Токоизправители, основани на полупроводникови диоди
характеристика на ток напрежение на идеалната диод
За коригиране на променлив електрически ток, най-често се използват полупроводникови диоди. Тези устройства имат клапан имот, че те са в състояние значително Lossless премине електрически ток в едната посока и напълно я държи в друга.
За да бъде в състояние да представляват графично свойствата на две терминал мрежа, например, полупроводников диод, при използване на волт-амперна характеристика (I-V). CVC установява връзка между устройството прикрепен към напрежението на теста и на ток през него.
В идеалния случай, ток-напрежение характеристика на диода на полупроводници ще трябва да изглежда по този начин.
За да бъде напред текущата посока на диод идеала на полупроводници, че е късо съединение, обратно - отворена верига.
Идеализирани CVC полупроводников диод
Междинно положение между идеално и действителното напрежение ток характеристика на диод полупроводников взема идеализирана VAC.
Съответно, настоящото модел за посока напред, диод полупроводников е малка устойчивост RPR. която стойност не зависи от приложеното напрежение.
За да се обърне посоката на тока полупроводников диод е голям постоянно съпротивление в величина Robr. което също е независим от напрежение.
Обикновено за полупроводникови диоди, изработени от различни материали, съотношението на тези съпротивления (Robr. / RPR.) Е в рамките на 10 3. 10 на май.
CVC полупроводникови диоди от различни materiallov
CVC полупроводников диод в двете предни и обратни посоки на тока са приблизително чрез експоненциална функция. На практика споразумение между изчислено (теоретичните) и експериментални характеристики наблюдават само в ограничени области на кривите, например, при ниски токове. В областта на големи постоянни токове (напрежения) зависимостта на ток на напрежение е по същество линейна. Фигурата показва действителните IV характеристики на полупроводникови диоди.
CVC полупроводникови диоди, направени от различни материали и чрез различни методи (точка - m, равнинни - N). Monocrystalline: германий - Ge, Si - Si; Поликристални: меден оксид (kuproksnye) - Cu2 О; Селен - Se.
През последните десетилетия в Съветския литература избегне оловни външен вид устройства CVC полупроводникови. Това не е случайно. Характеристиките на ток напрежение не са много и възпроизводими: те се различават дори и от една партида изделия. Освен това, CVC, особено за ниско честотни устройства полупроводникови силно зависят от честотата, импеданс на товара, неговата резистивен-капацитивни и други характеристики.
Въпреки това, свойствата на устройствата полупроводникови трябва по някакъв начин да се опише. В тази връзка, в паспортите върху тях и референтни ръководствата взети да посочи параметрите на характерни точки в Кодът за проверка, статистически данни, получени чрез осредняване на голяма проба от подобни полупроводникови устройства тествани чрез стандартизиран процедура за измерване, в които данните, използвайки достатъчно възпроизводими.
Най-важните параметри, характеризиращи фаворитите и най-важното на практика CVC реши да припише:Цялата тази информация за отстраняване диоди обикновено водят до ниски честоти, а е 50 Hz. При по-високи честоти на работа на полупроводникови устройства започват да се отрази значително на капацитет кръстовище, което може да се наблюдава, например, на крива. Освен това, капацитет възел се променя няколко пъти на различни нива на приложеното напрежение, добре се различават значително както напред и назад включване. На практика, в увеличаване на честотата изправителни диоди губят свойствата си и по-скоро като rezistivnoemkostnuyu верига, така че при избора на диод за дадена схема трябва да бъдат взети предвид, честотни характеристики.
Както следва от фигурата, характеристиките на ток напрежение на различни полупроводникови устройства са подчертано различни един от друг. Тези различия често се използват в полза на създаването на полупроводникови устройства, проектирани да изпълняват специфични функции. В частност селенови изправители не могат да се конкурират с силиций или германий, както е изчислена от малък постоянен ток и ниско обратно напрежение, но техните свойства са по-възпроизводими, която ви позволява да се прилагат селенови изправители паралелно или последователно да ги включи, без да компенсира резистори (обикновено за създаване на малък ток високо напрежение токоизправител колони).
Меден оксид токоизправители сега са практически използвани, но сега те се намират в някои измервателни уреди.
Най-широко използваните през последните години получи силиций и в по-малка степен, германий полупроводникови диоди. Силиконовата благоприятно, така че те могат да работят при по-високи температури, до 100. 130 ° С Те имат малки обратни потоци, позволява работа при по-високи напрежения на обратната - до 800. 1200V. Германиеви диоди имат ниска напред капка напрежение през кръстовището, но не работят при температури над 70 ° С в по-горе, функцията може да изпълнява ректификация и други полупроводникови устройства, като например GaAs, основани на галиев арсенид или индий Antimonide, Ай Ен Ес Би.
Статично полупроводников диод CVC
Статично полупроводников диод IV характеристика (VAC при постоянен ток) в постоянен ток региона могат да бъдат измерени от точките във веригата е показано на следващата фигура. Стойността на резистор R2, ток ограничаване диод чрез теста, се избира въз основа на стойността на максималната постоянен ток.
Имайте предвид, че резултата от измерването, CVC DC често може да е неточна: загряване прехода на полупроводници ще настъпи най-големи токове, С увеличава експоненциално нарастващи температура и ток. Ето защо, актуални данни, измерени CVC ще отговарят на по-висока температура. Тъй като промяната на температурата на прехода е постепенно и зависи от масови и термични характеристики на диод материали, резултатът ще зависи от продължителността на измерване. като въпрос, увеличаване или намаляване на ток (напрежение) измерване troiskhodyat.
За проучване на обратен клон на кода за проверка на неговите отделни точки, можете да използвате следната схема. Количеството приложен към полупроводников диод напрежение се ограничава до максимална стойност на обратната напрежение към устройството за изпитване. Ограничаването на размера на обратен ток през диод ограничаване резистор R2.
В проучването на назад преход DC отопление клон CVC време на експеримента също влияе върху резултата от измерването.
Динамично диод CVC
Динамично CVC диод или друг клапанен елемент при честота от 50 Hz могат да бъдат получени с помощта на обикновен крива маркера, веригата на който е показан на следващата фигура.
Преди започване на измерването (преди свързване на тест диод) контролира работата на устройството: терминали на късо съединение на екрана на осцилоскоп вертикална линия е да се наблюдава след отваряне - хоризонтална. Докато натискане SB1 наклонена линия трябва да се отбележи на екрана (в зависимост от избрания чувствителността на осцилоскоп на осите).
Примери наблюдавани на екран CVC полупроводникови диоди, свързани в права и обратна посока, ниско напрежение ценерови диод като също показани на тази фигура. Чрез промяна на чувствителността на осцилоскоп за хоризонтална и вертикална посока може да получи гладка повърхност, съответстващи на ниско напрежение на диод на полупроводници.
Друго изпълнение крива маркера верига е показано на фигурата. На X входа на осцилоскопа се подава променливо напрежение (напрежение ос). Чрез OY ос показва стойност пропорционална на ток през диод мониторинг VDx на.
За проучване на честотни свойства poluprovodnikoeyh захранващата верига устройства не могат да синусоидално напрежение през трансформатора, както е показано на фигурите, нискочестотен генератор чрез осигуряване на достатъчна мощност напрежение. По-сложна апаратура за изучаване на динамични CVC полупроводникови диоди да съдържа компоненти, прекъсвачи за да мащабирате обратна връзка клон VAC на.
Съединение диоди паралелно и в серия
От IVC полупроводникови диоди от същия тип, дори значително да се различават един от друг, за да се комбинират свойствата на няколко диоди, например, за да ги свържете, така че да се увеличи максимално напред ток или да се увеличи максимално обратно напрежение, с помощта на специални техники (вж. Таблицата).
За да се увеличи операционната ток ще бъде напълно погрешно просто комбинират група диоди паралелно. Разбира се оказва, че един от светодиодите ще започне да тече по-голям ток се дължи на различията CVC. Това ще доведе до загряване на прехода, което от своя страна ще направи волт-амперна характеристика на диода е със силно изразен ток през диод ще се увеличи още повече. В резултат на свързването на полупроводници е унищожена, а след това на изхода на последователно процес система повтаря останалите диоди. За да се избегне това, паралелна верига на диоди в серия с всяка съдържа съпротивление диод (за изравняване на токовете през тях) - в зависимост от тока от фракции на десетки ома.
Подобно е положението с поредица връзката на полупроводникови диоди (за увеличаване на обратната напрежение). Различните части на общата напрежение се прилага К диоди последователно свързване (поради разлики CVC). В края на най-малко един, най-слабото звено на веригата да бъдат повредени, схема ще спре да работи. За да се изравнят капки напрежението през диоди на успоредно верига включва равни резистори съпротивление (обикновено от 100 до 1000 ома). Най-ниската стойност на съпротивлението, толкова по-равномерно разпределение стрес ще обаче, както в предишния случай, включването на допълнителни съпротивления до известна степен възпрепятства токоизправители свойства на диоди монтаж.