Общие параметры диодов

К общим параметрам диодов относят: допустимую температуру перехода, допустимую мощность, рассеиваемую диодом, допустимые прямой ток и обратное напряжение.

Когда через диод проходит ток, при заданном напряжении на диоде выделяется мощность Рд = IU. Выделение этой мощности сопровождается нагреванием диода, что приводит к росту обратного тока и увеличению вероятности возникновения теплового пробоя р-n-перехода. Для ис­ключения теплового пробоя температура р-n-перехода должна быть меньше допустимой температуры перехода T_{П MAX}. Как правило, эта температура для германиевых диодов составляет 70 ⁰С, а для кремниевых - 125 ⁰С. Вы­деляемая теплота рассеивается диодом в окружающую сре­ду, имеющую температуру Т_СР.

Перепад температур между переходом и средой опреде­ляется выражением

Т_П-Т_СР=R_ТP_Д, (4)

где R_Т - тепловое сопротивление, характеризующее усло­вия отвода теплоты от диода (конструкцию корпуса, нали­чие радиаторов и т.д.). Величина R_Т определяется экспе­риментально и приводится в справочниках.

При допустимой температуре перехода на диоде вы­деляется допустимая рассеиваемая мощность Р_{Д МАХ} = (Т_{П МАХ}-Т_СР)/R_Т. Режим диода необходимо выбирать из условия UIР_{Д МАХ}.

Температура диода зависит от прямого тока. Прямой ток, при котором температура р-п-перехода диода дости­гает значения Т_{П МАХ} называют допустимым прямым то­ком и обозначают I_{ПР МАХ}.

Важным параметром диодов является допусти­мое обратное напряжение U_{ОБР МАХ}, при котором не происходит пробоя р-n-перехода. Обычно U_{ОБР МАХ}  0,8U_ПРОБ.

Кроме вышеперечисленных, общими для всех диодов считаются параметры, определяемые по вольтам­перным характеристикам (рис. 5).

Рис. 5. Иллюстрация к определению приращений токов и напряжений по вольт-амперной характеристике диода

Прямое и обратное со­противления диода посто­янному току выражаются следующими соотношениями:

r_ПР=U_{ПР 0}/I_{ПР 0}; r_ОБР=U_{ОБР 0}/I_{ОБР 0} (5)

Прямое и обратное дифференциальные сопротивления (сопротивления переменному току):

r_{ДИФ. ПР}=U_ПР/I_ПР; r_{ДИФ. ОБР}=U_ОБР/I_ОБР. (6)

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с методикой измерения ВАХ на характериографе.

2. Подключить к характериографу исследуемые диоды, соблюдая полярность.

3. Снять прямую и обратную ВАХ германиевого и кремниевого диодов. Зарисовать эпюры напряжений с экрана характериографа.

4. Определить по построенным характеристикам прямые сопротивления диодов по постоянному току R_{0 ПР} и их дифференциальные сопротивления R_{i ПР}.

Контрольные вопросы

1. Какими параметрами характеризуется прямая и обратная ветви вольт-амперной характеристики диода?

2. Какими преимуществами обладают кремниевые диоды по сравнению с германиевыми?

3. Какие диоды – кремниевые или германиевые имеют меньшее прямое напряжение при одном и том же токе?

4. Что называется сопротивлением диода по постоянному току, а что динамическим сопротивлением?