filtrácie, ale výrazne znižuje filtre (obr. 7,17 b, c).

Hlavnou externou charakteristikou usmerňovačov s filtrom je závislosť priemernej hodnoty výstupného napätia USR (napätie na zaťažení) z priemerného výstupného prúdu.

V uvažovaných schémach, zvýšenie výstupného prúdu vedie k zníženiu USR v dôsledku zvýšenia poklesu napätia na vinutia transformátora, diód, zásobovania vodičov, filtračných prvkov.

Sklon vonkajšej charakteristiky v danom priemernom prúde je určený výstupným odporom ray, určený vzorcom:

ICR - SET. Čím menšie množstvo, tým menšie sa výstupné napätie závisí od výstupného prúdu, tým lepší obvod usmerňovača s filtrom. Na obr. 7.18 Zobrazuje typické závislosti USR z ICR pre rôzne možnosti filtrovania.

Obr. 7.18. Typické závislosti USR z ICR pre rôzne systémy filtrovania

studfiles.net.

Aké je reverzné napätie? - Oprava interiérov

Reverzné napätie

Reverzné napätie je typ signálu energie generovanej zmenou polarity elektrického prúdu. Takéto napätie sa často vyskytuje, keď je reverzná polarita privádzaná na diódu, nútiť diódu, aby reagovala, pracuje v opačnom smere. Táto reverzná funkcia môže tiež vytvoriť rozkladové napätie vo vnútri diódy, pretože to často vedie k rozpadu okruhu, ku ktorému sa aplikuje napätie.

Reverzné napätie dochádza, keď sa použije zdroj napájacieho signálu k reťazci. To znamená, že pozitívny zdroj olova je spojený s uzemneným alebo negatívnym vodičom okruhu a naopak. Tento prenos napätia často nie je určený, pretože väčšina elektrických obvodov nie je schopná spracovať napätie.

Keď sa minimálne napätie privádza do diagramu alebo na diódu, môže to viesť k tomu, že systém alebo dióda bude fungovať v opačnom poradí. To môže spôsobiť, že reakcia, ako je motor ventilátora škatule, nesprávne sa otáčať. Prvok bude v takýchto prípadoch naďalej fungovať.

Keď je veľkosť napätia aplikovaného na reťaz príliš veľkú, signál pre prijatý okruh sa však nazýva punčovacie napätie. Ak vstupný signál, ktorý bol opačný, presahuje prípustné napätie pre reťaz na udržanie, môže byť schéma poškodená mimo použitého zvyšku. Bod, v ktorom je reťazec poškodený, označuje hodnotu poruchy. Toto rozpisovacie napätie má pár iných mien, špičkových opätovných napätia alebo inverzného punčového napätia.

Reverzné napätie môže spôsobiť poruchové napätie, ktoré tiež ovplyvňuje prevádzku iných komponentov okruhu. Mimo škodlivých diód a funkcií obvodu reverznej napätia sa môže tiež stať špičkovým spätným napätím. V takýchto prípadoch systém nemôže obsahovať počet vstupných výkonov zo signálu, ktorý bol otočený na obrátený, a môže vytvoriť rozkladové napätie medzi izolátormi.

Toto rozpínacie napätie, ktoré sa môže vyskytnúť cez komponenty okruhu, môže spôsobiť rozdelenie komponentov alebo drôtových izolátorov. Môže ich premeniť na signalizačné vodiče a poškodiť reťazec, ktorý vykonáva napätie na rôzne časti okruhu, ktoré by nemali užívať, čo vedie k nestabilite v celom reťazci. To môže spôsobiť, že oblúky napätia z komponentu do komponentu, ktoré môžu byť tiež dostatočne výkonné, aby sa rozsvietili rôzne komponenty okruhu a viedli k ohňu.

TT systém v elektrických inštaláciách Napätie do 1000V

U arr. M ah \u003d 1,045u St.

Príkladom jednoduchého ovládaného tyristorového usmerňovača je znázornený na obr. 7.10.

Obr. 7.10. Tyristor Diagram usmerňovač

Na obr. 7.11 Časové diagramy vysvetľujúce princíp regulácie priemernej hodnoty narovného napätia.

Obr. 7.11. Dočasné grafy tyristorového usmerňovača

V tejto schéme sa predpokladá, že vstupné napätie u w pre nastaviteľné tyristor je vytvorený napríklad dvojstupňový usmerňovač. Ak sú kontrolné impulzy u v dostatočnom amplitúde kŕmené na začiatku každého polčasu (časť o-A na UD diagramu), výstupné napätie zopakuje napätie dvojpojtového usmerňovača. Ak sa zmeníte riadiace impulzy do stredu každého poličného obdobia, výstupné impulzy budú mať trvanie rovnajúcej sa štvrtine polo-obdobia (časť B-C). Ďalšie posunutie kontroly impulzov povedie k ďalšiemu zníženiu priemernej amplitúdy výstupných impulzov (oddiel D - E).

7.3 Vyhladzovacie filtre

Na výrazné zníženie pulzácie sa používajú vyhladzovacie filtre. Najdôležitejším parametrom vyhladzovacieho filtra je hladký koeficient S, určený vzorcom S \u003d  1 /  2, kde  1 a  2 - koeficienty vlniek v prívode a výstup filtra. Koeficient zvlnenia ukazuje, koľkokrát sa filter znižuje vlnky. V praktických obvodoch môže koeficient zvlnenia na výstupe filtra dosiahnuť hodnoty 0,00003.

Obr. 7.12. Schéma najjednoduchšieho vyhladzovacieho filtra s usmerňovačom s jednou galériou

V tejto schéme sa stresový vyhladenie na zaťažení po jednom alpiperium diódový usmerňovač VD uskutočňuje s použitím kondenzátora s pripojeným rovnobežne s zaťažením r n.

Dočasné diagramy vysvetľujúce prevádzku takéhoto filtra sú znázornené na obr. 7.13. Na sekcii T1 - T2 sa vstupné napätie otvorí diódu a kondenzátor sa nabíja. Keď sa vstupné napätie začne znižovať, dióda sa uzavrie napätím nahromadeným na kondenzátore U C (časť T1 - T2). V tomto intervale je zdroj vstupného napätia odpojený od kondenzátora a zaťaženia a kondenzátor sa vypúšťa cez odolnosť voči zaťaženiu r n.

Obr. 7.13. Dočasné filtračné filtračné grafy s jedným kariou usmerňovačom

Ak je kapacita dostatočne veľká, vypúšťanie kontajnera cez R n sa vyskytne s veľkou časovou kondenzáciou  \u003d R n C, a preto zníženie napätia na kondenzátore bude malý, a hladký účinok je významný. Na druhej strane, tým väčšia je kapacita kratšieho segmentu T1 - T2, počas ktorej je dióda otvorená a prúd prúdu prúdi i  rastie (pre daný priemerný prúdový prúd) so znížením rozdielu T2 - T1 . Takýto spôsob fungovania môže viesť k poruche usmerňovacej diódy a navyše je dostatočne ťažký a pre transformátor.

Obr. 7.14. Vyhladzovanie pulzovania bippetikov

Na výpočet hodnoty vlniek na produkte kapacitného filtra budeme produkovať aproximáciu pulzácií výstupného napätia krivky v tvare píly, ako je znázornené na obr. 7.15.

Obr. 7.15. Aproximácia pulzčného napätia

Zmena nabitia na kondenzátore je určená výrazom

ΔQ \u003d ΔUc \u003d i n t 1

tam, kde t 1 je perióda pulzácie, i n je priemerná hodnota zaťaženia prúdu. Berúc do úvahy skutočnosť, že som n \u003d a cp / r n, dostaneme

Z obr. 7.15 Z toho vyplýva, že

zároveň je dvojnásobná amplitúda pulzácií určená výrazom

Vyhladzovacie vlastnosti majú indukčné filtre a filtre obsahujúce indukčnosť a nádoby majú najlepšie vyhladzovacie vlastnosti pripojené, ako je znázornené na obr. 7.16.

Obr. 7.16. Vyhladzujúci filter s indukčnosťou a kapacitou

V tejto schéme je kapacita kondenzátora zvolí takým spôsobom, že jej reaktívna rezistencia je významne menšia odolnosť voči zaťaženiu. Výhodou takéhoto filtra je, že znižuje veľkosť vstupného zvlnenia ΔU na hodnotu
Kamcer je frekvencia vlniek.

V praxi boli rozšírené rôzne typy F-obrazových a p-tvarovaných filtrov, ktorých konštrukcie sú uvedené na obr. 7.17.

Pri malom nosných prúdoch F funguje dobre - tvarovaný usmerňovač prezentovaný na obr. 7.16.

Obr. 7.17. Možnosti konštrukcie filtra

V najviac zodpovedných schémach sa používajú viaceré systémy filtrovania (obr. 7,17 g).

Často je tlmivka nahradená rezistormi, ktoré mierne znižujú kvalitu filtrácie, ale výrazne znižuje filtre (obr. 7,17 b, c).

Hlavnou externou charakteristikou usmerňovačov s filtrom je závislosť priemernej hodnoty výstupného napätia U CP (napätie na zaťažení) z priemerného výstupného prúdu.

V uvažovaných schémach, zvyšujúci sa výstupný prúd vedie k zníženiu U CP v dôsledku zvýšenia poklesu napätia na vinutia transformátora, diód, vŕtacích drôtov, filtračných prvkov.

Sklonenie vonkajšej charakteristiky v danom priemernom prúde je určený výstupným odporom R výstupu, ktorý je určený vzorcom:

I CP - SET. Čím menšia je hodnota r vypuknúť, tým menšie výstupné napätie závisí od výstupného prúdu, tým lepšie je usmerňovač s filtrom. Na obr. 7.18 ukazuje typické závislosti U CP z I CP pre rôzne možnosti filtrovania.

Obr. 7.18. Typické závislosti u CP z I CP pre rôzne systémy filtrovania

Dióda sa nazýva polovodičové zariadenie s jedným prechodom P-N, ktorý má dva výstupy (katóda a anódy), je určená na stabilizáciu, vyrovnanie, moduláciu, detekciu, konverziu a obmedzenie elektrických signálov reverzný prúd.

Vo svojom funkčnom účele sú diódy rozdelené na impulz, usmerňovače, univerzálne, stabilizátory, mikrovlnné diódy, tunely, variaky, spínacie diódy a podobne.

V teórii vieme, že dióda prechádza len v jednom Torone. Avšak, nie veľa vedieť a je jasné, akým spôsobom to robí. Schematicky sa môže dióda predstaviť ako kryštál pozostávajúci z 2 oblasti (polovodiče). Jedna z týchto oblastí kryštálu má N-typu vodivosť a druhý je vodivosť p-typu.

Obrázok sú otvory prevládajúce v oblasti N-typu, ktoré sú zobrazené v modrých kruhoch a elektróny prevládajúce v oblasti P-typu - červená. Tieto dve oblasti sú katódové diódové elektródy a anódy:

Katóda je negatívnou diódou elektródou, ktorých hlavné nosiče sú elektróny.

Anóda je pozitívna dióda elektródy, ktorých hlavné nosiče sú otvormi.

Na vonkajších povrchoch oblastí sa aplikujú kontaktné kovové vrstvy, na ktoré sú drôtené závery elektród diódy spájkované. Zariadenie tohto druhu môže byť výlučne v jednom z dvoch stavov:

1. ZATVORENÉ - TOTO JE TOTO NEPOUŽÍVA

2. Otvorené - to je, keď dobre trávi.

Dióda bude v uzavretom stave, ak sa aplikuje polarita zdroja konštantného napätia.

V tomto prípade sa elektróny z oblasti N-typu začne pohybovať na pozitívny pól napájacieho zdroja, presunúť sa od PN prechodu a otvory, v oblasti P-typu, budú odstránené aj z PN prechodu na záporný pól. Nakoniec sa hranice oblastí rozšíri, čo je tvorené zónou zjednotenej elektrónmi a otvormi, ktoré budú mať obrovský odpor prúdom.

V každej z oblastí diódy sa však nachádzajú nie sú dopravné náboje, a stále sa vyskytne malá výmena elektrónov a otvorov medzi oblasťami. Preto prostredníctvom diódy prúdi mnohokrát menej prúdu ako rovno, a tento prúd sa nazýva reverzné diódy. V praxi sa spravidla opätovným prúdom P-N prechodu zanedbáva, a ukázalo sa, že prechod P-N má iba jednostrannú vodivosť.

D id. - Najjednoduchšie na zariadení v slávnej rodine polovodičových zariadení. Ak si vezmete polovodičovú dosku, napríklad Nemecko a v jeho ľavej polovici predstaviť akceptorovú nečistotu, a v správnom darcovi, potom na jednej strane sa získa polovodič typu P, resp., Z druhého typu N. v uprostred krištáľu, ukazuje sa, tzv P-N prechoduAko je znázornené na obrázku 1.

Na tom istom obrázku ukazuje podmienené grafické označenie diódy v schémach: odobratie katódy (negatívna elektróda) \u200b\u200bje veľmi podobná znameniu "-". Tak ľahšie si zapamätať.

Celkovo v takomto krištáľovom, dvoch zónach s rôznou vodivosťou, z ktorých vychádzajú dva závery, takže zariadenie dostalo meno diódaOd predpony "DI" znamená dva.

V tomto prípade sa dióda ukázala ako polovodičová, ale takéto zariadenia boli známe predtým: napríklad v ére elektronických svietidiel došlo k lampu dióda s názvom Kenotron. Takéto diódy išli do histórie, aj keď prívrženci "lampy" zvuk veria, že v zosilňovačov lampy by mal byť aj usmerňovač anódového napätia svetiel!

Obrázok 1. Štruktúra diódy a diódového označenia v diagrame

Na križovatke polovodičov s P a N sa vodiči objavia P-N prechodu (P-N Junction)ktorý je základom všetkých polovodičových zariadení. Na rozdiel od diódy, ktorý má len jeden prechod, má dva P-N prechodu, a napríklad pozostáva priamo zo štyroch prechodov.

P-N prechod v pokoji

Aj keď P-N prechod, v tomto prípade, dióda nie je nikde pripojená, zaujímavé fyzikálne procesy sa objavujú vo vnútri, ktoré sú znázornené na obrázku 2.

Obrázok 2. Dióda v pokoji

V regióne n je prebytok elektrónov, nesie záporný náboj a v PLY PLY. Tieto poplatky tvoria elektrické pole. Vzhľadom k tomu, že poplatky Variame majú nehnuteľnosť atraktívnu, elektróny z zóny n prenikajú do pozitívne nabitého z zóny, naplnenie niektorých otvorov. V dôsledku takéhoto pohybu vo vnútri polovodiča je, aj keď veľmi malé (jednotky Nanoamper), ale stále prúd.

V dôsledku tohto pohybu sa hustota látky na boku P zvyšuje, ale na určitý limit. Častice zvyčajne majú tendenciu sa šíriť rovnomerne v priebehu objemu látky, rovnako ako vôňa liehovín, ktoré sa šíri do celej miestnosti (difúzia), teda skôr, alebo neskôr, sa elektróny vracajú späť do zóny N.

Ak pre väčšinu spotrebiteľov elektriny, smer prúdu nehrajú úlohu, - žiarovka svieti, dlaždice sa zahrieva, potom smer prúdu hrá obrovskú úlohu pre diódu. Hlavná funkcia diódy sa vykonáva v jednom smere. Táto nehnuteľnosť je poskytovaná a poskytovaná prechodom P-N.

Zapnutie diódy v opačnom smere

Ak pripojíte napájací zdroj na polovodičovú diódu, ako je znázornené na obrázku 3, prúd cez prechod P-N nebude prechádzať.

Obrázok 3. Reverzné diódy

Ako je možné vidieť na obrázku, pozitívny pól zdroja napájania je pripojený k N oblasti a p je negatívna oblasť. Výsledkom je, že elektróny z oblasti n sa ponáhľali na pozitívny pól zdroja. Na druhej strane, pozitívne poplatky (otvory) v oblasti P priťahuje záporný pól napájania. Preto v regióne P-N prechodu, ako je možné vidieť na obrázku, je vytvorená prázdnota, nie je jednoducho žiadny prúd, neexistujú žiadne dopravcovia.

So zvýšením napájacieho napätia, elektróny a otvory sú čoraz viac priťahované elektrickým poľom, v oblasti P-N prechodu nosiča nabíjania zostáva menej a menej. Preto v opačnom odbočení na prúd cez diódu nejde. V takýchto prípadoch je to obvyklé povedať, že polovodičová dióda uzamknutá s reverzným napätím.

Zvýšenie hustoty látky v blízkosti pólov akumulátora vedie vznik difúzie- Túžba po jednotnom rozložení látky v celom objeme. Čo sa stane, keď je batéria odpojená.

Reverzná polovodičová dióda

Tu bol čas na zapamätať si dopravcovia, ktoré boli podmienené. Faktom je, že aj v uzavretom stave cez diódu prechádza mierny prúd, nazývaný opak. Toto reverzný prúd A je vytvorený ne-jadrovými nosičmi, ktoré sa môžu pohybovať rovnakým spôsobom ako hlavný, len v opačnom smere. Prirodzene, taký pohyb sa vyskytuje počas spätného napätia. Reverzný prúd je zvyčajne malý, vďaka nevýznamnému počtu non-jadrových nosičov.

S zvýšením teploty kryštálov sa zvyšuje množstvo non-bandingových nosičov, čo vedie k zvýšeniu chrbta, čo môže viesť k zničeniu P-N prechodu. Preto sú prevádzkové teploty pre polovodičové zariadenia, diódy, tranzistory, mikroobvody obmedzené. Aby sa zabránilo prehriatiu, výkonné diódy a tranzistory sú nainštalované na tepelných umývadlách radiátory.

Zapnutie diódy v smere dopredu

Ukazuje na obrázku 4.

Obrázok 4. Priame spínanie diódy

Teraz zmeníte polaritu zdroja, aby ste zahrnuli: mínus sa pripojil k oblasti n (katóda) a plus do regiónu P (anóda). S týmto zahrnutím do N, elektróny budú odpudzované z mínus batérie a prejdite smerom k P-N prechodu. V oblasti p odpudzuje pozitívne nabité otvory z pozitívneho výstupu batérie. Elektróny a otvory sa ponáhľajú smerom k sebe.

Nabité častice s rôznou polaritou sa zhromažďujú v blízkosti P-N prechodu, medzi nimi sa vyskytuje elektrické pole. Preto elektróny prekonajú prechod P-N a pokračujú v pohybe cez P zónu. Súčasne, niektoré z nich rekombinuje s otvormi, ale väčšina z nich sa ponáhľa na plus batérie, id prúd prešiel diódou.

Tento prúd sa volá priamy prúd. Je obmedzená na technické údaje diódy, určitú maximálnu hodnotu. Ak je táto hodnota prekročená, hrozí nebezpečenstvo diódovej zásuvky. Treba však poznamenať, že smer priameho prúdu na obrázku sa zhoduje so všeobecne akceptovaným inverzným pohybom elektrónov.

Môžete tiež povedať, že s priamym smerom inklúzie je elektrický odpor diódy relatívne malý. S reverzným zapnutím, táto rezistencia bude mnohokrát viac, prúd cez polovodičovú diódu nie je (mierny reverzný prúd nie je prijatý tu). Zo všetkých vyššie uvedených, môžeme dospieť k záveru, že dióda sa chová ako konvenčný mechanický ventil: otočený v jednom smere - vodou toky sa otočí na druhý - prúd zastavil. Pre túto nehnuteľnosť dióda dostala meno polovodičový ventil.

Ak chcete zistiť podrobne vo všetkých schopnostiach a vlastnostiach polovodičovej diódy, mali by ste sa zoznámiť s jeho volt - Ampere Charakteristika. Je tiež pekné dozvedieť sa o rôznych dizajnoch diód a frekvenčných vlastností, o výhodách a nevýhodách. Toto bude povedané v nasledujúcom článku.