5.Выпрямительные диоды Выпрямительные диоды. Параметры. Использование.

В ыпрямительные диоды предназначены для выпрямления переменного тока. Работа выпрямительных диодов основана на использовании вентильного эффекта – односторонней проводимости p-n-перехода. Наибольшее применение нашли кремниевые, германиевые, диоды с барьером Шоттки.

В зависимости от величины выпрямляемого тока различают диоды малой мощности (I_{пp max}<0,3 A) и средней мощности (0,3 A< I_{пp max}≤ 10 A). Для получения таких значений выпрямленного тока в выпрямительных диодах используют плоскостные p-n-переходы. Получающаяся при этом большая ёмкость p-n-перехода существенного влияния на работу не оказывает в связи с малыми рабочими частотами. На характеристики диодов существенное влияние оказывает температура окружающей среды. С ростом температуры увеличивается частота генерации носителей зарядов, и увеличиваются прямой и обратный токи диодов.

Приведена схема и графики напряжений и токов двухполупериодного мостового выпрямителя. В выпрямителе используется 4 диода, которые попарно включены в проводящем направлении.

Параметры.

1. Средний выпрямленный ток Iпрср– среднее за период значение выпрямленного тока, который может длительно протекать через диод при допустимом его нагреве (сотни мА – десятки А). 2. Среднее прямое напряжение диода Uпрср – среднее значение прямого падения напряжения, определяемое при среднем выпрямленном токе, для германиевых Uпрср<1В, для кремниевых Uпрср<1,5В. 3. Максимально допустимое обратное напряжение диода Uобрмакс – максимально допустимое обратное напряжение, которое длительно выдерживает диод без нарушения нормальной работы, Uобрмакс на 20% меньше напряжения пробоя Uпроб. Uпроб=100…400В для Ge диодов, Uпроб=1000…1500В для Si диодов.4. Максимальный обратный ток Iобрмакс – максимальное значение обратного тока диода при Uобрмакс. 5. Средняя рассеиваемая мощность диода Рср- средняя за период мощность, рассеиваемая диодом при протекании Iпрср и Iобр (сотни мВт-десяткиВт) 6. Диапазон рабочих t. для германиевых диодов –60…+85 °С; для кремниевых диодов -60…+125 °С. 7. Барьерная емкость диода при подаче на него номинального обратного напряжения составляет десятки пФ. 8. Диапазон рабочих частот. 9. Дифференциальное сопротивление диода Rдиф – сопротивление диода по протекающему переменному току, которое вычисляется как отношение приращения напряжения на диоде к вызвавшему его малому приращению тока (единицы-сотни Ом).

6.Стабилитроны Стабилитроны: принцип действия, параметры, разновидности. Использование стабилитронов (параметрический стабилизатор напряжения).

Стабилитроны предназначены для стабилизации напряжения в электрических цепях.

П ринцип работы стабилитрона основан на явлении электрического пробоя р–n перехода при подаче на диод обратного напряжения. В связи с этим на ВАХ имеется участок со слабой зависимостью напряжения от протекающего тока. При относительно малой концентрации примесей в базе диода наблюдается в его электрическом переходе лавинный механизм пробоя, а при высокой концентрации примесей возникает туннельный пробой.

Точка А соответствует устойчивому пробою и определяет величину минимального тока I_min. После точки А ток резко возрастает и допустимая величина его I_max ограничивается лишь мощностью рассеяния. Uст – напряжение стабилизации.

П араметры. 1. Номинальное напряжение стабилизации Uст норм – падение напряжения на стабилитроне в области стабилизации при нормальном значении тока Iст норм (единицы-десятки В). 2. Минимальный ток стабилизации Iст норм – минимальное значение тока, протекающего через стабилитрон при устойчивом пробое перехода (доли мА-десятки мА). 3. Максимальный ток стабилизации Iст макс – максимально допустимый ток стабилизации, ограничиваемый допустимой мощностью рассеивания (единицы мА- единицы А). 4. Номинальный ток стабилизации . 5. Дифференциальное сопротивление – отношение приращения напряжения стабилизации к вызвавшему его приращению тока (единицы-десятки Ом). Чем выше Rдиф ,тем лучше стабилизация напряжения. 6. Статическое сопротивление стабилитрона в данной рабочей точке, характеризует омические потери в заданной рабочей точке . 7. Коэффициент качества стабилитрона - определяет наклон ВАХ. Температурный коэф. напряжения (ТКН) стабилизации . Зависимость ТКН от напряжения стабилизации:

Промышленностью выпускаются след. разновидности стабилитронов: общего назначения (исп. в схемах стабилизаторов источников питания, ограничителей, фиксаторов уровня напряжения), прецизионные (в кач. источников опорного напряжения с высокой степенью стабилизации и термокомпенсации), импульсные (для стабилизации постоянного и импульсного напряжения, ограничения амплитуды импульсов напряжения малой длительности), двухдиодные (работают в схемах стабилитзации, ограничителях напряжения различной полярности, в кач. источников опорного напряжения), стабисторы (для стабилизации малых значений напряжения, причем рабочим является прямое смещение диода).