Применение и параметры полупроводниковых диодов

Полупроводниковые диоды изготовляются из германия, кремния, селена, закиси меди, арсенида галлия и других металлов. Применяются они в самых разнообразных целях: для преобразования переменного тока в постоянный (рисунок 74.8), для переключения, для детектирования сигналов, для стабилизации напряжения, в качестве элементов с электрически управляемой емкостью, для генерации СВЧ колебаний и т.д.

Выпрямление переменного тока

а – зависимость переменного напряжения от времени; б – зависимость тока, прошедшего через полупроводниковый диод, от времени.

Рисунок 74.8

Приведем параметры выпрямительных диодов:

1) постоянный обратный ток диода (при заданном обратном напряжении);

2) постоянное обратное напряжение;

3) постоянный прямой ток;

4) постоянное прямое напряжение;

5) диапазон частот, в котором работает диод;

6) емкость;

7) обратное максимально допустимое напряжение;

8) максимально допустимая мощность, рассеиваемая диодом;

9) среднее за период значение обратного напряжения;

10) среднее за период значение обратного тока;

11) максимальное значение выпрямленного тока;

12) среднее за период значение прямого напряжения (при заданном среднем значении прямого тока).

Лабораторная установка и метод измерений.Основной характеристикой диода является вольтамперная характеристика. В зависимости от способа получения принято различать статические, динамические и классификационные характеристики.

Наиболее полно выпрямительные свойства диода отражает динамическая ВАХ, дающая зависимость ( ) при приложении к диоду переменного напряжения заданной частоты. На практике часто пользуются классификационными ВАХ, снимаемыми при раздельном положении к диоду переменного напряжения в прямом и обратном направлениях. ВАХ, снятая на постоянном токе, называется статической.

В настоящей работе снимается статическая ВАХ плоскостного диода. Схема применяемой установки показана на рисунке 74.9. На схеме переход от прямого включения к обратному осуществляется переключателем SA2 (положения «пр» и «об»).

Схема лабораторной установки

Рисунок 74.9

Отдельно схемы с соответствующим включением измерительных приборов в прямом и обратном направлениях показаны на рисунке 74.10 а, б. Необходимо обратить внимание на различное включение приборов в обоих случаях.

Схемы измерений при прямом (а) и обратном (б) включениях

а) б)

Рисунок 74.10

В случае пропускного направления амперметр PAизмеряет ток через диод VDи вольтметр PV, но так как внутреннее сопротивление вольтметра значительно больше сопротивления диода, включенного в пропускном направление, ошибка в измерение тока через диод незначительна. При обратном включение внутреннее сопротивление миллиамперметра PmA,измеряющего ток, значительно меньше сопротивления диода, и ошибка в измерении напряжения также незначительна. Амперметр PAв этом случае как измерительный прибор не используется, так как он дает суммарный ток через диод и вольтметр.