Основні параметри випрямних діодів

Для випрямлення низькочастотних змінних струмів, тобто для перетворення змінного струму в постійний або пульсуючий, служать випрямні діоди, принцип дії яких заснований на односторонній електронно-доречний провідності p-n-переходу. Діоди даного типу застосовуються в помножувачах, випрямлячах, детекторах і т. Д.

Виробляються випрямні діоди з площинним або з точковим переходом, причому площа безпосередньо переходу може становити від десятих часток квадратного міліметра до одиниць квадратних сантиметрів, в залежності від номінального для даного діода випрямленої за напівперіод струму.

Вольт-амперна характеристика (ВАХ) напівпровідникового діода має пряму і зворотну гілки. Пряма гілка ВАХ практично показує зв’язок струму через діод і прямого падіння напруги на ньому, їх взаємозалежність.

Зворотній гілка ВАХ відображає поведінку діода при подачі на нього напруги зворотної полярності, де струм через перехід дуже малий і практично не залежить від величини прикладеного до діода напруги, поки не буде досягнута межа, при якому трапиться електричний пробій переходу і діод вийде з ладу.

Максимальна зворотна напруга діода – Vr

Першою і головною характеристикою випрямного діода є максимально допустимий зворотна напруга. Це те напруга, приклавши яке до діода в зворотному напрямку, можна буде ще впевнено стверджувати, що діод його витримає, і що даний факт не позначиться негативно на подальшій працездатності діода. Але якщо дане напруга перевищити, то немає гарантії, що діод НЕ буде пробитий.

Даний параметр для різних діодів відрізняється, лежить він в діапазоні від десятків вольт до декількох тисяч вольт. Наприклад для популярного випрямного діода 1n4007 максимальне постійна зворотна напруга одно 1000В, а для 1n4001 – складає всього 50В.

Середній струм діода – If

Діод випрямляє струм, тому наступною найважливішою характеристикою випрямного діода буде середній струм діода – середня за період величина випрямленої постійного струму, поточного через p-n-перехід. Для випрямних діодів даний параметр може становити від сотень міліампер до сотень ампер.

Наприклад для випрямного діода 2Д204А максимальний прямий струм становить всього 0,4 А, а для 80EBU04 – цілих 80А. Якщо середній струм виявиться тривалий час великим за величиною, ніж наведене в документації значення, то немає гарантії що діод виживе.

Максимальний імпульсний струм діода – Ifsm (одиничний імпульс) і Ifrm (повторювані імпульси)

Максимальний імпульсний струм діода – це пікове значення струму, яке даний випрямний діод здатний витримати лише певний час, яке вказується в документації разом з цим параметром. Наприклад, діод 10А10 здатний витримати одиничний імпульс струму в 600А тривалістю 8,3мс.

Що стосується повторюваних імпульсів, то їх струм повинен бути таким, щоб середній струм вклався б у допустимий діапазон. Наприклад, повторювані прямокутні імпульси з частотою 20 кГц діод 80EBU04 витримає навіть якщо їх максимальний струм складе 160А, проте середній струм повинен залишатися не більше 80А.

Середній зворотний струм діода показує середній за період струм через перехід в зворотному напрямку. Зазвичай це значення менше мікроампера, максимум – одиниці міліампер. Для 1n4007, наприклад, середній зворотний струм не перевищує 5мкА при температурі переходу + 25 ° С, і не перевищує 50мкА при температурі переходу + 100 ° С.

Середнє пряме напруга діода – Vf (падіння напруги на переході)

Середнє пряме напруга діода при вказаному значенні середнього струму. Це ту напругу, яка виявляється докладено безпосередньо до p-n-переходу діода при проходженні через нього постійного струму зазначеної в документації величини. Зазвичай не більше часткою, максимум – одиниць вольт.

Наприклад в документації для діода EM516 наводиться пряме напруга в 1,2В для струму в 10А, і 1,0В при струмі 2А. Як бачимо, опір діода нелінійно.

Диференціальний опір діода виражає відношення приросту напруги на p-n-переході діода до викликав це збільшення невеликого приросту струму через перехід. Зазвичай від часткою Ома до десятків Ом. Його можна обчислити за графіками залежності падіння напруги від прямого струму.

Наприклад, для діода 80EBU04 збільшення струму на 1А (від 1 до 2А) дає приріст падіння напруги на переході в 0,08В. Отже диференціальне опір діода в цій області струмів одно 0,08 / 1 = 0,08Ом.

Середня розсіює потужність діода – це середня за період потужність, що розсіюється корпусом діода, при протіканні через нього струму в прямому і зворотному напрямках. Дана величина залежить від конструкції корпусу діода, і може варіюватися від сотень милливатт до десятків ват.

Наприклад, для діода КД203А середня розсіюється корпусом потужність складає 20 Вт, даний діод можна навіть встановити при необхідності на радіатор для відведення тепла.

Посилання на основну публікацію