Karakteristike i parametri ispravljačkih i univerzalnih dioda. Ispravljačka dioda Parametri ispravljačkih dioda

Glavna svrha ispravljačkih dioda je pretvorba napona. Ali to nije jedini opseg ovih poluvodičkih elemenata. Ugrađuju se u sklopne i upravljačke krugove, koriste se u kaskadnim generatorima itd. Radioamaterima početnicima bit će zanimljivo saznati kako su ti poluvodički elementi raspoređeni, kao i njihov princip rada. Počnimo s općim karakteristikama.

Značajke uređaja i dizajna

Glavni strukturni element je poluvodič. Ovo je ploča kristala silicija ili germanija, koja ima dva područja p i n vodljivosti. Zbog ove značajke dizajna, nazvan je ravninski.

U proizvodnji poluvodiča kristal se obrađuje na sljedeći način: da bi se dobila površina p-tipa, tretira se rastaljenim fosforom, a površina p-tipa se tretira borom, indijem ili aluminijem. Tijekom toplinske obrade dolazi do difuzije ovih materijala i kristala. Kao rezultat, između dvije površine različite električne vodljivosti nastaje područje s p-n spojem. Ovako dobiveni poluvodič ugrađuje se u kućište. To osigurava zaštitu kristala od vanjskih čimbenika utjecaja i potiče rasipanje topline.

Oznake:

• A je izlaz katode.
• B - držač kristala (zavaren na tijelo).
• C je kristal n-tipa.
• D je kristal p-tipa.
• E - žica koja vodi do priključka anode.
• F je izolator.
• G - tijelo.
• H - izlaz anode.

Kao što je već spomenuto, kristali silicija ili germanija koriste se kao osnova p-n prijelaza. Prvi se koriste mnogo češće, to je zbog činjenice da je u germanijskim ćelijama vrijednost obrnutih struja mnogo veća, što značajno ograničava dopušteni obrnuti napon (ne prelazi 400 V). Dok za silicijske poluvodiče ova karakteristika može doseći i do 1500 V.

Osim toga, germanijske ćelije imaju znatno uži raspon radne temperature, varira od -60°C do 85°C. Kada se prekorači gornji temperaturni prag, reverzna struja naglo raste, što negativno utječe na učinkovitost uređaja. Silicijski poluvodiči imaju gornji prag od oko 125°C-150°C.

Klasifikacija snage

Snaga elemenata određena je maksimalnom dopuštenom istosmjernom strujom. U skladu s ovom karakteristikom, usvojena je sljedeća klasifikacija:

Popis glavnih karakteristika

Ispod je tablica koja opisuje glavne parametre ispravljačkih dioda. Ove karakteristike mogu se dobiti iz podatkovne tablice (tehnički opis elementa). U pravilu se većina radioamatera obraća ovim informacijama u slučajevima kada element naveden na dijagramu nije dostupan, što zahtijeva pronalaženje odgovarajućeg analoga za njega.

Imajte na umu da će u većini slučajeva, ako trebate pronaći analog određene diode, prvih pet parametara iz tablice biti dovoljno. U ovom slučaju, poželjno je uzeti u obzir radni temperaturni raspon elementa i frekvenciju.

Princip rada

Princip rada ispravljačkih dioda najlakše je objasniti na primjeru. Da bismo to učinili, simuliramo krug jednostavnog poluvalnog ispravljača (vidi 1 na slici 6), u kojem se napajanje napaja iz izvora izmjenične struje s naponom U IN (grafikon 2) i ide kroz VD do opterećenja R .

Tijekom pozitivnog poluciklusa dioda je u otvorenom položaju i kroz sebe propušta struju do opterećenja. Kada dođe red negativnog poluciklusa, uređaj je zaključan, a napajanje se ne dovodi do opterećenja. To jest, kao da je negativni poluval odsječen (zapravo, to nije sasvim točno, budući da u ovom procesu uvijek postoji obrnuta struja, njezina vrijednost određena je karakteristikom I arr).

Kao rezultat toga, kao što se može vidjeti iz grafikona (3), na izlazu dobivamo impulse koji se sastoje od pozitivnih poluciklusa, odnosno istosmjerne struje. Ovo je princip rada poluvodičkih elemenata ispravljača.

Imajte na umu da je impulsni napon na izlazu takvog ispravljača prikladan samo za napajanje tihih opterećenja, primjer je punjač za bateriju kiselinske svjetiljke. U praksi takvu shemu koriste samo kineski proizvođači, kako bi svoje proizvode učinili što jeftinijim. Zapravo, jednostavnost dizajna je njegov jedini pol.

Nedostaci jednodiodnog ispravljača uključuju:

• Niska razina učinkovitosti, budući da su negativni poluciklusi odsječeni, učinkovitost uređaja ne prelazi 50%.
• Izlazni napon je otprilike upola manji od ulaznog.
• Visoka razina buke, koja se manifestira u obliku karakterističnog zujanja s frekvencijom napajanja. Njegov razlog je asimetrična demagnetizacija silaznog transformatora (zbog čega je za takve krugove bolje koristiti kondenzator za gašenje, koji također ima svoje negativne strane).

Imajte na umu da se ti nedostaci mogu donekle smanjiti; za to je dovoljno napraviti jednostavan filtar na bazi elektrolita velikog kapaciteta (1 na slici 7).

Načelo rada takvog filtra je prilično jednostavno. Elektrolit se puni tijekom pozitivnog poluciklusa, a prazni kada je negativni poluciklus. U tom slučaju, kapacitet mora biti dovoljan za održavanje napona na opterećenju. U tom slučaju, impulsi će biti donekle izglađeni, otprilike kao što je prikazano na grafikonu (2).

Gornje rješenje će donekle popraviti situaciju, ali ne puno, ako se napajaju takvim poluvalnim ispravljačem, na primjer, aktivni računalni zvučnici će čuti karakterističnu pozadinu. Da bi se riješio problem, bit će potrebno radikalnije rješenje, naime diodni most. Razmotrite princip rada ove sheme.

Uređaj i princip rada diodnog mosta

Bitna razlika između takvog sklopa (od jednopoluvalnog) je u tome što se napon dovodi na teret u svakom poluperiodu. Preklopni krug elemenata poluvodičkog ispravljača prikazan je u nastavku.

Kao što se može vidjeti iz gornje slike, krug uključuje četiri poluvodička ispravljačka elementa, koji su povezani na način da samo dva od njih rade tijekom svakog poluciklusa. Opišimo detaljno kako se proces odvija:

• U krug (2 na sl. 8) dolazi izmjenični napon Uin. Tijekom pozitivnog poluciklusa formira se sljedeći lanac: VD4 - R - VD2. Prema tome, VD1 i VD3 su u zaključanom položaju.
• Kada dođe slijed negativnog poluciklusa, zbog činjenice da se polaritet mijenja, formira se krug: VD1 - R - VD3. U ovom trenutku, VD4 i VD2 su zaključani.
• U sljedećem razdoblju ciklus se ponavlja.

Kao što je vidljivo iz rezultata (grafikon 3), oba poluciklusa su uključena u proces i bez obzira kako se mijenja ulazni napon, on prolazi kroz opterećenje u jednom smjeru. Ovaj princip rada ispravljača naziva se punovalni. Njegove su prednosti očite, navodimo ih:

• Budući da su oba poluciklusa uključena u rad, učinkovitost se značajno povećava (gotovo dvostruko).
• Valovitost na izlazu premosnog kruga također udvostručuje frekvenciju (u usporedbi s poluvalnim rješenjem).
• Kao što se može vidjeti iz grafikona (3), razina padova se smanjuje između impulsa, pa će filtru biti puno lakše izgladiti ih.
• Napon na izlazu ispravljača približno je isti kao i na ulazu.

Smetnje iz premosnog kruga su zanemarive, a postaju još manje kada se koristi spremnik za filtriranje elektrolize. Zbog toga se takvo rješenje može koristiti u napajanjima za gotovo sve amaterske radio dizajne, uključujući one koji koriste osjetljivu elektroniku.

Imajte na umu da uopće nije potrebno koristiti četiri ispravljačka poluvodička elementa, dovoljno je uzeti gotov sklop u plastičnom kućištu.

Takav paket ima četiri izlaza, dva za ulaz i isto toliko za izlaz. Noge na koje se spaja izmjenični napon označene su znakom "~" ili slovima "AC". Na izlazu je pozitivna noga označena simbolom "+", odnosno negativna noga je označena sa "-".

Na shematskom dijagramu takav sklop se obično označava kao romb, s grafičkim prikazom diode koja se nalazi unutra.

Ne može se nedvosmisleno odgovoriti na pitanje što je bolje koristiti sklop ili pojedinačne diode. Među njima nema razlike u funkcionalnosti. Ali sklop je kompaktniji. S druge strane, ako ne uspije, pomoći će samo potpuna zamjena. Ako se u ovom slučaju koriste zasebni elementi, dovoljno je zamijeniti pokvarenu ispravljačku diodu.

Ispravljačke diode jedna su od najčešćih vrsta poluvodičkih dioda. Rad ispravljačkih dioda temelji se o fenomenu jednosmjernog vodljivog p-n spoja Dizajnirani su za pretvaranje AC u DC. Ispravljačke diode karakterizira mali otpor u vodljivom stanju, što omogućuje prolaz velikih struja. Za učinkovito ispravljanje, ispravljačke diode moraju osigurati najveću ispravljenu struju i visok povratni napon. Da bi se dobila velika struja naprijed, ispravljačke diode se izrađuju s velikom kontaktnom površinom, tj. ravninski. Obično je dopušteni obrnuti napon 75 ... 80% probojnog napona. Veliki dopušteni povratni napon osiguran je zbog velike otpornosti baznog područja poluvodičkog materijala. U velikoj većini slučajeva ispravljačke diode rade na industrijskim frekvencijama (50 i 400 Hz), gornja granica radnih frekvencija u pravilu ne prelazi 20 kHz.

Ispravljačke diode uglavnom se izrađuju od germanija i silicija. Slika 1.1 prikazuje dizajn diode od legure male snage i njenu simboličku oznaku, a slika 1.2 prikazuje napon

sl.1.1. Uvjetno grafička oznaka a) i dizajn diode male snage b).

amperske karakteristike germanija a) i silicija b) poluvodičke ispravljačke diode za dvije temperature. Iz analize ovih karakteristika može se vidjeti da:

Izravna grana strujno-naponske karakteristike silicijevih dioda nalazi se desno nego kod germanijevih. Dakle, napon praga pri kojem se opaža primjetna struja prema naprijed za silicijsku diodu je viši od germanija, što donekle pogoršava svojstva ispravljanja silicijevih dioda, posebno kada se ispravljaju naponi s malom amplitudom;

Na sobnoj temperaturi, reverzna struja silicijskih dioda mnogo je manja nego kod germanijevih dioda, zbog niže

koncentracija manjinskih nositelja u silicijskom poluvodiču;

sl.1.2. Strujno-naponske karakteristike germanijevih a) i silicijevih b) poluvodičkih ispravljačkih dioda za dvije temperature

Strujno-naponske karakteristike dioda značajno ovise o temperaturi. S porastom temperature povećava se stvaranje parova nositelja struje, što uzrokuje povećanje intrinzične vodljivosti poluvodiča, rastu prednja i povratna struja, a povratna struja raste mnogo brže od prednje struje, a dioda gubi svoju glavna svrha - jednosmjerno provođenje. Utvrđeno je da se reverzna struja kod germanijevih dioda povećava 2 puta, a kod silicijevih dioda 2,5 puta s porastom temperature za svakih 10 0 C;

Utjecaj temperature na karakteristike poluvodičkih dioda od germanija i silicija je različit i za njih postoji određeni raspon dopuštenih temperatura. Za germanijske diode ovaj interval je -60 ... + 70 0 S, a za silicijske diode -60 ... + 120 0 S;

Vrijednost probojnog napona silicijevih dioda veća je nego kod germanijevih dioda, dok je kod germanijevih dioda mehanizam proboja obično termički, a kod silicijevih dioda električni zbog lavinskog proboja.

Za izradu ispravljačkih dioda prednost se daje siliciju, koji ima višu dopuštenu temperaturu i nižu cijenu u usporedbi s germanijem. Međutim, u niskonaponskim ispravljačima velike snage, germanijeve diode su poželjnije jer imaju niži napon praga od silicijevih. U nekim slučajevima, ispravljači velike snage koriste Schottky diode, koje koriste ispravljački kontakt metal-poluvodič. Izrađeni su na bazi silicija; Zbog nižeg napona praga (0,3 V umjesto 0,7 V za konvencionalne silicijske diode), Schottky diode daju veću učinkovitost, posebno u niskonaponskim ispravljačima.

Parametri koji karakteriziraju svojstva ispravljačkih dioda podijeljeni su na statički I dinamičan. Statički su:

DC prednja struja I pr pri zadanom prednjem naponu V pr na diodi;

Vrijednost obrnute struje I arr pri zadanoj vrijednosti reverznog napona V arr;

Raspon radne temperature ;

Izlazna snaga , Gdje T traka I T kor su temperatura spoja i tijela diode, R T- toplinsko otporno prijelazno kućište;

Najveća dopuštena diodna struja naprijed I pr.mak, koji se ovisno o diodi može kretati od nekoliko desetaka m I do nekoliko Do A;

Maksimalni dopušteni povratni napon V arr. mak,što je do 400V za germanijske diode, a do 1000V za silicijske diode;

Maksimalna disipacija snage , gdje ja je struja koja teče kroz diodu; V je napon primijenjen na diodu;

DC otpor u danoj radnoj točki .

Dinamičke opcije uključuju:

Prosječna ispravljena struja ja prsr- prosječna vrijednost prednje struje za razdoblje;

Prosječni prednji napon V prsr pri zadanoj vrijednosti prosječne prednje struje;

Maksimalna frekvencija f mak, na kojoj ja prsr smanjuje za faktor u usporedbi s niskom frekvencijom;

Maksimalni kapacitet diode S makom;

Unutarnji ili diferencijalni otpor diode u radnoj točki , gdje je - prirast napona i - prirast struje u blizini radne točke;

Omjer ispravljanja pri danom naponu .

Prema prosječnoj ispravljenoj struji ispravljačke diode dijelimo u tri skupine:

Mala snaga (za struju do 0,3A);

Srednja snaga (za struju od 0,3 do 10A);

Snažan (za struju preko 10A).

Ispravljačke diode i načini njihovog rada moraju biti tako odabrani da snaga rasipanja na spoju ne premašuje snagu rasipanja. Iz strujno-naponske karakteristike (sl. 1.2) može se vidjeti da čak i pri relativno niskim prednjim naponima (manjim od jednog volta), prednja struja doseže značajnu vrijednost i, kako bi se spriječio toplinski slom, potrebno je ograničiti trenutnu vrijednost tako da je uvjet ispunjen.

Toplinski kvar također se može izbjeći odvođenjem stvorene topline, što se kod dioda male snage provodi izravno kućištem, kod dioda srednje snage - posebnim uređajima - radijatorima u koje je dioda ugrađena, a kod dioda velike snage diode koristi se prisilno hlađenje zrakom ili vodom.

Osim diskretnih ispravljačkih dioda u elektroničkoj opremi, ispravljački blokovi, strukturno predstavlja kompletan uređaj, koji se sastoji od nekoliko ispravljačkih dioda povezanih prema određenoj shemi. To uključuje premosne sklopove, množitelje napona, nizove dioda itd. U visokonaponskim ispravljačima koriste se motke za ravnanje, kod kojih su ispravljačke diode, obično silicijske, spojene u seriju i sastavljene u jednu strukturu s dva priključka.

Načelo rada, glavne karakteristike poluvodičkih ispravljačkih dioda mogu se razmotriti pomoću njihove strujno-naponske karakteristike (CVC), koja je shematski prikazana na slici 1.

Ima dvije grane, koje odgovaraju izravnom i obrnutom uključivanju diode.

Kad se ispravljačka dioda izravno uključi, kroz nju počinje teći osjetna struja kad se na diodi postigne određeni napon Uopen. Ova struja se naziva istosmjerna Ipr. Njegove promjene imaju mali učinak na napon Uopen, tako da za većinu izračuna možete uzeti njegovu vrijednost:

• 0,7 volta za silicijske diode,
• 0,3 volta - za germanij.

Naravno, istosmjerna struja diode ne može se povećati do beskonačnosti, pri određenoj vrijednosti Ipr.max, ovaj poluvodički uređaj neće uspjeti. Usput, postoje dvije glavne neispravnosti poluvodičkih dioda:

• slom - dioda počinje provoditi struju u bilo kojem smjeru, odnosno postat će obični vodič. Štoviše, prvo dolazi do toplinskog sloma (ovo stanje je reverzibilno), zatim do električnog (nakon toga se dioda može sigurno baciti),
• litica - ovdje su, mislim, objašnjenja suvišna.

Ako je dioda spojena u suprotnom smjeru, kroz nju će teći mala reverzna struja Irev, koja se u pravilu može zanemariti. Kada se postigne određena vrijednost obrnutog napona Uobr, obrnuta struja naglo raste, uređaj opet ne uspije.

Brojčane vrijednosti razmatranih parametara za svaku vrstu diode su individualne i njezine su glavne električne karakteristike. Napominjem da postoji niz drugih parametara (vlastiti kapacitet, razni temperaturni koeficijenti itd.), ali za početak će biti dovoljni ovi navedeni.

Ovdje predlažem da završimo s čistom teorijom i razmotrimo neke praktične sheme.

DIJAGRAM SPAJANJA DIODE

Pogledajmo za početak kako dioda radi u strujnom krugu istosmjerne (sl. 2) i izmjenične (sl. 3) struje, što treba uzeti u obzir pri uključivanju dioda na ovaj ili onaj način.

Kada se na diodu dovede konstantni napon naprijed, kroz nju počinje teći struja određena otporom opterećenja Rl. Budući da ne smije prelaziti najveću dopuštenu vrijednost, treba odrediti njegovu vrijednost, a zatim odabrati vrstu diode:

Ipr \u003d Un / Rn - sve je jednostavno - ovo je Ohmov zakon.

Un=U-Uopen - pogledajte početak članka. Ponekad se vrijednost Uopen može zanemariti, postoje trenuci kada se to mora uzeti u obzir, na primjer, pri izračunavanju dijagrama spajanja LED dioda.

Ovo je najvažnije zapamtiti.

Sada - nekoliko shema povezivanja dioda koje se često susreću u praksi.

Bez sumnje, krug diodnog mosta koji se koristi u svim vrstama ispravljača ovdje je lider (slika 4). Može izgledati drugačije, princip rada je isti, mislim da je sve jasno sa slike. Usput, posljednja opcija je simbol diodnog mosta u cjelini. Koristi se za pojednostavljenje označavanja dvije prethodne sheme.

1. Diode mogu djelovati kao "razdvojni" elementi. Upravljački signali Upr1 i Upr2 kombiniraju se u točki A i nema međusobnog utjecaja njihovih izvora jedan na drugi. Usput, ovo je najjednostavnija implementacija logičke sheme "ili".
2. Zaštita od promjene polariteta (sleng - "zaštita od budala"). Ako postoji mogućnost neispravnog spajanja polariteta napona napajanja, ovaj krug štiti uređaj od kvara.
3. Automatski prijelaz na napajanje iz vanjskog izvora. Budući da se dioda "otvara" kada napon na njoj dosegne Uopen, tada pri Uext napajanje se napaja iz unutarnjeg izvora, inače se spaja vanjski.

© 2012-2019 Sva prava pridržana.

Svi materijali predstavljeni na ovoj stranici služe samo u informativne svrhe i ne mogu se koristiti kao smjernice i normativni dokumenti.

Dioda- dvoelektrodni poluvodički uređaj s jednim p–n spojem, koji ima jednostranu vodljivost struje. Postoji mnogo različitih vrsta dioda - ispravljačke, pulsne, tunelske, invertirane, mikrovalne diode, kao i zener diode, varikape, fotodiode, LED diode itd.

Rad ispravljačke diode objašnjava se svojstvima električnog p–n spoja.

U blizini granice dvaju poluvodiča formira se sloj koji je lišen mobilnih nositelja naboja (zbog rekombinacije) i ima veliki električni otpor, takozvani barijerni sloj. Ovaj sloj određuje kontaktnu razliku potencijala (potencijalnu barijeru).

Ako se na p-n spoj dovede vanjski napon, koji stvara električno polje u smjeru suprotnom od polja električnog sloja, tada će se debljina ovog sloja smanjiti i pri naponu od 0,4 - 0,6 V blokirajući sloj će nestati. , a struja će se znatno povećati (ta struja se naziva istosmjerna).

Kada se spoji vanjski napon drugačijeg polariteta, blokirajući sloj će se povećati i otpor p-n spoja će se povećati, a struja zbog kretanja manjinskih nositelja naboja bit će beznačajna čak i pri relativno visokim naponima.

Prednju struju diode stvara glavni, a povratnu struju stvaraju manjinski nositelji naboja. Dioda propušta pozitivnu (istosmjernu) struju u smjeru od anode prema katodi.

Na sl. Slika 1 prikazuje konvencionalnu grafičku oznaku (UGO) i karakteristike ispravljačkih dioda (njihove idealne i stvarne strujno-naponske karakteristike). Vidljivo krivljenje strujno-naponske karakteristike diode (CVC) na početku koordinata povezano je s različitim skalama struja i napona u prvom i trećem kvadrantu grafikona. Dva priključka diode: anoda A i katoda K nisu naznačeni u UGO i prikazani su na slici radi pojašnjenja.

Na strujno-naponskoj karakteristici stvarne diode naznačeno je područje električnog sloma, kada s malim povećanjem obrnutog napona struja naglo raste.

Električni slom je reverzibilna pojava. Kada se vrati u radno područje, dioda ne gubi svoja svojstva. Ako obrnuta struja prijeđe određenu vrijednost, tada će se električni kvar pretvoriti u nepovratni toplinski kvar s kvarom uređaja.

Riža. 1. Poluvodička ispravljačka dioda: a - uvjetna grafička slika, b - idealna strujno-naponska karakteristika, c - stvarna strujno-naponska karakteristika

Industrija uglavnom proizvodi germanijske (Ge) i silicijeve (Si) diode.

silicijske diode imaju niske povratne struje, višu radnu temperaturu (150 - 200 °C u odnosu na 80 - 100 °C), podnose visoke povratne napone i gustoće struje (60 - 80 A / cm2 u odnosu na 20 - 40 A / cm2). Osim toga, silicij je široko rasprostranjen element (za razliku od germanijevih dioda, koje su elementi rijetkih zemalja).

Riža. Slika 4. UGO i struktura Schottky diode: 1 – početni kristal silicija niskog otpora, 2 – epitaksijalni sloj silicija visokog otpora, 3 – područje volumnog naboja, 4 – metalni kontakt

Na površinu epitaksijalnog sloja postavlja se metalna elektroda koja osigurava ravnanje, ali ne ubrizgava manje nosioce u baznu regiju (najčešće zlato). Zbog toga ove diode nemaju tako spore procese kao što su nakupljanje i resorpcija manjinskih nositelja u bazi. Stoga tromost Schottky dioda nije velika. Određuje se vrijednošću barijernog kapaciteta ispravljačkog kontakta (1 - 20 pF).

Osim toga, Schottky diode imaju mnogo niži serijski otpor od ispravljačkih dioda, budući da metalni sloj ima mali otpor u usporedbi s bilo kojim čak i jako dopiranim poluvodičem. To vam omogućuje da koristite Schottky diode za ispravljanje značajnih struja (desetke ampera). Obično se koriste u sklopnim sekundarnim izvorima napajanja za ispravljanje visokofrekventnih napona (frekvencije do nekoliko MHz).

Potapov L. A.

Ispravljačka dioda je uređaj koji provodi struju samo u jednom smjeru. Njegov dizajn temelji se na jednom p-n spoju i dva izlaza. Takva dioda mijenja struju iz izmjenične u istosmjernu. Osim toga, naširoko se prakticiraju u krugovima za množenje napona, krugovima u kojima ne postoje strogi zahtjevi za parametre signala u vremenu i frekvenciji.

• Princip rada
• Osnovni parametri uređaja
• Ispravljački krugovi
• Pulsni uređaji
• Aparati iz uvoza

Princip rada

Načelo rada ovog uređaja temelji se na značajkama p-n spoja. U blizini spojeva dvaju poluvodiča nalazi se sloj u kojem nema nositelja naboja. Ovo je sloj barijere. Njegov otpor je velik.

Kada se sloj izloži određenom vanjskom izmjeničnom naponu, njegova debljina postaje manja, a potom i potpuno nestaje. Rastuća struja naziva se istosmjerna struja. Prolazi s anode na katodu. Ako vanjski izmjenični napon ima drugačiji polaritet, tada će blokirajući sloj biti veći, otpor će se povećati.

Vrste uređaja, njihova oznaka

Po dizajnu postoje dvije vrste uređaja: točkasti i planarni. U industriji su najčešći silicij (oznaka - Si) i germanij (oznaka - Ge). Prvi imaju višu radnu temperaturu. Prednost potonjeg je mali pad napona s istosmjernom strujom.

Načelo označavanja dioda je alfanumerički kod:

• Prvi element je oznaka materijala od kojeg je izrađen;
• Drugi definira potklasu;
• Treći označava radne mogućnosti;
• Četvrti je serijski broj razvoja;
• Peto - oznaka sortiranja po parametrima.

Strujno-naponska karakteristika (CVC) ispravljačke diode može se prikazati grafički. Iz grafikona se može vidjeti da je CVC uređaja nelinearan.

U početnom kvadrantu strujno-naponske karakteristike, njegova izravna grana odražava najveću vodljivost uređaja kada se na njega primijeni izravna razlika potencijala. Obrnuta grana (treći kvadrant) CVC-a odražava situaciju niske vodljivosti. To se događa kada je razlika potencijala obrnuta.

Stvarne karakteristike volt-ampera ovise o temperaturi. Kako temperatura raste, izravna razlika potencijala se smanjuje.

Iz grafikona strujno-naponske karakteristike proizlazi da pri niskoj vodljivosti struja ne prolazi kroz uređaj. Međutim, pri određenoj vrijednosti reverznog napona dolazi do lavinskog proboja.

CVC silicijevih uređaja razlikuje se od one germanija. I–V karakteristike dane su ovisno o različitim temperaturama okoline. Reverzna struja silicijskih uređaja mnogo je manja od one germanijskih uređaja. Iz I–V krivulja proizlazi da raste s porastom temperature.

Najvažnije svojstvo je oštra asimetrija CVC. S prednjom pristranošću - visoka vodljivost, s obrnutom - niskom. To je svojstvo koje se koristi u ispravljačima.

Analizirajući karakteristike instrumenta, treba napomenuti: uzimaju se u obzir takve veličine kao što su faktor ispravljanja, otpor, kapacitet uređaja. Ovo su diferencijalni parametri.

Odražava kvalitetu ispravljača.

Za uštedu na računima za struju naši čitatelji preporučuju Electricity Saving Box. Mjesečne uplate bit će 30-50% manje nego što su bile prije korištenja štednje. Uklanja reaktivnu komponentu iz mreže, zbog čega se smanjuje opterećenje, a time i potrošnja struje. Električni uređaji troše manje električne energije, smanjujući troškove plaćanja.

Može se izračunati: bit će jednak omjeru istosmjerne struje uređaja prema obrnutom. Ovaj izračun je prihvatljiv za idealan uređaj. Vrijednost faktora ispravljanja može doseći nekoliko stotina tisuća. Što je veći, to ispravljač bolje obavlja svoj posao.

Osnovni parametri uređaja

Koji parametri karakteriziraju uređaje? Glavni parametri ispravljačkih dioda:

• Najveća vrijednost prosječne prednje struje;
• Najveća dopuštena vrijednost povratnog napona;
• Najveća dopuštena frekvencija razlike potencijala za određenu struju.

Na temelju maksimalne prednje struje, ispravljačke diode se dijele na:

• Uređaji male snage. Imaju vrijednost struje do 300 mA;
• Ispravljačke diode srednje snage. Raspon istosmjerne struje od 300 mA do 10 A;
• Snaga (velika snaga). Vrijednost veća od 10 A.

Postoje uređaji za napajanje koji ovise o obliku, materijalu, vrsti instalacije. Najčešći su:

• Uređaji za napajanje srednje snage. Njihovi tehnički parametri omogućuju vam rad s naponima do 1,3 kilovolta;
• Snaga, velika snaga, sposobna proći struju do 400 A. To su visokonaponski uređaji. Postoje različita kućišta za energetske diode. Najčešći tip pina i tableta.

Ispravljački krugovi

Sheme za uključivanje uređaja za napajanje su različite. Za ispravljanje mrežnog napona dijele se na jednofazne i višefazne, poluvalne i dvopoluvalne. Većina ih je jednofazna. Ispod je dizajn takvog poluvalnog ispravljača i dva dijagrama napona na vremenskom dijagramu.

Na ulaz se dovodi izmjenični napon U1 (slika a). Na desnoj strani grafikona predstavljen je sinusoidom. Stanje diode je otvoreno. Kroz trošilo Rn teče struja. S negativnim poluciklusom, dioda je zatvorena. Stoga se na opterećenje primjenjuje samo pozitivna razlika potencijala. Na sl. njegova vremenska ovisnost ogleda se u. Ova razlika potencijala vrijedi za jedan poluciklus. Odatle dolazi naziv sheme.

Najjednostavniji punovalni krug sastoji se od dva poluvalna kruga. Za ovaj dizajn ispravljanja dovoljne su dvije diode i jedan otpornik.

Diode propuštaju samo pozitivni val izmjenične struje. Nedostatak izvedbe je što se u poluciklusu promjenjiva razlika potencijala uklanja samo s polovice sekundarnog namota transformatora.

Ako se u dizajnu koriste četiri diode umjesto dvije diode, učinkovitost će se povećati.

Ispravljači se široko koriste u raznim industrijama. Trofazni uređaj koristi se u automobilskim generatorima. A korištenje izumljenog alternatora pridonijelo je smanjenju veličine ovog uređaja. Osim toga, povećala se njegova pouzdanost.

U visokonaponskim uređajima naširoko se koriste visokonaponski stupovi koji se sastoje od dioda. Spojeni su u seriju.

Pulsni uređaji

Impulsni uređaj naziva se uređaj kod kojeg je vrijeme prijelaza iz jednog stanja u drugo kratko. Koriste se za rad u impulsnim krugovima. Takvi se uređaji razlikuju od svojih ispravljačkih kolega u malim kapacitetima p-n spojeva.

Za uređaje ove klase, osim gore navedenih parametara, treba uključiti sljedeće:

• Maksimalni impulsni prednji (natrag) napon, struja;
• Razdoblje postavljanja napona naprijed;
• Razdoblje oporavka obrnutog otpora uređaja.

Schottky diode naširoko se koriste u brzim impulsnim krugovima.

Aparati iz uvoza

Domaća industrija proizvodi dovoljan broj uređaja. Međutim, danas su najtraženiji uvozni. Smatraju se kvalitetnijima.

Uvezeni uređaji naširoko se koriste u krugovima televizora i radija. Također se koriste za zaštitu raznih uređaja u slučaju pogrešnog spajanja (pogrešan polaritet). Broj vrsta uvezenih dioda je raznolik. Punopravna alternativna zamjena za njih domaćim još ne postoji.