Основные параметры диодов

Классификация, структура и устройство полупроводниковых диодов

Полупроводниковым диодом (ППД) называют полупроводниковый прибор с одним выпрямляющим переходом и двумя невыпрямляющими выводами.

Структура полупроводникового диода (ППД) чаще всего имеет р-n переход (рис. 11, а), реже электрический переход в виде металл - полупроводник (М-р или М-n). Такая структура показана на рисунке 11. (б).

На рисунке 11. обозначено:

– ВК - выпрямляющий контакт;

– НВК - невыпрямляющий контакт.

В зависимости от размеров электрического перехода различают:

- плоскостные ППД;

- точечные ППД.

Плоскостным называется переход, линейные размеры, которого, определяющие его площадь, значительно больше толщины.

Точечным называется электрический переход, все размеры которого меньше диффузионной длины пробега носителей заряда (ПНЗ).

Маркировка диодов.

Для их маркировки используют 4 элемента:

1. Буква или цифра означают: Г или 1 – германий; К или 2 – кремний; А или 3 – арсенид галлия.

2. Буква указывает группу (класс) приборов: Д – диоды (выпрямительные, импульсные, высокочастотные – ВЧ); В – варикапы; А – сверх-высокочастотные (СВЧ); И – туннельные; С – стабилитроны.

3. Число. Оно указывает назначение или электрические свойства приборов, например, 101-399 – выпрямительные диоды; 401-499–ВЧ-диоды; 501-599 – импульсные диоды; 601-699 – варикапы.

4. Буква. Указывает разновидность типа из данной группы приборов.

Пример: расшифровать следующее обозначение – 2Д503Б: кремниевый импульсный диод, разновидность типа Б.

Точечный ПДД

1 – выводы; 2 – корпус;

3 – кристалл полупроводника; 4 – игла.

Плоскостной ПДД

1 – выводы; 2 − гибкий контакт; 3 – корпус;

4 − изолятор, 5 – кристаллодержатель; 6 – кристалл полупроводника.

- постоянный обратный ток диода (I_обр) – значение постоянного тока, проходящего через диод в обратном направлении при заданном обратном напряжении;

- постоянное обратное напряжение диода (U_обр) – значение постоянного напряжение, приложенного к диоду в обратном направлении;

- постоянный прямой ток диода (I_пр) – значение постоянного тока, проходящего через диод в прямом направлении;

- постоянное прямое напряжение диода (U_пр) – величина прямого напряжения на диоде при заданном I_пр;

- диапазон частот диода (Δf) – разность предельных значений частот, при которой средний выпрямленный ток диода не менее заданной доли его значения на низшей частоте;

- дифференциальное сопротивление (r_диф) – измеряется в омах и с хорошей степенью точности определяется по эмпирической формуле: r_диф 26/I_пр, где I_пр – прямой ток, мА. Обычно величина r_диф 0,1…0,001 Ом;

- емкость диода (С_д), которая складывается из зарядовой (С_зар) и диффузной (С_диф) частей (не превышает долей или единиц _пФ): С_д = С_зар + С_диф.

Большое значение имеют параметры, характеризующие предельные режимы эксплуатации полупроводниковых приборов. Предельными (максимально допустимыми) называют такие параметры диода, которые еще обеспечивают заданную надежность и значения которых не должны быть превышены при любых условиях использования.

Так, например, обратное максимально допустимое напряжение (U_{обр max}) ограничивается пробивным напряжением

U_{обр max} 0,8 · U_проб,

где U_проб – напряжение теплового или электрического пробоя, которое у различных вентилей может иметь значение от 10 до 20000 В. Коэффициент запаса (0,8) следует выбирать в соответствии с требуемой надежностью для различных классов аппаратуры.

Максимально допустимая мощность (Р_max), рассеиваемая диодом:

где - максимально допустимая температура р-n-перехода (указывается в справочниках); - температура окружающей среды; - тепловое сопротивление между р-n-перехода и корпусом прибора; - тепловое сопротивление между корпусом и окружающей средой.

Максимально допустимый постоянный прямой ток диода (I_{пр max}). Его можно определить по заданной максимально допустимой мощности:

.

Предельные параметры диодов с повышением температуры снижаются. Так, например, интервал рабочих температур кремниевых сплавных диодов типов Д226, Д226А и Д226Е составляет 213…358 К; для германиевых точечных диодов типов Д2Б и подобных им – 213…343 К.

Дата добавления: 2014-01-07