Вы находитесь здесь: Главная > Диоды > Общие свойства и параметры диодов — club155ru

Общие свойства и параметры диодов — club155ru

Общие свойства и параметры диодов - club155ruОбщие характеристики и характеристики диодов Схемотехника — Конструирование схем

Общие свойства и параметры диодов - club155ruСистема и список характеристик, включаемые в технические описания и характеризующие характеристики полупроводниковых диодов, выбираются с учетом их физико-технологических особенностей и области внедрения. Почти всегда важны сведения об их статических, динамических и предельных параметрах.

Статические характеристики охарактеризовывают поведение устройств при неизменном токе, динамические — их частотно-временные характеристики, предельные характеристики определяют область устойчивой и надежной работы.

Общие свойства и параметры диодов - club155ruВ справочники, эталоны либо технические описания врубается нужная для детализированного расчета схем информация о параметрах: нормы на значения характеристик, режимы их измерений, вольт-амперные свойства, зависимости характеристик от режима и температуры, наибольшие и очень допустимые значения характеристик, конструктивно-технологические особенности устройств, их основное предназначение, специальные требования, способы измерения характеристик, типовые схемы внедрения.

Неизменные (случайные) конфигурации технологических причин оказывают существенное воздействие на значения характеристик изготавливаемых устройств. Потому значения характеристик даже 1-го типа устройств являются случайными величинами, т. е. имеется отклонение от среднего (типового, номинального) уровня. Для неких характеристик инсталлируются граничные значения и вероятные отличия (разброс). Нормы на разброс характеристик инсталлируются на базе экспериментально-статистических данных при обеспечении надежной и устойчивой работы устройств в разных критериях и режимах внедрения, также исходя из экономических суждений.

Стоит отметить, что вследствие неизменного совершенствования конструкций и технологии производства полупроводниковых устройств происходят конфигурации средних значений характеристик. Некие эталоны устройств имеют характеристики лучше, чем приведенные в технических описаниях и справочниках.

В различных странах есть региональные унифицированные эталоны на характеристики и свойства полупроводниковых устройств, методики их измерений и контроля свойства, которые могут значительно отличаться от интернациональных эталонов.

Различают общие характеристики, которыми характеризуется хоть какой полупроводниковый диодик, и особые характеристики, присущие только отдельным видам диодов. К общим характеристикам диодов относят: характеристики рассеиваемой мощности, термические характеристики, пробивные наибольшие и очень допустимые токи и напряжения, характеристики, определяемые по виду ВАХ прибора, характеристики, характеризующие главные характеристики (p)-(n)-перехода и т. п.

Рассеиваемая мощность ((P_{пр}), (P_{обр}), (P_{ср}), (P_и)). Когда через диодик проходит ток, при данном напряжении на диодике выделяется мощность (P_д = I cdot U). При подаче на диодик переменного напряжения общая мощность, рассеиваемая диодиком, равна сумме мощностей рассеиваемых при прохождении тока в прямом ((P_{пр})) и оборотном ((P_{обр})) направлениях (P_д = P_{пр} + P_{обр}). Средняя рассеиваемая мощность ((P_{ср})) определяется как среднее за период значение мощности, рассеиваемой диодиком при протекании прямого и оборотного токов. Наибольшее значение рассеиваемой мощности, при которой гарантируется длительная и размеренная работа диодика при данных наружных критериях, именуется наибольшей допустимой мощностью рассеяния диодика. Наибольшее секундное значение мощности, рассеиваемой диодиком, именуется импульсной рассеиваемой мощностью ((P_и)).

Температура ((T), (T_п), (T_{кор})). Выделение мощности сопровождается нагреванием диодика, что приводит к росту оборотного тока и повышению вероятности появления термического пробоя (p)-(n)-перехода. Для исключения термического пробоя температура (p)-(n)-перехода должна быть меньше наибольшей допустимой температуры перехода ((T_{п max})). Обычно, эта температура для германиевых диодов составляет 70 °C, а для кремниевых — 125 °C. Выделяемая теплота рассеивается диодиком в окружающую среду. Беря во внимание конструктивные особенности диодика и условия его эксплуатации, время от времени нормируются наибольшая температура корпуса диодика ((T_{к max})) и наибольшая температура среды поблизости диодика ((T)).

Общие свойства и параметры диодов - club155ruТермическое сопротивление ((R_т), (R_{т пер-окр}), (R_{т пер-кор})). Перепад температур меж переходом и окружающей средой определяется выражением: (T_п – T = R_т cdot P_д), где (R_т) — термическое сопротивление, характеризующее условия отвода теплоты от диодика (определяется конструкцией корпуса, наличием радиатора и т. д.). Зависимо от расположения контрольной точки, в какой делается измерение температуры, различают: термическое сопротивление переход – окружающая среда ((R_{т пер-окр})), термическое сопротивление переход – корпус диодика ((R_{т пер-кор})). Термическое сопротивление переход – среда ((R_{т пер-окр})) следует знать для расчета допустимой рассеиваемой мощности маломощных диодов обычно работающих без теплоотвода, а термическое сопротивление переход – корпус ((R_{т пер-кор})) — для расчета режима работы массивных устройств при наличии наружного радиатора. Обычно (R_{т пер-окр} gg R_{т пер-кор}) (сопротивление (R_{т пер-кор}) остается неизменным исключительно в случае малых плотностей тока). Тепло от кристалла с переходами к корпусу либо радиатору отводится за счет теплопроводимости, а от корпуса в окружающее место — конвекцией и излучением. Режим диодика нужно выбирать из условия (newcommand{slfrac}[2]{left.#1right/#2}U cdot I leq P_{д max}= slfrac{left( T_{п max} – T right)}{R_{т пер-окр}}).

Переходное термическое сопротивление ((Z_т), (Z_{т пер-окр}), (Z_{т пер-кор})). При определении термических режимов в случае работы диодов при малых длительностях импульсов употребляются их переходные термические свойства, а конкретно переходное термическое сопротивление диодика ((Z_т)), которое является отношением разности конфигурации температуры перехода и температуры в контрольной точке за данный просвет времени, когда происходит это изменение температуры, к приращению рассеиваемой мощности диодика, скачкообразно увеличенной сначала этого интервала. Производными этого параметра являются: переходное термическое сопротивление переход – окружающая среда ((Z_{т пер-окр})) и переходное термическое сопротивление переход – корпус диодика ((Z_{т пер? кор})).

Прямой ток и напряжение ((I_{пр}), (I_{пр}) и, (I_{пр ср}), (U_{пр}), (U_{пр и})). При приложении к диодику неизменного прямого напряжения (U_{пр}) его температура находится в зависимости от величины протекающего прямого тока (I_{пр}). Прямой ток, при котором температура (p)-(n)-перехода диодика добивается наибольшего допустимого значения ((T_{п max})), именуют допустимым прямым током ((I_{пр max})). Наибольшее допустимое секундное значение прямого тока диодика именуют наибольшим импульсным прямым током ((I_{пр и max})). Наибольшее секундное значение прямого напряжения на диодике, обусловленное данным импульсным прямым током, именуется наибольшим импульсным прямым напряжением диодика ((U_{пр и max})). Средний прямой ток диодика ((I_{пр ср})) определяется при подаче на диодик переменного напряжения как среднее за период значение прямого тока.

Оборотный ток и напряжение ((I_{обр}), (I_{обр и}), (U_{обр}), (U_{обр и})). При приложении к диодику неизменного данного оборотного напряжения (U_{обр}) через него протекает неизменный оборотный ток (I_{обр}) определенной величины. Принципиальным параметром диодов является наибольшее допустимое оборотное напряжение (U_{обр max}), при котором не происходит пробоя (p)-(n)-перехода. Обычно (U_{обр max} le {0,8}U_{проб}), где (U_{проб}) — значение оборотного напряжения, вызывающее пробой перехода диодика, при котором оборотный ток добивается данного значения, оно именуется пробивным напряжением диодика. Очень допустимое импульсное оборотное напряжение ((U_{обр и max})) определяет наибольшее секундное значение для оборотного напряжения на диодике, а очень допустимый импульсный оборотный ток ((I_{обр и max})) охарактеризовывает предельное секундное значение оборотного тока, обусловленного импульсным оборотным напряжением.

Дифференциальное сопротивление ((r_{диф})). Прямое ((r_{пр})) и оборотное ((r_{обр})) сопротивления диодика неизменному току выражаются соотношениями: (newcommand{slfrac}[2]{left.#1right/#2}r_{пр} = slfrac{U_{пр 0}}{I_{пр 0}}), (r_{обр} = slfrac{U_{обр 0}}{I_{обр 0}}) , где (U_{пр 0}), (I_{пр 0}), (U_{обр 0}), (I_{обр 0}) задают определенные точки на ВАХ прибора, в каких делается вычисление сопротивления. Так как обычная ВАХ полупроводникового прибора имеет участки с завышенной линейностью (один на прямой ветки, один — на оборотной), то вводится понятие дифференциального сопротивления ((r_{диф})), которое рассчитывается как отношение малого приращения напряжения диодика к малому приращению тока в нем при данном режиме ((r_{диф пр} = slfrac{Delta U_{пр}}{Delta I_{пр}}), (r_{диф обр} = slfrac{Delta U_{обр}}{Delta I_{обр}})).

Общие свойства и параметры диодов - club155ruЕмкость перехода ((C_{пер})) и скопленный заряд ((Q_{нк})). Изменение наружного напряжения (operatorname{d}U) на (p)-(n)-переходе приводит к изменению скопленного в нем заряда (operatorname{d}Q). Потому (p)?(n)?переход ведет себя подобно конденсатору, емкость которого (C = operatorname{d}Q/operatorname{d}U). Зависимо от физической природы изменяющегося заряда различают зарядную (барьерную) и диффузионную емкости. Зарядная (барьерная) емкость определяется конфигурацией нескомпенсированного заряда ионов при изменении ширины запирающего слоя под воздействием наружного оборотного напряжения. При увеличении же наружного напряжения, приложенного к (p)-(n)-переходу в прямом направлении, вырастает концентрация инжектированных носителей поблизости границ перехода, что приводит к изменению количества заряда, обусловленного неосновными носителями в (p)- и (n)-областях. Это можно рассматривать как проявление некой емкости. Так как она находится в зависимости от конфигурации диффузионной составляющей тока, ее именуют диффузионной емкостью. Заряд электронов либо дырок, скопленный при протекании прямого тока в базе диодика либо (i)?области (p)-(i)-(n)-диода, именуется скопленным зарядом ((Q_{нк})). Полная емкость (p)-(n)-перехода определяется суммой зарядной и диффузионной емкостей: (C_{пер} = C_{зар} + C_{диф}). При включении (p)?(n)?перехода в прямом направлении преобладает диффузионная емкость, а при включении в оборотном направлении — зарядная (емкость (C_{диф}) при всем этом пренебрежимо мала).

Заряд восстановления ((Q_{вос})) и время восстановления ((t_{вос обр}), (t_{вос пр})). При переключении диодика с прямого тока на оборотный весь скопленный заряд вытекает во внешнюю цепь. При данных прямом токе и итоговом оборотном напряжении весь суммарный заряд (с учетом скопленного заряда и заряда емкости обедненного слоя для полных процессов запаздывания и восстановления), вытекающий во внешнюю цепь, именуется зарядом восстановления ((Q_{вос})), а время, истекшее от момента прохождения тока через нулевое значение до момента заслуги оборотным током данной величины — временем восстановления оборотного сопротивления либо просто временем оборотного восстановления диодика ((t_{вос обр})). Аналогично определяется время установления прямого напряжения либо время прямого восстановления диодика ((t_{вос пр})), которое равно промежутку времени, в течение которого прямое напряжение на диодике устанавливается от нулевого значения до данного уровня.

Полный перечень общих характеристик диодов и их принятых обозначений приведен в таб. 2.2?1. Кроме обрисованных выше характеристик он включает также:

действенное время жизни неравновесных носителей заряда ((t_{эф})), характеризующее материал и некие конструктивные характеристики кристалла полупроводника-

емкость корпуса диодика ((C_{кор})), определяемую его конструктивными особенностями-

Общие свойства и параметры диодов - club155ruобщие емкость ((C_д)) и индуктивность ((L_п)) диодика, измеряемые в установившемся режиме работы.

Общие свойства и параметры диодов - club155ruТаб. 2.2-1. Общие главные характеристики диодов

Общие свойства и параметры диодов - club155ru

Общие свойства и параметры диодов - club155ru

< Предшествующая Последующая >

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • Twitter
  • RSS

Оставить комментарий

Подтвердите, что Вы не бот — выберите самый большой кружок: