Основные характеристики и параметры диодов ⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2
Вольтамперная характеристика (ВАХ) диодов снимается с помощью схем, показанных на рисунке 5.
Рисунок 5 – Схемы
Экспериментальная (реальная) ВАХ диода I = φ(U) имеет некоторые отличия от теоретической характеристики. На рисунке 6 реальная ВАХ показана сплошной, а теоретическая – штриховой линией. Расхождение теоретической и реальной характеристик на отдельных участках происходит по следующим причинам: 1 В прямом направлении при U ≥ Uкн сопротивление диода определяется сопротивлением объема полупроводниковых областей. Поэтому реальная ВАХ после точки 1 отклоняется от теоретической в сторону больших падений напряжения. 2 При U < 0 на участке характеристики между точками 0 - 2 обратный ток диода оказывается больше теплового тока I0. В общем случае он состоит из трех основных составляющих:
Iобр = I0 + Im + Iy
где Im – ток термогенерации (зависит от объема запирающего слоя и его температуры); Iy – ток утечки, который протекает по поверхности кристалла от эмиттера к базе (зависит от состояния этой поверхности и почти не зависит от температуры). 3 Между точками 2 - 3 увеличивается обратный ток. Этот участок соответствует предпробойному состояния диода. В точке 3 происходит электрический пробой p-n-перехода, сопровождающийся резким увеличением обратного тока при незначительном увеличении обратного напряжения.
Рисунок 6 – Вольтамперная характеристика диода
Штрихпунктиром показана линия допустимой мощности, рассеиваемой диодом. У некоторых диодов при обычных условиях возможен только тепловой пробой. У большинства диодов вначале наступает электрический пробой, который при увеличении обратного тока переходит в тепловой (точка 4). ВАХ полупроводниковых диодов зависит от температуры окружающей среды. С увеличением температуры увеличивается тепловой ток и ток термогенерации, то есть увеличивается обратный ток диода. С увеличением температуры прямой ток диода также увеличивается. С увеличением напряжение лавинного пробоя также увеличивается. Это происходит из-за теплового рассеивания подвижных носителей и сокращения средней длины их свободного пробега в p-n-переходе. Основные параметры полупроводниковых диодов:
- постоянный обратный ток диода Iобр – значение постоянного тока, протекающего через диод в обратном направлении при заданном обратном напряжении - постоянное обратное напряжение диода Uобр – значение постоянного напряжения, приложенного к диоду в обратном направлении - постоянный прямой ток диода Iпр – значение постоянного тока протекающего через диод в прямом направлении - постоянное прямое напряжение диода Uпр – значение постоянного напряжения на диоде при заданном постоянном прямом токе - диапазон частот диода ∆f – разность предельных значений частот, при которых средний выпрямленный ток диода не менее заданной доли его значения на низшей частоте - дифференциальное сопротивление rдиф = dU/dI - емкость диода Cд ≈ Cзар + Cдиф
Большое значение имеют параметры, характеризующие предельные режимы использования полупроводниковых приборов. Максимально допустимыми называются параметры, которые обеспечивают заданную надежность и значения которых не должны превышать при любых условиях эксплуатации. - обратное максимально допустимое напряжение, ограничивается пробивным напряжением Uобр max ≈ 0,8 Uпроб где Uпроб – напряжение теплового или электрического пробоя - максимально допустимая мощность, рассеиваемая диодом Pmax = (tn max – t0)/(Rt пк + Rt ко) где tn max – максимально допустимая температура p-n-перехода; t0 – температура окружающей среды; Rt пк – тепловое сопротивление между p-n-переходом корпусом диода; Rt ко – тепловое сопротивление между корпусом и окружающей средой - максимально допустимый прямой ток Iпр max = Pmax/Uпр
Предельные параметры диодов с повышением температуры снижаются.
Для анализа работы полупроводникового диода удобно пользоваться эквивалентной схемой. В общем случае эквивалентная схема полупроводникового диода имеет следующий вид (рисунок 7). Рисунок 7 – Эквивалентная схема полупроводникового диода
На этой схеме: Cв – емкость между выводами; Lв –индуктивность выводов; rs – последовательное сопротивление областей полупроводникового кристалла и выводов диода; Rp-n – переменное сопротивление p-n-перехода; Cзар – переменная диффузионная емкость. ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|