Меню

Выпрямительные диоды средний прямой ток

Принцип работы, характеристика и разновидности выпрямительных диодов

Выпрямительный диод это прибор проводящий ток только в одну сторону. В основе его конструкции один p-n переход и два вывода. Такой диод изменяет ток переменный на постоянный. Помимо этого, их повсеместно практикуют в электросхемах умножения напряжения, цепях, где отсутствуют жесткие требования к параметрам сигнала по времени и частоте.

Принцип работы

Принцип работы этого устройства основывается на особенностях p-n перехода. Возле переходов двух полупроводников расположен слой, в котором отсутствуют носители заряда. Это запирающий слой. Его сопротивление велико.

При воздействии на слой определенного внешнего переменного напряжения, толщина его становится меньше, а впоследствии и вообще исчезнет. Возрастающий при этом ток называют прямым. Он проходит от анода к катоду. Если внешнее переменное напряжение будет иметь другую полярность, то запирающий слой будет больше, сопротивление возрастет.

Разновидности устройств, их обозначение

По конструкции различают приборы двух видов: точечные и плоскостные. В промышленности наиболее распространены кремниевые (обозначение — Si) и германиевые (обозначение — Ge). У первых рабочая температура выше. Преимущество вторых — малое падение напряжения при прямом токе.

Принцип обозначений диодов – это буквенно-цифровой код:

  • Первый элемент – обозначение материала из которого он выполнен,
  • Второй определяет подкласс,
  • Третий обозначает рабочие возможности,
  • Четвертый является порядковым номером разработки,
  • Пятый – обозначение разбраковки по параметрам.

Вольт-амперная характеристика

Вольт-амперную характеристику (ВАХ) выпрямительного диода можно представить графически. Из графика видно, что ВАХ устройства нелинейная.

В начальном квадранте Вольт-амперной характеристики ее прямая ветвь отражает наибольшую проводимость устройства, когда к нему приложена прямая разность потенциалов. Обратная ветвь (третий квадрант) ВАХ отражает ситуацию низкой проводимости. Это происходит при обратной разности потенциалов.

Реальные Вольт-амперные характеристики подвластны температуре. С повышением температуры прямая разность потенциалов уменьшается.

Вольт-амперная характеристика

Из графика Вольт-амперной характеристики следует, что при низкой проводимости ток через устройство не проходит. Однако при определенной величине обратного напряжения происходит лавинный пробой.

Изменение ВАХ в зависимости от температуры

ВАХ кремниевых устройств отличается от германиевых. ВАХ приведены в зависимости от различных температур окружающей среды. Обратный ток кремниевых приборов намного меньше аналогичного параметра германиевых. Из графиков ВАХ следует, что она возрастает с увеличением температуры.

Важнейшим свойством является резкая асимметрия ВАХ. При прямом смещении – высокая проводимость, при обратном – низкая. Именно это свойство используется в выпрямительных приборах.

Коэффициент выпрямления

Анализируя приборные характеристики, следует отметить: учитываются такие величины, как коэффициент выпрямления, сопротивление, емкость устройства. Это дифференциальные параметры.

Он отражает качество выпрямителя.

Коэффициент выпрямления

Его можно рассчитать: он будет равен отношению прямого тока прибора к обратному. Такой расчет приемлем для идеального устройства. Значение коэффициента выпрямления может достигать нескольких сотен тысяч. Чем он больше, тем лучше выпрямитель делает свою работу.

Основные параметры устройств

Какие же параметры характеризуют приборы? Основные параметры выпрямительных диодов:

  • Наибольшее значение среднего прямого тока,
  • Наибольшее допустимое значение обратного напряжения,
  • Максимально допустимая частота разности потенциалов при заданном прямом токе.

Исходя из максимального значения прямого тока, выпрямительные диоды разделяют на:

  • Приборы малой мощности. У них значение прямого тока до 300 мА,
  • Выпрямительные диоды средней мощности. Диапазон изменения прямого тока от 300 мА до 10 А,
  • Силовые (большой мощности). Значение более 10 А.

Существуют силовые устройства, зависящие от формы, материала, типа монтажа. Наиболее распространенные из них:

  • Силовые приборы средней мощности. Их технические параметры позволяют работать с напряжением до 1,3 килоВольт,
  • Силовые, большой мощности, могущие пропускать ток до 400 А. Это высоковольтные устройства. Существуют разные корпуса исполнения силовых диодов. Наиболее распространены штыревой и таблеточный вид.

Выпрямительные схемы

Схемы включения силовых устройств бывают различными. Для выпрямления сетевого напряжения они делятся на однофазные и многофазные, однополупериодные и двухполупериодные. Большинство из них однофазные. Ниже представлена конструкция такого однополупериодного выпрямителя и двух графиков напряжения на временной диаграмме.

Читайте также:  Как правильно пишется электрический ток

Конструкция однополупериодного выпрямителя и двух графиков напряжения на временной диаграмме

Переменное напряжение U1 подается на вход (рис. а). Справа на графике оно представлено синусоидой. Состояние диода открытое. Через нагрузку Rн протекает ток. При отрицательном полупериоде диод закрыт. Поэтому к нагрузке подводится только положительная разность потенциалов. На рис. в отражена его временная зависимость. Эта разность потенциалов действует в течение одного полупериода. Отсюда происходит название схемы.

Самая простая двухполупериодная схема состоит из двух однополупериодных. Для такой конструкции выпрямления достаточно двух диодов и одного резистора.

Самая простая двухполупериодная схема из двух однополупериодных

Диоды пропускают только положительную волну переменного тока. Недостатком конструкции является то, что в полупериод переменная разность потенциалов снимается лишь с половины вторичной обмотки трансформатора.

Если в конструкции вместо двух диодов применить четыре коэффициент полезного действия повысится.

Выпрямители широко используются в различных сферах промышленности. Трехфазный прибор задействован в автомобильных генераторах. А применение изобретенного генератора переменного тока способствовало уменьшению размеров этого устройства. Помимо этого, увеличилась его надежность.

В высоковольтных устройствах широко применяют высоковольтные столбы, которые скомпонованы из диодов. Соединены они последовательно.

Импульсные приборы

Импульсным называют прибор, у которого время перехода из одного состояния в другое мало. Они применяются для работы в импульсных схемах. От своих выпрямительных аналогов такие приборы отличаются малыми емкостями p-n переходов.

Для приборов подобного класса, кроме параметров, указанных выше, следует отнести следующие:

  • Максимальные импульсные прямые (обратные) напряжения, токи,
  • Период установки прямого напряжения,
  • Период восстановления обратного сопротивления прибора.

В быстродействующих импульсных схемах широко применяют диоды Шотки.

Импортные приборы

Отечественная промышленность производит достаточное количество приборов. Однако сегодня наиболее востребованы импортные. Они считаются более качественными.

Импортные устройства широко используются в схемах телевизоров и радиоприемников. Их также применяют для защиты различных приборов при неправильном подключении (неправильная полярность). Количество видов импортных диодов разнообразно. Полноценной альтернативной замены их на отечественные пока не существует.

Источник

Выпрямительные диоды малой, средней и большой и мощности, справочник

Приведены электрические характеристики выпрямительных диодов отечественного производства. Рассмотрены выпрямительные диоды малой, средней и большой мощности. Справочник по отечественным полупроводниковым диодам.

Используемые в таблицах сокращения:

  • Uобр.макс. — максимально-допустимое постоянное обратное напряжение диода;
  • Uобр.и.макс. — максимально-допустимое импульсное обратное напряжение диода;
  • Iпр.макс. — максимальный средний прямой ток за период;
  • Iпр.и.макс. — максимальный импульсный прямой ток за период;
  • Iпрг. — ток перегрузки выпрямительного диода;
  • fмакс. — максимально-допустимая частота переключения диода;
  • fраб. — рабочая частота переключения диода;
  • Uпр при Iпр — постоянное прямое напряжения диода при токе Iпр;
  • Iобр. — постоянный обратный ток диода;
  • Тк.макс. — максимально-допустимая температура корпуса диода;
  • Тп.макс. — максимально-допустимая температура перехода диода.

Диоды малой мощности

Выпрямительные отечественные диоды малой мощности

Рис. 1. Выпрямительные отечественные диоды малой мощности.

В таблице приведены справочные данные по отечественными выпрямительным диодам малой мощности.

Диоды средней мощности

Выпрямительные отечественные диоды средней мощности

Рис. 2. Выпрямительные отечественные диоды средней мощности.

В таблице приведены справочные данные по отечественными выпрямительным диодам средней мощности.

Диоды большой мощности

Выпрямительные отечественные диоды большой мощности

Рис. 3. Выпрямительные отечественные диоды большой мощности.

В таблице приведены справочные данные по отечественными выпрямительным диодам большой мощности.

Справочник по диодам отечественного производства.

  • PCBWay — всего $5 за 10 печатных плат, первый заказ для новых клиентов БЕСПЛАТЕН.
  • Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет.
  • Проекты с открытым исходным кодом — доступ к тысячам открытых проектов в сообществе PCBWay!

  • Электронный сборник схем для радиолюбителей (300 схем)
  • УНЧ на чипах ВА535, ВА536, ВА5402, ВА5406, ВА5408 (4-7Вт)
  • Стерео УНЧ на AN7139 (AN7143, AN7149N, AN7178, НА1377, К1075УН1)
  • Параметры кварцевых резонаторов

Вообще-то, если верить журналу Радио за 1960 год, у диодов Д2 и Д9 верхние частоты исчисляются не кГц, а МГц, так что проверьте, пожалуйста, и исправьте.

Читайте также:  Электрический ток направлен от положительного полюса источника тока

Илья, благодарим за замечание. Сверили данные по справочникам, все верно — диоды Д2, Д9, Д10-Д14, Д101-Д106, Д223 являются высокочастотными, их граничные рабочие частоты исчисляются в МГц.
Табличные данные исправлены!

диоды малой мощности выпрямительные

часто используем такие.

Спасибо: всё подробно и доходчиво. Вот бы и по транзисторам так. Плюс отечественные аналоги отечественных и зарубежных устаревших и устаревающих транзисторов. Плюс замена германия кремнием (насколько помню из собственного опыта (лабораторная работа), напряжение приведения у них различается на плюс один вольт в пользу кремния). Осталось подставить марки используемых транзисторов. Спасибо.

Граничная частота стоит прочерк, что значит?

Евгению: в графе «Граничная частота» стоит прочерк, потому, что ее значение не нормировано.

В указанных характеристиках нет временных параметров. частотных

а почему в справочнике нет диода КД503А. Он же тоже существует.

Добавлены параметры диодов КД503А и КД503Б, которые применяются в качестве переключающих элементов в импульсных быстродействующих устройствах, также их часто можно встретить в самодельной связной радиоаппаратуре.

В моих справочниках частота 2Д204Б(В) и КД204Б(В) равна 50 кГц.

Алекс, в таблицах указано то же самое, только в Мегагерцах: 0,05 МГц = 50 кГц.

Здравствуйте. Помогите определить радиокомпонент. Стеклянный корпус. Гибкие выводы. Длинна 7мм. Диаметр 2,5мм. Прозванивается как диод. Где анод — жёлтое кольцо. Посредине белое. Ширина колец пр.- 0,8мм. С такой цветовой маркировкой не нашёл. Спасибо.

Источник

Технические характеристики выпрямительных диодов средней мощности.
Справочная информация о диодах с иллюстрациями и подробными характеристиками

Выпрямительные диоды предназначены для преобразования переменного тока в постоянный.
Обычно к быстродействию, ёмкости p-n перехода и стабильности параметров данного типа диодов специальных требований не предъявляется.
Частотный диапазон выпрямительных диодов невелик, предельная частота в большинстве случаев не превышает 20 кГц.
Среди выпрямительных диодов следует особо выделить диоды Шоттки, создаваемые на базе контакта металл-полупроводник и отличающиеся более высокой рабочей частотой (для 1 МГц и более), низким прямым падением напряжения (менее 0,6 В).

Мощность выпрямительных диодов определяется максимально допустимым прямым током.

В соответствии с этой характеристикой принята следующая классификация:
— Слаботочные выпрямительные диоды, они используются в цепях с током не более 0,3 А.
Такие устройства, как правило, выполнены в пластмассовом корпусе и имеют малый вес и небольшие габариты.
— Устройства, рассчитанные на среднюю мощность, могут работать с током в диапазоне 0,3-10 А.
Такие элементы, в большинстве своём, изготавливаются корпусе из металла и снабжены жёсткими выводами.
— Силовые полупроводниковые элементы, рассчитанные на прямой ток свыше 10 А.
Производятся такие устройства в металлокерамических или металлостеклянных корпусах штыревого или таблеточного типа.

Условные обозначения электрических параметров, характеризующих свойства
выпрямительных полупроводниковых диодов средней мощности:

Источник



Основные параметры выпрямительных диодов

Для выпрямления низкочастотных переменных токов, то есть для превращения переменного тока в постоянный или пульсирующий, служат выпрямительные диоды, принцип действия которых основан на односторонней электронно-дырочной проводимости p-n-перехода. Диоды данного типа применяются в умножителях, выпрямителях, детекторах и т. д.

Производятся выпрямительные диоды с плоскостным либо с точечным переходом, причем площадь непосредственно перехода может составлять от десятых долей квадратного миллиметра до единиц квадратных сантиметров, в зависимости от номинального для данного диода выпрямленного за полупериод тока.

Основные параметры выпрямительных диодов

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) полупроводникового диода имеет прямую и обратную ветви. Прямая ветвь ВАХ практически показывает связь тока через диод и прямого падения напряжения на нем, их взаимозависимость.

Обратная ветвь ВАХ отражает поведение диода при подаче на него напряжения обратной полярности, где ток через переход очень мал и практически не зависит от величины приложенного к диоду напряжения, пока не будет достигнут предел, при котором случится электрический пробой перехода и диод выйдет из строя.

Читайте также:  Расчет режимов работы двигателя постоянного тока

Выпрямительные диоды

Максимальное обратное напряжение диода — Vr

Первой и главной характеристикой выпрямительного диода является максимально допустимое обратное напряжение. Это то напряжение, приложив которое к диоду в обратном направлении, можно будет еще уверенно утверждать, что диод его выдержит, и что данный факт не скажется отрицательно на дальнейшей работоспособности диода. Но если данное напряжение превысить, то нет гарантии, что диод не будет пробит.

Данный параметр для разных диодов отличается, лежит он в диапазоне от десятков вольт до нескольких тысяч вольт. Например для популярного выпрямительного диода 1n4007 максимальное постоянное обратное напряжение равно 1000В, а для 1n4001 – составляет всего 50В.

Выпрямительные диоды в электронной схеме

Средний ток диода — If

Диод выпрямляет ток, поэтому следующей важнейшей характеристикой выпрямительного диода будет средний ток диода — средняя за период величина выпрямленного постоянного тока, текущего через p-n-переход. Для выпрямительных диодов данный параметр может составлять от сотен миллиампер до сотен ампер.

Например для выпрямительного диода 2Д204А максимальный прямой ток составляет всего 0,4А, а для 80EBU04 — целых 80А. Если средний ток окажется длительное время большим по величине, чем приведенное в документации значение, то нет гарантии что диод выживет.

Максимальный импульсный ток диода — Ifsm (единичный импульс) и Ifrm (повторяющиеся импульсы)

Максимальный импульсный ток диода — это пиковое значение тока, которое данный выпрямительный диод способен выдержать только определенное время, которое указывается в документации вместе с этим параметром. Например, диод 10А10 способен выдержать единичный импульс тока в 600А длительностью 8,3мс.

Что касается повторяющихся импульсов, то их ток должен быть таким, чтобы средний ток уложился бы в допустимый диапазон. Например, повторяющиеся прямоугольные импульсы с частотой 20кГц диод 80EBU04 выдержит даже если их максимальный ток составит 160А, однако средний ток должен оставаться не более 80А.

Средний обратный ток диода — Ir (ток утечки)

Средний обратный ток диода показывает средний за период ток через переход в обратном направлении. Обычно это значение меньше микроампера, максимум — единицы миллиампер. Для 1n4007, к примеру, средний обратный ток не превышает 5мкА при температуре перехода +25°С, и не превышает 50мкА при температуре перехода +100°С.

Среднее прямое напряжение диода — Vf (падение напряжения на переходе)

Среднее прямое напряжение диода при указанном значении среднего тока. Это то напряжение, которое оказывается приложено непосредственно к p-n-переходу диода при прохождении через него постоянного тока указанной в документации величины. Обычно не более долей, максимум — единиц вольт.

Например в документации для диода EM516 приводится прямое напряжение в 1,2В для тока в 10А, и 1,0В при токе 2А. Как видим, сопротивление диода нелинейно.

Дифференциальное сопротивление диода

Дифференциальное сопротивление диода выражает отношение приращения напряжения на p-n-переходе диода к вызвавшему это приращение небольшому приращению тока через переход. Обычно от долей Ома до десятков Ом. Его можно вычислить по графикам зависимости падения напряжения от прямого тока.

Например, для диода 80EBU04 приращение тока на 1А (от 1 до 2А) дает приращение падения напряжения на переходе в 0,08В. Следовательно дифференциальное сопротивление диода в этой области токов равно 0,08/1 = 0,08Ом.

Средняя рассеиваемая мощность диода Pd

Средняя рассеиваемая мощность диода — это средняя за период мощность, рассеиваемая корпусом диода, при протекании через него тока в прямом и обратном направлениях. Данная величина зависит от конструкции корпуса диода, и может варьироваться от сотен милливатт до десятков ватт.

Например, для диода КД203А средняя рассеиваемая корпусом мощность составляет 20 Вт, данный диод можно даже установить при необходимости на радиатор для отвода тепла.

Источник