Ояснить вольтамперную характеристику диода

ать определение полупроводникового диода, основные типы диодов

Диод - электронный элемент, обладающий различной проводимостью в зависимости от направления электрического тока.

Полупроводниковый диод — полупроводниковый прибор с одним электрическим переходом и двумя выводами (электродами). В отличие от других типов диодов, принцип действия полупроводникового диода основывается на явлении p-n-перехода.(p-анод,n-катод)

Область полупроводникового кристалла диода, имеющая более высокую концентрацию примесей (следовательно, и основных носителей заряда), называется эмиттером, а другая, с меньшей концентрацией, – базой. Сторону диода, к которой при прямом включении подключается отрицательный полюс источника питания, часто называют катодом, а другую – анодом.

Типы диодов по частотному диапазону:Низкочастотные,Высокочастотные и СВЧ

Типы диодов по размеру перехода:Плоскостные и Точечные

По назначению диоды делятся на:

1. выпрямительные (силовые), предназначенные для преобразования переменного напряжения источников питания промышленной частоты в постоянное;

2. стабилитроны (опорные диоды), предназначенные для стабилизации напряжений, имеющие на обратной ветви ВАХ участок со слабой зависимостью напряжения от протекающего тока:

3. варикапы, предназначенные для использования в качестве емкости, управляемой электрическим напряжением;

4. импульсные, предназначенные для работы в быстродействующих импульсных схемах;

5. туннельные и обращенные, предназначенные для усиления, генерирования и переключения высокочастотных колебаний;

6. сверхвысокочастотные, предназначенные для преобразования, переключения, генерирования сверхвысокочастотных колебаний;

7. светодиоды, предназначенные для преобразования электрического сигнала в световую энергию;

8. фотодиоды, предназначенные для преобразования световой энергии в электрический сигнал.

Система и перечень параметров, включаемые в технические описания и характеризующие свойства полупроводниковых диодов, выбираются с учетом их физико-технологических особенностей и области применения. В большинстве случаев важны сведения об их статических, динамических и предельных параметрах.

Статические параметры характеризуют поведение приборов при постоянном токе, динамические – их частотно-временные свойства, предельные параметры определяют область устойчивой и надежной работы.

ояснить вольтамперную характеристику диода

Вольтамперная характеристика (ВАХ) диода аналогична вольтамперной характеристике p-n-перехода и имеет две ветви – прямую и обратную.

Если диод включен в прямом направлении ("+" – к области р, а "-" – к области n), то при достижении порогового напряжения Uпор диод открывается и через него протекает прямой ток. При обратном включении ("-" к области р, а "+" – к области n) через диод протекает незначительный обратный ток, то есть фактически диод закрыт. Следовательно, можно считать, что диод пропускает ток только в одном направлении, что позволяет использовать его в качестве выпрямительного элемента.

Значения прямого и обратного токов отличаются на несколько порядков, а прямое падение напряжения не превышает единиц вольт по сравнению с обратным напряжением, которое может составлять сотни и более вольт. Выпрямительные свойства диодов тем лучше, чем меньше обратный ток при заданном обратном напряжении и чем меньше падение напряжения при заданном прямом токе.

ВАХ диода при различных t

Параметрами ВАХ являются: динамическое (дифференциальное) сопротивление диода переменному току и статическое сопротивление постоянному току.

Статическое сопротивление диода постоянному току в прямом и обратном направлении выражается соотношением:

Rст=U/I , где U и Iзадают конкретные точки на ВАХ диода, в которых производится вычисление сопротивления.

Динамическое сопротивление переменному току определяет изменение тока через диод с изменением напряжения вблизи выбранной рабочей точки на характеристике диода:

Rд=dU/dI

Поскольку типичная ВАХ диода имеет участки с повышенной линейностью (один на прямой ветви, один – на обратной), rде вычисляется как отношение малого приращения напряжения на диоде к малому приращению тока через него при заданном режиме: Rд=∆U/∆I

Чтобы вывести выражение для rд, удобнее принять в качестве аргумента токI, а напряжение считать его функцией и, логарифмируя уравнение (1), привести его к виду:

U=α(y)In( +1)

Тогда:

Rд=α(T) ( +1)=

Отсюда следует, что с ростом прямого тока rде быстро уменьшается, так как при прямом включении диода I>>Is.

На линейном участке ВАХ при прямом включении диода статическое сопротивление всегда больше динамического сопротивления: Rст>Rд. При обратном включении диода Rст<Rд.

Таким образом, электрическое сопротивление диода в прямом направлении намного меньше, чем в обратном. Следовательно, диод обладает односторонней проводимостью и используется для выпрямления переменного тока.