Ток прямой и обратный: Чем отличается обратный ток диода от прямого. Обратное напряжение

Содержание

Диодные характеристики — CoderLessons.com

Существуют различные текущие шкалы для операций прямого и обратного смещения. Передняя часть кривой показывает, что диод проводит просто, когда P-область становится положительной, а N-область отрицательной.

Диод почти не проводит ток в направлении высокого сопротивления, то есть когда прегион становится отрицательным, а N-область — положительным. Теперь дырки и электроны отводятся от соединения, что приводит к увеличению барьерного потенциала. Это условие обозначено частью кривой обратного тока.

Пунктирный участок кривой показывает идеальную кривую , которая получилась бы, если бы не было лавинного пробоя. На следующем рисунке показана статическая характеристика переходного диода.

ДИОД IV Характеристики

Характеристики прямого и обратного токового напряжения (IV) диода обычно сравниваются на одной характеристической кривой. Рисунок, изображенный в разделе «Прямая характеристика», показывает, что прямое напряжение и обратное напряжение обычно отображаются на горизонтальной линии графика.

Прямые и обратные значения тока показаны на вертикальной оси графика. Прямое напряжение отображается справа, а обратное напряжение слева. Точка начала или нулевого значения находится в центре графика. Прямой ток удлиняется над горизонтальной осью, а обратный ток распространяется вниз.

Объединенные значения прямого напряжения и прямого тока находятся в верхней правой части графика, а обратное напряжение и обратный ток — в левом нижнем углу. Различные шкалы обычно используются для отображения прямых и обратных значений.

Вперед Характеристика

Когда диод смещен в прямом направлении, он проводит ток (IF) в прямом направлении. Значение IF напрямую зависит от величины прямого напряжения. Соотношение прямого напряжения и прямого тока называется ампер-вольт или IV характеристикой диода. Типичная диодная прямая IV характеристика показана на следующем рисунке.

Ниже приведены наблюдения —

Прямое напряжение измеряется через диод, а прямой ток — это мера тока через диод.
Когда прямое напряжение на диоде равно 0 В, прямой ток (IF) равен 0 мА.
Когда значение начинается с начальной точки (0) графика, если VF постепенно увеличивается с шагом 0,1 В, IF начинает расти.
Когда значение VF достаточно велико для преодоления барьерного потенциала PN-перехода, происходит значительное увеличение IF. Точку, в которой это происходит, часто называют напряжением колена V _K. Для германиевых диодов V _K составляет приблизительно 0,3 В, а для кремния — 0,7 В.
Если значение IF значительно превышает V _K , прямой ток становится довольно большим.

Прямое напряжение измеряется через диод, а прямой ток — это мера тока через диод.

Когда прямое напряжение на диоде равно 0 В, прямой ток (IF) равен 0 мА.

Когда значение начинается с начальной точки (0) графика, если VF постепенно увеличивается с шагом 0,1 В, IF начинает расти.

Когда значение VF достаточно велико для преодоления барьерного потенциала PN-перехода, происходит значительное увеличение IF. Точку, в которой это происходит, часто называют напряжением колена V _K. Для германиевых диодов V _K составляет приблизительно 0,3 В, а для кремния — 0,7 В.

Если значение IF значительно превышает V _K , прямой ток становится довольно большим.

Эта операция вызывает чрезмерное нагревание через переход и может разрушить диод. Чтобы избежать этой ситуации, защитный резистор соединен последовательно с диодом. Этот резистор ограничивает прямой ток до максимального номинального значения. Обычно резистор ограничения тока используется, когда диоды работают в прямом направлении.

Обратная характеристика

Когда диод смещен в обратном направлении, он проводит обратный ток, который обычно довольно мал. Типичная обратная IV характеристика диода показана на рисунке выше.

Вертикальная линия обратного тока на этом графике имеет значения тока, выраженные в микроамперах. Количество неосновных носителей тока, которые принимают участие в проведении обратного тока, довольно мало. В общем, это означает, что обратный ток остается постоянным в течение большей части обратного напряжения. Когда обратное напряжение диода увеличивается с самого начала, наблюдается очень небольшое изменение обратного тока. В точке напряжения пробоя (VBR) ток очень быстро увеличивается. В это время напряжение на диоде остается достаточно постоянным.

Эта характеристика постоянного напряжения приводит к ряду применений диода в условиях обратного смещения. Процессы, которые отвечают за проводимость тока в диоде с обратным смещением, называются пробой лавины и пробой стабилитрона .

Диод Технические характеристики

Как и любой другой выбор, выбор диода для конкретного применения должен быть рассмотрен. Производитель обычно предоставляет этот тип информации. Спецификации, такие как максимальные значения напряжения и тока, обычные условия эксплуатации, механические характеристики, идентификация проводов, процедуры монтажа и т. Д.

Ниже приведены некоторые важные характеристики.

Максимальный прямой ток (IFM) — абсолютный максимальный повторяющийся прямой ток, который может проходить через диод.

Максимальное обратное напряжение (VRM) — Абсолютное максимальное или пиковое напряжение обратного смещения, которое может быть приложено к диоду.

Обратное напряжение пробоя (VBR) — минимальное установившееся обратное напряжение, при котором произойдет пробой.

Максимальный прямой импульсный ток (IFM-импульс) — максимальный ток, допустимый в течение короткого интервала времени. Это текущее значение намного больше, чем IFM.

Максимальный обратный ток (IR) — Абсолютный максимальный обратный ток, который допускается при рабочей температуре устройства.

Прямое напряжение (VF) — максимальное падение прямого напряжения для данного прямого тока при рабочей температуре устройства.

Рассеиваемая мощность (PD) — максимальная мощность, которую устройство может безопасно поглощать непрерывно в свободном воздухе при температуре 25 ° C.

Обратное время восстановления (Trr) — максимальное время, которое требуется устройству для включения и выключения стат.

Напряжение пробоя — это минимальное напряжение обратного смещения, при котором PN-переход размыкается при внезапном увеличении обратного тока.

Напряжение колена — это прямое напряжение, при котором ток через соединение начинает быстро увеличиваться.

Пиковое обратное напряжение — это максимальное обратное напряжение, которое можно приложить к PN-соединению, не повреждая его.

Maximum Forward Rating — максимальный мгновенный прямой ток, который может пройти PN-переход, не повредив его.

Максимальная мощность — это максимальная мощность, которая может рассеиваться от соединения без повреждения соединения.

Диоды (часть 1). Устройство и работа. Характеристики и особенности — Электросам.Ру

Самым простым по конструкции в семействе полупроводников являются диоды, имеющие в конструкции всего два электрода, между которыми существует проводимость электрического тока в одну сторону. Такой вид проводимости в полупроводниках создается благодаря их внутреннему устройству.

Особенности устройства

Не зная конструктивных особенностей диода, нельзя понять его принципа действия. Структура диода состоит из двух слоев с проводимостью различного вида.

Диод состоит из следующих основных элементов:

Корпус. Выполняется в виде вакуумного баллона, материалом которого может быть керамика, металл, стекло и другие прочные материалы.
Катод. Он расположен внутри баллона, служит для образования эмиссии электронов. Наиболее простым устройством катода является тонкая нить, раскаляющаяся в процессе действия. Современные диоды оснащены косвенно накаляющимися электродами, которые выполнены в виде металлических цилиндров со свойством активного слоя, имеющего возможность испускать электроны.
Подогреватель. Это особый элемент в виде нити, раскаляющейся от электрического тока. Подогреватель расположен внутри косвенно накаляющегося катода.
Анод. Это второй электрод диода, служащий для приема электронов, вылетевших от катода. Анод имеет положительный потенциал, по сравнению с катодом. Форма анода чаще всего так же, как и катода, цилиндрическая. Оба электрода аналогичны эмиттеру и базе полупроводников.
Кристалл. Его материалом изготовления является германий или кремний. Одна часть кристалла имеет р-тип с недостатком электронов. Другая часть кристалла имеет n-тип проводимости с избытком электронов. Граница, расположенная между этими двумя частями кристалла, называется р-n переходом.

Эти особенности конструкции диода позволяют ему проводить ток в одном направлении.

Принцип действия

Работа диода характеризуется его различными состояниями, и свойствами полупроводника при нахождении в этих состояниях. Рассмотрим подробнее основные виды подключений диодов, и какие процессы происходят внутри полупроводника.

Диоды в состоянии покоя

Если диод не подключен к цепи, то внутри него все равно происходят своеобразные процессы. В районе «n» есть излишек электронов, что создает отрицательный потенциал. В области «р» сконцентрирован положительный заряд. Совместно такие заряды создают электрическое поле.

Так как заряды с разными знаками притягиваются, то электроны из «n» проходят в «р», при этом заполняют дырки. В итоге таких процессов в полупроводнике появляется очень слабый ток, увеличивается плотность вещества в области «р» до определенного значения. При этом частицы расходятся по объему пространства равномерно, то есть, происходит медленная диффузия. Вследствие этого электроны возвращаются в область «n».

Для многих электрических устройств направление тока не имеет особого значения, все работает нормально. Для диода же, большое значение имеет направление протекания тока. Основной задачей диода является пропускание тока в одном направлении, чему благоприятствует переход р-n.

Обратное включение

Если диоды подсоединять к питанию по изображенной схеме, то ток не будет проходить через р-n переход. К области «n» подсоединен положительный полюс питания, а к «р» — минусовой. В итоге электроны от области «n» переходят к плюсовому полюсу питания. Дырки притягиваются минусовым полюсом. На переходе возникает пустота, носители заряда отсутствуют.

При повышении напряжения дырки и электроны осуществляют притягивание сильнее, и на переходе нет носителей заряда. При обратной схеме включения диода ток не проходит.

Повышение плотности вещества возле полюсов создает диффузию, то есть, стремление к распределению вещества по объему. Это возникает при выключении питания.

Обратный ток

Вспомним о работе неосновных переносчиков заряда. При запертом диоде, через него проходит малая величина обратного тока. Он и образуется от неосновных носителей, двигающихся в обратном направлении. Такое движение возникает при обратной полярности питания. Обратный ток обычно незначительный, так как число неосновных носителей очень мало.

При возрастании температуры кристалла их число повышается и обуславливает повышение обратного тока, что обычно приводит к повреждению перехода. Для того, чтобы ограничить температуру работы полупроводников, их корпус монтируют на теплоотводящие радиаторы охлаждения.

Прямое включение

Поменяем местами полюса питания между катодом и анодом. На стороне «n» электроны будут отходить от отрицательного полюса, и проходить к переходу. На стороне «р» дырки, имеющие положительный заряд, оттолкнутся от положительного вывода питания. Поэтому электроны и дырки начнут стремительное движение друг к другу.

Частицы с разными зарядами скапливаются возле перехода, и между ними образуется электрическое поле. Электроны проходят через р-n переход и двигаются в область «р». Часть электронов рекомбинирует с дырками, а остальные проходят к положительному полюсу питания. Возникает прямой ток диода, который имеет ограничения его свойствами. При превышении этой величины диод может выйти из строя.

При прямой схеме диода, его сопротивление незначительное, в отличие от обратной схемы. Считается, что обратно ток по диоду не проходит. В результате мы выяснили, что диоды работают по принципу вентиля: повернул ручку влево – вода течет, вправо – нет воды. Поэтому их еще называют полупроводниковыми вентилями.

Прямое и обратное напряжение

Во время открытия диода, на нем имеется прямое напряжение. Обратным напряжением считается величина во время закрытия диода и прохождения через него обратного тока. Сопротивление диода при прямом напряжении очень мало, в отличие от обратного напряжения, возрастающего до тысяч кОм. В этом можно убедиться путем измерения мультиметром.

Сопротивление полупроводникового кристалла может изменяться в зависимости от напряжения. При увеличении этого значения сопротивление снижается, и наоборот.

Если диоды использовать в работе с переменным током, то при плюсовой полуволне синуса напряжения он будет открыт, а при минусовой – закрыт. Такое свойство диодов применяют для выпрямления напряжения. Поэтому такие устройства называются выпрямителями.

Характеристика диодов

Характеристика диода выражается графиком, на котором видна зависимость тока, напряжения и его полярности. Вертикальная ось координат в верхней части определяет прямой ток, в нижней части – обратный.

Горизонтальная ось справа обозначает прямое напряжение, слева – обратное. Прямая ветка графика выражает ток пропускания диода, проходит рядом с вертикальной осью, так как выражает повышение прямого тока.

Вторая ветка графика показывает ток при закрытом диоде, и проходит параллельно горизонтальной оси. Чем круче график, тем лучше диод выпрямляет ток. После возрастания прямого напряжения, медленно повышается ток. Достигнув области скачка, его величина резко нарастает.

На обратной ветви графика видно, что при повышении обратного напряжения, величина тока практически не возрастает. Но, при достижении границ допустимых норм происходит резкий скачок обратного тока. Вследствие этого диод перегреется и выйдет из строя.

Выпрямительные диоды: Конструктивные особенности и особенности вольт-амперных характеристик выпрямительных диодов

Выпрямительные диоды применяются в цепях управления, коммутации, в ограничительных и развязывающих цепях, в источниках питания для преобразования (выпрямления) переменного напряжения в постоянное, в схемах умножения напряжения и преобразователях постоянного напряжения, где не предъявляются высокие требования к частотным и временным параметрам сигналов. В зависимости от значения максимального выпрямляемого тока различают выпрямительные диоды малой мощности (\(I_{пр max} \le {0,3 А}\)), средней мощности (\({0,3 А} < I_{пр max} \le {10 А}\)) и большой мощности (\(I_{пр max} > {10 А}\)). Диоды малой мощности могут рассеивать выделяемую на них теплоту своим корпусом, диоды средней и большой мощности должны располагаться на специальных теплоотводящих радиаторах, что предусматривается в т.ч. и соответствующей конструкцией их корпусов.

Обычно, допустимая плотность тока, проходящего через \(p\)-\(n\)-переход, не превышает 2 А/мм2, поэтому для получения указанных выше значений среднего выпрямленного тока в выпрямительных диодах используют плоскостные \(p\)-\(n\)-переходы. Такие переходы имеют существенную емкость, что ограничивает максимальную допустимую рабочую частоту (\(f_р\)) выпрямительных диодов.

Выпрямительные свойства диодов тем лучше, чем меньше обратный ток при заданном обратном напряжении и чем меньше падение напряжения при заданном прямом токе. Значения прямого и обратного токов отличаются на несколько порядков, а прямое падение напряжения не превышает единиц вольт по сравнению с обратным напряжением, которое может составлять сотни и более вольт. Поэтому диоды обладают односторонней проводимостью, что позволяет использовать их в качестве выпрямительных элементов. Вольт-амперные характеристики (ВАХ) германиевых и кремниевых диодов различаются. На рис. 2.3‑1 для сравнения показаны типичные ВАХ для германиевых и кремниевых выпрямительных диодов при различных температурах окружающей среды.

Рис. 2.3-1. Вольт-амперные характеристики выпрямительных диодов при различных температурах окружающей среды

По приведенным ВАХ видно, что обратный ток кремниевых диодов значительно меньше обратного тока германиевых диодов. Кроме того, обратная ветвь вольт-амперной характеристики кремниевых диодов не имеет явно выраженного участка насыщения, что обусловлено генерацией носителей зарядов в \(p\)-\(n\)-переходе и токами утечки по поверхности кристалла. При подаче обратного напряжения превышающего некий пороговый уровень происходит резкое увеличение обратного тока, что может привести к пробою \(p\)-\(n\)-перехода. У германиевых диодов, вследствие большой величины обратного тока, пробой имеет тепловой характер. У кремниевых диодов вероятность теплового пробоя мала, у них преобладает электрический пробой. Пробой кремниевых диодов имеет лавинный характер, поэтому у них, в отличие от германиевых диодов, пробивное напряжение повышается с увеличением температуры. Допустимое обратное напряжение кремниевых диодов (до 1600 В) значительно превосходит аналогичный параметр германиевых диодов.

Обратные токи в значительной степени зависят от температуры перехода. Из рисунка видно, что с ростом температуры обратный ток возрастает. Для приближенной оценки можно считать, что с увеличением температуры на 10 °С обратный ток германиевых диодов возрастает в 2, а кремниевых — в 2,5 раза. Верхний предел диапазона рабочих температур германиевых диодов составляет 75…80 °С, а кремниевых — 125 °С. Существенным недостатком германиевых диодов является их высокая чувствительность к кратковременным импульсным перегрузкам.

Вследствие меньшего обратного тока кремниевого диода его прямой ток, равный току германиевого диода, достигается при большем значении прямого напряжения. Поэтому мощность, рассеиваемая при одинаковых токах, в германиевых диодах меньше, чем в кремниевых. Прямое напряжение при малых прямых токах, когда преобладает падение напряжения на переходе, с ростом температуры уменьшается. При больших токах, когда преобладает падение напряжения на сопротивлении нейтральных областей полупроводника, зависимость прямого напряжения от температуры становится положительной. Точка, в которой отсутствует зависимость прямого напряжения от температуры (т.е. эта зависимость меняет знак), называется точкой инверсии. У большинства диодов малой и средней мощности допустимый прямой ток, как правило, не превышает точки инверсии, а у мощных диодов допустимый ток может быть выше этой точки.

< Предыдущая		Следующая >

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

Термин	Буквенное обозначение		Определение
Термин	русское	международное	Определение

1. *Постоянное прямое^ напряжение диода** D. Durchlassgleichspannung der Diode E. Forward continuous voltage F. Tension directe continue	U_пр	U_F	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	U_пр_._и	U_FM	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	U_обр	U_R	—
4. Импульсное обратное напряжение диода D. Spitzensperrspannung der Diode E. Peak reverse voltage F. Tension inverse de crête	U_обр_._и	U_RM	Наибольшее мгновенное значение обратного напряжения диода
5. Среднее прямое напряжение диода D. Mittlere Durchlassspannung der Diode E. Average forward voltage F. Tension directe moyenne	U_пр_._ср	U_F(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	U_проб	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	I_пр	I_F	—
8. Импульсный прямой ток диода D. Spitzendurchlassstrom der Diode E. Peak forward current F. Courant direct de crête	I_пр_._и	I_FM	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	I_пр_._ср	I_F(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	I_обр	I_R	—
11. Импульсный обратный ток диода D. Spitzensperrstrom der Diode E. Peak reverse current F. Courant inverse de crête	I_обр_._и	I_RM	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	P_пр	P_F	Значение мощности, рассеиваемой диодом при протекании прямого тока
13. Обратная рассеиваемая мощность диода E. Reverse power dissipation F. Dissipation de puissance en inverse	P_обр	P_R	Значение мощности, рассеиваемой диодом при протекании обратного тока
14. Средняя рассеиваемая мощность диода D. Mittlere Verlustleistung der Diode E. Average power dissipation	P_ср	P_R	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	P_и	P_M	Наибольшее мгновенное значение мощности, рассеиваемой диодом
16. Общая емкость диода D. Gesamtkapazität der Diode E. Terminal capacitance F. Capasité aux bornes	C_д	C_tot	Значение емкости между выводами диода при заданном режиме
17. Емкость перехода диода D. Sperrschichtkapazität der Diode E. Junction capacitance F. Capacité de jonction	C_пер	C_j	Общая емкость диода без емкости корпуса. Примечание. В случае, когда диод имеет p-i-n структуру, допускается использовать термин «емкость структуры» и буквенное обозначение «C_стр»
18. Емкость корпуса диода D. Gehäusekapazität der Diode E. Case capacitance	C_кор	C_case	Значение емкости между выводами корпуса диода при отсутствии кристалла
19. Дифференциальное сопротивление диода D. Differentieller Widerstand der Diode E. Differential resistance F. Résistance différentielle	r_диф	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	r_п	r_s	Суммарное эквивалентное активное сопротивление кристалла, контактных соединений и выводов диода
21. Тепловое сопротивление диода D. Wärmewiderstand E. Thermal resistance F. Résistance thermique	R_Θ	R_th	Отношение разности эффективной температуры перехода и температуры в контрольной точке к рассеиваемой мощности диода в установившемся режиме
22. Импульсное тепловое сопротивление диода	R_Θ_и	R_(th)P	Отношение разности эффективной температуры перехода и температуры в контрольной точке к импульсной мощности диода
23. Тепловое сопротивление переход — окружающая среда диода	R_Θ_{пер-окр}	R_thja	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	R_Θ_{пер-кор}	R_thjc	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	C_Θ	C_th	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	Z_Θ	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	Z_Θ_пер_—_окр	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	Z_Θ_пер_—_кор	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	L_п	L_s	Последовательная эквивалентная индуктивность диода при заданных условиях
30. Эффективное время жизни неравновесных носителей заряда диода Е. Effective excess minority lifetime	τ_эфф	τ_n τ_p	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	Q_ик	Q_s	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	Q_вос	Q_r	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	t_{вос,обр}	t_rr	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	t_вос_.пр	t_fr	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	U_обр_._и_._р	U_RWM	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	U_обр_._и_._п	U_RRM	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	U_обр_._и_._нп	U_RSM	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	U_пор	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	I_пр.и.п	I_FRM	Наибольшее мгновенное значение прямого тока выпрямительного диода, включая повторяющиеся переходные токи и исключая все неповторяющиеся переходные токи
40. Ударный прямой ток выпрямительного диода	I_пр._уд	I_FSM	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	I_пр_._д	I_F(RMS)	Действующее значение прямого тока выпрямительного диода за период
42. Ток перегрузки выпрямительного диода E. Overload forward current F. Courant direct de surcharge prévisible	I_прг	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	I_обр_._и_._п	I_RRM	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	I_обр_._ср	I_R(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	I_вп_.ср	I_O	Среднее за период значение прямого и обратного токов выпрямительного диода
47. Средняя прямая рассеиваемая мощность выпрямительного диода Е. Average forward power dissipation	P_пр_._ср	P_F(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	P_обр_._ср	P_R(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	P_обр_._и_,_нп	P_RSM	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	P_обр_._и_,_п	P_RRM	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	P_вос_._обр	P_RQ	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	P_{вос.обр, и}	P_RQM	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	P_{вос. обр,}_ср	P_RQ₍_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	Р_вос_._пр	P_FT	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	Р_{вос.пр, и}	P_FTM	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	P_{вос.пр, ср}	P_FT₍_AV₎	Среднее за период значение мощности выпрямительного диода при прямом восстановлении
57. Энергия прямых потерь выпрямительного диода Е. Forward energy loss	W_пр E_пр	W_F E_F	Значение энергии потерь выпрямительного диода, обусловленной прямым током
58. Энергия обратных потерь выпрямительного диода Е. Reverse energy loss	W_обр E_обр	W_R E_R	Значение энергии потерь выпрямительного диода, обусловленной обратным током
59. Общая энергия потерь выпрямительного диода Е. Total energy loss	W_д E_д	W_tot E_tot	Сумма средних значений энергий прямых и обратных потерь выпрямительного диода
60. Энергия потерь при обратном восстановлении диода Е. Reverse recovery energy loss	W_вос_._обр E_вос_._обр	W_rr E_rr	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	r_дин	r_T	Сопротивление, определяемое наклоном прямой, аппроксимирующей прямую вольт-амперную характеристику выпрямительного диода
62. Заряд запаздывания выпрямительного диода	Q_зп	Q_e	Заряд, вытекающий из выпрямительного диода за время запаздывания обратного напряжения
63. Заряд спада выпрямительного диода	Q_сп	Q_f	Заряд, вытекающий из выпрямительного диода за время спада обратного тока
64. Время запаздывания обратного напряжения выпрямительного диода	t_зп	t_s	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	t_сп	t_f	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	I_п	I_P	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	I_в	I_V	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	I_п / I_в	I_P / I_V	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	U_п	U_P	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	U_в	U_V	Значение прямого напряжения, соответствующее току впадины туннельного диода
71. Напряжение раствора туннельного диода D. Projezierte Höckerspannug E. Projected peak point voltage F. Tension isohypse	U_рр	U_ЗЗ	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	g_пер	g_j	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	f_R	f_г	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	N_ш	N_n	Величина, определяемая соотношением: где I_р — ток в рабочей точке туннельного диода, g_пер — отрицательная проводимость туннельного диода
75. Энергия импульсов туннельного диода	W_и	W	Энергия коротких импульсов тока, воздействующих на туннельный диод

76. Добротность варикапа D. Gütefaktor der Kapazitätsdiode E. Quality factor	Q_в	Q_eff	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	α_C_в	α_C_tot	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	f_пред_._в	f_co	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	α_C_в	α_Q_eff	Отношение относительного изменения добротности варикапа к вызвавшему его абсолютному изменению температуры окружающей среды
80. Коэффициент перекрытия по емкости варикапа	K_C	K_c	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	U_ст	U_z	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	I_ст	I_z	Значение постоянного тока, протекающего через стабилитрон в режиме стабилизации
83. Импульсный ток стабилизации стабилитрона	I_ст.и	I_ZM	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	r_ст	r_z	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	α_U_ст	α_Г_z	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	t_вкл	t_оп	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	δ_U_ст	δ_UZ	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	t_вых	t_г	Интервал времени от момента подачи тока стабилизации на стабилитрон до момента, начиная с которого напряжение стабилизации не выходит за пределы области, ограниченной 28_1Т
89. Несимметричность напряжения стабилизации стабилитрона	H_ст	—	Разность напряжений стабилизации при двух равных по абсолютному значению и противоположных по знаку токах стабилизации стабилитрона
89а. Температурный уход напряжения стабилизации стабилитрона	ΔU_Θ	ΔU_Θ	Максимальное абсолютное изменение напряжения стабилизации стабилитрона от изменения температуры в установленном диапазоне температур при постоянном токе стабилизации
89б. Нелинейность температурной зависимости напряжения стабилизации стабилитрона	β_ст	β_z	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	U_ш.ст	U_nz	Разница наибольшего и наименьшего напряжения стабилизации стабилитрона за время измерения в указанном диапазоне частот при постоянном токе стабилизации
90. Спектральная плотность шума стабилитрона	S_ш	S_Unz	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	I_вп	I_O	Постоянная составляющая тока СВЧ диода в рабочем режиме
92. Постоянный рабочий ток ЛПД	I_рЛПД	I_w	Значение постоянного тока лавинно-пролетного диода, при котором обеспечивается заданная непрерывная выходная СВЧ мощность
93. Импульсный рабочий ток ЛПД	I_и.рЛПД	I_WM	Мгновенное значение тока лавинно-пролетного диода, при котором обеспечивается заданная импульсная выходная СВЧ мощность
94. Постоянный пусковой ток ЛПД	I_пуск	I_Wmin	Наименьшее значение постоянного тока лавинно-пролетного диода, при котором возникает генерация СВЧ мощности
95. Импульсный пусковой ток ЛПД	I_и.пуск	I_WMmin	Наименьшее мгновенное значение тока лавинно-пролетного диода, при котором возникает генерация СВЧ мощности
96. Пороговый ток диода Ганна	I_пор	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	I_рГ	I_w	Значение постоянного тока диода Ганна при постоянном рабочем напряжении
98. Импульсный рабочий ток диода Ганна	I_и.рГ	I_WM	Мгновенное значение тока диода Ганна при импульсном рабочем напряжении
99. Постоянное пороговое напряжение диода Ганна	U_порГ	U_(TO)	Значение постоянного напряжения, соответствующее пороговому току диода Ганна
100. Постоянное рабочее напряжение диода Ганна	U_p	U_W	Значение постоянного напряжения диода Ганна, при котором обеспечивается заданная непрерывная выходная СВЧ мощность
101. Импульсное рабочее напряжение диода Ганна	U_и.р	U_WM	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	P_рас	P_D	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.	P_рас._и	P_DP_м	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	P_рас_._ср	P_AD	Сумма средних значений рассеиваемых СВЧ диодом мощностей от всех источников
105. Непрерывная выходная мощность СВЧ диода	P_вых	P_out	Значение непрерывной СВЧ мощности, отдаваемой диодом в согласованную нагрузку в заданном режиме
106. Импульсная выходная мощность СВЧ диода	P_вых.и	P_outM	Значение импульсной СВЧ мощности, отдаваемой диодом в согласованную нагрузку в заданном режиме
107. Мощность ограничения СВЧ диода Е. Clipping power	P_огр	P_L	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	P_tg	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	P_гр	P_inc	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	P_min	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	τ_T	τ_T	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	W_и_._од E_и_._од	W_p E_p	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	W_и_,_п E_и_,_п	E_p₍_rep₎	Значение энергии серии воздействующих на СВЧ диод повторяющихся коротких импульсов
114. Энергия выгорания СВЧ диода E. Burn-out energy F. Energie de claquage	W_выг	W_M E_M E_HFM W_HFM	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	W_СВЧи	W_HFP	Значение энергии воздействующих на СВЧ диод СВЧ импульсов длительностью менее 3 · 10^-9 с
116. Полное входное сопротивление СВЧ диода	Z_вх	Z_in	Полное сопротивление, измеренное на входе диодной камеры с СВЧ диодом в заданном режиме
117. Прямое сопротивление потерь переключательного диода	r_пр	R_F	Последовательное сопротивление потерь переключательного диода, включенного в линию передачи, при заданном постоянном прямом токе
118. Обратное сопротивление потерь переключательного диода	r_обр	R_R	Последовательное сопротивление потерь переключательного диода, включенного в линию передачи, при заданном постоянном обратном напряжении
119. Сопротивление ограничительного диода при низком значении СВЧ мощности	r_низ	R_L	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	r_выс	R_H	Сопротивление потерь ограничительного диода, измеряемое при значениях СВЧ мощности, больших мощности ограничения, при которых сопротивление диода не изменяется
121. Сопротивление диода Ганна	r_Г	R_g	Активное сопротивление диода Ганна, измеряемое при напряжении значительно меньшем порогового
122. Выходное сопротивление смесительного диода	r_вых	Z_if	Активная составляющая полного сопротивления смесительного диода на промежуточной частоте в заданном режиме
123. Выходное сопротивление детекторного диода на видеочастоте	r_вид	R_j	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	t_выкл	t_off	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	f_пред	f_c	Значение частоты, на которой добротность умножительного диода равна единице. Примечание. Предельная частота определяется по формуле где C_пер — емкость перехода; r_п — последовательное сопротивление потерь
128. Критическая частота переключательного диода	f_кр	f_os	Обобщенный параметр переключательного диода, определяемый по формуле
129. Добротность СВЧ диода	Q	Q_eff	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	L_прб	L_c	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	N_m	N_r	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	F_норм	F_os F_os(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.)	K_ст_U	S_V	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	β_I	β_I	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	β_U	β_U	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	α_P_вых	α_Pout	Отношение относительного изменения выходной мощности СВЧ диода к абсолютному изменению температуры окружающей среды
138. Температурный коэффициент частоты СВЧ диода	α_i	α_i	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	δS_U δS_P	S_U, S_D	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	α_S_U α_S_P	α_S_U, α_S_P	Отношение относительного изменения спектральной плотности напряжения (мощности) шумового диода к абсолютному изменению температуры окружающей среды при постоянном токе диода
143. Граничная частота шумового диода	f_гр	f_inc	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	I_s	I_S	Значение постоянного тока, при котором определяются параметры шумового диода
146. Постоянное напряжение шумового диода	U_ш	U_s	Значение постоянного напряжения, обусловленного постоянным рабочим током шумового диода

Максимальный обратный ток диода

Автор На чтение 20 мин. Опубликовано 12.12.2019

05 Июн 2013г | Раздел: Радио для дома

Здравствуйте уважаемые читатели сайта sesaga.ru. В первой части статьи мы с Вами разобрались, что такое полупроводник и как возникает в нем ток. Сегодня мы продолжим начатую тему и поговорим о принципе работы полупроводниковых диодов.

Диод – это полупроводниковый прибор с одним p-n переходом, имеющий два вывода (анод и катод), и предназначенный для выпрямления, детектирования, стабилизации, модуляции, ограничения и преобразования электрических сигналов.

По своему функциональному назначению диоды подразделяются на выпрямительные, универсальные, импульсные, СВЧ-диоды, стабилитроны, варикапы, переключающие, туннельные диоды и т.д.

Теоретически мы знаем, что диод в одну сторону пропускает ток, а в другую нет. Но как, и каким образом он это делает, знают и понимают не многие.

Схематично диод можно представить в виде кристалла состоящего из двух полупроводников (областей). Одна область кристалла обладает проводимостью p-типа, а другая — проводимостью n-типа.

На рисунке дырки, преобладающие в области p-типа, условно изображены красными кружками, а электроны, преобладающие в области n-типа — синими. Эти две области являются электродами диода анодом и катодом:

Анод – положительный электрод диода, в котором основными носителями заряда являются дырки.

Катод – отрицательный электрод диода, в котором основными носителями заряда являются электроны.

На внешние поверхности областей нанесены контактные металлические слои, к которым припаяны проволочные выводы электродов диода. Такой прибор может находиться только в одном из двух состояний:

1. Открытое – когда он хорошо проводит ток;
2. Закрытое – когда он плохо проводит ток.

Прямое включение диода. Прямой ток.

Если к электродам диода подключить источник постоянного напряжения: на вывод анода «плюс» а на вывод катода «минус», то диод окажется в открытом состоянии и через него потечет ток, величина которого будет зависеть от приложенного напряжения и свойств диода.

При такой полярности подключения электроны из области n-типа устремятся навстречу дыркам в область p-типа, а дырки из области p-типа двинутся навстречу электронам в область n-типа. На границе раздела областей, называемой электронно-дырочным или p-n переходом, они встретятся, где происходит их взаимное поглощение или рекомбинация.

Например. Oсновные носители заряда в области n-типа электроны, преодолевая p-n переход попадают в дырочную область p-типа, в которой они становятся неосновными. Ставшие неосновными, электроны будут поглощаться основными носителями в дырочной области – дырками. Таким же образом дырки, попадая в электронную область n-типа становятся неосновными носителями заряда в этой области, и будут также поглощаться основными носителями – электронами.

Контакт диода, соединенный с отрицательным полюсом источника постоянного напряжения будет отдавать области n-типа практически неограниченное количество электронов, пополняя убывание электронов в этой области. А контакт, соединенный с положительным полюсом источника напряжения, способен принять из области p-типа такое же количество электронов, благодаря чему восстанавливается концентрация дырок в области p-типа. Таким образом, проводимость p-n перехода станет большой и сопротивление току будет мало, а значит, через диод будет течь ток, называемый прямым током диода Iпр.

Обратное включение диода. Обратный ток.

Поменяем полярность источника постоянного напряжения – диод окажется в закрытом состоянии.

В этом случае электроны в области n-типа станут перемещаться к положительному полюсу источника питания, отдаляясь от p-n перехода, и дырки, в области p-типа, также будут отдаляться от p-n перехода, перемещаясь к отрицательному полюсу источника питания. В результате граница областей как бы расширится, отчего образуется зона обедненная дырками и электронами, которая будет оказывать току большое сопротивление.

Но, так как в каждой из областей диода присутствуют неосновные носители заряда, то небольшой обмен электронами и дырками между областями происходить все же будет. Поэтому через диод будет протекать ток во много раз меньший, чем прямой, и такой ток называют обратным током диода (Iобр). Как правило, на практике, обратным током p-n перехода пренебрегают, и отсюда получается вывод, что p-n переход обладает только односторонней проводимостью.

Прямое и обратное напряжение диода.

Напряжение, при котором диод открывается и через него идет прямой ток называют прямым (Uпр), а напряжение обратной полярности, при котором диод закрывается и через него идет обратный ток называют обратным (Uобр).

При прямом напряжении (Uпр) сопротивление диода не превышает и нескольких десятков Ом, зато при обратном напряжении (Uобр) сопротивление возрастает до нескольких десятков, сотен и даже тысяч килоом. В этом не трудно убедиться, если измерить обратное сопротивление диода омметром.

Сопротивление p-n перехода диода величина не постоянная и зависит от прямого напряжения (Uпр), которое подается на диод. Чем больше это напряжение, тем меньшее сопротивление оказывает p-n переход, тем больший прямой ток Iпр течет через диод. В закрытом состоянии на диоде падает практически все напряжение, следовательно, обратный ток, проходящий через него мал, а сопротивление p-n перехода велико.

Например. Если включить диод в цепь переменного тока, то он будет открываться при положительных полупериодах на аноде, свободно пропуская прямой ток (Iпр), и закрываться при отрицательных полупериодах на аноде, почти не пропуская ток противоположного направления – обратный ток (Iобр). Эти свойства диодов используют для преобразования переменного тока в постоянный, и такие диоды называют выпрямительными.

Вольт-амперная характеристика полупроводникового диода.

Зависимость тока, проходящего через p-n переход, от величины и полярности приложенного к нему напряжения изображают в виде кривой, называемой вольт-амперной характеристикой диода.

На графике ниже изображена такая кривая. По вертикальной оси в верхней части обозначены значения прямого тока (Iпр), а в нижней части — обратного тока (Iобр).
По горизонтальной оси в правой части обозначены значения прямого напряжения Uпр, а в левой части – обратного напряжения (Uобр).

Вольт-амперная характеристика состоит как бы из двух ветвей: прямая ветвь, в правой верхней части, соответствует прямому (пропускному) току через диод, и обратная ветвь, в левой нижней части, соответствующая обратному (закрытому) току через диод.

Прямая ветвь идет круто вверх, прижимаясь к вертикальной оси, и характеризует быстрый рост прямого тока через диод с увеличением прямого напряжения.
Обратная ветвь идет почти параллельно горизонтальной оси и характеризует медленный рост обратного тока. Чем круче к вертикальной оси прямая ветвь и чем ближе к горизонтальной обратная ветвь, тем лучше выпрямительные свойства диода. Наличие небольшого обратного тока является недостатком диодов. Из кривой вольт-амперной характеристики видно, что прямой ток диода (Iпр) в сотни раз больше обратного тока (Iобр).

При увеличении прямого напряжения через p-n переход ток вначале возрастает медленно, а затем начинается участок быстрого нарастания тока. Это объясняется тем, что германиевый диод открывается и начинает проводить ток при прямом напряжении 0,1 – 0,2В, а кремниевый при 0,5 – 0,6В.

Например. При прямом напряжении Uпр = 0,5В прямой ток Iпр равен 50mA (точка «а» на графике), а уже при напряжении Uпр = 1В ток возрастает до 150mA (точка «б» на графике).

Но такое увеличение тока приводит к нагреванию молекулы полупроводника. И если количество выделяемого тепла будет больше отводимого от кристалла естественным путем, либо с помощью специальных устройств охлаждения (радиаторы), то в молекуле проводника могут произойти необратимые изменения вплоть до разрушения кристаллической решетки. Поэтому прямой ток p-n перехода ограничивают на уровне, исключающем перегрев полупроводниковой структуры. Для этого используют ограничительный резистор, включенный последовательно с диодом.

У полупроводниковых диодов величина прямого напряжения Uпр при всех значениях рабочих токов не превышает:
для германиевых — 1В;
для кремниевых — 1,5В.

При увеличении обратного напряжения (Uобр), приложенного к p-n переходу, ток увеличивается незначительно, о чем говорит обратная ветвь вольтамперной характеристики.
Например. Возьмем диод с параметрами: Uобр max = 100В, Iобр max = 0,5 mA, где:

Uобр max – максимальное постоянное обратное напряжение, В;
Iобр max – максимальный обратный ток, мкА.

При постепенном увеличении обратного напряжения до значения 100В видно, как незначительно растет обратный ток (точка «в» на графике). Но при дальнейшем увеличении напряжения, свыше максимального, на которое рассчитан p-n переход диода, происходит резкое увеличение обратного тока (пунктирная линия), нагрев кристалла полупроводника и, как следствие, наступает пробой p-n перехода.

Пробои p-n перехода.

Пробоем p-n перехода называется явление резкого увеличения обратного тока при достижении обратным напряжением определенного критического значения. Различают электрический и тепловой пробои p-n перехода. В свою очередь, электрический пробой разделяется на туннельный и лавинный пробои.

Электрический пробой.

Электрический пробой возникает в результате воздействия сильного электрического поля в p-n переходе. Такой пробой является обратимый, то есть он не приводит к повреждению перехода, и при снижении обратного напряжения свойства диода сохраняются. Например. В таком режиме работают стабилитроны – диоды, предназначенные для стабилизации напряжения.

Туннельный пробой.

Туннельный пробой происходит в результате явления туннельного эффекта, который проявляется в том, что при сильной напряженности электрического поля, действующего в p-n переходе малой толщины, некоторые электроны проникают (просачиваются) через переход из области p-типа в область n-типа без изменения своей энергии. Тонкие p-n переходы возможны только при высокой концентрации примесей в молекуле полупроводника.

В зависимости от мощности и назначения диода толщина электронно-дырочного перехода может находиться в пределах от 100 нм (нанометров) до 1 мкм (микрометр).

Для туннельного пробоя характерен резкий рост обратного тока при незначительном обратном напряжении – обычно несколько вольт. На основе этого эффекта работают туннельные диоды.

Благодаря своим свойствам туннельные диоды используются в усилителях, генераторах синусоидальных релаксационных колебаний и переключающих устройствах на частотах до сотен и тысяч мегагерц.

Лавинный пробой.

Лавинный пробой заключается в том, что под действием сильного электрического поля неосновные носители зарядов под действием тепла в p-n переходе ускоряются на столько, что способны выбить из атома один из его валентных электронов и перебросить его в зону проводимости, образовав при этом пару электрон — дырка. Образовавшиеся носители зарядов тоже начнут разгоняться и сталкиваться с другими атомами, образуя следующие пары электрон – дырка. Процесс приобретает лавинообразный характер, что приводит к резкому увеличению обратного тока при практически неизменном напряжении.

Диоды, в которых используется эффект лавинного пробоя используются в мощных выпрямительных агрегатах, применяемых в металлургической и химической промышленности, железнодорожном транспорте и в других электротехнических изделиях, в которых может возникнуть обратное напряжение выше допустимого.

Тепловой пробой.

Тепловой пробой возникает в результате перегрева p-n перехода в момент протекания через него тока большого значения и при недостаточном теплоотводе, не обеспечивающем устойчивость теплового режима перехода.

При увеличении приложенного к p-n переходу обратного напряжения (Uобр) рассеиваемая мощность на переходе растет. Это приводит к увеличению температуры перехода и соседних с ним областей полупроводника, усиливаются колебания атомов кристалла, и ослабевает связь валентных электронов с ними. Возникает вероятность перехода электронов в зону проводимости и образования дополнительных пар электрон — дырка. При плохих условиях теплоотдачи от p-n перехода происходит лавинообразное нарастание температуры, что приводит к разрушению перехода.

На этом давайте закончим, а в следующей части рассмотрим устройство и работу выпрямительных диодов, диодного моста.
Удачи!

1. Борисов В.Г — Юный радиолюбитель. 1985г.
2. Горюнов Н.Н. Носов Ю.Р — Полупроводниковые диоды. Параметры, методы измерений. 1968г.

Терминология русским языком

Последовательное включение радиодеталей — это когда детали соединены между собой только одной стороной, т.е. последовательно:

Параллельное включение радиодеталей — это когда детали соединены между собой в двух точках — в начале и в конце:

Напряжение — сила, с которой электричество «вдавливается» в провод, чтобы создать его ток.
Аналогична разности давления в начале и конце трубопровода, зависящей от силы насоса, загоняющего воду в трубу.
Измеряется в вольтах (В).

Ток — «количество электричества», проходящее по проводу в единицу времени.
Аналогичен количеству проходящей воды в трубе.
Измеряется в Амперах (А).

Сопротивление — сила, препятствующая прохождению электричества.
Аналогично сужению трубы, препятствующему свободному протоку воды.
Измеряется в омах (Ом).

Мощность — характеристика, отражающая способность, например, резистора без вреда для себя (перегрева или разрушения) пропускать электрический ток.
Аналогична толщине стенок места сужения трубы.

Постоянный ток — это когда электричество течёт постоянно в одну сторону, от плюса к минусу.
Это батарейки, аккумуляторы, ток после выпрямителей.
Аналогичен потоку воды, гоняемой насосом по закольцованной трубе в одну сторону.

Падение напряжения — разность потенциалов до и после детали, дающей сопротивление электрическому току, то есть напряжение, замеренное на контактах этой детали.
Аналогично разности давления воды, гоняемой насосом по кругу, до и после одного из сужений трубы.

Переменный ток — это когда электричество течёт то вперёд, то назад, меняя направление движения на противоположное с определённой частотой, например 50 раз в секунду.
Это электрическая сеть освещения, розетки. В них один провод (ноль) является общим, относительно которого а другом проводе (фазе) напряжение то положительное, то отрицательное. В результате при включении в розетку, например, электрочайника, ток в нём течёт то в одну, то в другую сторону.
Аналогичен движению воды, которую насос через трубу (фазу), опущенную сверху, то выдавливает в бак (ноль), то всасывает из него.

Частота переменного тока — число полных циклов (периодов) изменения направления тока (туда-обратно) за секунду.
Измеряется в герцах (Гц). Один период за секунду равен частоте в 1 герц.
Переменный ток имеет прямой и обратный (т.е. положительный и отрицательный) полупериод.
В Российских бытовых электросетях (в розетках и в лампочках) частота равна 50 герцам.

Важнейшие характеристики светодиодов:

Светодиод — это полупроводник. Он пропускает через себя ток только в одном направлении (также, как и обычный диод). В этот момент он и зажигается. Поэтому при подключении светодиода важна полярность его подключения. Если же светодиод подключается к переменному току (полярность которого меняется, например, 50 раз в секунду, как в розетке), то светодиод будет пропускать ток в одном полупериоде и не пропускать в другом, то есть быстро мигать, что, впрочем, практически незаметно для глаза.

Замечу, что при подключении светодиода к переменному току необходимо обезопасить его от действия напряжения обратного полупериода, поскольку максимально допустимое обратное напряжение большинства индикаторных светодиодов лежит в пределах единиц вольт. Для этого параллельно светодиоду но с обратной полярностью нужно включить любой кремниевый диод, который даст току течь в обратном направлении и организует на себе падение напряжения, не превышающее максимально допустимое обратное напряжение светодиода.

Минус (катод) светодиода обычно помечается небольшим спилом корпуса или более коротким выводом. При отсутствии указанных меток полярность можно определить и опытным путём, кратковременно подключая светодиод к питающему напряжению через соответствующий резистор. Однако это не самый удачный способ определения полярности. Кроме того, во избежание теплового пробоя светодиода или резкого сокращения срока его службы, нельзя определять полярность «методом тыка» без соответствующего резистора!

2. Напряжение питания и падение напряжения.

Напряжение питания — параметр для светодиода неприменимый. Нет у светодиодов такой характеристики, потому что нельзя подключать светодиоды к источнику питания напрямую. Главное, чтобы напряжение, от которого (через резистор) питается светодиод, было выше прямого падения напряжения светодиода (прямое падение напряжения указывается в характеристике вместо напряжения питания и у обычных индикаторных светодиодов колеблется в среднем от 1,8 до 3,6 вольт).

Напряжение питания не может являться характеристикой светодиода, поскольку для каждого экземпляра светодиода одного и того же номинала подходящее для него напряжение может быть разным. Включив несколько светодиодов одного и того же номинала параллельно, и подключив их к напряжению, например, 2 вольта, мы рискуем из-за разброса характеристик быстро спалить одни экземпляры и недосветить другие. Поэтому при подключении светодиода надо отслеживать не напряжение, а ток.

Номинальный ток большинства индикаторных светодиодов соответствует либо 10, либо 20 миллиамперам (у зарубежных светодиодов чаще указывают 20 мА), и регулируется он индивидуально для каждого светодиода сопротивлением последовательно включенного резистора. Кроме того, мощность резистора не должна быть ниже расчётного уровня, иначе он может перегреться. Местоположение резистора (со стороны плюса светодиода или со стороны минуса) безразлично.

Поскольку светодиоду важно, чтобы его ток соответствовал номинальному, становится ясно, почему его нельзя подключать к напряжению питания напрямую. Если, например, при напряжении 1,9 вольта ток равен 20 миллиамперам, то при напряжении 2 вольта ток будет равен уже 30 миллиамперам. Напряжение изменилось всего на десятую часть вольта, а величина тока подскочила на 50% и существенно сократила жизнь светодиоду. А если включить в цепь последовательно со светодиодом даже приблизительно рассчитанный резистор, то он произведёт гораздо более тонкую регулировку тока.

Расчет ограничивающего ток резистора
Сопротивление резистора:

R = (Uпит. — Uпад.) / (I * 0,75)

— R — сопротивление резистора в омах.
— Uпит. — напряжение источника питания в вольтах.
— Uпад. -прямое падение напряжения на светодиоде в вольтах (указывается в характеристиках и обычно находится в районе 2-х вольт). При последовательном включении нескольких светодиодов величины падений напряжений складываются.
— I — максимальный прямой ток светодиода в амперах (указывается в характернистиках и составляет обычно либо 10, либо 20 миллиамперам, т. 2 / R

— P — мощность резистора в ваттах.
— Uпит. — действующее (эффективное, среднеквадратичное) напряжение источника питания в вольтах.
— Uпад. — прямое падение напряжения на светодиоде в вольтах (указывается в характеристиках и обычно находится в районе 2-х вольт). При последовательном включении нескольких светодиодов величины падений напряжений складываются. .
— R — сопротивление резистора в омах.

Ограничение обратного напряжения при подключении светодиода к переменному току

При подключении светодиода к переменному току необходимо ограничить влияние опасного для него напряжения обратного полупериода. У большинства светодиодов предельно допустимое обратное напряжение составляет всего около 2 вольт, а поскольку светодиод в обратном направлении заперт и ток по нему практически не течёт, то падение напряжения на нём становится полным, то есть равным напряжению питания. В результате на выводах диода оказывается полное напряжение питания обратного полупериода.

Для того, чтобы создать на светодиоде приемлимое падение напряжения для обратного полупериода, надо пропустить «через него» обратный ток. Для этого параллельно светодиоду, но с обратной полярностью, надо включить любой кремниевый диод (маркировка начинается на 2Д… или КД…), который рассчитан на прямой ток не менее того, что течёт в цепи (напр. 10 мА).

Диод пропустит проблемный полупериод и создаст на себе падение напряжения, являющегося обратным для светодиода. В результате обратное напряжение светодиода станет равным прямому падению напряжения диода (для кремниевых диодов это примерно в 0,5–0,7 В), что ниже ограничения большинства светодиодов в 2 вольта. Обратное же максимально допустимое напряжение для диода значительно выше 2 вольт, и в свою очередь с успехом снижается прямым падением напряжения светодиода. В результате все довольны.

Исходя из соображения экономии места, предпочтение следует отдать малогабаритным диодам (например, диоду КД522Б, который используется, кстати, в сетевых фильтрах «Пилот» именно для этой цели). Вместо кремниевого диода можно также поставить второй светодиод с аналогичным или более высоким максимальным прямым током, но при условии, что для обоих светодиодов падение напряжения одного светодиода не будет превышать максимально допустимое обратное напряжение другого.

Примечание: Некоторые радиолюбители не защищают светодиод от обратного напряжения, аргументируя это тем, что светодиод и так не перегорает. Тем не менее такой режим опасен. При обратном напряжении свыше указанного в характеристиках светодиода (обычно 2 В) при каждом обратном полупериоде в результате воздействия сильного электрического поля в р-n-переходе, происходит электрический пробой светодиода и через него проходит ток в обратном направлении.

Сам по себе электрический пробой обратим, т. е. он не приводит к повреждению диода, и при снижении обратного напряжения свойства диода восстанавливаются. Для стабилитронов, например, это вообще рабочий режим. Тем не менее этот дополнительный ток, хоть он и ограничен резистором, может вызвать перегрев р-n-перехода светодиода, в результате чего произойдёт необратимый тепловой пробой и дальнейшее разрушение кристалла. Поэтому не стоит лениться ставить шунтирующий диод. Тем более для этого подходит практически любой кремниевый диод, поскольку у них (в отличие от германиевых) малый обратный ток, а следовательно он не будет забирать его на себя, снижая яркость шунтируемого светодиода.

Наиболее распространённые ошибки при подключении светодиодов

1. Подключение светодиода напрямую к источнику питания без ограничителя тока (резистора или специальной микросхемы-драйвера). Обсуждалось выше. Светодиод быстро выходит из строя из-за плохо контролируемой величины тока.

2. Подключение параллельно включенных светодиодов к общему резистору. Во-первых, из-за возможного разброса параметров, светодиоды будут гореть с разной яркостью. Во-вторых, что более существенно, при выходе из строя одного из светодиодов, ток второго возрастёт вдвое, и он может тоже сгореть. В случае использования одного резистора целесообразнее подключать светодиоды последовательно. Тогда при расчёте резистора ток оставляем прежним (напр. 10 мА), а прямое падение напряжения светодиодов складываем (напр. 1,8 В + 2,1 В = 3,9 В).

3. Включение последовательно светодиодов, рассчитанных на разный ток. В этом случае один из светодиодов будет либо работать на износ, либо тускло светиться — в зависимости от настройки тока ограничивающим резистором.

Диодом называют полупроводниковый прибор с одним p-n переходом, который имеет два выхода (катод и анод), он предназначен для стабилизации, выпрямления, модуляции, детектирования, преобразования и ограничения электрических сигналов обратного тока.

В своем функциональном назначении диоды разделяют на импульсные, выпрямительные, универсальные, стабилитроны, СВЧ-диоды, туннельные, варикапы, переключающие диоды и т.п.

В теории нам известно, что диод пропускает ток лишь в одну торону. Однако, не многим известно и понятно каким именно образом он это делает. Схематически диод можно себе представить в виде кристалла состоящего из 2-х областей (полупроводников). Одна из этих областей кристалла обладает проводимостью n-типа, а другая — проводимостью p-типа.

На рисунке находятся дырки, преобладающие в области n-типа, которые изображено синими кругами, а электроны, преобладающие в области p-типа — красными. Две эти области являются электродами диода катодом и анодом:

Катод – это отрицательный электрод диода, основными носителями заряда которого являются электроны.

Анод – это положительный электрод диода, основными носителями заряда которого являются дырки.

На внешних поверхностях областей нанесены контактные металлические слои, к которым припаяны проволочные выводы электродов диода. Прибор такого рода может находиться исключительно в одном из двух состояний:

1. Закрытое – это когда он плохо проводит ток;

2. Открытое – это когда он хорошо проводит ток.

Обратное включение диода. Обратный ток.

Диод окажется в закрытом состоянии, если применить полярность источника постоянного напряжения.

В таком случае электроны из области n-типа начнут перемещение к положительному полюсу источника питания, отдаляясь от p-n перехода, и дырки, в области p-типа, тоже будут отдаляться от p-n перехода, перемещаясь к отрицательному полюсу источника питания. В конце концов граница областей расширится, отчего образуется зона объедененная электронами и дырками, которая будет оказывать огромное сопротивление току.

Однако, в каждой из областей диода присутствуют неосновные носители заряда, и небольшой обмен электронами и дырками между областями все же будет происходить. Поэтому через диод будет протекать во много раз меньший ток, чем прямой, и этот ток называют обратным током диода. На практике, как правило, обратным током p-n перехода пренебрегают, и отсюда получается, что p-n переход обладает лишь односторонней проводимостью.

Vsp-mikron

Обозначения и сокращения

— V_B – пробивное напряжение диода при заданном уровне обратного тока;

— V_RRM— повторяющееся пиковое обратное напряжение;

— V_R— постоянное обратное напряжение;

— V_F— постоянное прямое напряжение диода при заданном значении прямого тока;

— V_ESD— напряжение, характеризующее устойчивость диода к воздействию электростатического разряда;

— I_R – ток утечки диода (обратный ток) при заданном обратном напряжении;

— I_F— прямой ток;

— I_F₍_AV)— cредний прямой ток диода;

— I_FSM— не повторяющийся пиковый ударный прямой ток;

— I_RRM – повторяющийся пиковый обратный ток;

— E_AS – не повторяющаяся лавинная энергия;

— T_J – максимальная рабочая температура перехода;

— ESD – электростатический разряд;

— ESD HBM — электростатический разряд по модели человеческого тела.

— DC — постоянный (ое) …

— mil – 1/1000 доля дюйма (1mil=25,4мкм).

Основные характеристики диодов Шоттки.

— Широкий диапазон рабочих токов и напряжений : I_F(_AV)=0,5÷60A; V_RRM=15÷200В;

— Высокое значение прямого ударного тока – I_FSM;

— Низкое прямое напряжение – V_F;

— Малые значения обратных токов – I_R;

— Низкая рассеиваемая мощность;

— Три класса диодов, отличающихся диапазоном рабочих температур:

а) высокотемпературные диоды Шоттки с супер-низким уровнем обратных токов;

б) стандартные диоды Шоттки;

в) низкотемпературные диоды Шоттки с низким уровнем V_F.

Таблица №1.

Классификация ДШ

Диапазон основных параметров

I_F(AV), (A)

V_RRM, (В)

V_F, (В)

I_R, (mА)

Высокотемпературные ДШ.

T_J_.=175ºC.

1,0÷60,0

45÷250

0,66÷0,88

0,004÷0,013

Cтандартные ДШ.

T_J.=150ºC.

1,0÷30,0

20÷60

0,43÷0,68

0.040÷0,400

Низкотемпературные ДШ.

T_J_.=125ºC.

0,5÷20,0

15÷40

0.30÷0,38

0.25÷10,0

-Высокие технические характеристики E_AS и I_RRM, характеризующие надежность прибора при воздействии стрессовых перегрузок в режиме лавинного пробоя.

-Высокая устойчивость к воздействию электростатических разрядов, соответствующая требованиям стандартов JEDEC и MIL-STD-883G c уровнем V_ESD=+/-8kV (контакт) по модели человеческого тела (С=100pF, R=1500ohm), а также требованиям к электронным компонентам для автомобильной электроники, устанавливаемым стандартом AEC-Q101-001.

-Электрические характеристики подтверждаются тестированием 100% кристаллов в нормальных условиях (Т_А=25ºС) по основным параметрам: V_B,_{I_R, I_RRM , а также выборочным тестированием кристаллов на каждой пластине по параметру V_F при номинальном значении прямого тока I_F_(AV).}

Значение обратного тока при повышенной температуре тестируется на выборках кристаллов на 100% пластин.

Соответствие остальных параметровтребованиям спецификаций гарантируется конструкцией кристаллов.

После тестирования электрических параметров проводится контроль внешнего вида с выбраковкой потенциально ненадежных кристаллов на 100% пластин.

ЗАО «ВЗПП-Микрон» производит и поставляет кристаллы диодов Шоттки в составе неразделенных пластин диаметром 100мм и 150мм. При этом потребителям предоставляется возможность выбора варианта исполнения кристалла в зависимости от используемого метода сборки прибора:

а) кристалл с Al металлизацией лицевой стороны (анод) – для монтажа внутренних выводов методом ультразвуковой сварки;

б) кристалл с многослойной металлизацией анода Al-Ni-Ag- для монтажа в корпус методом пайки с применением PbSn припоев.

Металлизация катода -Ti-Ni-Ag позволяет проводить монтаж кристалла на кристаллодержатель методом пайки с применением PbSn припоев.

Потребителю также предоставляется возможность выбора подходящего ему размера кристалла, исходя из оптимального соотношения цены и качества.

Упаковка и хранение пластин с кристаллами ДШ.

Пластины с кристаллами ДШ упаковываются в полипропиленовые футляры. Пластины укладываются в футляр через прокладки из не пылящего материала и через каждые 5 пластин прокладываются прокладками из поролона. В каждый футляр вкладывается упаковочный ярлык на котором указан тип ДШ, номер партии, количество пластин и количество годных кристаллов, а также полный перечень пластин с указанием их номеров и количества годных на каждой пластине.

Каждый футляр помещается в полиэтиленовый пакет, из которого откачивается воздух . Далее пакет запаивается и упакованные пластины хранятся в вакууме с целью сохранения высоких потребительских свойств в процессе транспортировки и при хранении в складских условиях в течение длительного времени.

Гарантийный срок хранения пластин без нарушения вакуумной упаковки – один год. После вскрытия вакуумной упаковки пластины должны храниться в контролируемой атмосфере осушенного азота и в течение не более 30 суток должны быть запущены в производство и пройти операцию герметизации (загерметизированы в корпус или залиты защитным слоем компаунда).

При нарушении гарантийных сроков хранения пластины подлежат дополнительному тестированию для оценки возможности их использования в производстве с какими-либо доработками или без таковых.

Указания по применению.

1. Вскрытие вакуумной упаковки и футляра с пластинами должно проводиться в чистом рабочем помещении класса 100000 и выше с параметрами микроклимата в рабочей зоне: Т=23+/-5ºС и влажности 45+/-5%.

2. Пластины ДШ утоняются методом шлифовки до толщины 200-300мкм. Поэтому они очень хрупкие и требуют к себе бережного и аккуратного обращения. С целью снижения вероятности боя пластин при перегрузке их из футляра в транспортные кассеты рекомендуется снять крышку и перевернуть футляр вверх дном на плоскую поверхность (на стол). Затем аккуратно поднять корпус футляра, освобождая при этом пластины вместе с поролоновыми и бумажными прокладками. Теперь можно с помощью вакуумного пинцета брать пластины и переносить их в транспортную кассету. После снятия крышки целесообразно положить на её место плоскую пластину из любого материала для исключения возможности выпадения пластин из футляра в процессе его перевертывания. Применение пинцетов с механическим захватом крайне не желательно в связи с высокой вероятностью появления трещин и сколов.

3. Разделение пластин на кристаллы рекомендуется проводить методом дисковой резки алмазными дисками, обеспечивающими ширину реза 25-35мкм, с последующей промывкой в проточной деионизованной воде. Промывка должна обеспечивать полное удаление продуктов резки с поверхности кристаллов.

4.  Монтаж кристаллов на кристаллодержатель рекомендуется проводить методом пайки с применением припоев или припойных паст на основе Pb/Sn в защитной атмосфере водорода или формир-газа (N₂+H₂ с содержанием H₂ не менее 5%). Также возможно применение метода вакуумной пайки. Максимальная температура в процессе пайки кристаллов ДШ высокотемпературной и стандартной серии не должна превышать 420 ºС , а для кристаллов низкотемпературной серии — 350 ºС. Время выдержки кристаллов при максимальной температуре должно быть минимизировано для предотвращения изменения спецификационных параметров. Кристаллодержатель перед пайкой должен быть очищен от загрязнений и окисных пленок химическим методом или отжигом в водородной среде. Аналогичные рекомендации распространяются и на процесс сборки кристаллов с серебряной металлизацией анода (лицевой стороны).

5. Для кристаллов с Al металлизацией лицевой стороны (анода) монтаж внутренних выводов должен проводиться методом ультразвуковой сварки алюминиевой проволокой диаметром 250-400мкм. Диаметр проволоки и количество проволок рекомендуется оптимизировать в зависимости от размеров металлизации анода и спецификационных требований к параметрам прибора (V_F, I_FSM). При этом необходимо учитывать, что увеличение количества проволок позволяет улучшить токораспределение по площади кристалла и за счет этого улучшить параметры V_F, I_FSM. Кроме того, увеличение количества проволок при уменьшении их диаметра позволяет снизить вероятность возникновения механических напряжений и микротрещин в месте сварки. При этом снижается вероятность повреждения и деградации барьера Шоттки. Повышается надежность прибора. Точки сварки должны быть равномерно распределены по площади анода.

6. Перед корпусированием сборка должна быть очищена от загрязнений и отожжена 2-3 часа при 150ºС для удаления влаги с поверхности кристалла. При корпусировании в не герметичный корпус кристалл рекомендуется покрыть силиконовым защитным слоем. Процесс покрытия проводить в атмосфере осушенного азота.

Основные параметры диодов, прямой ток диода, обратное напряжение диода

Основные параметры диодов — это прямой ток диода (I_пр) и максимальное обратное напряжение диода (U_обр). Именно их надо знать, если стоит задача разработать новый выпрямитель для источника питания.
Прямой ток диода
Прямой ток диода можно легко вычислить, если известен общий ток, который будет потреблять нагрузка нового блока питания. Затем, для обеспечения надёжности, необходимо несколько увеличить это значение и получится ток, на который надо подобрать диод для выпрямителя. К примеру, блок питания должен выдерживать ток в 800 мА. Поэтому мы выбираем диод, у которого прямой ток диода равен 1А.
Обратное напряжение диода
Максимальное обратное напряжение диода — это параметр, который зависит не только от значения переменного напряжения на входе, но и от типа выпрямителя. Для объяснения этого утверждения, рассмотрим следующие рисунки. На них показаны все основные схемы выпрямителей.

Рис. 1
Как мы говорили ранее, напряжение на выходе выпрямителя (на конденсаторе) равно действующему напряжению вторичной обмотки трансформатора, умноженному на √2. В однополупериодном выпрямителе (рис. 1), когда напряжение на аноде диода имеет положительный потенциал относительно земли, конденсатор фильтра заряжается до напряжения, превышающего действующее напряжение на входе выпрямителя в 1.4 раза. Во время следующего полупериода напряжение на аноде диода отрицательно относительно земли и достигает амплитудное значения, а на катоде — положительно относительно земли и имеет такое же значение. В этот полупериод к диоду приложено обратное напряжение, которое получается благодаря последовательному соединению обмотки трансформатора и заряженного конденсатора фильтра. Т.е. обратное напряжение диода должно быть не меньше двойного амплитудного напряжения вторички трансформатора или в 2.8 раза выше его действующего значения. При расчёте таких выпрямителей надо выбирать диоды с максимальным обратным напряжением в 3 раза превышающим действующее значение переменного напряжения.

Рис. 2
На рисунке 2 изображён двухполупериодный выпрямитель с выводом средней точки. В нём также, как и в предыдущем, диоды надо подбирать с обратным напряжением в 3 раза превышающем действующее значение входного.

Рис. 3
По другому обстоит дело в случае мостового двухполупериодного выпрямителя. Как можно видеть на рис. 3, в каждый из полупериодов удвоенное напряжение прикладывается к двум непроводящим, последовательно соединённым диодам.
Работа диода — Energy Education
Рис. 1. p-n-переход диода вместе с его соответствующими схематическими и реальными компонентами. ^[1] Катод и анод диода помечены так, что обычный ток течет от анода к катоду через диод.
Принцип работы диода может быть трудным для понимания, поскольку он включает в себя довольно продвинутую квантовую механику. Однако на простейшем уровне работу диода можно понять, взглянув на поток положительных зарядов (или «дырок») и отрицательных зарядов (электронов).Технически полупроводниковый диод называется p-n переходом . Эти p-n-переходы также важны для работы фотоэлементов. Для правильной работы диода требуется процесс, известный как легирование. Полупроводники могут быть легированы материалами так, чтобы они имели избыток легко смещаемых электронов — обычно это называется областью отрицательных или n-типа . Кроме того, они могут быть легированы элементами, которые создают избыток дырок, которые легко поглощают эти электроны — обычно называемые положительной областью или p-типа .^[2] ^[3] Отрицательная и положительная области диода также являются катодом и анодом компонента соответственно (см. Рисунок 1).
Различия между этими двумя материалами и их взаимодействие на очень коротких расстояниях (менее миллиметра) приводят к образованию диода при соединении двух типов. Соединение этих двух типов создает p-n-переход, а область между двумя сторонами называется обедненной областью, поскольку электроны из области n-типа диффундируют и заполняют некоторые дыры в области p-типа.Это создает отрицательные ионы в области p-типа и оставляет положительные ионы в области n-типа (см. Рисунок 2). ^[4] Он по-разному реагирует на электрические поля в зависимости от направления электрического поля. Это приводит к полезному поведению электроники в зависимости от того, каким образом приложено напряжение (или электрическое поле), это называется смещением.
Смещение
Диод (PN переход) в электрической цепи позволяет току течь легче в одном направлении, чем в другом.Прямое смещение означает подачу напряжения на диод, позволяющее легко протекать току, в то время как обратное смещение означает подачу напряжения на диод в противоположном направлении. Напряжение с обратным смещением не вызывает протекания заметного тока. Это полезно для изменения переменного тока на постоянный. У него есть и другие применения для управления электронными сигналами.
Обратное смещение
Рис. 2. Обратно-смещенный p-n-переход с черными кружками, представляющими легко перемещаемые электроны, и белыми кружками, представляющими «электронно-дефицитные» дырки.«В таком соединении с обратным смещением, как этот, электроны покидают черные кружки и движутся к внешней цепи, оставляя больше положительных ионов, в то время как электроны из внешней цепи« заполняют дыры », создавая больше отрицательных ионов.
Если на диод подается напряжение таким образом, что половина диода n-типа была подключена к положительной клемме источника напряжения, а половина p-типа была подключена к отрицательной клемме, электроны из внешней цепи создаст больше отрицательных ионов в области p-типа, «заполняя дыры», и больше положительных ионов будет создано в области n-типа, поскольку электроны смещаются к положительному выводу источника напряжения (см. рисунок 2).Следовательно, область истощения будет увеличиваться, и напряжение между областями p-типа и n-типа также будет увеличиваться, поскольку общий заряд на каждой стороне перехода увеличивается по величине до тех пор, пока напряжение на диоде не станет равным и противодействует приложенному напряжению и не компенсирует его, прекращая ток через цепь. Этот процесс происходит почти мгновенно и практически не приводит к протеканию тока через цепь, когда напряжение подается в этом направлении через диод. Это известно как p-n-переход с обратным смещением.^[5]
Прямое смещение
Рис. 3. Частично и полностью смещенный в прямом направлении p-n переход. Обратите внимание, что для сжатия обедненной области требуется минимальное напряжение.
Когда на диод подается напряжение в противоположном направлении, область обеднения начинает сокращаться (см. Рисунок 3). В диоде с обратным смещением электроны и дырки будут отводиться от перехода, но сценарий с прямым смещением гарантирует, что электроны и дырки движутся к переходу, поскольку они отталкиваются от положительных и отрицательных выводов источника напряжения соответственно. .^[1] ^[6] При достаточно большом приложенном напряжении и дырки, и электроны преодолеют область истощения и встретятся около перехода, где они могут объединиться в непрерывном процессе, замыкая цепь и позволяя течь току. .
Прямое напряжение и напряжение пробоя
Существует минимальное пороговое напряжение, необходимое для преодоления области истощения, которое для большинства кремниевых диодов составляет значительные 0,7 вольт. Кроме того, напряжение обратного смещения индуцирует через диод небольшой ток, называемый током утечки, которым можно пренебречь для большинства целей.Наконец, достаточно большое обратное напряжение приведет к полному электрическому пробою диода и позволит току течь через диод в обратном направлении. ^[1]
Для получения дополнительной информации о диодах см. Все о схемах или гиперфизике.
Для дальнейшего чтения
Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:
Список литературы
Разница между прямым и обратным смещением
Разница между прямым смещением и обратным смещением состоит в том, что при прямом смещении положительная клемма батареи соединена с p-типом, а отрицательная клемма соединена с полупроводником n-типа, а при обратном смещении положительная клемма батареи соединена с n-тип и отрицательный вывод соединены с p-типом.
смещает диод, на него подается постоянное напряжение. Прямое смещение — это условие, при котором ток проходит через pn переход . Источник постоянного напряжения, соединенный проводящим материалом (контактами и проводом) через диод в направлении, создающем прямое смещение.
Это внешнее напряжение смещения рассчитано как V _BIAS. Резистор ограничивает прямой ток до значения, которое не повредит диод. Обратите внимание, что отрицательная сторона V _BIAS подключена к области n диода, а положительная сторона подключена к области p .Это одно из требований для смещения переадресации. Требование прямого смещения. Второе требование — напряжение смещения V _BIAS должно быть больше барьерного потенциала .

Основная картина того, что происходит, когда диод смещен в прямом направлении. Поскольку при отталкивании зарядов отрицательная сторона источника напряжения смещения «подталкивает» свободные электроны, которые являются основными носителями в области n , к переходу pn . Этот поток свободных электронов называется током электронов. Отрицательная сторона источника также обеспечивает непрерывный поток электронов через внешнее соединение (проводник) в область n .
Источник напряжения смещения передает достаточно энергии свободным электронам, чтобы они преодолели барьерный потенциал области обеднения и переместились в область p. , эти электроны проводимости потеряли достаточно энергии, чтобы немедленно объединиться с дырками в валентной области. группа.

Теперь электроны находятся в валентной зоне в области p , аналогично потому, что они потеряли слишком много энергии, преодолевая барьерный потенциал, чтобы остаться в зоне проводимости.Поскольку разные заряды притягиваются, положительная сторона источника напряжения смещения притягивает валансные электроны влево от области p . Отверстия в области p обеспечивают среду или «путь» для этих валентных электронов, чтобы перемещаться через область p . Валентные электроны перемещаются от одного отверстия к другому влево. Дырки, которые являются основными носителями в области p , эффективно (не фактически) перемещаются в дырочный ток. Вы также можете увидеть, что ток дырок создается потоком валентных электронов через область p , причем дырки обеспечивают единственное средство для движения этих электронов.
Когда электроны выходят из области p через внешнее соединение (проводник) и к положительной стороне источника напряжения смещения, они оставляют отверстия позади области p ; в то же время эти электроны становятся условными электронами в металлическом проводнике.
Напомним, что зона проводимости в проводнике перекрывает валентную зону, поэтому электрону требуется гораздо меньше энергии, чтобы быть свободным электроном в проводнике, чем в полупроводнике, и что металлические проводники не имеют дырок в своей структуре.
Имеется постоянная доступность дырок, эффективно движущихся к переходу pn , чтобы объединиться с непрерывным потоком электронов, когда они проходят через переход в область pn .
Влияние прямого смещения на область истощения
По мере поступления большего количества электронов в обедненную область количество положительных ионов уменьшается. По мере того, как больше дырок эффективно проникает в истощение на другой стороне перехода pn , количество отрицательных ионов уменьшается.Это уменьшение количества положительных и отрицательных ионов во время прямого смещения приводит к сужению области обеднения, как показано.
Влияние барьерного потенциала при прямом смещении
Напомним, что электрическое поле между положительными и отрицательными ионами в обедненной области по обе стороны от перехода создавало «энергетический холм», который не позволяет свободным электронам диффундировать через переход в состоянии равновесия. Это известно как барьерный потенциал.
Когда применяется прямое смещение, свободные электроны получают достаточно энергии от источника напряжения смещения, чтобы преодолеть барьерный потенциал и эффективно «взобраться на энергетический холм» и пересечь область истощения.энергия, которая требуется электронам в другом, чтобы пройти через область обеднения, равна потенциалу барьера. Другими словами, электрон отдает количество энергии, эквивалентное потенциалу барьера, когда они проходят через область обеднения. Эта потеря энергии приводит к падению напряжения на переходе pn , равном потенциалу барьера (0,7 В), так как указано. Дополнительное небольшое падение напряжения происходит в областях p и n из-за внутреннего сопротивления материала.Для легированного полупроводящего материала это сопротивление, называемое динамическим сопротивлением , очень мало, и им обычно можно пренебречь.
Обратное смещение
Обратное смещение — это условие, которое по существу предотвращает ток через диод.

На рисунке источник постоянного напряжения подключен через диод в направлении, создающем обратное смещение. Это внешнее напряжение смещения обозначается как V _BIAS, как и для прямого смещения. Обратите внимание, что положительная сторона V _BIAS подключена к области n диода, а отрицательная сторона подключена к области P.Также обратите внимание, что область истощения показана намного шире, чем при прямом смещении или равновесии.
На рисунке показано, что происходит при обратном смещении диода.
Поскольку разные заряды притягиваются, положительная сторона источника напряжения смещения «тянет» свободные электроны, которые являются основными носителями в n-области, от pn-перехода. Когда электроны движутся к положительной стороне источника напряжения, создаются дополнительные положительные ионы. Это приводит к расширению области истощения и истощению основных носителей заряда.
В p-области электроны с отрицательной стороны источника напряжения входят в валентные электроны и перемещаются от дырки к дырке в направлении обедненной области, где они создают дополнительные отрицательные ионы. Это приводит к расширению области истощения и истощению основных носителей заряда. Поток валентных электронов можно рассматривать как дырки, тянущиеся к положительной стороне.
Первоначальный поток носителей заряда является переходным и длится очень короткое время после приложения напряжения обратного смещения.По мере расширения области истощения доступность основных носителей уменьшается.
По мере того, как уменьшается количество областей n и p, которые производятся основными носителями. По мере того, как большее количество областей и p истощаются по основным носителям, электрическое поле между положительными и отрицательными ионами увеличивается до тех пор, пока потенциал в обедненной области не станет равным напряжению смещения, V _BIAS.
На этом этапе переходный ток по существу прекращается при очень малом обратном токе, которым обычно можно пренебречь.
Обратный ток
Чрезвычайно малый ток, который существует в обратном смещении после прекращения переходного тока, вызван наличием неосновных носителей в областях then и p, которые создаются термически генерируемыми электронно-дырочными парами. «Подталкиваемые» к pn переходу отрицательным напряжением смещения. Когда эти электроны достигают широкой области истощения, они «падают вниз с энергетического холма и объединяются с неосновными дырками в этой области как валентные электроны и текут к положительному напряжению смещения, создавая небольшой дырочный ток.
Зона проводимости в p-области находится на более высоком уровне энергии, чем зона проводимости в n-области. Таким образом, неосновные электроны легко проходят через обедненную область, поскольку не требуют дополнительной энергии. Обратный ток показан на рисунке.
Обратный пробой
Обычно обратный ток настолько мал, что им можно пренебречь. Однако, если внешнее обратное напряжение смещения увеличивается до значения, называемого напряжением пробоя, обратный ток резко возрастает.
Вот что происходит. Высокое напряжение обратного смещения передает энергию свободным неосновным электронам, так что, когда они движутся через p-область, они сталкиваются с атомами с достаточной энергией, чтобы выбить валентные электроны с орбиты в зону проводимости. Вновь созданные электроны проводимости также обладают высокой энергией и повторяют процесс. Если один электрон сбивает только два других с их валентной орбиты во время прохождения через p-область, числа быстро умножаются. Когда эти высокоэнергетические электроны проходят через область обеднения, у них достаточно энергии, чтобы пройти через эту область в качестве электронов проводимости, а не объединяться с дырками.
Только что рассмотренное умножение электронов проводимости известно как эффект лавины, и обратный ток может резко возрасти, если не будут приняты меры по его ограничению. Если обратный ток не ограничен, возникающий в результате нагрев приведет к необратимому повреждению диода. Большинство диодов не работают в режиме обратного пробоя, но если ток ограничен, например, добавлением последовательного ограничивающего резистора, не произойдет необратимого повреждения диода.
Какое время обратного восстановления в диоде?
Перед протеканием прямого тока необходимо установить пространственный заряд внутри P-N перехода.(Если первое предложение заставляет вас спросить почему, это действительно отдельный вопрос — возможно, это может помочь. Давайте просто посмотрим на динамику установления и нейтрализации этого пространственного заряда.)
От нуля этот объемный заряд может быть установлен довольно быстро, потому что приложенное извне прямое напряжение смещения может направлять электроны извне. Электроны диффундируют из материала n-типа в край материала p-типа, отверстия в материале p-типа диффундируют в край материала n-типа, а на границах раздела металлов новые электроны инжектируются в материал n-типа. На конце p-типа образуются отверстия для образования свободных электронов, которые могут течь во внешней цепи.Все эти потоки представляют собой потоки , большинство из которых составляет носителей в соответствующих материалах, поэтому диффузия происходит быстро за счет гораздо больших градиентов концентрации. Объемный заряд развивается быстро, потому что для включения диода текут основные носители — электроны в материале n-типа и дырки в материале p-типа.
Однако, если внешнее напряжение затем меняется на обратное, пространственный заряд притягивается к себе, чтобы рекомбинировать. Но эта рекомбинация происходит только за счет диффузии неосновных носителей.Эта диффузия неосновных носителей имеет гораздо меньшие градиенты концентрации и поэтому диффундирует на порядки медленнее. Внешняя схема, обеспечивающая обратное смещение, может помочь в ускорении этой рекомбинации, поскольку она может обеспечить более быструю нейтрализацию избыточных дырок, которые мигрировали обратно в материал p-типа, и удаление избыточных электронов, которые мигрировали обратно в материал n-типа. Предполагается, что эта рекомбинация дырочных электронов или нейтрализация заряда происходит практически мгновенно на границах раздела полупроводник-металл, поэтому, если внешний ток может подавать и удалять электроны при обратном смещении, он будет происходить намного быстрее, чем «нормальная» рекомбинация дырка-электрон. скорость в основной массе полупроводника.Вот почему во время обратного восстановления могут возникать огромные обратные токи.
Я собрал небольшую имитацию времени обратного восстановления в диоде 1N4007 по сравнению с 1N4148:
Демонстрация показывает, как диоды переключаются в виде прямоугольной волны, и показывает, что 1N4007 полностью выключается за несколько микросекунд!
(См. Также PDF-файл «Время рекомбинации в полупроводниковых диодах».)
Характеристики прямого и обратного смещения диода
Характеристики прямого и обратного смещения диода:
На рисунках 2-4 и 2-5 показаны типичные характеристики прямого и обратного смещения диодов для слаботочных кремниевых и германиевых диодов.Из характеристик кремниевого диода на рис. 2-4 видно, что прямой ток (I _F) остается очень низким (менее микроампер) до тех пор, пока напряжение прямого смещения диода (V _F) не превысит примерно 0,7 В. Выше 0,7 В I _F увеличивается почти линейно с увеличением V _F.
Характеристики прямого и обратного смещения кремниевого диода:
Поскольку обратный ток диода (I _R) намного меньше, чем его прямой ток, обратные характеристики показаны с расширенными шкалами тока.Для кремниевого диода I _R обычно меньше 100 нА и почти полностью не зависит от напряжения обратного смещения. Как уже объяснялось, I _R в значительной степени является неосновным носителем заряда , обратным током насыщения. Небольшое увеличение I _R может происходить с увеличением напряжения обратного смещения из-за утечки некоторых неосновных носителей заряда по поверхности перехода. Для диода с характеристиками, показанными на рис. 2-4, обратный ток обычно составляет менее 1/10 000 от самого низкого уровня нормального прямого тока.Следовательно, I _R весьма незначителен по сравнению с I _F, и диод с обратным смещением можно рассматривать почти как разомкнутый переключатель.
Характеристики прямого и обратного смещения германиевого диода:
Когда обратное напряжение диода (V _R) достаточно увеличено, прибор переходит в режим обратного пробоя . Для характеристик, показанных на рис. 2-4, обратный пробой происходит при 75 В. Обратный пробой может разрушить диод, если ток не ограничен подходящим последовательно соединенным резистором.Обратный пробой успешно применяется в стабилитронах .
Характеристики прямого и обратного смещения германиевого диода аналогичны характеристикам кремниевого диода с некоторыми важными отличиями. Прямое падение напряжения германиевого диода обычно составляет 0,3 В по сравнению с 0,7 В для кремния. Для германиевого устройства обратный ток насыщения при 25 ° C может составлять около 1 мкА, что намного больше, чем обратный ток для кремниевого диода. Наконец, напряжение обратного пробоя для германиевых устройств, вероятно, будет существенно ниже, чем для кремниевых устройств.
Более низкое прямое падение напряжения для германиевых диодов может быть явным преимуществом. Однако более низкий обратный ток и более высокое обратное напряжение пробоя кремниевых диодов делают их предпочтительнее германиевых устройств для большинства приложений.
Коэффициент идеальности диода:
Наибольший интерес представляют следующие параметры диода:
В _F — прямое падение напряжения
I _R — ток обратного насыщения
В _BR — обратное напряжение пробоя
r _d — динамическое сопротивление
I _{F (макс.)} — максимальный прямой ток
Значения этих величин обычно указаны в технических характеристиках диодов, предоставляемых производителями устройств.Некоторые параметры можно определить непосредственно из характеристик прямого и обратного смещения диода. Для характеристик кремниевого диода на рис. 2-4, V _F ≈ 0,7 В, I _R = 100 нА и V _BR = 75 В.
Прямое сопротивление — статическая величина; это постоянное сопротивление диода при определенном постоянном прямом токе. Динамическое сопротивление диода — это сопротивление изменяющимся уровням прямого напряжения.Динамическое сопротивление, также известное как сопротивление приращения или сопротивление переменного тока , является обратной величиной наклона характеристик вперед за пределами колена. Ссылаясь на Рис. 2-4 и Рис. 2-7,
Динамическое сопротивление также можно рассчитать по формуле 26
, где I _F — постоянный прямой ток в переходе. Таким образом, например, динамическое сопротивление диода, пропускающего прямой ток 10 мА, составляет r ’_d = 26 мВ / 10 мА = 26 Ом.
Уравнение 2-2 показывает, что динамическое сопротивление диода изменяется с уровнем постоянного постоянного тока. Это не показано на фиг. 2-4 и 2-5, поэтому характеристики являются приближенными к реальным характеристикам устройства. Следует также отметить, что уравнение. 2-2 показывает сопротивление переменному току только для соединения. Он не включает сопротивление полупроводникового материала постоянному току, которое может достигать 2 Ом в зависимости от конструкции устройства. Сопротивление, полученное из крутизны характеристики устройства, включает в себя понижающее сопротивление полупроводника.Таким образом, r _d (из характеристики) должно быть немного больше, чем r ’_d, рассчитанное по формуле. 2-2.
Прямое и обратное вольт-амперные характеристики (ВАХ) в структурах металл-сегнетоэлектрик-полупроводник (Au / SrTiO3 / n-Si) при комнатной температуре
Journal of Materials Science: Materials in Electronics (2018) 29: 16740 –16746
https://doi.org/10.1007/s10854-018-9767-8
Вольт-амперные характеристики прямого и обратного смещения (ВАХ)
в металл – сегнетоэлектрик – полупроводник (Au / SrTiO3 / n-Si) структур
при комнатной температуре
А.Buyukbas ‑ Ulusan1 · S.Altındal ‑ Yerişkin2 · A.Tatarolu1
Поступила: 27 апреля 2018 г. / Принята: 27 июля 2018 г. / Опубликована онлайн: 31 июля 2018 г.
© Springer Science + Business Media, LLC, part of Springer Nature 2018
Abstract
Основные электрические параметры изготовленных структур Au / SrTiO3 / n-Si (MFS) были исследованы с использованием различных методов. Значения коэффициента идеальности (n) и высоты барьера нулевого смещения (ΦB0) вычисляются из данных тока-напряжения прямого смещения
(IF – VF) как 0.60 и 0,48эВ из термоэлектронной теории (ТЕ) и функции Ченга соответственно. Значение Rs также составляет
, полученное из функций Norde и Cheung как 87,83 и 137,57 Ом соответственно. Расхождение между этими результатами
может быть связано с расчетным методом и диапазоном измеренных напряжений. Кроме того, профиль распределения плотности энергии
состояния интерфейса (Nss) был получен из данных (IF – VF) с учетом зависящей от напряжения высоты барьера
(BH), n и без Rs.С другой стороны, возможный механизм проводимости тока (CCM) определяется с использованием графиков
In (IF) по сравнению с In (VF) и In (IR) по сравнению с VR1 / 2. График двойного логарифма IF – VF показывает три линейных области, которые имеют размер
, соответствующие низкому, умеренному и высокому напряжению смещения с разными наклонами (м), равными 2,40, 1,96 и 1,27 соответственно. В то время как
преобладает ток, ограниченный пространственным зарядом (SCLC) первой области, доминирует омическое поведение двух других областей.Коэффициент понижения поля
(β) был также получен из наклона графика In (IR) –V1 / 2 как 4,40
10−6eV − 1m1 / 2V1 / 2. Это значение
β близко к теоретическому значению эмиссии Пула – Френкеля (PFE), а не механизма эмиссии Шоттки (SE).
1 Введение
Оксид титаната стронция (STO) имеет химическую формулу SrTiO3
и некоторые важные свойства, такие как емкость накопления с высоким зарядом
, широкая запрещенная зона (3,25–3,2 мкс).95 эВ), высокая диэлектрическая проницаемость
(ε = 310), отличная оптическая прозрачность в видимой области
и химическая стабильность [1, 2]. Таким образом, он
использовался в микроэлектронных материалах и полупроводниках
устройствах, таких как настраиваемые высокотемпературные сверхпроводящие фильтры
, СВЧ-фильтры, металл-диэлектрик / оксидный полупроводник
(MIS и MOS), металл-полимер-полупроводник (MPS),
МОП-полевые транзисторы (МОП-транзисторы), сверхнизкотемпературные сканирующие микроскопы
, кислородные датчики, магнитные полевые нечувствительные термометры
и т. Д. [1–6].Пленка STO может быть
также изготовлена различными методами, такими как радиочастотное магнетронное распыление
(RF), осаждение из паровой металлорганической химии
(MOCVD), молекулярно-лучевая эпитаксия (MBE),
и золь-гель и др. кристаллизуется в структуре кубического перовскита ABO3
при комнатной температуре. Однако при температуре
менее 105K он возвращается к тетрагональной структуре [4].
Таким образом, в данном исследовании STO использовался в качестве межфазного слоя
между металлом и полупроводником для улучшения качества или характеристик
структуры Au / n-Si (MS).
Измерения I – V прямого и обратного смещения могут быть
предоставлены дополнительные сведения об основных электрических параметрах
и возможных CCM. Основные электрические параметры, такие как
, n, ток обратного насыщения (I0), ΦB0 и распределение Nss по энергии-плотности
, могут быть рассчитаны с использованием теории мионной эмиссии (TE) термо-
. Но и наличие Rs, и межфазного слоя с высокой диэлектрической проницаемостью
, и Nss более эффективны для CCM
.Потому что приложенное напряжение через структуру диода /
будет разделяться ими. Таким образом, сумма рупий составила
рупий, полученная из функций Norde и Cheung. На
, с другой стороны, график IR – VR с обратным смещением может быть предоставлен
на CTMS [7–12]. Например, в области прямого смещения в CCM
могут преобладать ток, ограниченный пространственным зарядом
, ограниченный током
(TCLC) или омическое поведение.Когда инжекция электронов высока и электронов
* A. Buyukbas-Ulusan
[email protected]
1 Физический факультет, факультет наук, Университет Гази,
Анкара, Турция
2 Кафедра Химическая инженерия, факультет
инженерного дела, Университет Гази, Анкара, Турция
Содержание предоставлено Springer Nature, применяются условия использования. Права защищены.
Разница между прямым и обратным смещением
Привет, друзья, надеюсь, у вас все хорошо.В сегодняшнем руководстве мы обсудим разницу между прямым и обратным смещением . Основное различие между прямым и обратным смещением состоит в том, что в конфигурации с прямым смещением положительный конец батареи присоединяется к P-области полупроводникового материала, а N-область — к отрицательному концу батареи. При обратном смещении область P соединена с отрицательным концом батареи, а область N — с положительным концом батареи. Смещение — это метод подачи питания на полупроводниковые приборы.
Прикладной потенциал имеет 2 категории прямого и обратного смещения. В прямом смещении потенциальный барьер диода уменьшается и пропускает ток. Но в состоянии с обратным смещением из-за разности потенциалов потенциальный барьер увеличивается из-за того, что заряды не пересекают переход и ток не течет. При обратном смещении предлагается огромное сопротивление, не позволяющее течь току. В сегодняшнем посте мы подробно рассмотрим прямое и обратное смещение с подробным описанием и сравним их, чтобы найти различия.Итак, давайте начнем с : разница между прямым и обратным смещением.
Разница между прямым и обратным смещением
Прямое смещение
В режиме прямого смещения внешний потенциал подается на клеммах диода с PN-переходом для уменьшения области потенциала, которая допускает движение тока.
В этом режиме конфигурация подключения такова, что отрицательный конец батареи присоединяется к отрицательной стороне или стороне N устройства, а положительный конец источника питания — к зоне P устройства.
При прямом смещении площадь потенциального барьера уменьшается.
Указанное значение напряжения на аноде больше, чем на катоде.
Площадь области истощения меньше, чем при обратном смещении.
Значение сопротивления, предлагаемое в конфигурации, меньше.
В состоянии смещения пересылки ток течет через устройство.
Величина тока зависит от приложенного напряжения.
В прямом смещенном состоянии устройство работает как проводник.
Обратное смещение
Внешнее напряжение, подаваемое на Pn переход диода для увеличения площади потенциального барьера и остановки движения тока, называется обратным смещением.
В режиме обратного смещения отрицательный конец батареи соединяется с положительным концом или концом P устройства, а положительный конец батареи — с анодом или областью N устройства.
В этой конфигурации площадь потенциального барьера увеличивается.
В этом режиме напряжение на катоде больше, чем на аноде.
Для условий обратного смещения небольшое значение обратного тока.
Площадь области истощения больше, чем при прямом смещении.
В данной конфигурации для движения тока предлагается высокое сопротивление.
В режиме обратного смещения ток не течет из-за высокого сопротивления.
Сила тока равна нулю.
Устройство работает как изолятор в состоянии обратного смещения.
Что такое прямое смещение
В устройстве с прямым смещением внешнее напряжение подается на PN переход диода.Из-за этого потенциальный барьер напряжения уменьшается и создает менее резистивный путь для прохождения тока.
В этой конфигурации область P диода соединена с положительным выводом источника питания, а область N — с отрицательным концом источника питания.
Значение напряжения потенциального барьера невелико: почти 0,7 В для кремния и 0,3 В для германия, поэтому для устранения барьера требуется очень меньший ток.
Из-за уменьшения барьера путь с меньшим сопротивлением для движения тока.
Из-за этого ток течет через переход, и этот ток известен как прямой ток.
Что такое обратное смещение
В этом режиме смещения отрицательный конец батареи соединен с анодом диода, а положительный конец — с катодом диода.
Из-за обратного напряжения повышается прочность потенциального барьера. Из-за большой силы потенциального барьера движение носителей заряда через переход уменьшается.
Это сделать такой путь, который имеет большое значение сопротивления, и ток не течет по схеме.
Сравнение прямого смещения и обратного смещения
В условиях прямого смещения площадь потенциальных барьеров уменьшается, что позволяет протекать току, в то время как в условиях обратного смещения потенциальный барьер поднимается, что останавливает прохождение тока.
Схема подключения заключается в том, что в состоянии прямого смещения анод диода совпадает с положительной стороной батареи, а катод с отрицательной стороной, но в состоянии обратного смещения анод с обратной конфигурацией присоединен к отрицательному концу, а катод — к положительному концу. батареи.
В прямом смещенном состоянии вокруг потенциального барьера создается электрическое поле, которое уменьшает его площадь, а в обратном смещении площадь потенциального барьера увеличивается.
Для состояния с прямым смещением напряжение на аноде больше, чем на катоде, а в состоянии с обратным смещением напряжение на аноде меньше, чем на катоде.
При прямом смещении течет больший ток, чем при обратном смещении.
Площадь обедненной области меньше для состояния с прямым смещением, чем для состояния с обратным смещением.
В прямом смещении сопротивление диода уменьшается, а сопротивление обратного смещения увеличивается.
Это подробный пост о разнице между прямым и обратным смещением, если у вас есть дополнительные вопросы, спрашивайте в комментариях. Спасибо за прочтение. хорошего дня.
Автор: Генри
http://www.theengineeringknowledge.com
Я профессиональный инженер и закончил известный инженерный университет, а также имею опыт работы инженером в различных известных отраслях.Я также пишу технический контент, мое хобби — изучать новые вещи и делиться ими с миром. Через эту платформу я также делюсь своими профессиональными и техническими знаниями со студентами инженерных специальностей.
Сообщение навигации
Исследование прямых и обратных характеристик pn-переходного диода.
Исследование прямых и обратных характеристик диода с pn переходом.
ЭКСПЕРИМЕНТ № 2
AIM
: — Исследование прямых и обратных характеристик диода с pn переходом.
АППАРАТ: — Блок питания, миллиамперметр, микроамперметр, вольтметр, милливольтметр, реостат, полупроводниковый (p-n переход) диод, соединительные провода.

ФОРМУЛЫ: —
i) Прямое статическое сопротивление, R _F = V _F / I _F
ii) Прямое динамическое сопротивление, r _F = (дельта) V _F / (дельта) I _F
iii) Обратное статическое сопротивление, R _R = V _R / I _R

СХЕМА: —

ПРОЦЕДУРА: — Выполните подключения, как показано на принципиальной схеме для прямого смещения.Включите источник питания. Напряжение устанавливается равным 0 В, и измеряется ток через диод, показанный миллиамперметром. С помощью ползунка реостата напряжение увеличивается с шагом 50 мВ. Для каждой настройки напряжения, соответствующий ток, показанный миллиамперметром. Наблюдения записано в табл.
Затем выполняются подключения, как показано на принципиальной схеме для обратного смещения. Напряжение изменяется с шагом 1 В от 0 В до 10 В.Соответствующие текущие показания, показанные на микро амперметр записан. Значения занесены в таблицу.

НАБЛЮДЕНИЯ: —
Прямое смещение
Обратное смещение
Напряжение (мВ)
Ток (мА)
Напряжение (В)
Ток (мкА)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

ГРАФИК: —
График построен с учетом прямого напряжения на положительной оси x и прямого тока на положительной оси. положительная ось y для прямого смещения для получения прямых характеристик и путем измерения обратного напряжения на отрицательной оси x и обратный ток на отрицательной оси y для обратного смещения для получения обратного характеристики, выбрав подходящую шкалу для показаний прямого и обратного смещения.

РАСЧЕТЫ: —
Из графика: напряжение включения, прямое статическое сопротивление, прямое динамическое сопротивление и рассчитаны обратное статическое сопротивление.

РЕЗУЛЬТАТ: —
i) Прямое статическое сопротивление, R _F =
ii) Прямое динамическое сопротивление, r _F =
iii) Обратное статическое сопротивление, R _R =
iv) Напряжение включения =

МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ: —
Убедитесь, что соединения плотные.

Диодные характеристики — CoderLessons.com

ДИОД IV Характеристики

Вперед Характеристика

Обратная характеристика

Диод Технические характеристики

Диоды (часть 1). Устройство и работа. Характеристики и особенности — Электросам.Ру

Особенности устройства

Не зная конструктивных особенностей диода, нельзя понять его принципа действия. Структура диода состоит из двух слоев с проводимостью различного вида.

Диод состоит из следующих основных элементов:

Похожие темы:

Выпрямительные диоды: Конструктивные особенности и особенности вольт-амперных характеристик выпрямительных диодов

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

Максимальный обратный ток диода

Прямое включение диода. Прямой ток.

Обратное включение диода. Обратный ток.

Прямое и обратное напряжение диода.

Вольт-амперная характеристика полупроводникового диода.

Пробои p-n перехода.

Электрический пробой.

Туннельный пробой.

Лавинный пробой.

Тепловой пробой.

Обратное включение диода. Обратный ток.

Vsp-mikron

Основные параметры диодов, прямой ток диода, обратное напряжение диода

Прямой ток диода

Обратное напряжение диода

Работа диода — Energy Education

Смещение

Обратное смещение

Прямое смещение

Прямое напряжение и напряжение пробоя

Для дальнейшего чтения

Список литературы

Разница между прямым и обратным смещением

Влияние прямого смещения на область истощения

Влияние барьерного потенциала при прямом смещении

Обратное смещение

Обратный ток

Обратный пробой

Какое время обратного восстановления в диоде?

Характеристики прямого и обратного смещения диода

Прямое и обратное вольт-амперные характеристики (ВАХ) в структурах металл-сегнетоэлектрик-полупроводник (Au / SrTiO3 / n-Si) при комнатной температуре

Разница между прямым и обратным смещением

Разница между прямым и обратным смещением

Что такое прямое смещение

Что такое обратное смещение

Сравнение прямого смещения и обратного смещения

Автор: Генри

Сообщение навигации

Исследование прямых и обратных характеристик pn-переходного диода.

Добавить комментарий Отменить ответ