A különbség az "előre" dióda és a "fordított" dióda között. én

D jód- a legegyszerűbb eszköz a félvezető eszközök dicsőséges családjában. Ha veszünk egy félvezető lemezt, például germániumot, és a bal felébe akceptor szennyeződést, a jobb oldalába donor szennyeződést viszünk be, akkor egyrészt P típusú félvezetőt kapunk, másrészt N. A kristály közepén kapjuk az ún P-N átmenet az 1. ábrán látható módon.

Ugyanezen az ábrán látható a dióda feltételes grafikus jelölése az ábrákon: a katód (negatív elektróda) ​​kimenete nagyon hasonlít a "-" jelhez. Így könnyebb emlékezni.

Összességében egy ilyen kristályban két különböző vezetőképességű zóna van, amelyekből két következtetés jön ki, ezért a kapott eszközt ún. dióda mert a "di" előtag kettőt jelent.

Ebben az esetben a dióda félvezetőnek bizonyult, de hasonló eszközök korábban is ismertek voltak: például az elektronikus csövek korában volt egy kenotron nevű csődióda. Az ilyen diódák mára bementek a történelembe, bár a "cső" hangzás hívei ebben hisznek csöves erősítő még az anód feszültség egyenirányítónak is lámpának kell lennie!

1. ábra A dióda felépítése és a dióda jelölése az ábrán

A P és N vezetőképességű félvezetők találkozásánál kiderül P-N csomópont (P-N csomópont), amely minden félvezető eszköz alapja. De ellentétben a diódákkal, amelyeknek csak egy csomópontja van, két P-N átmenettel rendelkeznek, és például egyszerre négy csomópontból állnak.

P-N csomópont nyugalmi állapotban

Ha a P-N átmenet, jelen esetben a dióda, nem is csatlakozik sehova, mégis érdekes fizikai folyamatok mennek végbe benne, melyek a 2. ábrán láthatók.

2. ábra Nyugalmi dióda

Az N tartományban elektronfelesleg található, negatív töltést hordoz, a P tartományban pedig pozitív a töltés. Ezek a töltések együtt elektromos mezőt alkotnak. Mivel a töltésektől eltérően hajlamosak vonzani, az N zónából származó elektronok behatolnak a pozitív töltésű P zónába, és kitöltenek néhány lyukat. A félvezető belsejében egy ilyen mozgás eredményeként, bár nagyon kicsi (nanoamper egység), mégis áram keletkezik.

Egy ilyen mozgás hatására az anyag sűrűsége a P oldalon megnő, de egy bizonyos határig. A részecskék általában egyenletesen terjednek el az anyag teljes térfogatában, ahogy a parfüm illata is szétterjed a helyiségben (diffúzió), így az elektronok előbb-utóbb visszatérnek az N zónába.

Ha a legtöbb villamosenergia-fogyasztó számára az áram iránya nem játszik szerepet - a villanykörte világít, a csempe felmelegszik, akkor a dióda esetében az áram iránya óriási szerepet játszik. A dióda fő feladata az áram egyirányú vezetése. Ezt a tulajdonságot a P-N csomópont biztosítja.

A dióda bekapcsolása az ellenkező irányba

Ha a 3. ábrán látható módon egy félvezető diódához csatlakoztat egy áramforrást, akkor nem megy át áram a P-N átmeneten.

3. ábra Dióda fordított

Amint az ábrán is látható, a tápegység pozitív pólusa az N, a negatív pólus pedig a P területre van kötve. Ennek eredményeként az N tartomány elektronjai a forrás pozitív pólusához rohannak. Viszont pozitív töltések(lyukakat) a P régióban vonzza a tápegység negatív pólusa. Ezért be P-N területekátmenet, ahogy az ábrán is látható, üreg keletkezik, egyszerűen nincs semmi, ami áramot vezetne, nincsenek töltéshordozók.

A tápfeszültség növekedésével az elektronok és a lyukak egyre jobban vonzódnak. elektromos mező akkumulátorok, a P-N csomópont tartományában egyre kevesebb a töltéshordozó. Ezért fordított kapcsolásban nem folyik áram a diódán. Ilyenkor azt szokás mondani félvezető dióda reteszelt feszültséggel.

Az anyag sűrűségének növekedése az akkumulátor pólusai közelében ahhoz vezet diffúzió, - az anyag egyenletes eloszlásának vágya a térfogatban. Mi történik, ha az akkumulátort kikapcsolják.

Fordított áramú félvezető dióda

Itt az ideje, hogy felidézzük azokat a kisebb szállítókat, amelyeket feltételesen elfelejtettek. A helyzet az, hogy még zárt állapotban is kis áram halad át a diódán, amelyet fordítottnak neveznek. Ez fordított áramés nem elsődleges hordozók hozzák létre, amelyek pontosan ugyanúgy tudnak mozogni, mint az elsődlegesek, csak az ellenkező irányba. Természetesen az ilyen mozgás fordított feszültséggel történik. A fordított áram általában kicsi, a kisebbségi hordozók kis száma miatt.

A kristály hőmérsékletének növekedésével a kisebbségi hordozók száma nő, ami a fordított áram növekedéséhez vezet, ami a P-N átmenet tönkremeneteléhez vezethet. Ezért a félvezető eszközök - diódák, tranzisztorok, mikroáramkörök - működési hőmérséklete korlátozott. A túlmelegedés elkerülése érdekében erős diódákat és tranzisztorokat szerelnek fel a hűtőbordákra - radiátorok.

A dióda bekapcsolása előrefelé

A 4. ábrán látható.

4. ábra Dióda közvetlen csatlakoztatása

Most változtassuk meg a forrás polaritását: kössük a mínuszt az N tartományhoz (katód), a pluszt pedig a P tartományhoz (anód). Ezzel az N tartományba való beillesztéssel az elektronok kilökődnek az akkumulátor mínuszából, és P-N oldalátmenet. A P tartományban a pozitív töltésű lyukak kiszorulnak az akkumulátor pozitív pólusáról. Az elektronok és a lyukak egymás felé rohannak.

A különböző polaritású töltött részecskék a P-N csomópont közelében összegyűlnek, köztük elektromos tér keletkezik. Ezért az elektronok leküzdik a P-N átmenetet és tovább haladnak a P zónán, ugyanakkor egy részük lyukakkal rekombinálódik, de többségük az akkumulátor pluszjára rohan, az áram Id átment a diódán.

Ezt az áramot ún egyenáram. Ezt a dióda műszaki adatai korlátozzák, valami maximális érték. Ha ezt az értéket túllépi, fennáll a dióda meghibásodásának veszélye. Megjegyzendő azonban, hogy az ábrán az egyenáram iránya egybeesik az elektronok általánosan elfogadott, fordított mozgásával.

Azt is mondhatjuk, hogy a bekapcsolás közvetlen irányában elektromos ellenállás a dióda viszonylag kicsi. Visszakapcsoláskor ez az ellenállás sokszorosa lesz, a félvezető diódán nem folyik áram (enyhe fordított áramot itt nem vesszük figyelembe). A fentiekből arra a következtetésre juthatunk, hogy a dióda úgy viselkedik, mint egy hagyományos mechanikus szelep: az egyik irányba elforgatva a víz folyik, a másik irányba fordítva - az áramlás leállt. Ehhez a tulajdonsághoz a diódát nevezték el félvezető szelep.

A félvezető dióda összes képességének és tulajdonságainak részletes megértéséhez meg kell ismerkednie vele volt - amper karakterisztika. Érdemes megismerni a különféle diódák kialakítását és frekvenciatulajdonságait, valamint az előnyöket és hátrányokat. Erről a következő cikkben lesz szó.

Mi az előre és hátra feszültség? Megpróbálom megérteni a térhatású tranzisztor működési elvét. és megkapta a legjobb választ

Vovik válasza[aktív]
A közvetlen - plusz a pluszra, a mínusz a mínuszra vonatkozik. Az ellenkezője - plusz - mínusz, mínusz - plusz.
Alkalmazva térhatású tranzisztor a forrás és a kapu között.
Az alap és az emitter az bipoláris tranzisztor, nem a pályán.
A bipoláris tranzisztor két egymás melletti tranzisztorból áll r-p átmenetés egy közös kimeneti - emitter - alap (közös típusú) - kollektorral, mint két diódával, csak a közös "réteg" vékony és vezet áramot, ha az emitter és a bázis közé egyenfeszültség, amit nyitásnak nevezünk.
Minél nagyobb az egyenfeszültség a bázis és az emitter között, annál nyitottabb a tranzisztor, és annál kisebb az emitter-kollektor ellenállása, azaz fordított összefüggés van az emitter-bázis feszültség és a bipoláris tranzisztor ellenállása között.
Ha a bázis és az emitter között fordított feszültséget kapcsolunk, a tranzisztor teljesen zár, és nem vezet áramot.
Ha csak a bázisra és az emitterre vagy a bázisra és a kollektorra kapcsol feszültséget, akkor rendes diódát kap.
A térhatású tranzisztor némileg eltérően van elrendezve. Három kimenet is van, de ezeket lefolyónak, forrásnak és kapunak nevezik. Csak egy p-p csomópont van, kapu -> lefolyóforrás vagy kapu<- сток-исток в зависимости от полярности транзистора. Затвор находится между истоком и стоком и к нему (измеряется относительно истока) всегда прикладывается только обратное напряжение, которое создаёт поле в промежутке между истоком и стоком, в зависимости от напряжённости больше или меньше препятствующее движению электронов (следовательно, изменяя сопротивление транзистора) , и, таким образом, создающую обратную зависимость между напряжением исток-затвор и сопротивлением полевого транзистора.

Válasz tőle Alex R[guru]
1 kérdésre, direkt és arr, félvezetővel (diódával) történik, azaz egy direkt npr-ben lévő dióda átengedi az áramot, és ha az áram visszafolyik, akkor minden zárva van. Az egyértelműség kedvéért a bicikli gumiabroncs mellbimbóját oda fújják, nem vissza. Mező tr-r, itt pusztán a megértés kedvéért nincs elektronikus kapcsolat a kapu és a lefolyó-forrás között, az áram pedig a kapun keletkezett mező rosszasága miatt megy át. Valami hasonló.

Válasz tőle Alekszandr Egorov[guru]
közvetlen - mínusz az n-vezetőképességű tartományba, plusz a p-vezetőképességű k tartományba
oda-vissza
csak az emittert és a kollektort táplálva az áram nem megy át, mert a bázis ionizált atomjai taszítják az emitter szabad töltéseit a pn átmenetből (amit olyan nehéz átugrani a pn átmeneten, mert dielektrikum) . És ha feszültséget adsz az alapra, akkor az ingyenes töltéseket "szív ki" a bázisról, és ezek többé nem taszítják el az emitter töltéseit, megakadályozva, hogy átmenjenek a pn átmeneten. A tranzisztor kinyílik.
Egyébként az emitternek, a kollektornak és a bázisnak nem térhatása van, hanem bipoláris tranzisztor.
Ha csak a bázisra és az emitterre vagy a bázisra és a kollektorra kapcsol feszültséget, akkor ez egy egyszerű dióda lesz (minden pn átmenet egy dióda).

Válasz tőle Felhasználó felhasználó[guru]
a térhatású tranzisztornak van egy p vagy n típusú csatornája, amelyet a mező vezérel. tranzisztor terminálok kapu leeresztő forrása

A dióda VAC.

(VAC) - egy grafikon, amely a kétterminális hálózaton keresztül áramló áram függését mutatja a kétterminális hálózat feszültségétől. Leggyakrabban a nemlineáris elemek CVC-jét veszik figyelembe (a nemlinearitás mértékét a nemlinearitási együttható határozza meg, mivel a lineáris elemek esetében a CVC egyenes vonal, és nem különösebben érdekes.

Az I–V karakterisztika nemlinearitása abból adódik, hogy az NE ellenállás függ az alkalmazott feszültségtől (diódák, zener-diódák) vagy áramerősségtől (termisztorok). A nemlineáris elemek CVC-jét egyenletek írják le, amelyek hatványai nagyobbak, mint az elsőé. Mivel az NE ellenállása változó érték, ezért bennük az áram pillanatnyi értéke nem arányos a pillanatnyi feszültségértékekkel. (kézikönyv 117. oldal)

Előre és hátraáram. Előre és hátra feszültség.

Ha a p - n átmenet ellenállása kicsi, a diódán keresztül áram folyik, ún egyenáram. Minél nagyobb a p - n átmenet területe és a tápfeszültség, annál nagyobb ez az előremenő áram. Ha az elem pólusait felcseréljük, a dióda zárt állapotban lesz. Kialakul egy zóna, amely elektronokban és lyukakban kimerült, nagyon nagy az áramellenállása. Ebben a zónában azonban az áramhordozók kis cseréje a dióda régiói között továbbra is előfordul. Ezért áram fog átfolyni a diódán, de sokszor kisebb, mint a közvetlen. Ezt az áramot ún dióda fordított áram. Ha a dióda váltóáramú áramkörre van csatlakoztatva, akkor az anód pozitív félciklusaival nyit, szabadon áthaladó áram egy irányban - egyenáram Ipr., és negatív félciklusokkal zár az anódon, szinte áteresztő áram nélkül. ellenkező irányba - fordított áram Irev. Azt a feszültséget, amelyen a dióda kinyílik, és egyenáram folyik rajta, nevezzük közvetlen(Fel.), A fordított polaritású feszültséget pedig, amelynél a dióda zár, és fordított áram folyik rajta, az ún. fordított(Uobr.) Egyenfeszültség mellett a jó minőségű dióda ellenállása nem haladja meg a több tíz ohmot, míg fordított feszültség mellett az ellenállása eléri a tíz, több száz kiloohmot, sőt a megaohmot is.

áttörési feszültség.

Az elektromos térben lévő dielektrikum elveszti elektromos szigetelő tulajdonságait, ha a térerősség meghalad egy bizonyos kritikus értéket. Ezt a jelenséget a dielektrikum meghibásodásának vagy elektromos szilárdságának megsértésének nevezik. A dielektrikumnak azt a tulajdonságát, hogy ellenáll a törésnek, elektromos szilárdságnak (Epr) nevezzük. Azt a feszültséget, amelynél a szigetelés meghibásodik, áttörési feszültségnek (Upr) nevezzük.

Közzététel dátuma: 2017.12.23

Tudod mi az a fordított feszültség?

Záróirányú feszültség

A fordított feszültség egyfajta energiajel, amely akkor jön létre, amikor az elektromos áram polaritása megfordul. Ez a feszültség gyakran fordul elő, amikor fordított polaritást alkalmaznak egy diódára, ami azt okozza, hogy a dióda ellenkező irányú működéssel reagál. Ez az inverz funkció áttörési feszültséget is létrehozhat a diódán belül, mivel ez gyakran megszakítja azt az áramkört, amelyre a feszültséget kapcsolják.

Fordított feszültség akkor lép fel, ha a tápjel csatlakozási forrása fordított módon van rákapcsolva az áramkörre. Ez azt jelenti, hogy a pozitív vezetékforrás az áramkör földelt vagy negatív vezetőjéhez csatlakozik, és fordítva. Ez a feszültségátvitel gyakran nem szándékos, mivel a legtöbb elektromos áramkör nem képes feszültséget kezelni.

Ha egy áramkörre vagy diódára minimális feszültséget kapcsolunk, az az áramkör vagy a dióda fordított működését okozhatja. Ez olyan reakciót okozhat, mint például a doboz ventilátor motorjának helytelen pörgetése. Az elem ilyen esetekben tovább működik.

Ha azonban az áramkörre alkalmazott feszültség túl nagy, akkor ez a vett áramkör jele, ezt letörési feszültségnek nevezzük. Ha a megfordított bemeneti jel meghaladja az áramkör fenntartásához megengedett feszültséget, az áramkör a többi használható részen túl károsodhat. Az a pont, ahol az áramkör megsérül, az áttörési feszültség értékére vonatkozik. Ennek a letörési feszültségnek van néhány másik neve is, csúcs-fordított feszültség vagy fordított áttörési feszültség.

A fordított feszültség letörési feszültséget okozhat, ami az áramkör többi alkatrészének működését is befolyásolja. A károsító diódák és a fordított feszültségű áramköri funkciókon kívül fordított csúcsfeszültség is lehet. Ilyen esetekben az áramkör nem tudja befogadni a megfordított jel bemeneti teljesítményét, és áttörési feszültséget hozhat létre a szigetelők között.

Ez az áttörési feszültség, amely az áramköri alkatrészeken keresztül léphet fel, az alkatrészek vagy a vezetékszigetelők meghibásodását okozhatja. Ez jelvezetékekké változtathatja őket, és károsíthatják az áramkört azáltal, hogy feszültséget adnak át az áramkör különböző részeire, amelyeknek nem kellene azt fogadniuk, instabilitást okozva az egész áramkörben. Ez feszültségíveket okozhat alkatrészről alkatrészre, ami elég erős lehet ahhoz, hogy meggyulladjon a különböző áramköri alkatrészek, és tüzet gyújtson.

Hozzászólás navigáció

Egészséges

Belső építkezés javítása

Az épület életciklusa során bizonyos időpontokban felújításra van szükség a belső tér korszerűsítéséhez. A modernizáció akkor is szükséges, ha a belsőépítészet vagy a funkcionalitás elmarad a modern időktől.

Többszintes épület

Oroszországban több mint 100 millió lakás van, és ezek többsége "egycsaládi ház" vagy nyaraló. A városokban, a külvárosokban és a vidéki területeken a lakástulajdonlás nagyon gyakori lakhatási forma.
Az épületek tervezésének, építésének és üzemeltetésének gyakorlata leggyakrabban különböző szakmai csoportok és szakmák együttműködése. Egy adott építési projekt méretétől, összetettségétől és céljától függően a projektcsapat a következőket foglalhatja magában:
1. Ingatlanfejlesztő, aki finanszírozza a projektet;
Egy vagy több pénzügyi intézmény vagy más befektető, amely finanszírozást nyújt;
2. Helyi tervezési és irányítási szervek;
3. ALTA / ACSM és építési felméréseket végző szolgáltatás a projekt teljes időtartama alatt;
4. Épületvezetők, akik koordinálják a projektben résztvevők különböző csoportjainak erőfeszítéseit;
5. Engedélyezett építészek és mérnökök, akik épületeket terveznek és építési dokumentumokat készítenek;

Egyenirányítós és univerzális diódák jellemzői és paraméterei

Az egyenirányító diódákat az alacsony frekvenciájú váltakozó áram egyenirányításához használják. Ezeknek a diódáknak az egyenirányító tulajdonságai az elektron-lyuk p-n átmenetek egyoldali vezetésének elvén alapulnak.

Az univerzális diódákat különféle elektronikus berendezésekben használják egyenirányítóként váltakozó áram magas és alacsony frekvenciák, szorzók és frekvenciaváltók, nagy és kis jelek detektorai, stb. Az egyenirányító és univerzális diódák működési áram- és feszültségtartománya igen széles, ezért a szerkezetben pontszerű és síkbeli p-n átmenettel is készülnek egy félvezető, amelynek területe tized négyzetmillimétertől több négyzetcentiméterig terjed. Az univerzális diódák általában kis területű és kapacitású csomópontokat használnak, de viszonylag magas az előremenő áramok és a fordított feszültségek. Ezeket a követelményeket a pontszerű, mikroötvözet sík- és mezaplanáris diódák teljesítik. Az univerzális diódák jellemzői és paraméterei megegyeznek az egyenirányító diódáéval.

Volt-amper jellemzők Az egyenirányító diódák (CV) a diódán áthaladó áram függőségét fejezi ki a rákapcsolt egyenfeszültség értékétől és polaritásától. az alkalmazott feszültség. Az előremenő áram erőssége exponenciálisan függ a diódára adott előremenő feszültségtől, és kis (0,3-1 V nagyságrendű) feszültségeséssel nagy értékeket érhet el a diódán.

A karakterisztika fordított ága megfelel a diódán áthaladó áram nem vezető irányának a diódára adott feszültség fordított polaritásával. A fordított áram (OD. szakasz) kis mértékben függ az alkalmazott fordított feszültségtől. Viszonylag nagy fordított feszültség esetén (a karakterisztika B pontja) a p-n átmenet elektromos meghibásodása következik be, amelynél a fordított áram gyorsan megnő, ami termikus töréshez és a dióda károsodásához vezethet. A hőmérséklet emelkedésével nő a termikus áram és a töltéshordozók generáló árama a csomópontban, ami az előre- és hátrameneti áramok növekedéséhez és a dióda jellemzőinek eltolódásához vezet.

A diódák tulajdonságait és felcserélhetőségét paramétereik alapján értékeljük. A fő paraméterek közé tartoznak az áram-feszültség karakterisztikához kapcsolódó áramok és feszültségek A diódákat AC és DC áramkörökben egyaránt használják. Ezért a diódák tulajdonságainak értékeléséhez a bekapcsolt paraméterekkel együtt differenciális paramétereket használnak, amelyek jellemzik a váltakozó áramon történő működésüket.

Egyenirányított (egyenáram). Ipr a diódán áthaladó áram (időszak átlagértéke), amelynél a megbízható és hosszú távú működés biztosított. Ennek az áramnak az erősségét a fűtés vagy a maximális Rmax teljesítmény korlátozza. A túlzott előremenő áram termikus leálláshoz és a dióda károsodásához vezet.

• Előremenő feszültségesés Upr.Sr - a diódán lévő időszak átlagos értéke, amikor a megengedett előremenő áram áthalad rajta.
• Megengedett fordított feszültség Az U0br annak az időtartamnak az átlagos értéke, amely alatt a dióda megbízható és hosszú távú működése biztosított. A fordított feszültség túllépése a diódák meghibásodásához és meghibásodásához vezet. A hőmérséklet emelkedésével a fordított feszültség és az előremenő áram értékei csökkennek.
• fordított áram Iobr - a fordított áram időtartamának átlagos értéke megengedett Uobr-ral. Minél kisebb a fordított áram, annál jobb.

Ön egy dióda egyenirányító tulajdonságai. A hőmérséklet emelkedése minden 10 ° C-on a germánium "szilícium diódák fordított áramának növekedéséhez vezet, legalább 1,5-2-szeresére.

Maximális állandó, vagy a dióda által a periódus alatt disszipált átlagos Pmax teljesítmény, amelyen a dióda hosszú ideig tud működni anélkül, hogy megváltoztatná a paramétereit. Ez a teljesítmény az áramok és a feszültségek szorzatának összege az átmenet előre és fordított torzításainál, azaz a váltóáram pozitív és negatív félciklusaiban. Jó hőelvezetéssel működő nagy teljesítményű készülékeknél Pmax = (Tp.max - Tk) / Rpk. Hűtőborda nélkül működő kis teljesítményű készülékekhez,

Pmax = (Tp.max - T s) / Rp.s.

Maximális csomóponti hőmérséklet A Gp.max a félvezető anyagától (sávszélességétől) és adalékolási fokától függ, azaz a p-n átmeneti tartomány - az alap - ellenállásától. A Gp.max tartománya germániumnál 80-110 °C, szilíciumnál 150-220 °C.

Hőálló A csomópont és a test közötti Rp.k-t a Tk test Tpi csomópontja közötti hőmérséklet-különbség és a csomópontban felszabaduló Ra átlagos teljesítmény határozza meg, és 1-3 ° C / W: Ra.K \u003d (Ta - TK) / Pa. A csomópont és a környezet közötti Rn c hőellenállás a Tp csomópont és a környezet Tc közötti hőmérséklet-különbségétől függ. Mivel gyakorlatilag RPK

A diódák használatának korlátozó módját a megengedett legnagyobb fordított feszültség Urev max, a maximális egyenirányító áram Ipr max és a maximális csatlakozási hőmérséklet TPmax A diódára táplált váltakozó feszültség frekvenciájának növekedésével az egyenirányító tulajdonságai romlanak. Ezért az egyenirányító diódák tulajdonságainak meghatározásához általában a Df működési frekvencia tartományt vagy a maximális fmax egyenirányító frekvenciát adják meg, amely egy ideig előre torzított marad (azaz elveszti egyenirányító tulajdonságait). Ez a tulajdonság annál jelentősebben nyilvánul meg, minél nagyobb az egyenáram impulzusa vagy minél nagyobb a betáplált váltakozó feszültség frekvenciája. magas frekvenciák kezd megjelenni a p-n átmenet gát- és diffúziós kapacitásának tolató hatása, ami csökkenti annak egyenirányító tulajdonságait

Az egyenirányítók üzemmódjának kiszámításakor az egyenárammal szembeni statikus ellenállást és a diódák váltakozó árammal szembeni differenciális ellenállását használják

• differenciális A váltakozó áramú ellenállás rdiff=dU/dI vagy rDif=DU/DI határozza meg a diódán átmenő áram változását, amikor a feszültség a dióda karakterisztika kiválasztott működési pontja közelében változik. Ha a feszültséget közvetlenül bekapcsoljuk, rdif Pr=0,026/ /IPr és az áram Ip>10 mA, akkor ez több ohmos, fordított feszültség csatlakoztatásakor az rDIf arr nagy (tíz kiloohmtól több megaohmig).
• statikus dióda ellenállása egyenárammal szemben rprd = Upr / Ipr, rrev d = Urev / Irev

A diódakapacitások jelentős hatással vannak a működésükre magas frekvencián és impulzus üzemmódban. A diódák passport adataiban általában a Cd dióda összkapacitása szerepel, amely a gát és a diffúziós kapacitáson kívül tartalmazza a készülékház kapacitását is, ezt a kapacitást a dióda külső levezetői között mérik a adott fordított előfeszítési feszültség és áramfrekvencia

félvezető dióda - Ez egy félvezető eszköz egy p-n átmenettel és két elektródával. A félvezető dióda működési elve a jelenségen alapul p-n csomópont, tehát bármely félvezető eszköz további tanulmányozásához tudnia kell, hogyan működik.

egyenirányító dióda (szelepnek is nevezik) egy olyan félvezető dióda, amelyet a váltakozó áram egyenárammá alakítására használnak.

A diódának két vezetéke (elektródája) van, egy anódból és egy katódból. Az anód a p réteghez, a katód az n réteghez kapcsolódik. Ha pluszt adunk az anódra, és mínuszt az anódra (a dióda közvetlen csatlakoztatása), a dióda átengedi az áramot. Ha az anódra mínusz, a katódra pedig plusz (a dióda fordított bekapcsolása) kerül, akkor a diódán átmenő áram nem lesz látható a dióda áram-feszültség karakterisztikájából. Ezért amikor az egyenirányító dióda bemenete fogad AC feszültség csak egy félhullám halad át rajta.

A dióda Volt-amper karakterisztikája (VAC).

Volt-amper jellemzőkábrán látható a dióda. I. 2. Az első kvadráns a karakterisztika direkt ágát mutatja, amely a dióda nagy vezetőképességű állapotát írja le a rákapcsolt előremenő feszültséggel, amelyet darabonkénti lineáris függvénnyel linearizálunk.

u \u003d U 0 + R D i

ahol: u - feszültség a szelepen, amikor az i áram áthalad; U 0 - küszöbfeszültség; R d - dinamikus ellenállás.

A harmadik kvadránsban található az áram-feszültség karakterisztika fordított ága, amely az alacsony vezetőképesség állapotát írja le, amikor a diódára fordított feszültséget kapcsolunk. Alacsony vezetőképességű állapotban a félvezető szerkezeten áthaladó áram gyakorlatilag nem folyik. Ez azonban csak a fordított feszültség bizonyos értékéig igaz. Fordított feszültségnél, amikor az elektromos térerősség a p-n átmenetben eléri a körülbelül 10 s V / cm-t, ez a mező átadhatja a mozgó töltéshordozókat - elektronokat és lyukakat, amelyek folyamatosan keletkeznek a félvezető szerkezet teljes térfogatában a hő hatására. generálás - a semleges szilícium atomok ionizációjához elegendő kinetikus energia. A keletkező lyukakat és vezetési elektronokat viszont az elektromos gyorsítja mező p-nátmenetet és a semleges szilícium atomokat is ionizálja. Ilyenkor a fordított áram lavinaszerű növekedése következik be, .t. e) lavinatörések.

Az a feszültség, amelynél a fordított áram élesen megnő, U 3 áttörési feszültségnek nevezzük.

TÉMAKÖR 3. FÉLVEZETŐ DIÓDÁK

A félvezető dióda egy elektromos félvezető eszköz egy elektromos csomóponttal és két kivezetéssel, amely a tulajdonságokat használja p-n- átmenet A.

A félvezető diódák osztályozása:

1) rendeltetés szerint: egyenirányító, nagyfrekvenciás és mikrohullámú (HF és mikrohullámú diódák), impulzus-, félvezető zener-diódák (referenciadiódák), alagút, invertált, varicaps stb.;

2) kialakítás és technológiai jellemzők szerint: sík és pont;

3) az alapanyag típusa szerint: germánium, szilícium, arzenid - gallium stb.

3.1 ábra - A pontdiódák eszköze

Egy pontdióda n-típusú elektromos vezetőképességű germánium vagy szilícium lemezt használ (3.1. ábra), 0,1 ... 0,6 mm vastag és 0,5 ... 1,5 mm2 területű; hegyes drót (tű), amelyen egy szennyeződés rakódott le, érintkezik a lemezzel. Ebben az esetben a szennyeződések a tűről a fő félvezetőbe diffundálnak, ami egy eltérő típusú elektromos vezetőképességű régiót hoz létre. Így a tű közelében egy félgömb alakú miniatűr p-n csomópont jön létre.

Germánium pontdiódák gyártásához indiummal bevont volfrámhuzalt hegesztenek egy germánium lemezre. Az indium a germánium akceptorja. A p-típusú germánium kapott régiója egy emitter.

A szilícium pontdiódák n-típusú szilíciumból és alumíniummal bevont huzalból készülnek, amely a szilícium akceptorjaként szolgál.

A síkdiódákban a pn átmenetet két különböző típusú elektromos vezetőképességű félvezető alkotja, és az y átmeneti terület különféle típusok A diódák a négyzetmilliméter századrésztől a több tíz négyzetcentiméterig terjednek (teljesítménydiódák).

A síkdiódák fúziós (fúziós) vagy diffúziós módszerekkel készülnek (3.2. ábra).

3.2. ábra - Az ötvözet (a) és diffúziós módszerrel (b) készült síkdiódák berendezése

Egy csepp indiumot beleolvasztunk egy n-típusú germánium lemezbe körülbelül 500 °C hőmérsékleten (3.2. ábra, a), amely a germániummal összeolvadva p-típusú germániumréteget képez. A p-típusú elektromos vezetőképességű tartomány nagyobb szennyeződés-koncentrációval rendelkezik, mint a főlemez, ezért emitter. Az ólomhuzalokat a germánium főlemezére és indiumra forrasztják, általában nikkelből. Ha p-típusú germániumot veszünk kiindulási anyagnak, akkor antimont olvasztunk bele, majd n-típusú emitter régiót kapunk.

A p-n átmenet előállításának diffúziós módszere azon a tényen alapul, hogy a szennyező atomok diffundálnak a fő félvezetőbe (3.2. ábra, b). A p-réteg létrehozásához egy akceptor elem (szilícium esetében bór vagy alumínium, germánium esetében indium) diffúzióját alkalmazzák a kiindulási anyag felületén.

3.1 Egyenirányító diódák

Az egyenirányító félvezető dióda egy félvezető dióda, amelyet az AC egyenárammá alakítására terveztek.

Az egyenirányító diódák p-n átmenet alapján készülnek, és két területtel rendelkeznek, az egyik kisebb ellenállású (nagy szennyeződéskoncentrációt tartalmaz), és emitternek hívják. Egy másik terület, az alap, nagyobb ellenállású (alacsonyabb szennyeződéskoncentrációt tartalmaz).

Az egyenirányító diódák működése a p-n átmenet egyoldali vezetőképességén alapul, ami abban rejlik, hogy az utóbbi közvetlenül bekapcsoláskor jól vezeti az áramot (kis ellenállással rendelkezik), és gyakorlatilag nem vezet áramot (van nagyon nagy ellenállás) újra bekapcsolva.

Mint ismeretes, a dióda előremenő áramát a fő, a fordított áramot pedig nem fő töltéshordozók hozzák létre. A többségi töltéshordozók koncentrációja több nagyságrenddel nagyobb, mint a nem fő töltéshordozóké, ami meghatározza a dióda kaputulajdonságait.

Az egyenirányító félvezető diódák fő paraméterei a következők:

az Ipr dióda egyenárama, amelyet egy bizonyos előremenő feszültségnél normalizálnak (általában Upr = 1 ... 2V);

A maximálisan megengedett előremenő áram Ipr max dióda;

az Urev max dióda legnagyobb megengedett fordított feszültsége, amelynél a dióda még sokáig normálisan működhet;

· Iobr egyenáram, amely Uobr max-mal egyenlő fordított feszültséggel folyik át a diódán;

átlagos Ivp.sr egyenirányított áram, amely hosszú ideig képes áthaladni a diódán megengedett hőmérséklet a fűtése;

· a dióda által disszipált legnagyobb megengedett Pmax teljesítmény, amelynél a dióda meghatározott megbízhatósága biztosított.

Az átlagos egyenirányított áram maximális megengedett értéke szerint a diódákat kis teljesítményű (Ivp.sr £ 0,3A), közepes teljesítményű (0,3 A) részekre osztják. 10A).

A germánium dióda hatékonyságának megőrzése érdekében hőmérséklete nem haladhatja meg a + 85 ° C-ot. A szilíciumdiódák akár +150°C hőmérsékleten is működhetnek.

3.3 ábra - Félvezető dióda volt-amper karakterisztikájának változása a hőmérséklettől: a - germánium dióda esetén; b - szilíciumdiódához

A feszültségesés a germánium diódák előremenő áramának átadásakor DUpr \u003d 0,3 ... 0,6 V, szilícium diódáknál - DUpr \u003d 0,8 ... 1,2 V. A szilíciumdiódákon áthaladó egyenáram nagy feszültségesése a germániumdiódák közötti egyenfeszültség-eséshez képest a szilíciumban kialakult pn átmenetek magasabb potenciálgátjával jár.

A hőmérséklet növekedésével az előremenő feszültségesés csökken, ami a potenciálgát magasságának csökkenésével jár.

Ha egy félvezető diódára fordított feszültséget kapcsolunk, enyhe fordított áram keletkezik benne, a nem fő töltéshordozók pn átmeneten keresztül történő mozgása miatt.

A p-n-átmeneti hőmérséklet emelkedésével a kisebb töltéshordozók száma megnövekszik az elektronok egy részének a vegyértéksávból a vezetési sávba való átmenete és az elektron-lyuk töltéshordozó párok kialakulása miatt. Ezért a dióda fordított árama megnő.

Ha a diódára több száz voltos fordított feszültséget kapcsolunk, a blokkolórétegben a külső elektromos tér olyan erőssé válik, hogy képes elektronokat húzni a vegyértéksávból a vezetési sávba (Zener-effektus). Ebben az esetben a fordított áram erősen megnövekszik, ami a dióda felmelegedését, az áram további növekedését és végül a pn átmenet hőbontását (megsemmisülését) okozza. A legtöbb dióda megbízhatóan működik olyan fordított feszültségen, amely nem haladja meg a (0,7 ... 0,8) Upprob.

A germánium diódák megengedett fordított feszültsége eléri a 100 ... 400 V-ot, a szilíciumdiódák pedig az 1000 ... 1500 V-ot.

Számos nagy teljesítményű átalakító telepítésnél az előremenő áram és a fordított feszültség átlagos értékére vonatkozó követelmények meghaladják a meglévő diódák paramétereinek névleges értékét. Ezekben az esetekben a problémát a diódák párhuzamos vagy soros csatlakoztatása oldja meg.

Párhuzamos kapcsolat A diódákat akkor használják, ha egy dióda áramkorlátjánál nagyobb egyenáramot kell elérni. De ha az azonos típusú diódákat egyszerűen párhuzamosan csatlakoztatják, akkor az I–V karakterisztika közvetlen ágainak eltérése miatt eltérően lesznek terhelve, és egyes esetekben az egyenáram nagyobb lesz, mint a határérték.

3.4 ábra - Egyenirányító diódák párhuzamos csatlakoztatása

Az áramok kiegyenlítésére olyan diódákat használnak, amelyek kis különbséggel rendelkeznek az I–V karakterisztikák közvetlen ágaiban (ezeket választják), vagy ohm egységnyi ellenállású kiegyenlítő ellenállásokat kapcsolnak sorba a diódákkal. Néha további ellenállásokat is beépítenek (3.4. ábra, c), amelyek ellenállása többszöröse a diódák közvetlen ellenállásának, így az egyes diódákban az áramot elsősorban az Rd ellenállás határozza meg, azaz. Rd>>rpr vd. Az Rd értéke több száz ohm.

A diódák soros csatlakoztatása a megengedett teljes fordított feszültség növelésére szolgál. Fordított feszültség alkalmazásakor ugyanaz az Iobr fordított áram folyik át a sorba kapcsolt diódákon. azonban a CVC fordított ágainak különbsége miatt teljes stressz egyenlőtlenül oszlik el a diódák között. A diódára, amelyben az I–V karakterisztika fordított ága magasabbra megy, nagyobb feszültség kerül alkalmazásra. Ez magasabb lehet a határértéknél, ami a diódák meghibásodásához vezet.

3.5 ábra - Egyenirányító diódák soros csatlakozása

Annak érdekében, hogy a fordított feszültség egyenletesen oszlik el a diódák között, függetlenül azok fordított ellenállásától, a diódákat ellenállásokkal söntölik. Az ellenállások Rsh ellenállásának azonosnak és lényegesen kisebbnek kell lennie az Rsh diódák fordított ellenállásai közül a legkisebbnél 3.2 Zener diódák

A félvezető zener dióda egy félvezető dióda, amelynek feszültsége az elektromos áttörés tartományában gyengén függ az áramerősségtől, és amelyet a feszültség stabilizálására használnak.

A félvezető zener-diódák azt a tulajdonságot használják, hogy az elektromos (lavina vagy alagút) leállás során a pn átmeneten a fordított feszültség enyhe változása következik be. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a pn átmenetnél a feszültség kismértékű növekedése elektromos letörési módban intenzívebb töltéshordozó-generációt és a fordított áram jelentős növekedését okozza.

Az alacsony feszültségű zener diódák erősen adalékolt (kis ellenállású) anyagból készülnek. Ebben az esetben egy keskeny síkbeli csomópont jön létre, amelyben viszonylag alacsony (6 V-nál kisebb) fordított feszültségnél alagút elektromos áttörés lép fel. A nagyfeszültségű zener diódák enyhén ötvözött (nagy ellenállású) anyagból készülnek. Ezért működési elvük egy lavina elektromos meghibásodásához kapcsolódik.

A zener diódák fő paraméterei:

stabilizációs feszültség Ust (Ust = 1 ... 1000V);

Minimum Ist min és maximum Ist max stabilizációs áramok (Ist min "1.0 ... 10mA, Ist max" 0.05 ... 2.0A);

legnagyobb megengedett disszipált teljesítmény Rmax;

differenciálellenállás a stabilizációs szakaszban rd = DUst / DIst, (rd" 0,5 ... 200 Ohm);

a feszültség hőmérsékleti együtthatója a stabilizáló szakaszban:

A zener-dióda TKU-ja megmutatja, hogy a stabilizáló feszültség mennyiben változik, ha a félvezető hőmérséklete 1 ° C-kal változik

(TKU= -0,5…+0,2%/°С).

3.6. ábra - A zener dióda Volt-amper karakterisztikája és hagyományos grafikus jelölése

A Zener diódák a tápegységek feszültségének stabilizálására, valamint a különböző áramkörök feszültségszintjének rögzítésére szolgálnak.

A kisfeszültségű feszültség stabilizálása 0,3 ... 1 V tartományban elérhető a szilíciumdiódák CVC közvetlen ága segítségével. Azt a diódát, amelyben a feszültség stabilizálására közvetlen IV-V karakterisztikus ágat használnak, stabisztornak nevezzük. Vannak olyan kétoldalas (szimmetrikus) zener-diódák is, amelyek szimmetrikus CVC-vel rendelkeznek az origóhoz képest.

A Zener diódák soros csatlakozást tesznek lehetővé, míg az így kapott stabilizáló feszültség megegyezik a Zener diódák feszültségeinek összegével:

Ust \u003d Ust1 + Ust2 + ...

A zener diódák párhuzamos csatlakoztatása elfogadhatatlan, mert. az összes párhuzamosan kapcsolt zener-dióda jellemzőinek és paramétereinek elterjedése miatt az áram csak az Ust legalacsonyabb stabilizáló feszültséggel rendelkezőben lesz, ami a zener-dióda túlmelegedését okozza.

3.3 Alagút és fordított diódák

Az alagútdióda egy degenerált félvezetőn alapuló félvezető dióda, amelyben az alagúthatás negatív differenciálellenállás szakasz megjelenéséhez vezet az áram-feszültség karakterisztikán előremenő feszültséggel.

Az alagútdióda germánium- vagy gallium-arzenidből készül, nagyon magas koncentrációjú szennyeződésekkel, pl. nagyon alacsony ellenállással. Az ilyen kis ellenállású félvezetőket degeneráltnak nevezzük. Ez lehetővé teszi, hogy nagyon keskeny p-n átmenetet kapjon. Az ilyen átmeneteknél az elektronok viszonylag szabad alagútvezetésének feltételei a potenciálgáton keresztül (alagúthatás). Az alagúthatás negatív differenciálellenállású szakasz megjelenéséhez vezet a dióda CVC közvetlen ágán. Az alagúthatás abban áll, hogy kellően alacsony potenciálgát magasságnál az elektronok energiájuk megváltoztatása nélkül tudnak áthatolni a gáton.

Az alagútdiódák fő paraméterei:

Csúcsáram Ip - egyenáram a maximális CVC pontján;

mélységi áram Iv - egyenáram a minimális CVC pontján;

· az Iп/Iв alagútdióda áramainak aránya;

Peak voltage Up - a csúcsáramnak megfelelő előremenő feszültség;

mélységi feszültség Uv - a mélyponti áramnak megfelelő előremenő feszültség;

megoldás feszültség Urr.

Az alagútdiódákat elektromágneses rezgések generálására és erősítésére, valamint nagy sebességű kapcsoló- és impulzusáramkörökben használják.

3.7 ábra - Alagútdióda áram-feszültség karakterisztikája

Invertált dióda - kritikus szennyeződéskoncentrációjú félvezető alapú dióda, amelyben a vezetőképesség fordított feszültségen az alagúthatás miatt sokkal nagyobb, mint az előremenő feszültségnél.

A fordított dióda működési elve az alagút effektus használatán alapul. De fordított diódákban a szennyeződések koncentrációja kisebb, mint a hagyományos alagútdiódákban. Ezért az invertált diódák érintkezési potenciálkülönbsége kisebb, és a pn átmenet vastagsága nagyobb. Ez ahhoz a tényhez vezet, hogy az előremenő feszültség hatására nem jön létre egyenáram alagútban. Az invertált diódákban az előremenő áram a nem elsődleges töltéshordozók befecskendezésével jön létre a pn átmeneten, azaz. az egyenáram diffúzió. Fordított feszültség esetén jelentős alagútáram folyik át a csomóponton, amelyet az elektronok mozgása a potenciálgáton keresztül a p-régióból az n-régióba hoz létre. A fordított dióda CVC-jének munkarésze a fordított ág.

Így az invertált diódák egyenirányító hatásúak, de az átmenő (vezető) irány bennük a fordított kapcsolásnak, a blokkoló (nem vezető) irány pedig a közvetlen csatlakozásnak felel meg.

3.8 ábra - Fordított dióda áram-feszültség karakterisztikája

Invertált diódákat használnak impulzuskészülékekben, valamint jelátalakítókat (keverőket és detektorokat) a rádiótechnikai eszközökben.

3.4 Varicaps

A varicap egy félvezető dióda, amely kapacitást és fordított feszültséget használ, és elektromosan vezérelt kapacitáselemként használható.

A varicaps gyártásához használt félvezető anyag a szilícium.

A varicaps fő paraméterei:

Névleges kapacitás Sv - kapacitás adott fordított feszültség mellett (Sv = 10 ... 500 pF);

kapacitás átfedési együttható; (Кс = 5…20) – a varikapapacitások aránya a fordított feszültség két megadott értékénél.

A varicapokat széles körben használják különféle automatikus frekvenciaszabályozási áramkörökben, parametrikus erősítőkben.

3.9 ábra - A varikapu Volt-farad karakterisztikája

3.5 Számítás elektromos áramkörök félvezető diódákkal.

A gyakorlati áramkörökben bizonyos terhelés, például ellenállás, a dióda áramkörbe kerül (3.10. ábra, a). Az előremenő áram akkor folyik, ha az anód pozitív potenciállal rendelkezik a katódhoz képest.

A dióda terheléses üzemmódját működési módnak nevezzük. Ha a diódának lineáris ellenállása lenne, akkor az áram kiszámítása egy ilyen áramkörben nem lenne nehéz, mivel az áramkör teljes ellenállása megegyezik a dióda Ro egyenárammal szembeni ellenállásának és az áramkör ellenállásának összegével. terhelési ellenállás Rn. De a diódának nemlineáris ellenállása van, és az Ro értéke az áram változásával változik. Ezért az áram kiszámítása grafikusan történik. A feladat a következő: E, Rn értékei és a dióda karakterisztikája ismertek, meg kell határozni az I áramkör áramát és az Ud diódán lévő feszültséget.

3.10. ábra

A dióda karakterisztikáját úgy kell tekinteni, mint egy egyenlet grafikonját, amely az I és U értékére vonatkozik. Az Rn ellenállásra pedig egy hasonló egyenlet Ohm törvénye:

(3.1)

Tehát van két egyenlet két ismeretlen I és U számmal, és az egyik egyenlet grafikusan van megadva. Egy ilyen egyenletrendszer megoldásához fel kell rajzolni a második egyenlet grafikonját, és meg kell találni a két grafikon metszéspontjának koordinátáit.

Az Rn ellenállás egyenlete I és U első hatványegyenlete. Grafikonja egy egyenes, az úgynevezett terhelési vonal. A koordinátatengelyek két pontjára épül. Ha I= 0, a (3.1) egyenletből a következőt kapjuk: E − U= 0 vagy U= E, ami megfelel az 1. ábra A pontjának. 3.10b. És ha U= 0, akkor I= E/Rн. ezt az áramot elhalasztjuk az y tengelyen (B pont). Az A és B pontokon keresztül húzunk egy egyenest, ami a terhelési vonal. A D pont koordinátái adják a feladat megoldását.

Megjegyzendő, hogy a dióda működési módjának grafikus számítása elhagyható, ha Rн >> Rо. Ebben az esetben megengedett a dióda ellenállásának figyelmen kívül hagyása és az áram körülbelüli meghatározása: I "E / Rn.

Az egyenfeszültség számítási módszere alkalmazható amplitúdó vagy pillanatnyi értékekre, ha a forrás váltakozó feszültséget ad.

Mivel a félvezető diódák előrefelé jól vezetik az áramot, míg visszafelé rosszul, a legtöbb félvezető diódát a váltakozó áram egyenirányításához használják.

A váltóáram egyenirányítójának legegyszerűbb áramköre az ábrán látható. 3.11. A változó EMF forrása - e, egy VD dióda és egy Rn terhelési ellenállás sorba van kapcsolva benne. Ezt az áramkört félhullámnak nevezik.

A legegyszerűbb egyenirányító működése a következő. Egy félciklus alatt a dióda feszültsége egyenértékű, és az áram áthalad, ami UR feszültségesést hoz létre az Rn ellenálláson. A következő félciklus során a feszültség megfordul, gyakorlatilag nincs áram és UR \u003d 0. Így a diódán keresztül a terhelő ellenállás pulzáló áramot enged át impulzusok formájában, amelyek fél cikluson át tartanak. Ezt az áramot egyenirányított áramnak nevezzük. Egyenirányított feszültséget hoz létre az Rn ellenálláson. ábra grafikonjai. 3.11, b szemlélteti az egyenirányító folyamatait.

3.11. ábra

A pozitív félhullámok amplitúdója a diódán nagyon kicsi. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az előremenő áram áthaladásakor a forrásfeszültség nagy része leesik az Rn terhelési ellenálláson, amelynek ellenállása sokkal nagyobb, mint a dióda ellenállása. Ebben az esetben

A közönséges félvezető diódák esetében az előremenő feszültség nem haladja meg az 1 ... 2 V-ot. Például legyen a forrás effektív feszültsége E = 200V és . Ha Upr max= 2V, akkor URmax= 278V.

Negatív félhullám esetén gyakorlatilag nincs bemeneti feszültség, és az Rn ellenálláson a feszültségesés nulla. A teljes forrásfeszültség a diódára van kapcsolva, és ez a fordított feszültség. Így a fordított feszültség maximális értéke megegyezik a forrás emf amplitúdójával.

A Zener-dióda használatának legegyszerűbb sémája az ábrán látható. 3.12, a. A terhelés (fogyasztó) párhuzamosan van csatlakoztatva a zener diódával. Ezért stabilizációs módban, amikor a zener-dióda feszültsége majdnem állandó, ugyanaz a feszültség lesz a terhelésen. Általában a Rogr-t a zener-dióda karakterisztika T felezőpontjára számítják.

Tekintsük azt az esetet, amikor E = const, és Rн Rн min és Rн max között változik.

Az Rlimit értéke a következő képlettel kereshető:

(3.3)

ahol Iav \u003d 0,5 (Ist min + Ist max) - a zener-dióda átlagos árama;

In \u003d Ust / Rn - terhelési áram (Rn \u003d const);

In.av = 0,5 (In perc + In max), (Rn = var),

és És .

3.12. ábra

Az áramkör működése ebben az üzemmódban a következőképpen magyarázható. Mivel az Rlimit állandó, és a rajta lévő (E - Ust) feszültségesés is állandó, akkor az Rlimitben lévő áramnak, amely egyenlő (Ist + Il.av), állandónak kell lennie. Ez utóbbi azonban csak akkor lehetséges, ha a zener-dióda I árama és a terhelési áram Iн azonos mértékben, de ellentétes irányban változik. Például, ha In növekszik, akkor az I áram ugyanennyivel csökken, és ezek összege változatlan marad.

Tekintsük a zener-dióda működési elvét egy változó EMF - e - sorosan kapcsolt forrásból, egy VD zener-diódából és egy R ellenállásból álló áramkör példáján (3.13. ábra, a).

A pozitív félciklusban a zener-diódára fordított feszültség kerül, és a zener-dióda áttörési feszültségéig a teljes feszültség a zener-diódára kerül, mivel az áramkörben az áram nulla. A zener-dióda elektromos meghibásodása után a VD zener-dióda feszültsége változatlan marad, és az EMF-forrás összes fennmaradó feszültsége az R ellenállásra kerül. A negatív félciklusban a zener-dióda bekapcsolódik a vezető irányban, a feszültségesés rajta körülbelül 1 V, és az EMF-forrás fennmaradó feszültsége az R ellenállásra kerül.

A félvezető dióda egy elektromos csomóponttal és két kivezetéssel rendelkező félvezető eszköz, amely az elektromos csomópont egyik vagy másik tulajdonságát használja. Az elektromos átmenet lehet elektron-lyuk átmenet, fém-félvezető érintkező vagy heteroátmenet.

A dióda félvezető kristályának azt a tartományát, amelyben nagyobb a szennyeződések (tehát a fő töltéshordozók) koncentrációja, emitternek, a másik, kisebb koncentrációjú tartományt pedig bázisnak nevezzük. A diódának azt az oldalát, amelyre a tápegység negatív pólusa közvetlen csatlakoztatáskor csatlakozik, gyakran katódnak, a másik oldalát pedig anódnak nevezik.

Céljuk szerint a diódák a következőkre oszthatók:

1. egyenirányító (teljesítmény), amelyet az ipari frekvenciájú tápegységek váltakozó feszültségének közvetlen árammá alakítására terveztek;

2. Zener-diódák (referenciadiódák), amelyeket a feszültségek stabilizálására terveztek , a CVC hátsó ágán egy szakasz, amely gyenge feszültségfüggőséggel rendelkezik az áramló áramtól:

3. elektromos feszültséggel vezérelt kapacitásként való használatra szánt varikapok;

4. impulzus, nagy sebességű impulzusáramkörökben való működésre tervezték;

5. alagút és hátramenet, amelyeket nagyfrekvenciás rezgések erősítésére, generálására és kapcsolására terveztek;

6. mikrohullámú, mikrohullámú rezgések átalakítására, átkapcsolására, generálására tervezték;

7. LED-ek, amelyeket elektromos jelek fényenergiává alakítására terveztek;

8. fényenergia elektromos jellé alakítására tervezett fotodiódák.

A műszaki leírásokban szereplő, a félvezető diódák tulajdonságait jellemző rendszert és paraméterlistát azok fizikai és technológiai adottságai, alkalmazásaik figyelembevételével választjuk ki. A legtöbb esetben fontos a statikus, dinamikus és korlátozó paramétereikre vonatkozó információ.

A statikus paraméterek az egyenáramú készülékek viselkedését, a dinamikus paraméterek az idő-frekvencia tulajdonságaikat, a korlátozó paraméterek pedig a stabil és megbízható működés területét határozzák meg.

1.5. A dióda áram-feszültség karakterisztikája

A dióda áram-feszültség karakterisztikája (CVC) hasonló az áram-feszültség karakterisztikához pn-átmenet és két ága van - közvetlen és fordított.

A dióda CVC-je az 5. ábrán látható.

Ha a dióda előrefelé van csatlakoztatva ("+" - a területre R, és "-" - a területre n), majd a küszöbfeszültség elérésekor U Ekkor a dióda kinyílik, és egyenáram folyik rajta. Visszakapcsoláskor ("-" a területre R, és a "+" - a területre n) egy kis fordított áram folyik át a diódán, vagyis valójában a dióda zárva van. Ezért feltételezhetjük, hogy a dióda csak egy irányba engedi át az áramot, ami lehetővé teszi egyenirányító elemként való használatát.

Az előremenő és a visszirányú áramok értéke több nagyságrenddel különbözik, és az előremenő feszültségesés nem haladja meg a néhány voltot a fordított feszültséghez képest, amely több száz volt vagy több is lehet. A diódák egyenirányító tulajdonságai annál jobbak, minél kisebb a fordított áram egy adott visszirányú feszültség mellett, és annál kisebb a feszültségesés egy adott előremenő áramnál.

A CVC paraméterek a következők: a dióda dinamikus (differenciális) ellenállása váltakozó árammal szemben és statikus ellenállása egyenárammal szemben.

A dióda egyenárammal szembeni statikus ellenállását előre és hátrafelé a következő összefüggés fejezi ki:

, (2)

Ahol UÉs én adja meg a dióda I–V karakterisztikájának meghatározott pontjait, amelyeknél az ellenállást számítják.

A dinamikus váltakozó áramú ellenállás meghatározza a diódán keresztüli áram változását a dióda karakterisztika kiválasztott működési pontja közelében a feszültség változásával:

. (3)

Mivel a diódák tipikus IV-karakterisztikája megnövelt linearitású szakaszokkal rendelkezik (egy az elülső ágon, egy a hátoldalon), r A d-t a diódán áthaladó kis feszültségnövekedés és a rajta áthaladó kis áramnövekmény arányaként számítják ki egy adott üzemmódban:

. (4)

Kifejezés levezetése a r e, kényelmesebb az áramot érvnek venni én, és tekintsük függvényének a feszültséget, és az (1) egyenlet logaritmusát felvéve alakítsuk a következő alakba:

. (5)

. (6)

Ebből következik, hogy az egyenáram növekedésével r q gyorsan csökken, mivel a dióda közvetlen csatlakoztatásával én>>én S .

Az I-V karakterisztika lineáris szakaszában, a dióda közvetlen csatlakoztatásával a statikus ellenállás mindig nagyobb, mint a dinamikus ellenállás: R st > r e) Amikor a dióda vissza van kapcsolva R utca r d.

Így a dióda elektromos ellenállása előrefelé sokkal kisebb, mint fordított irányban. Ezért a dióda egyirányú vezetéssel rendelkezik, és az AC egyenirányítására szolgál.