Выпрямительные диоды

► Выпрямление — преобразование переменного напряжения в однополярное пульсирующее.

Двухполупериодный (мостовой) выпрямитель

Импульсные диоды

► Импульсные диоды — диоды, предназначенные для работы в схемах с короткими импульсами, обладающие малой инерционностью.

Инерционность оценивается временем переходного процесса.

�.► Переходной процесс — процесс перехода из одного установившегося состояния в другое.

Инерционность диодов связана с:

1. 1. накоплением и рассасыванием неосновных носителей в базе;

2. 2. ёмкостью p – n-перехода. Для оценки инерционности диодов используются:

a. Время установления прямого напряжения.

При . Поэтому мы говорим, что диод работает от источника тока.

Время восстановления обратного сопротивления.

При обратном включении можно считать, что диод работает от источника напряжения.

Но так как у нас обратное включение диода, ток у нас маленький, и можно предположить, что всё напряжение падает на диоде. U_VD»U_вх

Время восстановления обратного сопротивления:

t₁— за это время рассасываются неосновные носители вблизи p – n-перехода.

t₂— рассасывание неосновных носителей в объёме базы.

Пути достижения t_В→ 0:

1. узкая база;

2. уменьшение ёмкости;

3. низкие обратные напряжения и маленькие прямые токи.

Диод Шоттки

► Диод на основе выпрямляющего перехода «металл – полупроводник» называется диодом Шоттки.

В качестве металлической базы применяются материалы ванадий, молибден, вольфрам. В качестве полупроводника — как правило, кремний. Переход между ними оказывается не омическим, а выпрямляющим.

Достоинства:

электроны в металлической базе не накапливаются и не рассасываются;

маленькое прямое напряжение Uпр≈ 0,3 … 0,4 В;

большая крутизна прямой ветви ВАХ.

Недостатки:

маленькое обратное напряжение;

большой обратный ток.

Диоды Шоттки применяются в низковольтных выпрямителях, в качестве импульсных диодов, в цифровых интегральных микросхемах.

Варикап

Варикапами называются диоды, используемые в качестве переменной ёмкости, управляемой напряжением.

Мкость pn-перехода

1. Диффузная ёмкость. В прямосмещённом переходе изменяется заряд за счёт накопления неосновных носителей в базе.

Q— заряд неосновных носителей, dU— напряжение, его вызвавшее.

2. Барьерная ёмкость. Образуется неподвижными ионами примесей вблизи p – n-перехода, образующих как бы обкладки конденсатор.

При обратном смещении p – n-перехода ширина обеднённой области d увеличивается.

В варикапах используется только барьерная ёмкость, то есть они работают с обратным смещением.

Ёмкость варикапов — единицы-сотни пикофарад.

Варикапы используются в схемах автоматической подстройки частоты (АПЧ), в генераторах, в схемах настройки приёмников и телевизоров.

Использование варикапа.

C — разделительный конденсатор. Исключает шунтирование управляющего напряжения индуктивностью. — переменный резистор. Служит для управления ёмкостью варикапа. Исключает шунтирование варикапа.

Стабилитрон

► Стабилитроном называется диод, предназначенный для работы в режиме пробоя.

Стабилитроны используются в схемах стабилизации напряжения, ограничителях и т. д.

Существуют три вида пробоя: туннельный, лавинный (эффект ионизации), тепловой (необратимый). Туннельный пробой возникает в узких переходах при высокой концентрации примесей. Напряжение пробоя 3...7 В. Лавинный пробой возникает в широких переходах при низких концентрациях примесей. Напряжение пробоя более 7 В. Для получения напряжений, меньших 3 В, используется

► стабистр — полупроводниковый прибор с крутой прямой ветвью ВАХ.

Стабилитроны изготавливаются из кремния, так как у германия любой пробой переходит в тепловой.

VD