Дифференциальное сопротивление RДИФ выпрямительного диода в двух рабочих точках, страница 2

Рпр - прямая рассеиваемая мощность, значение мощности, рассеиваемой диодом при протекании прямого тока;

Pср - средняя рассеиваемая мощность диода, среднее за период значение мощности, рассеиваемой диодом при протекании прямого и обратного тока;

Rдиф - дифференциальное сопротивление диода, отношение малого приращения напряжения диода к малому приращению тока на нем при заданном режиме

                                                (1.1)

Rnp.д. - прямое сопротивление диода по постоянному току, значение сопротивления диода, полученное как частное от деления постоянного прямого напряжения на диоде и соответствующего прямого тока

                                                           (1.2)

Rобр.д - обратное сопротивление диода; значение сопротивления диода, полученное как частное от деления постоянного обратного напряжения на диоде и соответствующего постоянного обратного тока

                                                  (1.3)

Максимально допустимые параметры определяют границы эксплуатационных режимов, при которых диод может работать с заданной вероятностью в течение установленного срока службы. К ним относятся: максимально допустимое постоянное обратное напряжение Uобр.max; максимально допустимый прямой ток Iпр.max, максимально допустимый средний прямой ток Iпр.ср.max, максимально допустимый средний выпрямленный токIвп.ср.max, максимально допустимая средняя рассеиваемая мощность диода Рср.max.

Указанные параметры приводятся в справочной литературе. Кроме того, их можно определить экспериментально и по вольтамперным характеристикам.

Задача 1.1 Рассчитать и сравнить Rдиф, Rпр.д для диода Д237Б при  Iпр1= 75 мА.

Рисунок 1.2 – ВАХ диода Д237Б

Дифференциальное сопротивление находим как котангенс угла наклона касательной, проведенной к прямой ветви ВАХ в точке Iпр1= 75 мА (Rдиф ~ ctg Θ_~)

                                  (1.4)

Задача 1.2 Прямое сопротивление диода находим как отношение постоянного напряжения на диоде Uпр=0,7В к соответствующему постоянному току Iпр1=75мА на прямой ветви ВАХ.

                                           (1.5)

Видим, что Rдиф < Rпр.д . Кроме того, отметим, что значения данных параметров зависят от заданного режима. Например, для этого же диода при Iпp2=25мА

                                  (1.6)  ,  (1.7)

Задача 1.3 Рассчитать Rобр.д для диода Д237 при Uобр = 150 В и сравнить с рассчитанной величиной Rпр.д. На обратной ветви ВАХ Д237Б  (рисунок 1.2) находим: Iобр = 25мкА при Uобр =150В. Следовательно,

                                       (1.8)

Видим, что Rобр>>Rпр.д, что говорит об односторонней проводимости диода. Вывод об односторонней проводимости можно сделать и непосредственно из анализа ВАХ: прямой ток Iпp~мА при Uпр <1B, в то время как Iобp ~ десятки мкА при Uобр~десятки вольт, т.е. прямой ток превышает обратный в сотни- тысячи раз

                                                        (1.9)

Задача 1.4 Стабилитроны и стабисторы предназначены для стабилизации уровня напряжения при изменении протекающего через диод тока. У стабилитронов рабочим является участок электрического пробоя вольтамперной характеристики в области обратных напряжений рисунок 1.3.

На этом участке напряжение на диоде остается практически постоянным при значительном изменении тока протекающего через диод. Подобной характеристикой обладают сплавные диоды с базой, изготовленной из низкоомного (высоколегированного) материала. При этом образуется узкий p-n-переход, что создает, условия для возникновения электрического пробоя при относительно низких обратных напряжениях (единицы - десятки вольт). А именно такие напряжения нужны для питания многих транзисторных устройств. В германиевых диодах электрический пробой быстро переходит в тепловой, поэтому в качестве стабилитронов применяют кремниевые диоды, обладающие большей устойчивостью в отношении теплового пробоя. У стабисторов рабочим служит прямой участок вольтамперной характеристики рисунок 1.4. У двухсторонних (двуханодных) стабилитронов имеется два встречно включенных p-n перехода, каждый из которых является основным для противоположной полярности.