Сопротивление диода в прямом направлении: Как проверить диод? Всё, что необходимо об этом знать.

Содержание

Как проверить диод? Всё, что необходимо об этом знать.

Проверка диода цифровым мультиметром

Чтобы определить исправность диода можно воспользоваться приведённой далее методикой его проверки цифровым мультиметром.

Но для начала вспомним, что представляет собой полупроводниковый диод.

Полупроводниковый диод – это электронный прибор, который обладает свойством однонаправленной проводимости.

У диода имеется два вывода. Один называется катодом, он является отрицательным. Другой вывод – анод. Он является положительным.

На физическом уровне диод представляет собой один p-n переход.

Напомню, что у полупроводниковых приборов p-n переходов может быть несколько. Например, у динистора их три! А полупроводниковый диод, по сути является самым простым электронным прибором на основе всего лишь одного p-n перехода.

Запомним, что рабочие свойства диода проявляются только при прямом включении. Что значит прямое включение? А это означает, что к выводу анода приложено положительное напряжение (+), а к катоду – отрицательное, т.

е. (). В таком случае диод открывается и через его p-n переход начинает течь ток.

При обратном включении, когда к аноду приложено отрицательное напряжение (), а к катоду положительное (+), то диод закрыт и не пропускает ток.

Так будет продолжаться до тех пор, пока напряжение на обратно включённом диоде не достигнет критического, после которого происходит повреждение полупроводникового кристалла. В этом и заключается основное свойство диода – односторонняя проводимость.

У подавляющего большинства современных цифровых мультиметров (тестеров) в функционале присутствует возможность проверки диода. Эту функцию также можно использовать для проверки биполярных транзисторов. Обозначается она в виде условного обозначения диода рядом с разметкой переключателя режимов мультиметра.

Небольшое примечание! Стоит понимать, что при проверке диодов в прямом включении на дисплее показывается не сопротивление перехода, как многие думают, а его пороговое напряжение! Его ещё называют падением напряжения на p-n переходе. Это напряжение, при превышении которого p-n переход полностью открывается и начинает пропускать ток. Если проводить аналогию, то это величина усилия, направленного на то, чтобы открыть «дверь» для электронов. Это напряжение лежит в пределах 100 – 1000 милливольт (mV). Его то и показывает дисплей прибора.

В обратном включении, когда к аноду подключен минусовой () вывод тестера, а к катоду плюсовой (+), то на дисплее не должно показываться никаких значений. Это свидетельствует о том, что переход исправен и в обратном направлении ток не пропускает.

В документации (даташитах) на импортные диоды пороговое напряжение именуется как Forward Voltage Drop (сокращённо Vf

), что дословно переводится как «падение напряжения в прямом включении«.

Само по себе падение напряжения на p-n переходе нежелательно. Если помножить протекающий через диод ток (прямой ток) на величину падения напряжения, то мы получим ни что иное, как мощность рассеивания – ту мощность, которая бесполезно расходуется на нагрев элемента.

Узнать подробнее о параметрах диода можно здесь.

Проверка диода.

Чтобы было более наглядно, проведём проверку выпрямительного диода 1N5819. Это диод Шоттки. В этом мы скоро убедимся.

Производить проверку будем мультитестером Victor VC9805+. Также для удобства применена беспаечная макетная плата.

Обращаю внимание на то, что во время измерения нельзя держать выводы проверяемого элемента и металлические щупы двумя руками. Это грубая ошибка. В таком случае мы измеряем не только параметры диода, но и сопротивление своего тела. Это может существенно повлиять на результат проверки.

Держать щупы и выводы элемента можно только одной рукой! В таком случае в измерительную цепь включен только сам измерительный прибор и проверяемый элемент. Данная рекомендация справедлива и при измерении сопротивления резисторов, а также при проверке конденсаторов. Не забывайте об этом важном правиле!

Итак, проверим диод в прямом включении. При этом плюсовой щуп (

красный) мультиметра подключаем к аноду диода. Минусовой щуп (чёрный) подключаем к катоду. На фотографии, показанной ранее, видно, что на цилиндрическом корпусе диода нанесено белое кольцо с одного края. Именно с этой стороны у него вывод катода. Таким образом маркируется вывод катода у большинства диодов импортного производства.

Как видим, на дисплее цифрового мультиметра показалось значение порогового напряжения для 1N5819. Так как это диод Шоттки, то его значение невелико – всего 207 милливольт (mV).

Теперь проверим диод в обратном включении. Напоминаем, что в обратном включении диод ток не пропускает. Забегая вперёд, отметим, что и в обратном включении через p-n переход всё-таки протекает небольшой ток. Это так называемый обратный ток (

Iобр). Но он настолько мал, что его обычно не учитывают.

Поменяем подключение диода к измерительным щупам мультиметра. Красный щуп подключаем к катоду, а чёрный к аноду.

На дисплее покажется «1» в старшем разряде дисплея. Это свидетельствует о том, что диод не пропускает ток и его сопротивление велико. Таким образом, мы проверили диод 1N5819 и он оказался полностью исправным.

Многие задаются вопросом: «Можно ли проверить диод не выпаивая его из платы?» Да, можно. Но в таком случае необходимо выпаять из платы хотя бы один его вывод. Это нужно сделать для того, чтобы исключить влияние других деталей, которые соединены с проверяемым диодом.

Если этого не сделать, то измерительный ток потечёт через все, в том числе, и через связанные с ним элементы. В результате тестирования показания мультиметра будут неверными!

В некоторых случаях данным правилом можно пренебречь, например, когда чётко видно, что на печатной плате нет таких деталей, которые могут повлиять на результат проверки.

Неисправности диода.

У диода есть две основные неисправности. Это

пробой перехода и его обрыв.

  • Пробой. При пробое диод превращается в обычный проводник и свободно пропускает ток хоть в прямом направлении, хоть в обратном. При этом, как правило, пищит буззер мультиметра, а на дисплее показывается величина сопротивления перехода. Это сопротивление очень мало и составляет несколько ом, а то и вообще равно нулю.

  • Обрыв. При обрыве диод не пропускает ток ни в прямом, ни в обратном включении. В любом случае на дисплее прибора – «1«. При таком дефекте диод представляет собой изолятор. «Диагноз» — обрыв можно случайно поставить и исправному диоду. Особенно легко это сделать, когда щупы тестера порядком изношены и повреждены. Следите за исправностью измерительных щупов, провода у них ох какие «жиденькие» и при частом использовании легко рвутся.

А теперь пару слов о том, как по значению порогового напряжения (падению напряжения на переходе — Forward Voltage Drop (Vf)) можно ориентировочно судить о типе диода и материале из которого он изготовлен.

Вот небольшая подборка, составленная из конкретных диодов и соответствующих им величин Vf, которые были получены при их тестировании мультиметром.

Все диоды были предварительно проверены на исправность.

Марка диода

Измеренное пороговое напряжение, мВ (mV)

Тип диода, материал полупроводника

1N5822

167

выпрямительный диод Шоттки

1N5819

200

выпрямительный диод Шоттки

RU4

419

быстрый выпрямительный диод

Д20

358

точечный германиевый диод

Д9

400

точечный германиевый диод

2Д106А

559

диффузионный кремниевый диод

Д104

717

точечный кремниевый диод

Как видим, наименьшее падение напряжения на переходе (Vf) у диодов Шоттки 1N5822 и 1N5819. Это отличительная черта всех диодов на основе перехода металл-полупроводник (барьера Шоттки).

При прямом протекании тока через их переход (барьер Шоттки), на нём падает очень малое напряжение. Сказать проще – диод практически не оказывает никакого сопротивления протекающему току и не расходует драгоценные ватты. Противоположенная ситуация у кремниевых диодов. Прямое падение напряжения у них, как правило, не меньше 0,5 вольт, а то и больше. Кремниевые диоды и диоды с барьером Шоттки очень активно используются для выпрямления переменного тока. Например, в составе диодного моста.

Германиевые диоды имеют прямое падение напряжения равное 300 – 400 милливольт. Например, проверенный нами точечный германиевый диод Д9, который ранее применялся в качестве детектора в радиоприёмниках, имеет пороговое напряжение около 400 милливольт.

  • Диоды Шоттки имеют Vf в районе 100 – 250 mV;

  • У германиевых диодов Vf, как правило, равно 300 – 400 mV;

  • Кремниевые диоды имеют самое большое падение напряжения на переходе равное 400 – 1000 mV.

Таким образом, с помощью описанной методики можно не только определить исправность диода, но и ориентировочно узнать, из какого материала и по какой технологии он изготовлен. Определить это можно по величине Vf.

Возможно, после прочтения данной методики у вас появится вопрос: «А как же проверить диодный мост?» На самом деле, очень просто. Об этом я уже рассказывал здесь.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

Как измерить сопротивление диода

Промышленность выпускает плоскостные и точечные полупрово­дниковые диоды, отличающиеся конструкцией, технологией изготов­ления и значением характеризующих их параметров.

Измерение параметров диодов принципиально отличается от рас­смотренных ранее измерений аналогичных параметров, что объясня­ется зависимостью свойств полупроводниковых приборов от внешних условий (главным образом, от температуры) и нелинейностью вольт-амперных характеристик полупроводниковых приборов.

В соответствии с первой причиной следует учитывать разогрев p-n-перехода проходящим током во время измерения, что требует обеспе­чения отвода тепла исследуемого диода (теплоотвод) и ограничения времени измерения.

Вторая причина обязывает выполнять измерения при определен­ных значениях напряжения и силы тока.

Параметры полупроводниковых диодов определяются свойствами p-n-перехода.

Сила тока, протекающего через диод, зависит от знака и значения приложенного напряжения. Эта зависимость наглядно представляет­ся вольт-амперной характеристикой, где по оси ординат откладывают значение силы тока диода, а по оси абсцисс — приложенное напряже­ние. Поскольку прямой ток обычно превышает обратный в тысячи раз, то ВАХ диодов строят в разных масштабах: прямой ток откладывают в миллиамперах, обратный — в микроамперах. Масштаб обратного напряжения выбирают более крупным, чем масштаб прямого напря­жения.

ВАХ полупроводникового диода представлена на рис. 6. 1, а, где хорошо видно, что при большом обратном напряжении резко возрас­тает обратный ток. Это явление сопровождается тепловым необрати­мым пробоем диода и выходом его из строя. На ВАХ имеются обла­сти с различным дифференциальным сопротивлением Rдиф= , поэтому необходимая точность определения параметров может быть достигнута при соблюдении некоторых условий измерения. При изме­рении параметров на прямой ветви ВАХ (рис. 6.1, 6) следует задавать постоянный ток Iпр и измерять падение прямого напряжения Uпр. Это условие означает, что внутреннее сопротивление источника питания должно быть много больше сопротивления диода, чтобы изменение напряжения на диоде (VD) не вызывало изменений тока, выходящих за пределы заданной погрешности измерений, т.е. источник питания должен быть источником тока по отношению к диоду. Условие необхо­димо выполнять на всех участках ВАХ (при измерении напряжения), где дифференциальное сопротивление мало.

Рис. 6.1. ВАХ диода (а), схема измерения на прямой (6) И обратной (в) ветвях

Стабилизированный источник питания постоянного тока обеспе­чивает дискретные значения прямого тока в диапазоне изменения прямого напряжения для испытуемого диода. Измерение Uпрвыпол­няет высокоомный вольтметр постоянного тока; контроль дискретных значений тока обеспечивается миллиамперметром магнитоэлектриче­ской системы.

При измерении параметров диода на обратной ветви ВАХ (рис. 6.1. в) необходимо задаваться силой обратного тока Iобри из­мерять обратное напряжение Uобр .При этом источник питания Е, ко­торым задается режим измерения, должен иметь малое внутреннее сопротивление — в противном случае незначительные изменения об­ратного тока вызовут большую погрешность при измерении обратно­го напряжения.

Со стабилизированного источника на диод VD подаются заданные значения обратного напряжения, которые контролируются вольт­метром магнитоэлектрической системы. Сила обратного тока диода измеряется микроамперметром постоянного тока.

Таким образом, в справочнике на диоды в качестве электрических характеристик указываются координаты точек характеристики на пря­мой и обратной ветвях.

Прямую ветвь характеризуют следующие параметры: Uпр— прямое падение напряжения на диоде при заданной силе постоянного прямого тока Iпр; Rдиф— дифференциальное сопротивление.

Обратную ветвь характеризуют следующие параметры: Uобр постоянное обратное напряжение на диоде при заданной силе постоян­ного обратного тока, протекающего через диод: Iобр сила постоянного обратного тока, протекающего через диод при подаче на него постоянного обратного напряжения Uобр ; Uобр.max наибольшее допустимое обратное напряжение (предельное напряжение).

Эффективность выпрямления определяют расчетом коэффициента выпрямления по результатам измерений:

Исследование ВАХ диодов по точкам оказывается трудоемким и не всегда целесообразным. Поэтому на практике требуемые па­раметры измеряют в определенных точках. Например. Uпр, Iпр, Iобр измеряют с помощью специальных измерителей параметров дио­дов.

Для оценки частотных свойств диода снимают частотные характеристики Iвыпр( f ) (рис. 6.2).

Рис. 6.2. Схема измерения частотной характеристики диода

Основным параметром, определяющим частотные свойства диода, является граничная рабочая частота fгр, при которой сила выпрямлен­ного тока уменьшается на 30% относительно номинального значения, измеренного на низкой частоте.

Для определения граничной рабочей частоты исследуемый диод VD включается в схему однополупериодного выпрямителя с активно-емкостной нагрузкой. На вход схемы подается переменное напряже­ние неизменной амплитуды различной частоты, контролируемое на выходе генератора вольтметром. Резистор R1обеспечивает согласова­ние сопротивления генератора и сопротивления нагрузки. Сила конт­ролируемого выпрямленного тока измеряется миллиамперметром.

На высоких частотах (более 100 кГц) должны быть приняты меры для уменьшения погрешности, вносимой паразитными индуктивностями.

Значение емкости С конденсатора выбирается таким, чтобы ем­костное сопротивление при минимальной частоте подводимого напря­жения было значительно меньше сопротив­ления резистора R1.

Проходная емкость диода ограничивает применение полупроводниковых диодов на высоких частотах.

Емкость p-n-перехода диода измеряют при определенном напряжении смещения, так как она существенно зависит от этого на­пряжения (рис. 6.3).

Погрешность измерения емкости зависит от точности задания рабочей точки, в которой измеряется емкость, и точности измерения на­пряжения.

Все рассмотренные измерения выполняют при температуре окру­жающей среды +20. +50 °С. если это не оговорено особо.

Изменение температуры заметно влияет на все основные парамет­ры диода. С повышением температуры уменьшается прямое и обратное сопротивление, увеличивается проходная емкость диода из-за уменьшения контактной разности потенциалов, что приводит к некоторому ухудшению частотных свойств диода. С повышением температуры особенно резко меняется обратное сопротивление, что является основ­ным фактором, определяющим температурный предел работы диодов, а дальнейшее повышение температуры приводит к необратимому из­менению его параметров. Исследуемый диод помещают в термостат, поддерживая заданную температуру (для германиевых — не выше 70 °С, для кремниевых — не выше 125 °С). На основании анализа по­лученных результатов определяют максимально и минимально допу­стимые температуры для диода конкретного типа.

У выпрямительных диодовизмеряют все указанные параметры, для которых необходимо знать предельно допустимые эксплуатацион­ные режимы, при которых диод должен работать с заданной надежно­стью в течение установленного срока.

Предельно допустимые режимы выпрямительных диодов характе­ризуются максимальной силой прямого тока Iпр. maxи обратного напря­жения Uобр.max , максимально допустимой мощностью Рmax, рассеивае­мой на диоде, диапазоном температур окружающей среды.

Измерение силы прямого тока и обратного напряжения описано ранее, а значение рассеиваемой на диоде мощности определяется как сумма мощностей при протекании прямого и обратного токов:

Из-за малости обратного тока значением Робробычно пренебрегают и тогда

У высокочастотных диодовизмеряют практически все те же па­раметры, которые рассматривались ранее. Однако СВЧ-диоды из-за чувствительности к тепловым и электрическим воздействиям должны храниться в экранирующей защитной оболочке, и в процессе измере­ния параметров диод должен быть защищен от воздействия электро­магнитного поля.

Уимпульсных диодов наряду с параметрами ВАХ измеряют спе­циальные параметры (характеризующие инерционность диодов): вре­мя восстановления обратного сопротивления, заряд переключения, максимальное импульсное прямое падение напряжения.

У детекторных диодов измеряют чувствительность по току, со­противление в рабочей точке, коэффициент стоячей волны, шумовое отношение.

У смесительных диодов измеряемыми параметрами являются по­тери преобразования, выходное сопротивление, коэффициент стоячей полны, шумовое отношение, нормированный коэффициент шума.

Упараметрическихиумножительных диодов с управляемой емкостью наряду с емкостью диода, силой обратного тока и предель­но допустимым напряжением измеряют добротность диода на задан­ной частоте и собственную индуктивность диода.

У стабилитронов (стабисторов) измеряют напряжение стабили­зации.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Увлечёшься девушкой-вырастут хвосты, займёшься учебой-вырастут рога 9574 – | 7561 – или читать все.

78.85.5.182 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Сегодня без электроники никуда. Она является составной частью любого современного прибора или гаджета. При этом все приборы, как это ни печально, не могут работать вечно и периодически ломаются. Одной из довольно распространенных причин поломки целого ряди электроприборов, является выход из строя такого элемента электросети, как диод.

Провести проверку исправности этого компонента можно своими руками в домашних условиях. Эта статья расскажет вам, как проверить диод мультиметром, а также о том, что собой представляют данные элементы и каков сам измерительный прибор.

Диод диоду рознь

Стандартный диод представляет собой компонент электросети и выступает в роли полупроводника с p-n переходом. Его строение позволяет пропускать ток по цепи только в одном направлении — от анода к катоду (разные концы детали). Для этого нужно подать на анод «+», а на катод – «-».

Обратите внимание! Течь в обратном направлении, от катода к аноду, электрический ток в диодах не может.

Из-за такой особенности изделия, при подозрении на предмет поломки, его можно проверить тестером или мультметром.
На сегодняшний день в радиоэлектронике существует несколько видов диодов:

  • светодиод. При прохождении электрического тока через такой элемент он начинает светиться в результате трансформации энергии в видимое свечение;
  • защитный или обычный диод. Такие элементы в электросети выполняют роль супрессора или ограничителя напряжения. Одной из разновидностей данного элемента является диод Шоттки. Его еще называют как диод с барьером Шоттки. Такой элемент при прямом включении дает малое падение напряжения. В Шоттки вместо p-n перехода применяется переход металл-полупроводник.

Если обычные детали и светодиоды используются в превалирующем большинстве электроприборов, то Шоттки – преимущественно в качественных блоках питания (например, для таких приборов, как компьютеры).
Стоит отметить, что проверка обычного диода и Шоттки практически ни чем особым не отличается, так как проводится по одному и тому же принципу. Поэтому не стоит беспокоиться по данному вопросу, ведь принцип работы и Шоттки, и обычных диодов идентичен.
Обратите внимание! Здесь только стоит отметить, что Шоттки в большинстве случаев встречаются сдвоенными, размещаясь в общем корпусе. При этом они имеют общий катод. В такой ситуации можно эти детали не выпаивать, а проверить «на месте».

Являясь компонентом электронной схемы, такие полупроводниковые элементы довольно часто выходят из строя. Самыми распространенными причинами выхода их из строя бывают:

  • превышение максимально допустимого уровня прямого тока;
  • превышение обратного напряжения;
  • некачественная деталь;
  • нарушение правил эксплуатации прибора, установленных производителем.

При этом вне зависимости от причины потери работоспособности выход из строя может быть непосредственно обусловлен либо «пробоем», либо коротким замыканием.
В любом случае, если имеется предположение о выходе электросети из строя в зоне полупроводника, необходимо провести его диагностику с помощью специального прибора – мультиметра. Только для проведения таких манипуляций необходимо знать, как проверить диод с его помощью правильно.

Мультиметр

Мультиметр является универсальным прибором, который выполняет ряд функций:

  • измеряет напряжение;
  • определяет сопротивление;
  • проверяет провода на предмет наличия обрывов.

С помощью этого прибора даже можно определить пригодность батарейки.

Как проводится проверка

После того, как мы разобрались с полупроводниками электрической схемы и предназначением прибора, можно ответить на вопрос «как проверить диод на исправность?».
Вся суть проверки диодов мультиметром заключается в их односторонней пропускной способности электрического тока. При соблюдении этого правила элемент электрической схемы считается функционирующим правильно и без сбоев.
Обычные диоды и Шоттки можно спокойно проверить с помощью данного прибора. Чтобы проверить этот полупроводниковый элемент мультиметром, необходимо проделать следующие манипуляции:

  • необходимо удостовериться, что на вашем мультиметре имеется функция проверки диодов;
  • при наличии такой функции подключаем щупы прибора к той стороне полупроводника, с которой будет осуществляться «прозвон». Если данная функция отсутствует, тогда переводим прибор с помощью переключателя на значение 1кОМ. Также следует выбрать режим для измерения сопротивления;
  • красный провод измерительного устройства необходимо подключить к анодному концу, а черный – к катодному;
  • после этого нужно наблюдать за изменениями прямого сопротивления полупроводника;
  • делаем выводы о имеющемся или отсутствующем напряжении

После этого прибор можно переключить, чтобы проверить на предмет утечки или высокого замыкания. Для этого необходимо поменять места вывода диода. В таком состоянии также необходимо провести оценку полученных значений прибора.

Проверка диодного моста

Иногда имеется ситуация, когда нужно проверить на работоспособность диодный мост. Он имеет вид сборки, состоящей из четырех полупроводников. Они соединяются таким образом, чтобы переменное напряжение, подаваемое к двум из четырех спаянных элементов, переходило в постоянное. Последнее снимается с двух других выводов. В результате происходит выпрямление переменного напряжения и перевод его в постоянное.

По сути, принцип проверки в этой ситуации остается таким же, как было описано выше. Единственной особенностью тут является определение, к какому выводу будет подключен измерительный прибор. Здесь имеется четыре варианта подключения, которые следует «прозвонить»:

  • выводы 1 – 2;
  • выводы 2 – 3;
  • выводы 1 – 4;
  • выводы 4 – 3;

Проверив каждый выход, вы получите четыре результата. Полученные показатели следует оценивать по тому же принципу, что и для отдельного полупроводника.

Анализируем результаты

При проверке диодов (обычного и Шоттки) с помощью мультиметра, вы получите определенный результат. Теперь нужно понять, что он может означать. К признакам, которые свидетельствуют в пользу исправности полупроводника, относятся следующие моменты:

  • при подключении детали электросхемы к прибору последний будет выдавать величину имеющегося прямого напряжения в этом элементе;

Обратите внимание! Разные типы диодов обладают различным уровнем напряжения, по которому они и отличаются. Например, для германиевых изделий этот параметр составит 0,3-0,7 вольт

  • при подключении обратным способом (щуп прибора к аноду изделия) будет регистрироваться ноль.

Если эти два показателя соблюдаются, то полупроводник работает адекватно и причина поломки не в нем. А вот если хотя бы одни из параметров не соответствует, то элемент признается негодным и подлежит замене.
Кроме этого следует учитывать, что возможна не поломка, а «утечка». Этот неприятный дефект может проявиться при длительной эксплуатации прибора или некачественной сборке.
При наличии короткого замыкания или утечки, полученное сопротивление будет довольно низким. Причем вывод необходимо делать, основываясь на виде полупроводника. Для германиевых элементов этот показатель в данной ситуации будет иметь диапазон от 100 килоом до 1 мегаом, для кремниевых — тысячи мегаом. Для выпрямительных полупроводников данный показатель будет в разы больше.
Как видим, своими силами не так уж и сложно провести оценку работоспособности полупроводников в любом электроприборе. Вышеописанный принцип подходит для проверки диодных элементов различных типов и видов. Главное в этой ситуации правильно подключить измерительный прибор к полупроводнику и проанализировать полученные результаты.

И для любителей, и для профессионалов электроники очень важным умением является способность определить полярность (где катод, а где анод) и работоспособность диода. Так как мы знаем, что диод, по сути, является не более, чем односторонним клапаном для электричества, то вероятно, мы можем проверить его однонаправленный характер с помощью омметра, измеряющего сопротивление по постоянному току (питающегося от батареи), как показано на рисунке ниже. При подключении диода одним способом мультиметр должен показать очень низкое сопротивление на рисунке (a). При подключении диода другим способом мультиметр должен показать очень большое сопротивление на рисунке (b) (некоторые модели цифровых мультиметров в этом случае показывают «OL»).

Определение полярности диода: (a) Низкое сопротивление указывает на прямое смещение, черный щуп подключен к катоду, а красный – к аноду. (b) Перемена щупов местами показывает высокое сопротивление, указывающее на обратное смещение.

Конечно, чтобы определить, какое вывод диода является катодом, а какой – анодом, вы должны точно знать, какой вывод мультиметра является положительным (+), а какой – отрицательным (-), когда на нем выбран режим «сопротивление» или «Ω». В большинстве цифровых мультиметров, которые я видел, красный вывод используется, как положительный, а черный, как отрицательный, в соответствии с соглашением о цветовой маркировке электроники.

Одна из проблем использования омметра для проверки диода заключается в том, что мы имеем только качественное значение, а не количественное. Другими словами, омметр говорит вам, только в каком направлении диод проводит ток; полученное при измерении низкое значение сопротивления бесполезно. Если омметр показывает значение «1,73 ома» при прямом смещении диода, то число 1,7 Ом не представляет для нас, как для техников или разработчиков схем, никакой реально полезной количественной оценки. Оно не представляет собой ни прямое падение напряжения, ни величину сопротивления материала полупроводника самого диода; это число скорее зависит от обеих величин и будет изменяться в зависимости от конкретного омметра, используемого для измерения.

По этой причини, некоторые производители цифровых мультиметров оснащают свои измерительные приборы специальной функцией «проверка диода», которая показывает реальное прямое падение напряжения на диоде в вольтах, а не значение «сопротивления» в омах. Эти измерительные приборы работают, пропуская через диод небольшой ток и измеряя падение напряжения между двумя измерительными щупами (рисунок ниже).

Мультиметр с функцией «Проверка диода», вместо низкого сопротивления, показывает прямое падение напряжения 0,548 вольт.

Показание прямого напряжения, полученное таким образом с помощью мультиметра обычно меньше, чем «нормальное» падение в 0,7 вольта для кремниевых диодов и 0,3 вольта для германиевых диодов, так как ток, обеспечиваемый измерительным прибором, довольно мал. Если у вас нет мультиметра с функцией проверки диодов, или вы хотели бы измерить прямое падение напряжения на диоде при другом токе, то можно собрать схему из батареи, резистора и вольтметра.

Измерение прямого напряжения диода с помощью мультиметра без функции «проверка диода»: (a) Принципиальная схема. (b) Схема соединений

Подключение диода в этой тестовой схеме в обратном направлении просто приведет к тому, что вольтметр покажет полное напряжение батареи.

Если эта схема была разработана для обеспечения протекания через диод тока постоянной (или почти) величины, несмотря на изменения прямого падения напряжения, то она может быть использована в качестве основы для инструмента, измеряющего температуру: измеренное на диоде напряжение будет обратно пропорционально температуре перехода диода. Конечно, ток через диод должен быть минимален, чтобы самонагревания (значительного количества рассеиваемой диодом мощности), которое могло бы помешать измерению температуры.

Помните, что некоторые цифровые мультиметры, оснащенные функцией «проверка диода», при работе в обычном режиме «сопротивление» (Ω) могут выдавать очень низкое тестовое напряжение (менее 0,3 вольт), слишком низкое для полного схлопывания (сжатия) обедненной области PN перехода. Суть в том, что тестирования полупроводниковых приборов здесь должна использоваться функция «проверка диода», а функция «сопротивления» – для всего остального. Использование очень низкого тестового напряжения для измерения сопротивления облегчает процесс измерения сопротивления неполупроводниковых компонентов, подключенных к полупроводниковым компонентам, так как переходы полупроводникового компонента не будут смещены такими низкими напряжениями в прямом направлении.

Рассмотрим пример резистора и диода, соединенных параллельно и припаянных к печатной плате. Как правило, перед измерением сопротивления резистора необходимо было бы выпаять его из схемы (отсоединить резистор от остальных компонентов), в противном случае любые параллельно подключенные компоненты будут влиять на полученные показания. При использовании мультиметра, который выдает на щупы очень низкое тестовое напряжение в режиме «сопротивление», на PN переход диода не будет подано напряжение, достаточное для того, чтобы он был смещен в прямом направлении, и, следовательно, диод будет пропускать незначительный ток. Следовательно, измерительный прибор «видит» диод, как разрыв, и показывает сопротивление только резистора (рисунок ниже).

Омметр, оснащенный очень низким тестовым напряжением (

Если использовать такой омметр для проверки диода, он покажет очень высокое сопротивление (много мегаом), даже если подключить диод в «правильном» (для прямого смещения) направлении (рисунок ниже).

Омметр, оснащенный очень низким тестовым напряжением, слишком низким для прямого смещения диодов, не видит диодов.

Величина обратного напряжения диода измеряется не так легко, так как превышение обратного напряжения на обычном диоде приводит к его разрушению. Хотя существуют специальные типы диодов, разработанные для «пробоя» в режиме обратного смещения без повреждения диода (так называемые стабилитроны), которые тестируются в той же схеме источник/резистор/вольтметр при условии, что источник напряжения обеспечивает величину напряжения, достаточную для перехода диода в область пробоя. Более подробную информацию об этом читайте в одной из следующих статей этой главы.

Дифференциальное сопротивление — диод — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Дифференциальное сопротивление — диод

Cтраница 2


Уровень входного сигнала изменяет дифференциальное сопротивление диодов VD3, VD4, включенных в коллектор первого каскада УУ и изменяющих его усиление.  [17]

К параметрам электрического режима относятся дифференциальное сопротивление диода гдиф, емкость диода Сд, включающая емкости электрического перехода и корпуса, если последний существует.  [18]

Крутизна, так же как и дифференциальное сопротивление диода, на различных участках характеристики вследствие ее нелинейности неодинаковы. Уа, отношение которых определяет крутизну характеристики и внутреннее сопротивление диода.  [19]

Как видно из формулы (5.5), полное дифференциальное сопротивление длинного диода в прямом направлении состоит из трех слагаемых. Поэтому его можно записать состоящим из трех сопротивлений: Яя Л — — 1 / 2 — г где г — дифференциальное сопротивление р-я-перехо-да, а / г и — га положительная и отрицательная составляющие сопротивления базы. Все эти элементы легко определяются из (5. 5) и мы их запись опускаем. В полной эквивалентной схеме длинного диода ( рис. 5.38 а) на переменном токе следует учесть диффузионную емкость р-л-перехода и индуктивность базы.  [21]

Сопротивление нагрузки должно быть в этом случае меньше дифференциального сопротивления диода, для того чтобы нагрузочная прямая пересекла вольт-амперную характеристику только в одной точке. Обычно роль нагрузочного сопротивления выполняет сопротивление потерь диода и индуктивности, так что нет необходимости включать в схему внешнее сопротивление.  [23]

Большие нелинейные искажения описанного РУ объясняются тем, что дифференциальное сопротивление диода зависит не только от управляющего напряжения, но и от напряжения сигнала: при положительных полуволнах сопротивление диода меньше, чем при отрицательных.  [25]

При расчете режима выпрямителей используются статическое сопротивление постоянному току и дифференциальное сопротивление диодов переменному току.  [26]

При изменении температуры основным источником дрейфа порога срабатывания является изменение дифференциального сопротивления диода, для компенсации которого требуется введение термозависимых элементов.  [28]

Принятая здесь схема замещения сосставлена в предположении, что падение дифференциального сопротивления диода, наблюдающееся при повышении температуры среды, обусловлено исключительно разогревом диода протекающим через него током. Хотя в действительности механизм изменения обратного тока более сложен, такое допущение дает вполне удовлетворительный результат.  [29]

Вследствие нелинейности анодной характеристики диода крутизна характеристики, так же как и дифференциальное сопротивление диода, на различных участках характеристики не одинакова.  [30]

Страницы:      1    2    3    4    5

Обработка результатов измерений

1. Постройте на миллиметровой масштабной бумаге вольт–ам-перные характеристики диода. Для большей наглядности необхо-димо использовать разный масштаб для тока в прямом и обратном направлении.

2. Вычислите полное сопротивление диода в прямом направлении при каком-либо одном напряжении в диапазоне (0,3–1,1)В и в обратном направлениипри каком-либо напряжении в диапазо-не В.

3. Вычислить по формуле (6) коэффициент выпрямления, харак-теризующий выпрямительные свойства диода.

(6)

Вычислить при тех же напряжениях динамическое (дифферен-циальное) сопротивление диода в прямом и обратном направлении . Динамическое сопротивление вычисляется по формуле:

, (7)

гдеи– небольшое изменение напряжения и соответству-ющее ему изменение тока, причем приращения исвязаны линейной зависимостью, определяемойкасательной к вольт–ампер-ной характеристике в заданной точке этой характеристики (рис 6):

4. Определите на построенных вольт–амперных характеристиках токи ипри обратном направлении в области В, на «пла-то» характеристики по формуле (3) вычислите ширину за-прещенной зоны полупроводника. Значение ширины запрещенной зоны следует перевести в электрон-вольты, для чего восполь-зуйтесь соотношением

Контрольные вопросы

1. Какие физические свойства вещества зависят от ширины за-прещенной зоны?

2. Нарисуйте зонную схему собственного полупроводника – и – типов. Укажите на ней энергию ионизации примесей, ширину запрещенной зоны.

3. Почему обратный ток перехода зависит от температуры?

4. Объясните следующие термины: основные носители тока, не-основные носители тока.

5. Объясните следующие термины: термогенерация носителей заряда, рекомбинация носителей заряда.

6. Объясните следующие термины: донор, акцептор, полупро-водник p– типа, полупроводник – типа.

7. Объясните термин: «запирающий слой». Почему такой слой возникает на контакте двух полупроводников с разным типом про-водимости?

8. Объясните физические явления, приводящие к односторонней проводимости перехода.

9. Возникает ли контактная разность потенциалов на контакте двух разных металлов? Возникает ли на таком контакте односто-ронняя проводимость?

10. Возникает ли контактная разность потенциалов на контакте металл – полупроводник? Возникает ли на таком контакте односто-ронняя проводимость?

11. Объясните следующие термины, относящиеся к токам, теку-щим через переход: диффузионный ток, дрейфовый ток, ток термогенерации.

12. Можно ли уменьшить ток насыщения, увеличивая обратное напряжение на переходе?

13. Какими физическими процессами объясняется существо-вание тока насыщения?

14. За счет каких процессов происходит резкое увеличение тока насыщения при увеличении температуры?

15. Полупроводниковый диод охладили до абсолютного нуля. Как изменились свойства перехода?

16. Нарисуйте схему одно– и двух– полупериодного выпрям-ления переменного тока с использованием диодов.

17. Какими основными параметрами характеризуются полупро-водниковые диоды?

18. Как зависят выпрямительные свойства полупроводниковых диодов от частоты выпрямляемого тока?

19. На рис.7а, 7б приведены две различные схемы для изме-рения вольт–амперной характеристики (ВАХ) диода в прямом на-правлении. Напряжение источника питания (ИП) можно плавно из-менять. Схемы различаются способом подключения вольтметра. Какую из схем следует применить для измерения ВАХ диода в прямом направлении?

20. Из-за чего появляется ошибка при измерении вольт–ампер-ной характеристики диода в прямом направлении при использо-вании схемы, изображенной на рис.7а?

21. Из-за чего появляется ошибка при измерении вольт–ампер-ной характеристики диода в прямом направлении при использова-нии схемы, изображенной на рис. 7б?

22. В схемах на рис.7а, 7б приборы и диод имеют следующие па-раметры: внутреннее сопротивление миллиамперметра =10 Ом, внутреннее сопротивление вольтметра =1 МОм. Показания вольт-метраV= 0,5 В при показании миллиамперметра I=55 мА. Найти относительную ошибку (ΔV/V) измерения напряжения на диоде по схеме 7а, если в качестве напряжения на диоде взять показания вольтметра.

23. Используя значения параметров схемы в предыдущем воп-росе, найти относительную ошибку (ΔI/I) измерения тока по схеме нарис.7б, если в качестве тока диода взять показания милли-амперметра. Действительно ли с такой точностью измеряется ток в этой лабораторной работе?

24. На рис.8а, 8б приведены две различные схемы для изме-рения вольт–амперной характеристики диода (ВАХ) в обратном на-правлении. Напряжение источника питания можно плавно изме-нять. Схемы различаются способом подключения вольтметра. Ка-кую из схем следует использовать для измерения ВАХ в обратном направлении?

25. Из-за чего появляется ошибка при измерении вольт–ампер-ной характеристики диода в обратном направлении при использо-вании схемы 8а?

26. Из-за чего появляется ошибка при измерении вольт–ампер-ной характеристики диода в обратном направлении при использо-вании схемы 8б?

27. В схемах на рис.8а, 8б приборы и диод имеют следующие па-раметры: внутреннее сопротивление микроамперметра = 300 Ом, внутреннее сопротивление вольтметра= 1 МОм. Показание вольтметраV= 10 В, показание микроамперметра I= 85 мкА. Найти относительную ошибку (ΔI/I) измерения тока по схеме измерения тока по схеме 8б, если в качестве тока диода взять показания мик-роамперметра.

28. Используя значения параметров схемы в предыдущем воп-росе, найти относительную ошибку (ΔV/V) измерения напряжения на диоде по схеме 8а ,если в качестве напряжения на диоде взять показания вольтметра. Действительно ли с такой точностью изме-ряется напряжение в этой лабораторной работе?

29. Что произойдёт в схеме на рис.8а,8б, если после измерения тока при максимальном напряжениии на диоде, не снижая напря-жения источника питания и не изменяя диапазона измерения тока микроамперметра, отключить диод от клемм, а затем «по ошибке» присоединить его вновь в прямом направлении? В работе для изме-рения тока в обратном направлении используется прибор Ф 195 с магнитно–электрической системой и стрелочным указателем.

30. Предположим, что в ситуации, описанной в вопросе 29, ис-точник питания может выделять неограниченную мощность на наг-рузке. Что произойдёт в схеме в этом случае?

ГОСТ 25529-82 Диоды полупроводниковые. Термины, определения и буквенные обозначения параметров / 25529 82

Термин

Буквенное обозначение

Определение

русское

международное

1. Постоянное прямое* напряжение диода

D. Durchlassgleichspannung der Diode

E. Forward continuous voltage

F. Tension directe continue

Uпр

UF

Постоянное значение прямого напряжения при заданном прямом токе полупроводникового диода

2. Импульсное прямое напряжение диода

D. Spitzendurchlassspannung der Diode

E. Peak forward voltage

F. Tension directe de crête

Uпр.и

UFM

Наибольшее мгновенное значение прямого напряжения, обусловленное импульсным прямым током диода заданного значения

3. Постоянное обратное напряжение диода

D. Sperrgleichspannung der Diode

E. Reverse continuous voltage

F. Tension inverse continue

Uобр

UR

4. Импульсное обратное напряжение диода

D. Spitzensperrspannung der Diode

E. Peak reverse voltage

F. Tension inverse de crête

Uобр.и

URM

Наибольшее мгновенное значение обратного напряжения диода

5. Среднее прямое напряжение диода

D. Mittlere Durchlassspannung der Diode

E. Average forward voltage

F. Tension directe moyenne

Uпр.ср

UF(AV)

Среднее за период значение прямого напряжения диода при заданном среднем прямом токе

6. Пробивное напряжение диода

D. Durchbruchspannung der Diode

E. Breakdown voltage

F. Tension de claquage

Uпроб

U(BR)

Значение обратного напряжения, вызывающее пробой перехода диода, при котором обратный ток достигает заданного значения

7. Постоянный прямой ток диода

D. Durchlassgleichstrom der Diode

E. Forward continuous current

F. Courant direct continu

Iпр

IF

8. Импульсный прямой ток диода

D. Spitzendurchlassstrom der Diode

E. Peak forward current

F. Courant direct de crête

Iпр.и

IFM

Наибольшее мгновенное значение прямого тока диода, исключая повторяющиеся и неповторяющиеся переходные токи

9. Средний прямой ток диода

D. Mittlerer Durchlassstrom der Diode

E. Average forward current

F. Courant durect moyen

Iпр.ср

IF(AV)

Среднее за период значение прямого тока диода

10. Постоянный обратный ток диода

D. Sperrgleichstrom der Diode

E. Reverse continuous current

F. Courant inverse continu

Iобр

IR

11. Импульсный обратный ток диода

D. Spitzensperrstrom der Diode

E. Peak reverse current

F. Courant inverse de crête

Iобр.и

IRM

Наибольшее мгновенное значение обратного тока диода, обусловленного импульсным обратным напряжением

12. Прямая рассеиваемая мощность диода

D. Durchlassverlustleistung der Diode

E. Forward power dissipation

F. Dissipation de puissance en direct

Pпр

PF

Значение мощности, рассеиваемой диодом при протекании прямого тока

13. Обратная рассеиваемая мощность диода

E. Reverse power dissipation

F. Dissipation de puissance en inverse

Pобр

PR

Значение мощности, рассеиваемой диодом при протекании обратного тока

14. Средняя рассеиваемая мощность диода

D. Mittlere Verlustleistung der Diode

E. Average power dissipation

Pср

PR

Среднее за период значение мощности, рассеиваемой диодом при протекании прямого и обратного токов

15. Импульсная рассеиваемая мощность диода

D. Spitzenverlustleistung der Diode

E. Peak power dissipation

Pи

PM

Наибольшее мгновенное значение мощности, рассеиваемой диодом

16. Общая емкость диода

D. Gesamtkapazität der Diode

E. Terminal capacitance

F. Capasité aux bornes

Cд

Ctot

Значение емкости между выводами диода при заданном режиме

17. Емкость перехода диода

D. Sperrschichtkapazität der Diode

E. Junction capacitance

F. Capacité de jonction

Cпер

Cj

Общая емкость диода без емкости корпуса.

Примечание. В случае, когда диод имеет p-i-n структуру, допускается использовать термин «емкость структуры» и буквенное обозначение «Cстр»

18. Емкость корпуса диода

D. Gehäusekapazität der Diode

E. Case capacitance

Cкор

Ccase

Значение емкости между выводами корпуса диода при отсутствии кристалла

19. Дифференциальное сопротивление диода

D. Differentieller Widerstand der Diode

E. Differential resistance

F. Résistance différentielle

rдиф

r

Отношение малого приращения напряжения диода к малому приращению тока в нем при заданном режиме

20. Последовательное сопротивление потерь диода

D. Serienwiderstand der Diode

E. Total series equivalent resistance

F. Résistance série totale équivalente

rп

rs

Суммарное эквивалентное активное сопротивление кристалла, контактных соединений и выводов диода

21. Тепловое сопротивление диода

D. Wärmewiderstand

E. Thermal resistance

F. Résistance thermique

RΘ

Rth

Отношение разности эффективной температуры перехода и температуры в контрольной точке к рассеиваемой мощности диода в установившемся режиме

22. Импульсное тепловое сопротивление диода

RΘи

R(th)P

Отношение разности эффективной температуры перехода и температуры в контрольной точке к импульсной мощности диода

23. Тепловое сопротивление переход — окружающая среда диода

RΘпер-окр

Rthja

Тепловое сопротивление диода в случае, когда температурой в контрольной точке является температура окружающей или охлаждающей среды

24. Тепловое сопротивление переход — корпус диода

Е. Thermal resistance junction to case

RΘпер-кор

Rthjc

Тепловое сопротивление диода в случае, когда температурой в контрольной точке является температура корпуса диода.

Примечание. Если полупроводниковый кристалл имеет многослойную структуру, может быть использован термин «тепловое сопротивление структура - окружающая среда» или термин «тепловое сопротивление структура — корпус»

25. Тепловая емкость диода

Е. Thermal capacitance

CΘ

Cth

Отношение тепловой энергии, накопленной в диоде, к разности эффективной температуры перехода и температуры в контрольной точке

26. Переходное тепловое сопротивление диода

Е. Transient thermal impedance

ZΘ

Z(th)t

Отношение разности изменения температуры перехода и температуры в контрольной точке в конце заданного интервала времени, вызывающего изменение температуры, к скачкообразному изменению рассеиваемой мощности диода в начале этого интервала.

Примечание. Непосредственно перед началом этого интервала времени распределение температуры внутри диода должно быть постоянным во времени

27. Переходное тепловое сопротивление переход — окружающая среда диода

Е. Transient thermal impedance junction to ambient

ZΘперокр

Z(th)ja

Переходное тепловое сопротивление диода в случае, когда температурой в контрольной точке является температура окружающей или охлаждающей среды

28. Переходное тепловое сопротивление переход — корпус диода

Е. Transient thermal impedance junction to case

ZΘперкор

Z(th)jc

Переходное тепловое сопротивление диода в случае, когда температурой в контрольной точке является температура корпуса диода

29. Индуктивность диода

D. Induktvität der Diode

E. Total series equivalent inductance

F. Inductance série totale équivalente

Lп

Ls

Последовательная эквивалентная индуктивность диода при заданных условиях

30. Эффективное время жизни неравновесных носителей заряда диода

Е. Effective excess minority lifetime

τэфф

τn

τp

Величина, характеризующая скорость убывания концентрации неравновесных носителей заряда диода вследствие рекомбинации как в объеме, так и на поверхности полупроводника

31. Накопленный заряд диода

E. Stored charge

F. Charge stockée

Qик

Qs

Заряд электронов или дырок в базе диода или i-области p-i-n структуры, накопленный при протекании прямого тока

32. Заряд восстановления диода

Ндп. Заряд переключения

D. Sperrerholladung der Diode

E. Recovered charge

F. Charge recouvrée

Qвос

Qr

Полный заряд диода, вытекающий во внешнюю цепь при переключении диода с заданного прямого тока на заданное обратное напряжение.

Примечания:

1. Заряд восстановления включает накопленный заряд и заряд емкости обедненного слоя.

2. Заряд восстановления является суммой зарядов запаздывания и спада

33. Время обратного восстановления диода

Ндп. Время восстановления обратного сопротивления

D. Sperrerholungszeit der Diode

E. Reverse recovery time

F. Temps de recouvrement inverse

tвос,обр

trr

Время переключения диода с заданного прямого тока на заданное обратное напряжение от момента прохождения тока через нулевое, значение до момента, когда обратный ток, уменьшаясь от максимального импульсного значения, достигает заданного значения обратного тока

34. Время прямого восстановления диода

Ндп. Время восстановления прямого сопротивления

D. Durchlasserholungszeit der Diode

E. Forward recovery time

F. Temps de recouvrement direct

tвос.пр

tfr

Время, в течение которого происходит включение диода и прямое напряжение на нем устанавливается от значения, равного нулю, до заданного установившегося значения

35. Рабочее импульсное обратное напряжение выпрямительного диода

Е. Working peak reverse voltage

Uобр. и.р

URWM

Наибольшее мгновенное значение обратного напряжения выпрямительного диода без учета повторяющихся и неповторяющихся переходных напряжений

36. Повторяющееся импульсное обратное напряжение выпрямительного диода

D. Periodische Spitzensperrspannung der Diode

E. Repetitive peak reverse voltage

F. Tension inverse de pointe répétitive

Uобр.и.п

URRM

Наибольшее мгновенное значение обратного напряжения выпрямительного диода, включая повторяющиеся переходные напряжения, но исключая неповторяющиеся переходные напряжения.

Примечание. Повторяющееся напряжение обычно определяется схемой и параметрами диода

37. Неповторяющееся импульсное обратное напряжение выпрямительного диода

D. Nichtperiodische Spitzensperrspannung der Diode

E. Non-repetitive (surge) reverse voltage

F. Tension inverse de pointe non-répétitive

Uобр.и.нп

URSM

Наибольшее мгновенное значение неповторяющегося переходного обратного напряжения выпрямительного диода.

Примечание. Неповторяющееся переходное напряжение обусловливается обычно внешней причиной и предполагается, что его действие исчезает полностью до появления следующего переходного напряжения

38. Пороговое напряжение выпрямительного диода

D. Schleusenspannung der Diode

E. Threshold voltage

F. Tension de seuil

Uпор

U(то)

Значение постоянного прямого напряжения выпрямительного диода в точке пересечения с осью напряжений прямой линии, аппроксимирующей вольт-амперную характеристику в области больших токов

39. Повторяющийся импульсный прямой ток выпрямительного диода

D. Periodischer Spitzendurchlassstrom der Diode

E. Repetitive peak forward current

F. Courant direct de pointe répétitif

Iпр.и.п

IFRM

Наибольшее мгновенное значение прямого тока выпрямительного диода, включая повторяющиеся переходные токи и исключая все неповторяющиеся переходные токи

40. Ударный прямой ток выпрямительного диода

Iпр.уд

IFSM

Ток, при протекании которого превышается максимально допустимая эффективная температура перехода, но который за время срока службы выпрямительного диода появляется редко с ограниченным числом повторений и вызывается необычными условиями работы схемы

41. Действующий прямой ток выпрямительного диода

Е. RMS forward current

Iпр.д

IF(RMS)

Действующее значение прямого тока выпрямительного диода за период

42. Ток перегрузки выпрямительного диода

E. Overload forward current

F. Courant direct de surcharge prévisible

Iпрг

I(OV)

Значение прямого тока выпрямительного диода, длительное протекание которого вызвало бы превышение максимально допустимой температуры перехода, но который так ограничен во времени, что эта температура не превышается.

Примечание. За время эксплуатации диода число воздействий током перегрузки не ограничивается

43. Защитный показатель выпрямительного диода

i2dt

I2dt

i2dt

I2dt

Значение интеграла от квадрата ударного прямого тока выпрямительного диода

44. Повторяющийся импульсный обратный ток выпрямительного диода

E. Repetitive peak reverse current

F. Courant inverse de pointe répétitif

Iобр.и.п

IRRM

Значение обратного тока выпрямительного диода, обусловленного повторяющимся импульсным обратным напряжением

45. Средний обратный ток выпрямительного диода

D. Mittlerer Sperrstrom der Diode

E. Average reverse current

F. Courant inverse moyen

Iобр.ср

IR(AV)

Среднее за период значение обратного тока выпрямительного диода

46. Средний выпрямленный ток диода

D. Mittlerer Richtstrom der Diode

E. Average output rectified current

F. Courant moyen de sortie redressé

Iвп.ср

IO

Среднее за период значение прямого и обратного токов выпрямительного диода

47. Средняя прямая рассеиваемая мощность выпрямительного диода

Е. Average forward power dissipation

Pпр.ср

PF(AV)

Произведение мгновенных значений прямого тока и прямого напряжения выпрямительного диода, усредненное по всему периоду

48. Средняя обратная рассеиваемая мощность выпрямительного диода

Е. Average reverse power dissipation

Pобр.ср

PR(AV)

Произведение мгновенных значений обратного тока и обратного напряжения выпрямительного диода, усредненное по всему периоду

49. Ударная обратная рассеиваемая мощность лавинного выпрямительного диода

Е. Surge (non-repetitive) reverse power dissipation

Pобр.и, нп

PRSM

Значение мощности, рассеиваемой выпрямительным диодом, при воздействии одиночных импульсов тока в режиме пробоя

50. Повторяющаяся импульсная обратная рассеиваемая мощность выпрямительного диода

Е. Repetitive peak reverse power dissipation

Pобр.и, п

PRRM

Значение мощности, рассеиваемой выпрямительным диодом, при воздействии периодических импульсов

51. Рассеиваемая мощность выпрямительного диода при обратном восстановлении

Е. Total instantaneous turn-off dissipation

F. Dissipation totale instantanée à la coupure du courant

Pвос.обр

PRQ

Мгновенное значение мощности, рассеиваемой выпрямительным диодом при переключении с заданного прямого тока на заданное обратное напряжение

52. Импульсная рассеиваемая мощность выпрямительного диода при обратном восстановлении

Е. Peak turn-off dissipation

F. Dissipation de pointe à la coupure du courant

Pвос.обр, и

PRQM

Наибольшее мгновенное значение мощности, рассеиваемой выпрямительным диодом при переключении с заданного прямого тока на заданное обратное напряжение

53. Средняя рассеиваемая мощность выпрямительного диода при обратном восстановлении

Е. Average turn-off dissipation

F. Dissipation moyene à la coupure du courant

Pвос. обр, ср

PRQ(AV)

Среднее за период значение мощности выпрямительного диода при обратном восстановлении

54. Рассеиваемая мощность выпрямительного диода при прямом восстановлении

E. Total instantaneous turn-on dissipation

F. Dissipation totale instantanée a l’etablissement du courant

Рвос.пр

PFT

Мгновенное значение мощности, рассеиваемой выпрямительным диодом при переключении с заданного обратного напряжения на заданный прямой ток

55. Импульсная мощность выпрямительного диода при прямом восстановлении

E. Peak turn-on dissipation

F. Dissipation de pointe a l’etablissement du courant

Рвос.пр, и

PFTM

Наибольшее мгновенное значение мощности, рассеиваемой выпрямительным диодом при переключении с заданного обратного напряжения на заданный прямой ток

56. Средняя рассеиваемая мощность выпрямительного диода при прямом восстановлении

E. Average turn-on dissipation

F. Dissipation moyenne a l’etablissement du courant

Pвос.пр, ср

PFT(AV)

Среднее за период значение мощности выпрямительного диода при прямом восстановлении

57. Энергия прямых потерь выпрямительного диода

Е. Forward energy loss

Wпр

Eпр

WF

EF

Значение энергии потерь выпрямительного диода, обусловленной прямым током

58. Энергия обратных потерь выпрямительного диода

Е. Reverse energy loss

Wобр

Eобр

WR

ER

Значение энергии потерь выпрямительного диода, обусловленной обратным током

59. Общая энергия потерь выпрямительного диода

Е. Total energy loss

Wд

Eд

Wtot

Etot

Сумма средних значений энергий прямых и обратных потерь выпрямительного диода

60. Энергия потерь при обратном восстановлении диода

Е. Reverse recovery energy loss

Wвос.обр

Eвос.обр

Wrr

Err

Значение энергии потерь выпрямительного диода при переключении с заданного прямого тока на заданное обратное напряжение

61. Динамическое сопротивление выпрямительного диода

D. Dynamischer Widerstand der Diode

E. Slope resistance

F. Résistance apparente directe

rдин

rT

Сопротивление, определяемое наклоном прямой, аппроксимирующей прямую вольт-амперную характеристику выпрямительного диода

62. Заряд запаздывания выпрямительного диода

Qзп

Qe

Заряд, вытекающий из выпрямительного диода за время запаздывания обратного напряжения

63. Заряд спада выпрямительного диода

Qсп

Qf

Заряд, вытекающий из выпрямительного диода за время спада обратного тока

64. Время запаздывания обратного напряжения выпрямительного диода

tзп

ts

Интервал времени между моментом, когда ток проходит через нулевое значение, изменяя направление от прямого на обратное, и моментом, когда обратный ток достигает амплитудного значения

65. Время спада обратного тока выпрямительного диода

tсп

tf

Интервал времени между моментом, когда ток, изменив направление от прямого на обратное и пройдя нулевое значение, достигает амплитудного значения и моментом окончания времени обратного восстановления выпрямительного диода

66. Пиковый ток туннельного диода

D. Höckerstrom der Tunneldiode

E. Peak point current

F. Courant de pic

Iп

IP

Значение прямого тока в точке максимума вольт-амперной характеристики туннельного диода, при котором значение дифференциальной активной проводимости равно нулю

67. Ток впадины туннельного диода

D. Talstrom der Tunneldiode

E. Valley point current

F. Courant de vallée

Iв

IV

Значение прямого тока в точке минимума вольт-амперной характеристики туннельного диода, при котором значение дифференциальной активной проводимости равно нулю

68. Отношение токов туннельного диода

D. Höcker-Talstrom-Verhälthis der Tunneldiode

E. Peak to valley point current ratio

F. Rapport de dénivellation du courant

Iп / Iв

IP / IV

Отношение пикового тока к току впадины туннельного диода

69. Напряжение пика туннельного диода

D. Höckerspannung der Tunneldiode

E. Peak point voltage

F. Tension de pic

Uп

UP

Значение прямого напряжения, соответствующее пиковому току туннельного диода

70. Напряжение впадины туннельного диода

D. Talspannung der Tunneldiode

E. Valley point voltage

F. Tension de vallée

Uв

UV

Значение прямого напряжения, соответствующее току впадины туннельного диода

71. Напряжение раствора туннельного диода

D. Projezierte Höckerspannug

E. Projected peak point voltage

F. Tension isohypse

Uрр

UЗЗ

Значение прямого напряжения на второй восходящей ветви вольт-амперной характеристики туннельного диода, при котором ток равен пиковому

72. Отрицательная проводимость туннельного диода

D. Negativer Leitwert der Tunneldiode

E. Negative conductance of the intrinsic diode

F. Conductance négative de la diode intrinséque

gпер

gj

Дифференциальная проводимость перехода на падающем участке прямой ветви вольт-амперной характеристики туннельного диода

73. Предельная резистивная частота туннельного диода

D. Entdämpfungs-Grenzfrequenz der Tunneldiode

E. Resistive cut-off frequency

F. Fréquence de coupure résistive

fR

fг

Значение частоты, на которой активная составляющая полного сопротивления туннельного диода на его выводах обращается в нуль

74. Шумовая постоянная туннельного диода

D. Rauschfaktor der Tunneldiode

E. Noise factor

F. Facteur de bruit

Nш

Nn

Величина, определяемая соотношением:

где Iр — ток в рабочей точке туннельного диода,

gпер — отрицательная проводимость туннельного диода

75. Энергия импульсов туннельного диода

Wи

W

Энергия коротких импульсов тока, воздействующих на туннельный диод

76. Добротность варикапа

D. Gütefaktor der Kapazitätsdiode

E. Quality factor

Qв

Qeff

Отношение реактивного сопротивления варикапа на заданной частоте к сопротивлению потерь при заданном значении емкости или обратного напряжения

77. Температурный коэффициент емкости варикапа

D. Temperaturkoeffizient der Kapazität der Kapazitätsdiode

E. Temperature coefficient of capacitance

αCв

αCtot

Отношение относительного изменения емкости варикапа к вызвавшему его абсолютному изменению температуры окружающей среды

78. Предельная частота варикапа

D. Gütefrequenz der Kapazitätsdiode

E. Cut-off frequency

F. Fréquence de coupure

fпред.в

fco

Значение частоты, на которой реактивная составляющая проводимости варикапа становится равной активной составляющей его проводимости при заданных условиях

79. Температурный коэффициент добротности варикапа

D. Temperaturkoeffizient des Gütefaktors der Kapazitätsdiode

E. Temperature coefficient of quality factor

αCв

αQeff

Отношение относительного изменения добротности варикапа к вызвавшему его абсолютному изменению температуры окружающей среды

80. Коэффициент перекрытия по емкости варикапа

KC

Kc

Отношение общих емкостей варикапа при двух заданных значениях обратного напряжения

81. Напряжение стабилизации стабилитрона

D. Z-Spannung der Z-Diode

E. Working voltage (of voltage regulator diode)

F. Tens on de régulation

Uст

Uz

Значение напряжения стабилитрона при протекании тока стабилизации

82. Ток стабилизации стабилитрона

D. Z-Strom der Z-Diode

E. Continuous current within the working voltage range

F. Courant continu inverse pour la gamme des tensions de régulation

Iст

Iz

Значение постоянного тока, протекающего через стабилитрон в режиме стабилизации

83. Импульсный ток стабилизации стабилитрона

Iст.и

IZM

Наибольшее мгновенное значение тока стабилизации стабилитрона

84. Дифференциальное сопротивление стабилитрона

D. Z-Widerstand der Z-Diode

E. Differential resistance within the working voltage range

F. Résistance différentielle dans la zone des tensions de régulation

rст

rz

Дифференциальное сопротивление при заданном значении тока стабилизации стабилитрона

85. Температурный коэффициент напряжения стабилизации стабилитрона

D. Temperaturkoeffizient der Z-Spannung der Z-Diode

E. Temperature coefficient of working voltage

F. Coefficient de temperature de la tension de régulation

αUст

αГz

Отношение относительного изменения напряжения стабилизации стабилитрона к абсолютному изменению температуры окружающей среды при постоянном значении тока стабилизации

86. Время включения стабилитрона

D. Einschaltzeit der Z-Diode

E. Turn-on time

tвкл

tоп

Интервал времени, определяемый с момента переключения стабилитрона из состояния заданного напряжения до момента достижения установившегося напряжения стабилизации

87. Временная нестабильность напряжения стабилизации стабилитрона

D. Zeitliche Instabilitat der Z-Spannung der Z-Diode

E. Working voltage long-term instability

F. Instabilité à long terme de la tension de régulation

δUст

δUZ

Отношение наибольшего изменения напряжения стабилизации стабилитрона к начальному значению напряжения стабилизации за заданный интервал времени

88. Время выхода стабилитрона на режим

D. Stabilisierungszeit der Z-Diode

E. Transient time of working voltage

tвых

tг

Интервал времени от момента подачи тока стабилизации на стабилитрон до момента, начиная с которого напряжение стабилизации не выходит за пределы области, ограниченной 28

89. Несимметричность напряжения стабилизации стабилитрона

Hст

Разность напряжений стабилизации при двух равных по абсолютному значению и противоположных по знаку токах стабилизации стабилитрона

89а. Температурный уход напряжения стабилизации стабилитрона

ΔUΘ

ΔUΘ

Максимальное абсолютное изменение напряжения стабилизации стабилитрона от изменения температуры в установленном диапазоне температур при постоянном токе стабилизации

89б. Нелинейность температурной зависимости напряжения стабилизации стабилитрона

βст

βz

Отношение наибольшего отклонения напряжения стабилизации стабилитрона от линейной зависимости в указанном диапазоне температур к произведению абсолютного изменения напряжения стабилизации и абсолютного изменения температуры окружающей среды при постоянном токе стабилизации

89в. Размах низкочастотных шумов стабилизации стабилитрона

Uш.ст

Unz

Разница наибольшего и наименьшего напряжения стабилизации стабилитрона за время измерения в указанном диапазоне частот при постоянном токе стабилизации

90. Спектральная плотность шума стабилитрона

Sш

SUnz

Эффективное значение напряжения шума, отнесенное к полосе в 1 Гц, измеренное при заданном токе стабилизации стабилитрона в оговоренном диапазоне частот

91. Выпрямительный ток СВЧ диода

Iвп

IO

Постоянная составляющая тока СВЧ диода в рабочем режиме

92. Постоянный рабочий ток ЛПД

IрЛПД

Iw

Значение постоянного тока лавинно-пролетного диода, при котором обеспечивается заданная непрерывная выходная СВЧ мощность

93. Импульсный рабочий ток ЛПД

Iи.рЛПД

IWM

Мгновенное значение тока лавинно-пролетного диода, при котором обеспечивается заданная импульсная выходная СВЧ мощность

94. Постоянный пусковой ток ЛПД

Iпуск

IWmin

Наименьшее значение постоянного тока лавинно-пролетного диода, при котором возникает генерация СВЧ мощности

95. Импульсный пусковой ток ЛПД

Iи.пуск

IWMmin

Наименьшее мгновенное значение тока лавинно-пролетного диода, при котором возникает генерация СВЧ мощности

96. Пороговый ток диода Ганна

Iпор

I(ТО)max

Значение постоянного тока диода Ганна в точке первого максимума вольт-амперной характеристики, при котором значение дифференциальной активной проводимости равно нулю

97. Постоянный рабочий ток диода Ганна

IрГ

Iw

Значение постоянного тока диода Ганна при постоянном рабочем напряжении

98. Импульсный рабочий ток диода Ганна

Iи.рГ

IWM

Мгновенное значение тока диода Ганна при импульсном рабочем напряжении

99. Постоянное пороговое напряжение диода Ганна

UпорГ

U(TO)

Значение постоянного напряжения, соответствующее пороговому току диода Ганна

100. Постоянное рабочее напряжение диода Ганна

Up

UW

Значение постоянного напряжения диода Ганна, при котором обеспечивается заданная непрерывная выходная СВЧ мощность

101. Импульсное рабочее напряжение диода Ганна

Uи.р

UWM

Мгновенное значение импульсного напряжения диода Ганна, при котором обеспечивается заданная импульсная выходная СВЧ мощность

102. Непрерывная рассеиваемая мощность СВЧ диода

E. R. F. с. w. power dissipation

F. Dissipation de puissance dans le cas d’une onde R. F. entretenue

Pрас

PD

Сумма рассеиваемой СВЧ диодом мощности от всех источников в непрерывном режиме работы

103. Импульсная рассеиваемая мощность СВЧ диода

E. Pulse r. f. power dissipation

F. Dissipation de puissance dans le cas de train d’ondes R. F.

Pрас. и

PDPм

Сумма рассеиваемой СВЧ диодом мощности от всех источников в импульсном режиме работы

104. Средняя рассеиваемая мощность СВЧ диода

E. Average r. f. power

F. Puissance R. F. moyenne

Pрас.ср

PAD

Сумма средних значений рассеиваемых СВЧ диодом мощностей от всех источников

105. Непрерывная выходная мощность СВЧ диода

Pвых

Pout

Значение непрерывной СВЧ мощности, отдаваемой диодом в согласованную нагрузку в заданном режиме

106. Импульсная выходная мощность СВЧ диода

Pвых.и

PoutM

Значение импульсной СВЧ мощности, отдаваемой диодом в согласованную нагрузку в заданном режиме

107. Мощность ограничения СВЧ диода

Е. Clipping power

Pогр

PL

Уровень СВЧ мощности, подводимой на вход линии передачи с диодом, включенным параллельно линии передачи, при которой выходная мощность достигает заданного значения

108. Тангенциальная чувствительность СВЧ диода

Е. Tangential sensitivity

Ptg

TSS

Значение импульсной мощности СВЧ сигнала, при котором на экране осциллографа, включенного на выходе системы «детекторное устройство — видеоусилитель» наблюдается совпадение верхней границы полосы шумов при отсутствии СВЧ сигнала с нижней границей полосы шумов при его наличии

109. Граничная мощность детекторного диода

Pгр

Pinc

Значение мощности, при которой зависимость выпрямленного тока детекторного диода от мощности сигнала отклоняется от линейной на заданное значение при заданном сопротивлении нагрузки

110. Минимально различимая мощность сигнала детекторного диода

Pmin

NDS

Значение мощности СВЧ сигнала, поданного на приемник с детектором на входе, при котором отношение сигнал — шум равно единице

111. Время тепловой релаксации СВЧ диода

τT

τT

Интервал времени с начала подачи импульса, за который температура перехода СВЧ диода достигает 63,2% от значения температуры в установленном режиме

112. Энергия одиночного импульса СВЧ диода

E. Single pulse energy

F. Energie d’une impulsion

Wи.од

Eи.од

Wp

Ep

Значение энергии одного воздействующего на СВЧ диод короткого импульса.

Примечание. Под коротким импульсом понимается импульс длительностью не более 10-8 с

113. Энергия повторяющихся импульсов СВЧ диода

E. Repetitive pulse energy

F. Energie d’une impulsion répétitive

Wи, п

Eи, п

Ep(rep)

Значение энергии серии воздействующих на СВЧ диод повторяющихся коротких импульсов

114. Энергия выгорания СВЧ диода

E. Burn-out energy

F. Energie de claquage

Wвыг

WM

EM

EHFM

WHFM

Минимальное значение энергии одиночного короткого импульса СВЧ диода, после воздействия которого электрические параметры СВЧ диода изменяются на заданные значения

115. Энергия СВЧ импульсов СВЧ диода

WСВЧи

WHFP

Значение энергии воздействующих на СВЧ диод СВЧ импульсов длительностью менее 3 · 10-9 с

116. Полное входное сопротивление СВЧ диода

Zвх

Zin

Полное сопротивление, измеренное на входе диодной камеры с СВЧ диодом в заданном режиме

117. Прямое сопротивление потерь переключательного диода

rпр

RF

Последовательное сопротивление потерь переключательного диода, включенного в линию передачи, при заданном постоянном прямом токе

118. Обратное сопротивление потерь переключательного диода

rобр

RR

Последовательное сопротивление потерь переключательного диода, включенного в линию передачи, при заданном постоянном обратном напряжении

119. Сопротивление ограничительного диода при низком значении СВЧ мощности

rниз

RL

Сопротивление потерь ограничительного диода, измеряемое при малых значениях СВЧ мощности, на начальном участке ограничительной характеристики, при которых сопротивление диода не изменяется

120. Сопротивление ограничительного диода при высоком значении СВЧ мощности

rвыс

RH

Сопротивление потерь ограничительного диода, измеряемое при значениях СВЧ мощности, больших мощности ограничения, при которых сопротивление диода не изменяется

121. Сопротивление диода Ганна

rГ

Rg

Активное сопротивление диода Ганна, измеряемое при напряжении значительно меньшем порогового

122. Выходное сопротивление смесительного диода

rвых

Zif

Активная составляющая полного сопротивления смесительного диода на промежуточной частоте в заданном режиме

123. Выходное сопротивление детекторного диода на видеочастоте

rвид

Rj

Активная составляющая полного сопротивления детекторного диода на видеочастоте в заданном режиме

124. Постоянная времени СВЧ диода

τ

τ

Произведение емкости перехода на последовательное сопротивление потерь СВЧ диода

125. Время выключения СВЧ диода

tвыкл

toff

Интервал времени нарастания обратного напряжения СВЧ диода при переключении его из открытого состояния в закрытое, отсчитанное по уровню 0,1 и 0,9 установившегося значения обратного напряжения

126. Полоса частот СВЧ диода

Интервал частот, в котором СВЧ диод, настроенный на заданную частоту, обеспечивает заданные параметры и характеристики в неизменном рабочем режиме

127. Предельная частота умножительного диода

fпред

fc

Значение частоты, на которой добротность умножительного диода равна единице.

Примечание. Предельная частота определяется по формуле

где Cпер — емкость перехода;

rп — последовательное сопротивление потерь

128. Критическая частота переключательного диода

fкр

fos

Обобщенный параметр переключательного диода, определяемый по формуле

129. Добротность СВЧ диода

Q

Qeff

Отношение реактивного сопротивления СВЧ диода на заданной частоте к активному при заданном значении обратного напряжения

130. Потери преобразования смесительного диода

E. Conversion loss

F. Perte de conversion

Lпрб

Lc

Отношение мощности СВЧ сигнала на входе диодной камеры к мощности сигнала промежуточной частоты в нагрузке смесительного диода в рабочем режиме

131. Коэффициент полезного действия СВЧ диода

η

η

Отношение выходной мощности СВЧ диода к потребляемой им мощности

132. Выходное шумовое отношение СВЧ диода

E. Output noise ratio

F. Rapport de température de bruit

Nm

Nr

Отношение мощности шума СВЧ диода в рабочем режиме, отдаваемой в согласованную нагрузку, к мощности тепловых шумов согласованного активного сопротивления при той же температуре и одинаковой полосе частот

133. Нормированный коэффициент шума смесительного диода

E. Standard overall average noise figure

F. Facteur de bruit total moyen normal

Fнорм

Fos

Fos(av)

Значение коэффициента шума приемного устройства со смесительным диодом на входе при коэффициенте шума усилителя промежуточной частоты равном 1,5 дБ

134. Коэффициент стоячей волны по напряжению СВЧ диода КСВН

E. Voltage standing wave ratio V.S.W.P.

F. Taux d’ondes stationnaires T.O.S (R.O.S.)

KстU

SV

Коэффициент стоячей волны по напряжению в линии передачи СВЧ, нагруженной на определенную диодную камеру с СВЧ диодом в рабочем режиме

135. Чувствительность по току СВЧ диода

E. Total current sensitivity

F. Sensibilité totale en courant

βI

βI

Отношение приращения выпрямительного тока диода к вызвавшей это приращение СВЧ мощности на входе диодной камеры с СВЧ диодом в рабочем режиме при заданной нагрузке

136. Чувствительность по напряжению СВЧ диода

βU

βU

Отношение приращения напряжения на нагрузке СВЧ диода к вызвавшей это приращение мощности СВЧ сигнала на входе диодной камеры с СВЧ диодом в рабочем режиме

137. Температурный коэффициент выходной мощности СВЧ диода

αPвых

αPout

Отношение относительного изменения выходной мощности СВЧ диода к абсолютному изменению температуры окружающей среды

138. Температурный коэффициент частоты СВЧ диода

αi

αi

Отношение относительного изменения частоты генерации СВЧ диода к разности температур, окружающей среды

139. Спектральная плотность напряжения шумового диода

S

S

Отношение среднего квадратического значения напряжения шумового диода к корню квадратному из заданного диапазона частот

140. Спектральная плотность мощности шумового диода

G

G

Отношение среднего квадратического значения мощности шумового диода к заданному диапазону частот

141. Неравномерность спектральной плотности напряжения (мощности) шумового диода

δSU

δSP

SU, SD

Отношение экстремального значения спектральной плотности напряжения (мощности) шумового диода к их среднему значению, выраженное в децибелах

142. Температурный коэффициент спектральной плотности напряжения (мощности) шумового диода

αSU

αSP

αSU, αSP

Отношение относительного изменения спектральной плотности напряжения (мощности) шумового диода к абсолютному изменению температуры окружающей среды при постоянном токе диода

143. Граничная частота шумового диода

fгр

finc

Значение частоты, на которой спектральная плотность напряжения или мощности шумового диода имеет максимальное отклонение от ее среднего значения

144. Диапазон частот шумового диода

Δf

f

Интервал частот, заключенный между верхней и нижней граничной частотой шумового диода

145. Постоянный рабочий ток шумового диода

Is

IS

Значение постоянного тока, при котором определяются параметры шумового диода

146. Постоянное напряжение шумового диода

Uш

Us

Значение постоянного напряжения, обусловленного постоянным рабочим током шумового диода

Свойства полупроводникового диода

Как видно из ВАХ для малых значений напряжений в проводящем направлении проводящий ток равен нулю (Iпр=0), тогда напряжение U таково, что преодолевается потенциальный барьер, ток начинает возрастать, сначала незначительно, а затем почти линейно. При отрицательном напряжении U смещающем диод в обратном направлении существует относительно небольшой обратный ток Iобр, который увеличивается при увеличении температуры. Кроме ВАХ параметры диода определяются указанием сопротивлением рабочей точки. Сопротивление диода в рабочей точке называется статическое сопротивление или сопротивление постоянному току. Оно определяется как отношение напряжения на аноде диода к току, протекающему через диод в данной точке: .

Точечный диод – это полупроводниковый диод, который вместо плоской конструкции используется конструкция, состоящая из пластины полупроводника p или n типа, образующая один электрод и металлического проводника в виде острия, являющимся другим электродом.

При сплавлении острия с пластиной образуется микропереход. Падение напряжения в прямом направлении очень мало. Эти диоды применяются для выпрямления малых токов, увеличение частоты.

Диод Шотки – это полупроводниковый диод с переход металл полупроводник вместо p-n перехода. Проводимость диода основывается на протекании и основных носителей в отличие от p-n перехода, в которых ток в проводящем направлении возникает в связи с движением не основных носителей заряда. При направлении полупроводника n-типа основными носителями являются электроны, протекающие в слой металла. Диод Шотки имеет более крупную ВАХ.

1 – Диод Шотки

2 – Точечный диод.

Диоды Шотки применяются в детекторах и смесителя в диапазоне частот вплоть до 2000 ГГц.

Идеальный диод (график ниже):

Вверх – запирающее направление;

Вправо – проводящее направление.

Резкий излом при напряжении равно нулю (U=0). В прямом направлении диод имеет нулевое сопротивление, а в обратном – бесконечно большое.

Лучше свойства имеют диоды, у которых в качестве проводника – кремний.

Стабилитрон – это полупроводник, в котором стабилизация напряжения используется эффект Зенера. Обратный ток в диоде относительно большом интервале изменения напряжения не зависит от него. Однако при достаточно большом значении обратного напряжения ток диода начинает резко возрастать.

 обозначение стабилитрона.

Напряжение, зависящее от свойств перехода: ширины материала (концентрация примеси), составляет от нескольких до 1000 В и называется напряжением Зенеровского пробоя или напряжением стабилизации.

Причиной резкого увеличения тока является чрезмерное увеличение напряженности электрического поля в запирающем слое, которое вызывает два эффекта: запирающую и лавинообразную ионизацию.

Для узких переходов образующихся при сильном легировании при напряжении в несколько вольт напряженность электрического поля настолько велика, что возникает зенеровская ионизация, основанная на переходе электронов из валентной зоны материала p-типа и переносе их через барьер в зону проводимости в материал n-типа.

Лавинообразная ионизация имеет место в широких переходах при малом легировании и называется бомбардировкой атомов кристалла, ускоренными электронами, создающими обратный ток.

Столкновении электронов с атомами вызывает лавинный процесс образования новых зарядов, быстро увеличивается обратный ток.

Туннельный диод – это полупроводниковый диод, в котором благодаря использованию увеличения концентрации примесей, возникает очень узкий барьер и наблюдается туннельный переход заряда через p-n переход. Характеристика туннельного диода имеет отрицательное сопротивление, то есть область в которой положительное приращение напряжения соответствует отрицательному приращению тока. В таком диоде прохождение электрона через область барьера наблюдается при обратном смещении и даже при небольшом смещении проводящем напряжении и в котором имеет место максимальный ток. Дальнейшее увеличение напряжения смещения вызывает такое уменьшение электрического поля в барьере, что прохождение электрона через область барьера прекращается. Одновременно по мере роста напряжения увеличивается ток диода, смещенного в прямом направлении.

Туннельный эффект – значит электроны проходят не над потенциальным барьером, а под ним. Туннельный диод используется в качестве электронов с отрицательным сопротивлением.

Веракторный диод – это полупроводниковый диод p-n перехода, изготовленный по специальной метологии, в котором имеет место нелинейная зависимость емкости заряженного p-n перехода приложенного обратного напряжения Uобр.

ВАХ

Веракторные диоды называют также емкостными диодами или варикапами. Они находят применение как элементы, включаемые в резонансные контура, которые можно при этом перестраивать, изменяя напряжение на аноде. Такое решение частоты используют в радиоприемниках.

С радиоприемниками используют неудобный дорогостоящий конденсатор параллельной емкости поворотного типа.

p — i — n диоды – это полупроводниковый диод, соединяющий слой собственного полупроводника между областями p и n типа. Положительное смещение полупроводника p-типа по отношению к полупроводнику n-типа вызывает перемещение элементов из n области и одновременно дырок из p области в собственный полупроводник и сопротивление этой области уменьшается. При противоположном смещении из-за высокого сопротивления в области собственного полупроводника и большой ширины перехода (запирающего слоя) сопротивление велико. Эти диоды применяются в переключающихся устройствах как элементы с высокой скоростью переключения в технике СВЧ.

Полупроводниковый фотодиод

Это сверхчувствительный диод обычно с одним p-n переходом, работающий при смещении в обратном направлении под влиянием излучения, например, видимого света. Наступает изменение сопротивление диода, следовательно, изменение тока, протекающего во внешней цепи.

Внешнее излучение вызывает увеличение количества основных и не основных носителей заряда и уменьшение сопротивления. Это эквивалентно увеличению обратного тока диода.

Это диод, светящийся под влиянием подведенной извне энергии. Интенсивность свечения зависит от подводимого тока. Существуют вакуумные, газонаполненные и полупроводниковые диоды. Особенно широкое применение находят полупроводниковые, работающие при малых напряжениях (2 В) и токов (10…20 мА), при этом их отличает высокая надежность и большой срок службы. Существует также многосегментные электрические фото диоды. Например, из фосфида гелия, используемые в качестве шифровых индикаторов. Они нашли широкое применение в калькуляторах, в электронных часах. Эти диоды называются светодиодами.

16.06.2020

Транзисторы

Это полупроводниковый диод с тремя электродами, которые обладают свойством усиления электрического сигнала по принципу работы транзисторы делятся на: биполярные, униполярные (полевые), а по технологии изготовления на плоскостные (с p-n переходом) и точечные.

Биполярные, плоскостные могут быть дрейфовые, диффузионные, планарные, сплавные, мезо; с точки зрения используемого материала: германиевые, кремниевые, галлиевые. Транзистор – это активный элемент и в электронных схемах он заменяет электровакуумные приборы (электронные лампы). Преимущество транзистора перед электронными лампами – малые габариты, большой срок службы, большая надежность, высокая устойчивость к механическим ударам, отсутствие напряжения начала. Недостатки – ограниченная мощность, рабочее напряжение, большая чувствительность изменению температуры. Маленький диапазон рабочих температур. Малая стойкость к коротким замыканиям и искренениям.

Глава 20. Диоды на основе р-n перехода . Введение в электронику

ЦЕЛИ

После изучения этой главы студент должен быть в состоянии:

• Описать, что такое диод на основе р-n перехода, и как его изготовляют.

• Дать определение обедненного слоя и потенциального барьера.

• Объяснить разницу между прямым смещением диода и обратным.

• Нарисовать схематическое обозначение диода и указать его электроды.

• Описать три конструкции диода.

• Перечислить чаще всего встречающиеся корпуса диодов.

• Проверить диоды с помощью омметра.

Диод — это простейший полупроводниковый прибор. Он позволяет току течь только в одном направлении. Знания, полученные при изучении диодов применимы также к другим типам полупроводниковых приборов.

20-1. р-n ПЕРЕХОД

Когда чистый полупроводниковый материал легируется пятивалентным или трехвалентным материалом, легированный материал называется полупроводником n— или р-типа, в зависимости от того, какие носители являются основными. В целом образец полупроводника любого типа является нейтральным, так как каждый атом содержит одинаковое число протонов и электронов.

Независимые электрические заряды существуют в полупроводниковых материалах каждого типа, так как электроны могут свободно дрейфовать. Дрейфующие электроны и дырки называются подвижными зарядами. Кроме подвижных зарядов, каждый атом, который теряет электрон, считается положительным зарядом, так как он имеет больше протонов, чем электронов. Аналогично, каждый атом, который присоединяет электрон, имеет больше электронов, чем протонов и считается отрицательным зарядом. Как указывалось в главе 1, эти заряженные атомы называются положительными и отрицательными ионами. В полупроводниковых материалах n— и р-типа всегда содержится равное количество подвижных и ионных зарядов.

Диод создается соединением двух полупроводников n- и р-типа (рис. 20-1). В месте контакта этих материалов образуется переход. Это устройство называется диодом на основе р-n перехода.

Рис. 20-1. Диод создается соединением вместе двух материалов р— и n-типа, образующих р-n переход.

При формировании перехода подвижные заряды в его окрестности притягиваются к зарядам противоположного знака и дрейфуют по направлению к переходу. По мере накопления зарядов этот процесс усиливается. Некоторые электроны перемещаются через переход, заполняя дырки вблизи перехода в материале р-типа. В материале n-типа в области перехода электронов становится меньше. Эта область перехода, где концентрация электронов и дырок уменьшена, называется обедненным слоем. Он занимает небольшую область с каждой стороны перехода.

В обедненном слое нет основных носителей, и материалы n-типа и р-типа не являются больше электрически нейтральными. Материал п-типа становится положительно заряженным вблизи перехода, а материал р-типа — отрицательно заряженным.

Обедненный слой не может стать больше. Взаимодействие зарядов быстро ослабевает при увеличении расстояния, и слой остается малым. Размер слоя ограничен зарядами противоположного знака, расположенными по обе стороны перехода. Как только отрицательные заряды располагаются вдоль перехода, они отталкивают другие электроны и не дают им пересечь переход. Положительные заряды поглощают свободные электроны и также не дают им пересечь переход.

Эти заряды противоположного знака, выстроившиеся с двух сторон перехода, создают напряжение, называемое потенциальным барьером. Это напряжение может быть представлено как внешний источник тока, хотя существует только на р-n переходе (рис. 20-2).

Рис. 20-2. Потенциальный барьер, существующий вблизи р-n перехода.

Потенциальный барьер довольно мал, его величина составляет только несколько десятых долей вольта. Типичные значения потенциального барьера — 0,3 вольта для р-n перехода в германии, и 0,7 вольта для р-n перехода в кремнии. Потенциальный барьер проявляется, когда к р-n переходу прикладывается внешнее напряжение.

20-1. Вопросы

1. Дайте определения следующих терминов:

а. Донорный атом;

б. Акцепторный атом;

в. Диод.

2. Что происходит, когда создается контакт материала n-типа и материала р-типа?

3. Как образуется обедненный слой?

4. Что такое потенциальный барьер?

5. Каковы типичные значения потенциального барьера для германия и кремния?

20-2. СМЕЩЕНИЕ ДИОДА

Напряжение, приложенное к диоду, называется напряжением смещения. На рис. 20-3 показан диод на основе р-n перехода, соединенный с источником тока. Резистор добавлен для ограничения тока до безопасного значения.

Рис. 20-3. Диод на основе р-n перехода при прямом смещении.

В изображенной цепи отрицательный вывод источника тока соединен с материалом n-типа. Это заставляет электроны двигаться от вывода по направлению к р-n переходу. Свободные электроны, накопившиеся на р-стороне перехода притягиваются к положительному выводу. Это уменьшает количество отрицательных зарядов на р-стороне, потенциальный барьер уменьшается, что дает возможность для протекания тока. Ток может течь только тогда, когда приложенное напряжение превышает потенциальный барьер.

Источник тока создает постоянный поток электронов, который дрейфует через материал n-типа вместе с содержащимися в нем свободными электронами. Дырки в материале р-типа также дрейфуют по направлению к переходу. Электроны и дырки собираются на переходе и взаимно уничтожаются. Однако в то время как электроны и дырки взаимно компенсируются, на выводах источника тока появляются новые электроны и дырки. Большинство носителей продолжает двигаться по направлению к р-n переходу, пока приложено внешнее напряжение.

Поток электронов через p-часть диода притягивается к положительному выводу источника тока. Как только электроны покидают материал р-типа, создаются дырки, которые дрейфуют по направлению к р-n переходу, где они взаимно компенсируются с другими электронами. Когда ток течет от материала n-типа к материалу р-типа, то говорят, что диод смещен в прямом направлении.

Ток, текущий через диод, смещенный в прямом направлении, ограничен сопротивлением материалов р— и n-типа и внешним сопротивлением цепи. Сопротивление диода невелико. Следовательно, подсоединение источника тока к диоду в прямом направлении создает большой ток. При этом может выделиться такое количество тепла, которого достаточно для разрушения диода. Для того, чтобы ограничить ток, последовательно с диодом необходимо включить резистор.

Диод проводит ток в прямом направлении только тогда, когда величина внешнего напряжения больше потенциального барьера. Германиевый диод требует минимальное прямое смещение 0,3 вольта; кремниевый диод — минимальное прямое смещение 0,7 вольта.

Когда диод начинает проводить ток, на нем появляется падение напряжения. Это падение напряжения равно потенциальному барьеру и называется прямым падением напряжения (Ер). Падение напряжения равно 0,3 вольта для германиевого диода и 0,7 вольта для кремниевого диода. Величина прямого тока (Iк) является функцией приложенного напряжения (Е), прямого падения напряжения (Ер) и внешнего сопротивления (R). Это соотношение можно получить с помощью закона Ома:

I = E/R,

IF = (EEF)/R

ПРИМЕР: К кремниевому диоду, последовательно соединенному с резистором 150 ом, приложено напряжение смещения 12 вольт. Чему равен прямой ток через диод?

 Дано:

Е = 12 В; R = 150 Ом; ЕF = 0,7 В.

IF =? 

Решение:

IF = (EEF)/R = (12 — 0,7)/150

IF = 0,075 А или 75 мА.

В диоде, на который подано напряжение смещения в прямом направлении, отрицательный вывод внешнего источника тока соединен с материалом n-типа, а положительный вывод с материалом р-типа. Если эти выводы поменять местами, диод не будет проводить ток и про него говорят, что он смещен в обратном направлении (рис. 20-4).

Рис. 20-4. Диод на основе р-n перехода при обратном смещении.

В этой конфигурации свободные электроны в материале n-типа притягиваются к положительному выводу внешнего источника тока, что увеличивает количество положительных ионов в области р-n перехода, а, следовательно, увеличивает ширину обедненного слоя со стороны материала n-типа р-n перехода. Электроны также покидают отрицательный вывод источника тока и поступают в материал р-типа. Эти электроны заполняют дырки вблизи р-n перехода и служат причиной перемещения дырок по направлению к отрицательному выводу, что увеличивает ширину обедненного слоя со стороны материала р-типа р-n перехода. В результате обедненный слой становится шире, чем в несмещенном или смещенном в прямом направлении диоде.

Приложенное в обратном направлении напряжение смещения увеличивает потенциальный барьер. Если напряжение внешнего источника равно величине потенциального барьера, электроны и дырки не могут поддерживать протекание тока. При обратном напряжении смещения течет очень маленький ток, этот ток утечки называется обратным током (IR) и существует благодаря наличию неосновных носителей. При комнатной температуре неосновных носителей очень мало. При повышении температуры создается больше электронно-дырочных пар. Это увеличивает количество основных носителей и ток утечки.

Все диоды с р-n переходом обладают малым током утечки. В германиевых диодах он измеряется в микроамперах; в кремниевых диодах — в наноамперах. Германий имеет больший ток утечки, так как он более чувствителен к температуре. Этот недостаток германия компенсируется его невысоким потенциальным барьером.

Суммируя вышесказанное, можно сказать, что диод на основе р-n перехода является устройством, пропускающим ток только в одном направлении. Когда смещен в прямом направлении — ток течет. Когда смещен в обратном направлении — течет только маленький ток утечки. Это свойство позволяет использовать диод в качестве выпрямителя. Выпрямитель преобразует переменное напряжение в постоянное.

20-2. Вопросы

1. Что такое напряжение смещения?

2. Чему равно минимальное напряжение, необходимое для того, чтобы вызвать ток через диод на основе р-n перехода?

3. В чем разница между прямым и обратным смещением?

4. Что такое ток утечки диода на основе р-n перехода?

20-3. ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИОДА

Как германиевый, так и кремниевый диоды могут быть повреждены чрезмерным нагреванием или высоким обратным напряжением. Производители указывают максимальный прямой ток (IF max), который может безопасно течь через диод. Они также указывают максимальное обратное напряжение (пиковое обратное напряжение). Если превысить пиковое обратное напряжение, то через диод потечет большой обратный ток, создающий избыточный нагрев и повреждающий диод.

При комнатной температуре обратный ток мал. При повышении температуры обратный ток увеличивается, нарушая работу диода. В германиевых диодах обратный ток выше, чем в кремниевых диодах, удваивается при повышении температуры приблизительно на 10 градусов Цельсия.

Схематическое обозначение диода показано на рис. 20-5.

Рис. 20-5. Схематическое обозначение диода.

P-часть представлена стрелкой, а n-часть — чертой. Прямой ток[2] течет от части n к части р (против стрелки).

Часть n называется катодом, а часть р — анодом. Катод поставляет, а анод собирает электроны.

На рис. 20-6 показано включение диода, смещенного в прямом направлении. Отрицательный вывод источника тока подсоединен к катоду. Положительный вывод подсоединен к аноду. Это позволяет току течь в прямом направлении. Резистор (Rs) включен последовательно с диодом для ограничения прямого тока до безопасного значения.

Рис. 20-6. Цепь с диодом, смещенным в прямом направлении.

На рис. 20-7 показано включение диода, смещенного в обратном направлении. Отрицательный вывод источника тока подсоединен к аноду. Положительный вывод подсоединен к катоду. Через диод, смещенный в обратном направлении течет малый обратный ток (IR).

Рис. 20-7. Цепь с диодом, смещенным в обратном направлении.

20-3. Вопросы

1. Какие проблемы может создать обратный ток в германиевом или кремниевом диоде?

2. Нарисуйте схематическое обозначение диода и обозначьте выводы.

3. Нарисуйте цепь с диодом, смещенным в прямом направлении.

4. Нарисуйте цепь с диодом, смещенным в обратном направлении.

5. Почему в цепь с диодом, смещенным в прямом направлении, должен быть включен резистор?

20-4. МЕТОДЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДИОДОВ

Р-n переход диода может быть одного из трех типов: выращенный переход, вплавленный переход или диффузионный переход. Методы изготовления каждого из этих переходов различны.

Метод выращивания перехода (наиболее ранний) состоит в следующем: чистый полупроводниковый материал и примеси р-типа помещаются в кварцевый контейнер и нагреваются до тех пор, пока они не расплавятся. Малый полупроводниковый кристалл, называемый затравкой, помещается в расплавленную смесь. Затравочный кристалл медленно вращается и достаточно медленно вытягивается из расплава, чтобы на нем успел нарасти слой расплавленной смеси. Расплавленная смесь, нарастая на затравочный кристалл, охлаждается и затвердевает. Она имеет такую же кристаллическую структуру, как и затравка. После вытягивания затравка оказывается попеременно легированной примесями n— и р— типов. Легирование — это процесс добавления примесей в чистые полупроводниковые кристаллы для увеличения количества свободных электронов или дырок. Это создает в выращенном кристалле слои n- и р-типов. Таким образом, выращенный кристалл состоит из многих р-n слоев.

Метод создания вплавленного р-n перехода предельно прост. Маленькая гранула трехвалентного материала, такого как индий, размещается на кристалле полупроводника n-типа. Гранула и кристалл нагреваются до тех пор, пока гранула не расплавится сама и частично не расплавит полупроводниковый кристалл. На участке соединения двух материалов образуется материал р-типа. После охлаждения материал перекристаллизовывается и образуется твердый р-n переход.

Диффузионный метод получения р-n перехода наиболее широко используется в настоящее время. Маска с прорезями размещается над тонким срезом полупроводника рn-типа, который называется подложкой. После этого подложка помещается в печь и подвергается контакту с примесями, находящимися в газообразном состоянии. При высокой температуре атомы примеси проникают или диффундируют через поверхность подложки. Глубина проникновения контролируется длительностью экспозиции и величиной температуры.

После того, как р-n переход создан, диод должен быть помещен в корпус для того, чтобы защитить его от влияния окружающей среды и механических повреждений. Корпус должен также обеспечить возможность соединения диода с цепью. Вид корпуса определяется назначением или способом применения диода (рис. 20-8).

Рис. 20-8. Наиболее часто встречающиеся корпуса диодов.

Если через диод должен протекать большой ток, корпус должен быть рассчитан таким образом, чтобы уберечь р-n переход от перегрева. На рис. 20-9 показаны корпуса диодов, рассчитанных на ток до 3 ампер или менее. Для идентификации катода с его стороны на корпус нанесена белая или серебристая полоска.

Рис. 20 9. Корпус для диода, рассчитанного на ток; менее 3 Ампер.

20-4. Вопросы

1. Опишите три метода производства диодов.

2. Какой метод производства диодов предпочтительней других?

3. Нарисуйте четыре распространенных корпуса диодов.

4. Как идентифицируется катод на корпусе диода, рассчитанного на ток менее 3 ампер?

20-5. ПРОВЕРКА ДИОДОВ

Диод можно проверить путем измерения с помощью омметра отношения прямого и обратного сопротивлений. Это отношение показывает способность диода пропускать ток в одном направлении и не пропускать ток в другом направлении.

Германиевый диод имеет низкое прямое сопротивление, порядка сотни ом. Обратное его сопротивление высокое, больше 100000 ом. Прямое и обратное сопротивления кремниевых диодов выше, чем у германиевых. Проверка диода с помощью омметра должна показать низкое прямое сопротивление и высокое обратное сопротивление.

Предостережение: некоторые омметры используют высоковольтные батареи, которые могут разрушить р-n переход.

Полярность выводов омметра определяется цветом соединительных проводов: белый является положительным, а черный — отрицательным. Если положительный вывод омметра соединен с анодом диода, а отрицательный вывод с катодом, то диод смещен в прямом направлении, в этом случае через диод должен протекать ток, и омметр должен показать низкое сопротивление. Если выводы омметра поменять местами, то диод будет смещен в обратном направлении, через него должен протекать маленький ток, и омметр должен показать высокое сопротивление.

Если сопротивление диода низкое в прямом и в обратном направлениях, то он, вероятно, закорочен. Если диод имеет высокое сопротивление и в прямом, и в обратном направлениях, то в нем, вероятно, разорвана цепь. Точная проверка диода может быть проведена с помощью большинства омметров.

Предостережение: некоторые омметры, используемые для поиска неисправностей, имеют на разомкнутых выводах напряжение меньшее 0,3 вольта. Приборы такого типа не могут быть использованы для измерения прямого сопротивления диода.

Для того, чтобы через диод протекал ток, приложенное к нему напряжение при измерении прямого сопротивления должно быть больше потенциального барьера диода (0,7 вольта для кремния и 0,3 вольта для германия). Омметр может также быть использован для определения катода и анода у диода, не имеющего маркировки.

Когда омметр показывает низкое сопротивление, то его положительный вывод подсоединен к аноду, а отрицательный — к катоду.

20-5. Вопросы

1. Как проверить диод с помощью омметра?

2. Какие меры предосторожности должны быть предприняты при проверке диодов с помощью омметра?

3. Каковы показания омметра, когда диод закорочен?

4. Каковы показания омметра, когда у диода разорвана цепь?

5. Как можно использовать омметр для определения вывода катода у немаркированного диода?

РЕЗЮМЕ

• Диод создается соединением вместе двух полупроводников n— и р-типа.

• Область вблизи перехода называется обедненным слоем. Электроны перемещаются через переход из материала n-типа в материал р-типа, и поэтому концентрация электронов и дырок вблизи перехода уменьшена.

• Размер обедненного слоя ограничен зарядом с каждой стороны перехода.

• Заряды вблизи перехода создают разность потенциалов, которая называется потенциальным барьером.

• Потенциальный барьер составляет 0,3 вольта для германия и 0,7 вольта для кремния.

• Ток может протекать через диод только тогда, когда внешнее напряжение больше потенциального барьера.

• Диод, смещенный в прямом направлении, проводит ток. В этом случае положительный вывод источника тока подсоединяется к материалу р-типа, а отрицательный — к материалу n-типа.

• Через диод, смещенный в обратном направлении, протекает только маленький ток утечки.

• Диод является устройством, проводящим ток только в одном направлении.

• Максимальный прямой ток диода и максимально допустимое обратное напряжение указываются производителем.

• Схематическим обозначением диода является:

• Катодом диода является материал n-типа, а анодом — материал р-типа.

• Диоды могут быть изготовлены методом выращивания перехода, методом вплавления перехода и диффузионным методом.

• В настоящее время чаще всего используется диффузионный метод изготовления р-n перехода.

• На корпусах диодов, рассчитанных на ток менее 3 ампер, для идентификации катода с его стороны на корпус нанесена белая или серебристая полоска.

• Диод проверяется с помощью омметра путем сравнения прямого и обратного сопротивлений.

• Когда диод смещен в прямом направлении, его сопротивление низкое.

• Когда диод смещен в обратном направлении, его сопротивление высокое.

Глава 20. САМОПРОВЕРКА

1. Каково основное свойство диода на основе p-n перехода?

2. При каких условиях открывается кремниевый диод?

3. Нарисуйте схемы включения диода при прямом и обратном смещении. (Используйте схематические обозначения).

Сопротивление диода — прямое и обратное сопротивление

На практике ни один диод не является идеальным диодом, это означает, что он не действует как идеальный проводник при прямом смещении и не действует как изолятор при обратном смещении. Другими словами, реальный диод предлагает очень маленькое сопротивление (не нулевое) при прямом смещении и называется прямым сопротивлением .

Принимая во внимание, что он предлагает очень высокое сопротивление (не бесконечное) при обратном смещении и называется обратным сопротивлением .

Различные сопротивления диода следующие:

Прямое сопротивление

При прямом смещении сопротивление, создаваемое диодом прямому току, называется прямым сопротивлением. Прямой ток, протекающий через диод, может быть постоянным, то есть постоянным, или изменяющимся, то есть переменным током. Прямое сопротивление классифицируется как Статическое прямое сопротивление и Динамическое прямое сопротивление.

Статическое или прямое сопротивление постоянному току

Сопротивление диода прямому смещению при протекании постоянного тока известно как его Прямое сопротивление постоянному току или статическое сопротивление.Он измеряется отношением постоянного напряжения на диоде к постоянному току, протекающему через диод.

Прямая характеристика диода показана ниже:

Из графика видно, что для рабочей точки P прямое напряжение равно OA, а соответствующий прямой ток равен OB. Следовательно, статическое прямое сопротивление диода равно:

.

Динамическое или прямое сопротивление переменному току

Сопротивление диода изменяющемуся потоку тока I в прямом смещении известно как его Сопротивление в прямом направлении по переменному току .Он измеряется отношением изменения напряжения на диоде к результирующему изменению тока через него.

Из рисунка A выше ясно, что для рабочей точки P прямое сопротивление переменному току определяется путем равномерного изменения прямого напряжения (CE) на обеих сторонах рабочей точки и измерения соответствующего прямого тока (DF).

Динамическое сопротивление или сопротивление переменному току в прямом направлении представлено, как показано ниже:

Значение прямого сопротивления кристаллического диода очень мало, от 1 до 25 Ом .

Обратное сопротивление (R

R )

В условиях обратного смещения сопротивление, предлагаемое диодом обратному току, известно как обратное сопротивление . В идеале обратное сопротивление диода считается бесконечным. Однако на практике обратное сопротивление не бесконечно, потому что диод проводит небольшой ток утечки (из-за неосновных носителей) при обратном смещении.

Значение обратного сопротивления очень велико по сравнению с прямым сопротивлением.Отношение обратного сопротивления к прямому составляет 1 00 000: 1 для кремниевых диодов, тогда как для германиевых диодов оно составляет 40 000: 1.

Сопротивление диода — статическое, динамическое и обратное сопротивление

А п-п переходной диод пропускает электрический ток в одном направление и блокирует электрический ток в другом направлении. Он пропускает электрический ток, когда он смещен в прямом направлении и блокирует электрический ток при обратном смещении.Тем не мение, ни один диод не пропускает электрический ток полностью даже в прямом предвзятое состояние.

истощение область, присутствующая в диоде, действует как барьер для электрический ток. Следовательно, он предлагает сопротивление электрический ток. Кроме того, атомы, присутствующие в диоде обеспечить некоторое сопротивление электрическому току.

Когда носители заряда (свободные электроны и дырки) протекая через диод, сталкивается с атомами, они теряют энергию в виде тепла. Таким образом, область обеднения и атомы оказывать сопротивление электрическому току.

Когда прямое смещенное напряжение применяется к диоду с p-n переходом, ширина обеднения регион уменьшается.Однако область истощения не может полностью исчезнуть. Существует тонкая область истощения или истощение слоя в носовой части смещенный диод. Следовательно, тонкая обедненная область и атомы в диоде оказывают некоторое сопротивление электрическому Текущий. Это сопротивление называется прямым сопротивлением.

Когда диод смещен в обратном направлении, ширина обедненной области увеличивается.В результате большое количество носителей заряда (свободные электроны и дырки), протекающие через диод, будут заблокирован областью истощения.

В обратный смещенный диод, только небольшое количество электрического тока потоки. Неосновные носители, присутствующие в диоде, несут это электрический ток. Таким образом, диод с обратным смещением обеспечивает большую сопротивление электрическому току.Это сопротивление называется обратным сопротивлением.

в p-n переходе имеет место два типа сопротивления диоды бывают:

  • Нападающий сопротивление
  • Реверс сопротивление

Нападающий сопротивление

Нападающий сопротивление сопротивление, обеспечиваемое диодом p-n-перехода, когда он смещен в прямом направлении.

В диод с прямым смещением p-n перехода, два типа сопротивления происходит в зависимости от приложенного напряжения.

в диоде с прямым смещением имеют место два типа сопротивления

  • Статический сопротивление или сопротивление постоянному току
  • Динамический сопротивление или сопротивление переменному току

Статический сопротивление или сопротивление постоянному току

Когда прямое смещенное напряжение подается на диод, который подключен к цепи постоянного тока, течет постоянный или постоянный ток через диод.Постоянный ток или электрический ток ничего, кроме потока носителей заряда (свободных электронов или отверстия) через проводник. В цепи постоянного тока носители заряда непрерывно движутся в одиночном направление или прямое направление.

сопротивление, обеспечиваемое диодом с p-n переходом, когда он подключение к цепи постоянного тока называется статическим сопротивлением.

Статический сопротивление также определяется как отношение напряжения постоянного тока, приложенного к диод к постоянному току или постоянному току, протекающему через диод.

сопротивление обеспечивается диодом p-n-перехода при прямом смещении Состояние обозначается как R f .

Динамический сопротивление или сопротивление переменному току

динамическое сопротивление — это сопротивление, обеспечиваемое p-n переходной диод при подаче переменного напряжения.

Когда прямое смещенное напряжение подается на диод, который подключен к цепи переменного тока, течет переменный или переменный ток хоть диод.

В Цепь переменного тока, носители заряда или электрический ток не поток в одном направлении. Он течет как вперед, так и обратное направление.

динамический сопротивление также определяется как отношение изменения напряжения к изменение тока.Обозначается как r f .

Реверс сопротивление

Реверс сопротивление сопротивление, обеспечиваемое диодом p-n-перехода, когда он имеет обратное смещение.

Когда обратное смещенное напряжение подается на диод p-n перехода, ширина обедненной области увеличивается. Это истощение область действует как барьер для электрического тока.Следовательно, a большое количество электрического тока блокируется истощением область. Таким образом, диод с обратным смещением обеспечивает большое сопротивление электрический ток.

сопротивление предлагаемый обратносмещенным диодом p-n перехода очень большой по сравнению с диодом с прямым смещением. Обратное сопротивление находится в диапазоне мегаом (МОм).

Сопротивление диода — статическое, динамическое и обратное сопротивление

Свойство материала, которое противодействует потоку электронов или электрическому току, известно как сопротивление. Диод с p-n переходом пропускает ток, когда он смещен в прямом направлении, и блокирует ток, когда он смещен в обратном направлении. Однако диод не пропускает ток полностью под прямым смещением и не блокирует ток при обратном смещении. В идеале диод должен иметь нулевое сопротивление при прямом смещении и бесконечное сопротивление при обратном смещении.

Слой обеднения в диоде с p-n переходом оказывает сопротивление потоку электронов. Сопротивление диода при прямом смещении зависит от ширины обедненного слоя. Когда применяется прямое смещение, ширина обедненного слоя уменьшается. Однако полностью искоренить слой истощения невозможно. Тонкий слой истощающего слоя существует всегда. Сопротивление, создаваемое этим тонким слоем обедненной области в прямом смещенном состоянии, называется прямым сопротивлением диода.Когда диод с p-n-переходом смещен в обратном направлении, ширина обедненной области увеличивается, и носители заряда блокируются обедненным слоем. Сопротивление обедненного слоя велико из-за большей ширины обедненного слоя. При обратном смещении диод оказывает очень большое сопротивление электрическому току. Это сопротивление называется обратным сопротивлением. При обратном смещении через диод протекает только небольшое количество электрического тока из-за неосновных носителей. Таким образом, сопротивление диода должно быть бесконечным при обратном смещении, но практически он не имеет бесконечного сопротивления из-за тока, протекающего через обедненный слой из-за неосновных носителей заряда.Есть два типа сопротивления диода с p-n переходом.

1. Прямое сопротивление диода

2. Обратное сопротивление диода

Прямое сопротивление диода

Сопротивление смещенного в прямом направлении диода называется сопротивлением прямого диода. Прямое сопротивление можно разделить на две категории.

1. Статическое сопротивление или сопротивление постоянному току

2. Динамическое сопротивление или сопротивление переменному току Статическое сопротивление или постоянное сопротивление диода в прямом направлении

Когда на диод подается постоянный ток, ток течет в одном направлении.Сопротивление диода называется сопротивлением постоянному току.

Формула прямого сопротивления диода постоянному току Характеристики

V-I прямого смещения диода приведены ниже.

Решенный пример прямого сопротивления диода

Рассчитайте сопротивление постоянному току диода следующей кривой V-I.

а) ID = 2 мА
б) ID = 20 мА
в) VD = -10 В

Прямое сопротивление диода уменьшается с увеличением напряжения прямого смещения.

Динамическое сопротивление или сопротивление переменного тока в прямом направлении диода

Сопротивление, обеспечиваемое диодом при подаче переменного тока на диод, называется сопротивлением переменного тока или динамическим сопротивлением. При приложении переменного напряжения ток течет в обоих направлениях.

Кривая V-I диода с p-n переходом, как показано ниже.



Отношение изменения напряжения к изменению тока представляет динамическое сопротивление диода.Обозначается он r ac.


Формула сопротивления переменному току или динамического сопротивления диода

Обратное сопротивление диода

Когда к диоду с p-n переходом прикладывается обратное смещение, ширина обедненного слоя увеличивается, и он обеспечивает более высокое сопротивление потоку носителей заряда.


Обратное сопротивление p-n диода измеряется в мегаомах. Обратное сопротивление очень велико по сравнению с прямым сопротивлением диода.


Статическое обратное сопротивление диода можно рассчитать с помощью следующего математического выражения.

Формула обратного сопротивления диода постоянному току

Динамическое обратное сопротивление диода следующее.

Формула обратного динамического сопротивления диода Прямое напряжение

— обзор

Зависимость прямого напряжения от температуры

Другим определяющим фактором прямого напряжения является температура. i s в уравнении диода имеет экспоненциальную температурную зависимость, которая доминирует над температурным коэффициентом напряжения устройства, который для кремния составляет около -2 мВ / ° C для постоянного тока (рис. 4.2).

Рисунок 4.2. Символы диодов.

Эта характеристика имеет множество желательных применений и имеет некоторые нежелательные эффекты. Это означает, например, что зависимость v f : i f не является прямой экспоненциальной, потому что ток, протекающий через устройство, нагревает его, что приводит к сложной взаимозависимости между температурой и Текущий.По этой причине кривые v f / i f обычно задаются как «мгновенные» и измеряются в импульсных условиях, что может привести к путанице, если эти кривые применяются к установившимся параметрам. государственная операция.

Температурный коэффициент напряжения не позволяет принять стабильное значение для v f , даже если диод работает при постоянном токе. Это имеет значение всякий раз, когда диод используется в линейной цепи.

Уравнение для схемы выпрямителя выходного напряжения, показанное на рис. 4.3, дается формулой. (4.2):

Рисунок 4.3. Схема диодного выпрямителя.

(4.2) V0 = R2R1 + R2 × (Vin − VF)

В качестве простого примера вы можете использовать диод, чтобы придать выпрямляющую (униполярную) характеристику делителю потенциала (рис. 4.3).

Соотношение делителя потенциала сразу усложняется добавлением V F . В коммерческом температурном диапазоне 0–70 ° C он будет изменяться примерно на 150 мВ (более подробные сведения о влиянии допусков на компоненты и вариаций в целом см. В главе 3 этой книги).

Если R 1 и R 2 составляют 10K, а V в равно +5 В, В F принимается равным 0,45–0,6 В, тогда В 0 будет изменяться от 2,275 до 2,2 В во всем диапазоне температур — это , а не половина от В в !

С положительной стороны, кремниевый диодный переход действительно образует дешевый и достаточно воспроизводимый, хотя и несколько неточный датчик температуры.Кроме того, можно ожидать, что два соединения в непосредственной близости будут отслеживать изменения в V F неоднократно, что позволяет при необходимости довольно простую компенсацию температуры. Эта характеристика является общей для всех кремниевых p-n-переходов, так что, например, вы можете использовать пару кремниевых диодов для компенсации условий постоянного тока однотранзисторного каскада усиления, как показано на рис. 4.4.

Рисунок 4.4. Температурная компенсация с помощью подмагничивающих диодов.

Эта схема работает по принципу, что до тех пор, пока резисторы смещения R 1 и R 2 равны, прямое напряжение диодов (2 В F ) компенсирует напряжение база-эмиттер транзистора В BE , так что ток эмиттера устанавливается только резистором эмиттера R E .

(4.3) VB≈ [R2R2 + R1] × [VS − 2VF] + 2VF

(4.4) IE = (VB − VBE) × RE

(4.5) IE = [R2R2 + R1] × VS × RE

ifVBE≈VFandR1 = R2

Обратите внимание, что эта схема требует, чтобы два диода и резисторы смещения были равны, поскольку объединенное прямое напряжение делится на соотношение резисторов. Компенсация неточна, потому что переходы диода и транзистора не имеют одинаковых температур и, как правило, несут одинаковый ток. Если R 1 >> R 2 , то можно обойтись одним диодом и принять грубую температурную компенсацию, которая может быть адекватной для вашего приложения.

В качестве альтернативы можно использовать сдвоенные транзисторы, чтобы обеспечить одинаковые температуры перехода, с более сложной схемой для достижения очень точной компенсации. Последнее является основой для многих схем температурной компенсации операционных усилителей, поскольку дополнительные транзисторы по существу свободны и, находясь на одном кристалле, максимально приближены к требуемой температуре.

Идеальный диод включен в цепь с классом сопротивления 12 по физике CBSE

Совет: Идеальный диод имеет нулевое сопротивление при прямом смещении и бесконечное сопротивление при обратном смещении.По стрелке видно, что схема имеет обратное смещение.

Полный шаг за шагом ответ
Идеальный диод — это диод, который действует как идеальный проводник, когда напряжение подается в прямом смещении, и как идеальный изолятор, когда напряжение подается в обратном направлении.
Итак, когда положительное напряжение подается через анод на катод, диод мгновенно проводит прямой ток. Когда напряжение подается в обратном направлении, диод вообще не проводит ток. Таким образом, он ведет себя как разомкнутая цепь.
При этом идеальный диод включен в цепь с сопротивлением $ R = 50 \ Omega $ и $ V = 10V $. Переменный ток напряжение показано в виде синусоидальной волны, максимальное значение которой составляет 25 В, а минимальное значение — 25 В.
Во время первого полупериода N-часть находится под высоким потенциалом, поскольку острие стрелки является отрицательным концом диода. Таким образом, диод имеет обратное смещение. Таким образом, положительный конец диода находится под отрицательным потенциалом. Таким образом, в течение положительного полупериода ток не течет.
Таким образом, выходное напряжение должно быть равно напряжению батареи.Таким образом, 10V — это значение выходного напряжения.
Во время второго полупериода N-конец диода подключается к отрицательному потенциалу, в результате чего цепь находится в прямом смещении. Таким образом, пиковое напряжение должно быть -25 В.
Следовательно, правильный ответ — вариант A.

Примечание
При прямом смещении положительное напряжение прикладывается к стороне p-типа по отношению к стороне n-типа перехода. При приложении напряжения таким образом дырки в области p-типа и электроны в области n-типа выталкиваются в сторону перехода.Положительный заряд, приложенный к материалу p-типа, отталкивает дырки, в то время как отрицательный заряд, приложенный к материалу n-типа, отталкивает электроны.
Обратное смещение обычно относится к тому, как диод используется в цепи. Если диод смещен в обратном направлении, напряжение на катоде выше, чем на аноде. Следовательно, ток не будет течь, пока электрическое поле не станет настолько сильным, что диод не сломается.

Аппроксимация диодов: проблемы и модели диодов

Диоды — это в основном однонаправленные устройства.Он обеспечивает низкое сопротивление при приложении прямого или положительного напряжения и высокое сопротивление при обратном смещении диода. Идеальный диод имеет нулевое прямое сопротивление и нулевое падение напряжения. Диод имеет высокое обратное сопротивление, что приводит к нулевым обратным токам. Хотя идеальных диодов не существует, в некоторых приложениях используются почти идеальные диоды. Напряжения питания обычно намного больше, чем прямое напряжение диода, и поэтому предполагается, что V F является постоянным. Математические модели используются для аппроксимации характеристик кремниевых и германиевых диодов, когда сопротивление нагрузки обычно высокое или очень низкое.Эти методы помогают решать реальные проблемы. В этой статье обсуждается, что такое диодное приближение, типы приближений, проблемы и приблизительные модели диодов.


Что такое диод?

Диод — это простой полупроводник с двумя выводами, называемыми анодом и катодом. Он позволяет току течь в одном направлении (прямом направлении) и ограничивает ток в противоположном направлении (обратном направлении). Он имеет низкое или нулевое сопротивление при прямом смещении и высокое или бесконечное сопротивление при обратном смещении.Клеммы анода относятся к положительному выводу, а катод — к отрицательному выводу. Большинство диодов проводят или пропускают ток, когда анод подключен к положительному напряжению. Диоды используются как выпрямители в источниках питания.

полупроводниковый диод

Что такое приближение диода?

Аппроксимация диодов — это математический метод, используемый для аппроксимации нелинейного поведения реальных диодов с целью проведения расчетов и анализа схем. Для анализа диодных цепей используются три различных приближения.

Первое приближение диода

В методе первого приближения диод рассматривается как прямой смещенный диод и как замкнутый ключ с нулевым падением напряжения. Он не подходит для использования в реальных обстоятельствах, но используется только для общих приближений, когда точность не требуется.

первое приближение

Второе приближение диода

Во втором приближении диод рассматривается как диод с прямым смещением, включенный последовательно с батареей для включения устройства.Для включения кремниевого диода требуется 0,7 В. Напряжение 0,7 В или больше подается для включения диода с прямым смещением. Диод отключается, если напряжение меньше 0,7 В.

второе приближение

Третье приближение диода

Третье приближение диода включает напряжение на диоде и напряжение на объемном сопротивлении R B . Объемное сопротивление низкое, например, менее 1 Ом и всегда менее 10 Ом. Объемное сопротивление R B соответствует сопротивлению материалов p и n.Это сопротивление изменяется в зависимости от величины передаваемого напряжения и тока, протекающего через диод в любой момент времени.

Падение напряжения на диоде рассчитывается по формуле

В d = 0,7 В + I d * R B

И если R B <1/100 R Th или R B <0,001 R Th , мы пренебрегаем этим

третье приближение

Проблемы диодного приближения с решениями

Давайте теперь рассмотрим два 2 примера задач диодной аппроксимации с решениями

1).Посмотрите на схему ниже, используйте второе приближение диода и найдите ток, протекающий через диод.

схема-диод-приближение

I D = (В с — В D ) / R = (4-0,7) / 8 = 0,41 А

2). Посмотрите на обе схемы и рассчитайте, используя метод третьего приближения диода

. схемы, использующие третий метод

Для рис. (a)

Добавление резистора 1 кОм к резистору 0,2 Ом не влияет на протекающий ток

I D = 9.3 / 1000,2 = 0,0093 А

Если не считать 0,2 Ом, то

I D = 9,3 / 1000 = 0,0093 A

Для рис. (B)

Для сопротивления нагрузки 5 Ом игнорирование объемного сопротивления 0,2 Ом приводит к разнице в протекании тока.

Следовательно, необходимо учитывать объемное сопротивление, и правильное значение тока составляет 1,7885 А.

I D = 9,3 / 5,2 = 1,75885 A

Если не считать 0,2 Ом, то

I D = 9.3/5 = 1,86 А

В итоге, если сопротивление нагрузки невелико, учитывается объемное сопротивление. Однако, если сопротивление нагрузки очень велико (в пределах нескольких килоомов), то объемное сопротивление не влияет на ток.

Приблизительные модели диодов

Модели диодов — это математические модели, используемые для аппроксимации реального поведения диодов. Мы обсудим моделирование p-n-перехода, подключенного в прямом смещении, с использованием различных методов.

Диод Шокли, модель

В уравнении модели диода Шокли ток I диода с p-n переходом связан с напряжением VD на диоде. Предполагая, что VS> 0,5 В и ID намного выше, чем IS, мы представляем характеристику VI диода как

.

i D = i S (e VD / ηVT — 1) —— (i)

Используя уравнение петли Кирхгофа, мы получаем следующее уравнение

i D = (V S — V D / R) ———- (ii)

Предположим, что параметры диода и η известны, а ID и IS — неизвестные величины.Их можно найти с помощью двух методов — графического анализа и итеративного анализа

.
Итерационный анализ

Метод итерационного анализа используется для нахождения напряжения VD на диоде относительно VS для любого заданного ряда значений с помощью компьютера или калькулятора. Уравнение (i) можно реорганизовать, разделив его на IS и прибавив 1.

e VD / ηVT = I / I S +1

Применяя натуральный логарифм к обеим частям уравнения, можно удалить экспоненту.Уравнение сводится к

В D / ηV T = ln (I / I S +1)

Подставляя (i) из (ii), поскольку он удовлетворяет закону Кирхгофа и уравнение сводится к

V D / ηV T = (ln (V S –V D ) / RI S ) +1

или

V D = ηV T ln ((V S — V D ) / RI S +1)

Поскольку известно значение Vs, можно угадать VD, и значение помещается в правую часть уравнения, и, выполняя непрерывные операции, можно найти новое значение для VD.После обнаружения ВД закон Кирхгофа используется для нахождения I.

Графическое решение

Построив уравнения (i) и (ii) на кривой ВАХ, можно получить приближенное графическое решение на пересечении двух графиков. Эта точка пересечения на графике удовлетворяет уравнениям (i) и (ii). Прямая линия на графике представляет линию нагрузки, а кривая на графике представляет уравнение характеристики диода.

графическое решение для определения рабочей точки

Кусочно-линейная модель

Поскольку графический метод решения очень сложен для составных схем, используется альтернативный подход моделирования диодов, известный как кусочно-линейное моделирование.В этом методе функция разбивается на несколько линейных сегментов и используется в качестве характеристической кривой диодного приближения.

На графике показана кривая VI реального диода, аппроксимированная двухсегментной кусочно-линейной моделью. Настоящий диод подразделяется на три последовательно включенных элемента: идеальный диод, источник напряжения и резистор. Касательная, проведенная в точке Q к диодной кривой, и наклон этой линии равны сопротивлению диода, обратному сопротивлению в точке Q.

кусочно-линейная аппроксимация

Математически идеализированный диод

Математически идеализированный диод — это идеальный диод. В этом типе идеального диода протекающий ток равен нулю, когда диод смещен в обратном направлении. Характеристика идеального диода — проводить при 0 В, когда приложено положительное напряжение, и ток будет бесконечным, а диод ведет себя как короткое замыкание. Показана характеристическая кривая идеального диода.

ВАХ

Часто задаваемые вопросы

1).Какая модель диода представляет наиболее точное приближение?

Третье приближение является наиболее точным, поскольку оно включает в себя напряжение на диоде 0,7 В, напряжение на внутреннем объемном сопротивлении диода и обратное сопротивление, обеспечиваемое диодом.

2). Какое напряжение пробоя диода?

Напряжение пробоя диода — это минимальное обратное напряжение, приложенное, чтобы вызвать пробой диода и провести в обратном направлении.

3). Как проверить диод?

Для проверки диода используйте цифровой мультиметр

  • Перевести переключатель мультиметра в режим проверки диодов
  • Подключите анод к положительному выводу мультиметра, а катод к отрицательному выводу
  • Мультиметр показывает напряжение от 0,6 В до 0,7 В и знает, что диод исправен
  • Теперь поменяйте местами подключения мультиметра
  • Если мультиметр показывает бесконечное сопротивление (вне диапазона) и знает, что диод исправен

4).Диод ток?

Диод не является устройством, управляемым ни током, ни напряжением. Он проводит, если положительное и отрицательное напряжение поданы правильно.

В этой статье обсуждаются три типа метода диодной аппроксимации. Мы обсудили, как диод может быть аппроксимирован, когда диод действует как переключатель с несколькими числами. Наконец, мы обсудили различные типы приближенных моделей диодов. Вот вам вопрос, какова функция диода?

VI Характеристика диода

Как мы знаем, прямое смещение создает ток через диод, а обратное смещение по существу предотвращает ток, за исключением незначительного обратного тока.Обратное смещение предотвращает ток до тех пор, пока напряжение обратного смещения не равно или не превышает напряжение пробоя перехода. В этом разделе мы рассмотрим взаимосвязь между напряжением и током в диоде.

Характеристика V-I для прямого смещения

Когда на диод подается напряжение прямого смещения, возникает ток. Этот ток называется прямым током и обозначается IF. На рисунке показано, что происходит, когда напряжение прямого смещения увеличивается положительно с 0 В.Резистор используется для ограничения прямого тока до значения, которое не приведет к перегреву диода и повреждению. При 0 В на диоде прямой ток отсутствует. По мере постепенного увеличения напряжения прямого смещения прямой ток и напряжение на диоде постепенно увеличиваются, как показано на рисунке (а).

Часть напряжения прямого смещения падает на ограничивающий резистор. Когда напряжение прямого смещения увеличивается до значения, при котором напряжение на диоде достигает примерно 0.7 В (барьерный потенциал) прямой ток начинает быстро увеличиваться, как показано на рисунке (b). По мере того, как вы продолжаете увеличивать напряжение прямого смещения, ток продолжает расти очень быстро, но напряжение на диоде увеличивается только постепенно выше 0,7 В. Это небольшое увеличение напряжения на диоде выше барьерного потенциала происходит из-за падения напряжения на диоде. внутреннее динамическое сопротивление полупроводникового материала.

Построение кривой V-I Если вы нанесете результаты типа измерений, показанных на рисунке, на график, вы получите характеристическую кривую V-I для диода с прямым смещением, как показано на рисунке (a).Прямое напряжение на диоде (горизонтальная ось V и прямой ток (IFF) увеличивается вправо вдоль) увеличивается вверх по вертикальной оси.

Рис. Соотношение напряжения и тока в диоде с прямым смещением

Как вы можете видеть на рисунке (a), прямой ток увеличивается очень мало, пока прямое напряжение на pn переходе не достигнет примерно 0,7 В. После этого момента прямое напряжение остается почти постоянным и составляет примерно 0.7 В, но ПЧ быстро увеличивается. Как упоминалось ранее, наблюдается небольшое увеличение VF выше 0,7 В по мере увеличения тока, в основном из-за падения напряжения на динамическом сопротивлении. Как указано, шкала ПЧ обычно выражается в мА.

Три точки A, B и C показаны на кривой на рисунке (a). Точка A соответствует условию нулевого смещения. Точка B соответствует рисунку (а), где прямое напряжение меньше барьерного потенциала 0,7 В. Точка C соответствует рисунку (а), где прямое напряжение приблизительно равно барьерному потенциалу.По мере того как внешнее напряжение смещения и прямой ток продолжают увеличиваться выше точки изгиба, прямое напряжение увеличивается немного выше 0,7 В. В действительности прямое напряжение может достигать примерно 1 В, в зависимости от прямого тока.

Характеристика V-I для обратного смещения

Когда на диод подается напряжение обратного смещения, через pn переход проходит только очень небольшой обратный ток (IR). При 0 В на диоде обратный ток отсутствует.По мере того, как вы постепенно увеличиваете напряжение обратного смещения, возникает очень небольшой обратный ток, и напряжение на диоде увеличивается. Когда приложенное напряжение смещения увеличивается до значения, при котором обратное напряжение на диоде (VR) достигает значения пробоя (VBR), обратный ток начинает быстро увеличиваться.

По мере того, как вы продолжаете увеличивать напряжение смещения, ток продолжает расти очень быстро, но напряжение на диоде увеличивается очень немного выше VBR. Поломка, за исключением случаев, не является нормальным режимом работы для большинства устройств с pn переходом.

Построение кривой V-I

Если вы нанесете результаты измерений обратного смещения на график, вы получите характеристическую кривую V-I для диода с обратным смещением. Типичная кривая показана на рисунке выше. Обратное напряжение диода (VR) увеличивается влево по горизонтальной оси, а обратный ток (IR) увеличивается вниз по вертикальной оси. Обратный ток очень мал (обычно мА или нА) до тех пор, пока обратное напряжение на диоде не достигнет приблизительно значения пробоя (VBR) в изломе кривой.

После этой точки обратное напряжение остается примерно на уровне VBR, но IR увеличивается очень быстро, что приводит к перегреву и возможному повреждению, если ток не ограничен до безопасного уровня. Напряжение пробоя диода зависит от уровня легирования, который устанавливает производитель в зависимости от типа диода. Типичный выпрямительный диод (наиболее широко используемый тип) имеет напряжение пробоя более 50 В. Некоторые специализированные диоды имеют напряжение пробоя всего 5 В.

Полная характеристическая кривая V-I

Объедините кривые как для прямого, так и для обратного смещения, и вы получите полную характеристическую кривую V-I для диода, как показано на рисунке ниже.

Температурные эффекты

Для диода с прямым смещением при повышении температуры прямой ток увеличивается для данного значения прямого напряжения. Также при заданном значении прямого тока прямое напряжение уменьшается. Это показано с помощью характеристических кривых V-I на рисунке ниже. Синяя кривая соответствует комнатной температуре (25 ° C), а красная кривая — повышенной температуре (25 ° C + ΔT). Потенциал барьера уменьшается на 2 мВ на каждый градус повышения температуры.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.