Полупроводниковые диоды
Полупроводниковый диод ─ это электронный преобразовательный прибор с одним p-n-переходом, обладающий свойством односторонней проводимости тока.
На принципиальных электрических схемах полупроводниковые диоды изображаются в виде стрелки, которая показывает направление прямого тока через переход.
Диод имеет анод, который представляет собой p-область и катод, представляющий n-область. Т.о., чтобы включить диод прямо, необходимо на его анод подать потенциал выше, чем на катод.
Классификация и условные обозначения диодов приведены на рисунке:
В зависимости от величины прямого тока, выпрямительные диоды подразделяются на маломощные, средней мощности и мощные (силовые). Классификация по мощности приведена в таблице:
|
Iпр |
Uпр |
Iобр |
Uобр |
Рмал |
300 мА |
1-2 В |
~1 мкА |
20-60 В |
Рсред |
до 3 А |
1-2 В |
~100 мкА |
200-600В |
Рбол |
>10 А |
1-2 В |
~1 мА |
>1 кВ |
Т.о.
В маломощных диодах выделяющееся тепло рассеивается корпусом диодов. Диоды средней мощности и силовые диоды снабжаются теплоотводами.
Стабилитроны
Полупроводниковый стабилитрон ─ это диод, на котором напряжение в области электрического пробоя слабо зависит от тока.
Стабилитрон служит для стабилизации напряжения. Работа стабилитрона основана на использовании явления электрического пробоя p-n-перехода при включении в обратном направлении. Материалы, используемые для создания p-n-перехода стабилитронов, имеют высокую концентрацию примесей. При относительно небольших обратных напряжениях в p-n-переходе возникает сильное электрическое поле, вызывающее электрический пробой p-n-перехода.
В режиме пробоя нагрев диода не носит лавинообразный характер. Поэтому электрический пробой не переходит в тепловой.
ВАХ стабилитрона приведена на рисунке. Из неё видно, что на рабочем участке (1-2) при больших изменениях тока стабилизации напряжение на стабилитроне изменяется незначительно.
Основными параметрами стабилитрона являются:
1) напряжение на участке стабилизации Uст;
2) температурный коэффициент напряжения:
;
3) минимальный ток стабилизации Icт.min;
4) максимальный ток стабилизации Icт.max;
5) динамическое сопротивление
.
Напряжение стабилизации стабилитронов Uст лежит в пределах 3…1000В. Минимальный ток стабилизации Icт.min лежит в пределах 1…10мA. Максимальный ток стабилизации Icт.max лежит в пределах 50…2000мA. Значение Icт.max ограничивается возможностью наступления теплового пробоя. Для большинства стабилитронов Rд=0,5…200Ом.
Рабочая схема параметрического стабилизатора представлена на рисунке:
