3. Выпрямительный диод и его параметры

Выпрямительные диоды это плоскостные диоды, которые предназначены для выпрямления переменного тока с предназначенной для них частотой. У них большие разрешенные выпрямительные токи и обратные напряжения.

Параметры выпрямительных диодов
материал	If (AV) [A]			Urmax [V]	Uf [V]	Ka
	Маломощные	Средней мощ.	Сильномощ.
Ge	0.1…0.3	0.3…10	>10	50…400	0.3…0.8	1000…5000
Si	0.1…0.3	0.3…10	>10	100…1500	0.7…2	5000..50000

У кремниевых диодов большая работоспособность и больший фактор выпрямления. У германиевых диодов меньшая потеря прямого напряжения. Поэтому германиевые диоды лучше всего использовать для выпрямления маленького напряжения.

Недостаток диодов в том, что их параметры рассеиваются. В случае с диодами рассеивание состоит в том, что в диодах одного типа бывают разные прямые сопротивления или разные обратные сопротивления. Из-за этого сложно диоды подсоединять параллельно или последовательно. Для выпрямления больших токов соединяют диоды параллельно. В этом случае надо выбрать диоды с одинаковым прямым сопротивлением. В противном случае через диод с маленьким сопротивлением пойдет больший ток и диод может сломаться. Для выпрямления больших напряжений диоды соединяются последовательно. В этом случае в опасном режиме подключение обратного напряжения. На диоды с большим обратным сопротивлением падает большее напряжение и может произойти пробой. Во избежание этого, параллельно с диодами подсоединяют сопротивления с одинаковыми сопротивлениями. Их сопротивление не должно быть слишком маленьким, чтобы предотвратить потерю мощности. В тоже время сопротивление должно быть меньше чем обратное сопротивление у диода. В этом случае падающие на диоды обратные напряжения практически равны.

4. Другие типы диодов (фотодиоды, светодиоды, ёмкостные диоды)

ФОТОДИОД

Фотодио́д — приёмник оптического излучения, который преобразует попавший на его фоточувствительную область свет в электрический заряд за счёт процессов в p-n-переходе.

Фотодиод, работа которого основана на фотовольтаическом эффекте (разделение электронов и дырок в p- и n- области, за счёт чего образуется заряд и ЭДС), называется солнечным элементом.

Принцип работы:

При воздействии квантов излучения в базе происходит генерация свободных носителей, которые устремляются к границе p-n-перехода. Ширина базы (n-область) делается такой, чтобы дырки не успевали рекомбинировать до перехода в p-область. Ток фотодиода определяется током неосновных носителей — дрейфовым током. Быстродействие фотодиода определяется скоростью разделения носителей полем p-n-перехода и ёмкостью p-n-перехода Cp-n

Фотодиод может работать в двух режимах:

* фотогальванический — без внешнего напряжения

* фотодиодный — с внешним обратным напряжением

Особенности:

* простота технологии изготовления и структур

* сочетание высокой фоточувствительности и быстродействия

* малое сопротивление базы

* малая инерционность

СВЕТОДИОД

Полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом или контактом металл-полупроводник, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока. Излучаемый свет лежит в узком диапазоне спектра, его спектральные характеристики зависят в том числе от химического состава использованных в нём полупроводников.

Параметры:

- Свет (основной параметр)

- Максимальный прямой ток 4…130 мА

- Максимальное прямое напряжение 1,5…5 V

- Мощность света 5...200 mW

- Urmax = 3...5 v

ВАРИКАП

Варикап — полупроводниковый диод, работа которого основана на зависимости барьерной ёмкости p-n перехода от обратного напряжения. Варикапы применяются в качестве элементов с электрически управляемой ёмкостью в схемах перестройки частоты колебательного контура, деления и умножения частоты, частотной модуляции, управляемых фазовращателей и др.

Обратное напряжение на диоде

При отсутствии внешнего напряжения в p-n-переходе существуют потенциальный барьер и внутреннее электрическое поле. Если к диоду приложить обратное напряжение, то высота этого потенциального барьера увеличится. Внешнее обратное напряжение отталкивает электроны в глубь n-области, в результате чего происходит расширение обеднённой области p-n перехода, которую можно представить как простейший плоский конденсатор, в котором обкладками служат границы области. В таком случае, в соответствии с формулой для ёмкости плоского конденсатора, с ростом расстояния между обкладками (вызванной ростом значения обратного напряжения) ёмкость p-n-перехода будет уменьшаться. Это уменьшение ограничено лишь толщиной базы, далее которой переход расширяться не может. По достижении этого минимума с ростом обратного напряжения ёмкость не изменяется.