Напівпровідникові прилади на основі p-n переходу, страница 11

Основні параметри випрямляючих діодів:

1. Максимально допустима зворотня напруга Uзв.доп. – значення напруги, що прикладається в зворотньому напрямку, яку прилад може витримати на протязі тривалого часу без порушення його працездатності.

2. Номінальний струм діода Іном – максимальна величина середнього за період значення випрямленого струму, який не приводить до теплового руйнування приладу при забезпеченні умов охолодження.

3. Максимально допустиме значення прямого струму діода Імакс – пікове значення імпульсу струму при визначеній максимальній тривалості, скважності і формі імпульсу.

4. Номінальне значення розсіюваної потужності діода РМАХ – значення потужності, що розсіюється приладом при протіканні струму в прямому і зворотньому напрямках при забезпеченні умов охолодження і не приводить до його теплового руйнування.

5. Пряме падіння напруги DUН – середнє значення падіння напруги на діоді при протіканні номінального струму:

DUН = Іном × rД + Uo ,

де rД = DUa /DIa – диференційний опір діода для точки, що відповідає номінальному струму; Uo – початкове значення  падіння напруги на діоді (рис.  3.9).

6. Максимальна робоча частота fМАКС. – частота, в межах якої діод виконує свої функції без зниження електричного режиму.

7. Час відновлення запираючих властивостей tВІДН – мінімальний інтервал часу між моментом зняття прямої напруги і можливістю прикладання зворотньої напруги, протягом якого діод відновлює свої запираючі властивості.

Окрім вказаних параметрів, широко використовується ряд спеціальних – таких, як теплові, часові та ін.

До теплових параметрів відносяться такі, як тепловий опір, теплові постійні часу, теплоємність. Вони визначають температурну стабільність роботи приладу в напружених режимах.

Часові параметри визначаються в залежності від типів використовуваних діодів і характеризують часові характеристики перемикання. 

Основними вимогами до випрямляючих діодів є низька величина падіння напруги від струму, що випрямляється; малий зворотній струм; високі значення зворотньої напруги; можливість значних, але короткочасних перевантажень (особливо для діодів, що працюють на активно-ємнісне навантаження).

Рис. 3.11

Величина Uзв.доп. пов’язана з величиною зворотньої напруги, при якій починається тепловий пробій, тобто процес незворотнього пошкодження діода при надмірній зворотній напрузі (рис. 3.11).

Тепловий пробій з напругою Uпр появляється як результат перегріву окремих ділянок p-n переходу за рахунок протікання великого зворотнього струму. Зростання зворотнього струму відбувається як за рахунок внутрішньої (в p-n переході) генерації носіїв, так і за рахунок забруднень напівпровідникової структури. Величина Uзв.доп. вибирається на рівні 0.7 Uпр. Збільшення робочого струму та зменшення падіння прямої напруги забезпечується збільшенням концентрації основних носіїв та розширенням площі напівпровідника.

В залежності від величини випрямленого струму діоди умовно розділяються на:

·  Діоди малої потужності – прилади з номінальними струмами до 0.3 А;

·  Діоди середньої потужності – прилади з номінальними струмами до 10 А;

·  Діоди великої потужності – прилади з номінальними струмами понад 10 А.

Для кожного з діапазонів потужності виділяється гама інших експлуатаційних  і максимально допустимих параметрів, які не вписуються в загальні характеристики, але найбільша різниця полягає в їх конструктивних особливостях.   

В таблицях 3.1 – 3.3 приводяться технічні характеристики окремих типів приладів малої, середньої та великої потужностей.

Випрямляючі діоди

Таблиця 3.1

Малопотужні (на струм до 1 А)