Выпрямительный диод
жүктеу/скачать 0,54 Mb.
|
1 2
Байланысты:работа
|
Выпрямительный диод Выпрямительный диод особая разновидность диодов, созданные для трансформации переменного тока, если необходимо получить постоянный на входе или выходе. Принцип работы Принцип работы выпрямительного диода понять несложно. Его элемент состоит из структуры, именуемой pn-переходом. Сторона p-типа называется анодом, а n-типа — катодом. Ток пропускается от анода к катоду, при этом почти полностью предотвращается его протекание в обратном направлении. Это явление называется выпрямлением. Оно преобразует переменный ток в однонаправленный. ВАХ Вольт-амперную характеристику (ВАХ) выпрямительного диода можно представить графически. Из графика видно, что ВАХ устройства нелинейная.В начальном квадранте Вольт-амперной характеристики ее прямая ветвь отражает наибольшую проводимость устройства, когда к нему приложена прямая разность потенциалов. Обратная ветвь (третий квадрант) ВАХ отражает ситуацию низкой проводимости. Это происходит при обратной разности потенциалов.Реальные Вольт-амперные характеристики подвластны температуре. С повышением температуры прямая разность потенциалов уменьшается. Из графика Вольт-амперной характеристики следует, что при низкой проводимости ток через устройство не проходит. Однако при определенной величине обратного напряжения происходит лавинный пробой. Рабочие параметры Основные параметры выпрямительных диодов: Наибольшее значение среднего прямого тока, Наибольшее допустимое значение обратного напряжения, Максимально допустимая частота разности потенциалов при заданном прямом токе. Исходя из максимального значения прямого тока, выпрямительные диоды разделяют на: Приборы малой мощности. У них значение прямого тока до 300 мА, Выпрямительные диоды средней мощности. Диапазон изменения прямого тока от 300 мА до 10 А, Силовые (большой мощности). Значение более 10 А. Существуют силовые устройства, зависящие от формы, материала, типа монтажа. Наиболее распространенные из них: Силовые приборы средней мощности. Их технические параметры позволяют работать с напряжением до 1,3 килоВольт, Силовые, большой мощности, могущие пропускать ток до 400 А. Это высоковольтные устройства. Существуют разные корпуса исполнения силовых диодов. Наиболее распространены штыревой и таблеточный вид. К числу недостатков однодиодного выпрямителя можно отнести: Низкий уровень КПД, поскольку отсекаются отрицательные полупериоды, эффективность устройства не превышает 50%. Напряжение на выходе примерно вдвое меньше, чем на входе. Высокий уровень шума, что проявляется в виде характерного гула с частотой питающей сети. Его причина – несимметричное размагничивание понижающего трансформатора (собственно именно поэтому для таких схем лучше использовать гасящий конденсатор, что также имеет свои отрицательные стороны). Стабилитрон Если сказать по-простому, то стабилитрон это полупроводниковый прибор, который стабилизирует напряжение. Принцип работы Принцип работы стабилитронов основан на использовании свойства p-n-перехода при электрическом пробое сохранять практически постоянную величину напряжения в определенном диапазоне изменения обратного тока. Механизм пробоя может быть туннельным, лавинным или смешанным. Основа функциональности стабилитрона состоит в том, что при довольно больших изменениях обратного тока напряжение на элементе остается практически неизменным. ВАХ При увеличении обратного напряжения в определенный момент наступает пробой и ток через стабилитрон резко возрастает. При этом напряжение напротив остается практически неизменным, то есть стабилизированным. В этом и заключается идея использования стабилитронов в электрических цепях. Рабочие параметры Основными параметрами стабилитронов являются следующие: – напряжение стабилизации , при заданном токе стабилизации : – дифференциальное сопротивление в рабочей точке . Чем меньше дифференциальное сопротивление, тем лучше стабилизирующие свойства прибора; – максимальный и минимальный ток стабилизации: , . Если , то возрастает и стабилизации напряжения не происходит. При возникает значительный перегрев стабилитрона и возможен выход его из строя; – температурный коэффициент напряжения стабилизации . Недостатки Сравнительно малый коэффициент стабилизации, ограниченный диапазон токов в цепи нагрузки, невозможность плавного регулирования выходного напряжения. От этих недостатков свободны компенсационные стабилизаторы постоянного напряжения. Импульсные диоды И́мпульсный дио́д — диод, предназначенный для работы в высокочастотных импульсных схемах. Принцип работы По принципу действия импульсный диод практически не отличается от самого простого – выпрямительного полупроводникового диода с p-n-переходом, при приложении прямого напряжения диод хорошо проводит электрический ток. . Он точно так же открывается при подаче прямого смещения и закрывается поле смены полярности входящего сигнала. ВАХ Рабочие параметры емкость;
максимальный импульсный прямой ток; время восстановления обратного сопротивления. Преимущества: Преимущества таких моделей – возможность эксплуатации при значительных прямых токах, в условиях высокой влажности. Из-за высокой барьерной емкости они могут работать только с низкими частотами. Их главные области применения – выпрямители переменного тока, устанавливаемые в блоках питания. Недостатки При уменьшении напряжения во входной цепи диод запирается. При этом конденсатор начинает разряжаться через сопротивление нагрузки. Недостатком является то, что выпрямительное напряжение сильно зависит от сопротивления нагрузки и имеет большую амплитуду пульсаций. Поэтому такие выпрямители применяются только при высокомерных нагрузках. Туннельный диод Туннельный диод – полупроводниковый прибор, в котором используется туннельный механизм переноса носителей заряда через р-n-переход при прямом напряжении на нём и на прямой ветви характеристики которого имеется область отрицательного дифференциального сопротивления. Принцип работы Туннельные диоды с чрезвычайно малым сопротивлением относят к группе вырожденных. Для них характерны: электронно-дырочный переход – в десятки раз тоньше, по сравнению с обычными диодными устройствами; потенциальный барьер – в 2 раза выше относительно стандартных полупроводниковых деталей; наличие напряженности поля даже при отключении питающего напряжения – 106 В/см. Уникальные свойства туннельного диода проявляются в его вольтамперной характеристике (ВАХ) при прямом смещении в полупроводнике. ВАХ Рабочие параметры 1. Ток пика – это максимально возможный ток прямого направления; 2. Пиковое напряжение, которое характерно для тока пика; 3. Минимальный ток (или как его еще называют – ток впадины) и соответствующее этому току напряжение; 4. Максимальный перепад напряжений; 5. Емкость – между выводами полупроводника при конкретной вольтовой характеристике смещения. Преимущества Особая ВАХ; особая вольтамперная характеристика в определенном интервале напряжений уникальное быстродействие, малая инерционность устойчивость к ионизирующему излучению сниженное потребление электроэнергии от источника электропитания Недостатки Недостатком туннельного диода является то, что выходное напряжение диода не является стабильным. Это двух контактное устройство, но его входные и выходные цепи не изолированы друг от друга. Светодиод Светодиод (LED)-это полупроводниковый источник света, который излучает свет при протекании через него тока. Электроны в полупроводнике рекомбинируют с электронными дырками, высвобождая энергию в виде фотонов. Принцип работы Принцип работы светодиода следующий – в прямом направлении через него пропускают электрический ток. В электронно-дырочном переходе на границе двух веществ происходит движение электронов и дырок, в результате чего выделяется энергия в виде кванта света и прибор начинает светить. ВАХ жүктеу/скачать 0,54 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
1 2