Буквенно-цифровое обозначение (БЦО) диодов

 

БЦО диодов содержит 4 элемента:

1-й элемент - (буква или цифра) указывает материал полупроводника:

Г (1) – германий (Ge)

К (2) – кремний (Si)

А (3) – соединения галлия (например, арсенид галлия – GaAs)

И (4) – соединения индия (например, фосфид индия – InP)

 

Буква ставится, если диод предназначен для бытовой аппаратуры. Цифра означает военную приемку, т.е. если диод предназначен для спецтехники.

 

2-й элемент - (буква) указывает область применения, например:

Д – выпрямительные или импульсные диоды

В – варикапы

Л – свето-диоды

И – туннельные диоды

С – стабилитроны, стабисторы

А – СВЧ – диоды и т.д.

 

3-й элемент – трехзначное число, так называемая серия.

Серия указывает назначение или электрические свойства диода, например:

(101 ÷ 199) – выпрямительные диоды малой мощности

(201 ÷ 299) – выпрямительные диоды средней мощности

(301 ÷ 399) – мощные выпрямительные диоды

(401 ÷ 499) – ВЧ – диоды

(501 ÷ 599) – импульсные диоды и т.д.

Вторая и третья цифра серии указывают порядковый номер разработки.

 

4-й элемент – (буква от А до Я) характеризует технологический разброс параметров.

 

 

Пример 1: 2Д503Б

2 – кремниевый диод с военной приемкой

Д – импульсный диод (т.к. далее следует цифра 5)

503 – серия

03 – номер разработки

Б – разброс параметров

 

Пример 2: 3И101А

3 – диод с военной приемкой из арсенида галлия

И – туннельный диод

101 – серия

01 – номер разработки

А – разброс параметров

 

Выпрямительный диод

 

Выпрямительные диоды делятся на низкочастотные мощные (силовые) и высокочастотные маломощные.

Их назначение – преобразование переменного напряжения в постоянное.

Работа выпрямительного диода основана на его односторонней проводимости.

Схема однополупериодного выпрямителя

Трансформатор служит для понижения входного напряжения до значения . U₂

0 + t

Т

I_Д

0 t

U_ВЫХ

заряд

разряд

0 t

 

При положительной полуволне напряжения диод находится под прямым напряжением, сопротивление диода мало, через него протекает ток , который создает на нагрузке падение напряжения (закон Ома). При отрицательной полуволне напряжения диод находится под обратным напряжением, его сопротивление велико, через диод протекает небольшой тепловой ток, которым можно пренебречь, т.е. считать его равным 0. При этом и падение напряжения на нагрузке будет .

Таким образом, через диод и нагрузку протекает пульсирующий ток (то он есть, то его нет), длительность импульсов которого равна половине периода входного сигнала (), поэтому схема называется однополупериодной. Этот ток является выпрямленным, т.к. не меняет знак – всегда положителен.

Для сглаживания пульсаций параллельно сопротивлению нагрузки подключают блокировочный конденсатор .

Механизм сглаживания пульсаций:

При положительной полуволне конденсатор быстро заряжается через малое сопротивление открытого диода.

При отрицательной полуволне конденсатор медленно разряжается через относительно большое сопротивление нагрузки.

В результате выходное напряжение приближается к постоянному напряжению.

Чем больше емкость блокировочного конденсатора и чем больше сопротивление нагрузки, тем меньше пульсации.

Емкость блокировочного конденсатора выбирается из условия: реактивное сопротивление конденсатора должно быть много меньше сопротивления нагрузки, т.е. .

В электронной технике понятие «много» означает на порядок, поэтому данное неравенство можно переписать: .

Учитывая, что , получим: .

Отсюда выражаем или

, где

 

Таким образом, зная частоту входного сигнала и сопротивление нагрузки, легко определить емкость блокировочного конденсатора.

 

Конденсатор пропускает переменный ток и не пропускает постоянный.

 

Докажем это. Для постоянного тока , следовательно, реактивное сопротивление конденсатора в этом случае будет стремиться к бесконечности (вытекает из выражения 5), а через бесконечно большое сопротивление ток протекать не может.

Стабилитрон

Стабилитрон – это полупроводниковый диод, у которого обратная ветвь ВАХ используется для стабилизации напряжения.

Рабочим участком стабилитрона является область электрического пробоя, а рабочим напряжением – напряжение пробоя.

В качестве стабилитронов используют кремниевые диоды, обладающие бо́льшей устойчивостью к тепловому пробою.

Обозначение: Пример: КС182А

ВАХ стабилитрона:

I_ПР

 

 

U_ОБР U_{СТ НОМ} 0 1В U_ПР

I_{СТ НОМ}

 

 

I_ОБР

 

Одним из характерных параметров стабилитрона является температурный коэффициент напряжения стабилизации:

- напряжение стабилизации при температуре ;

- напряжение стабилизации при температуре ;

- разность температур.

 

показывает относительное изменение напряжения стабилизации при изменении температуры на 1К.

бывают больше и меньше нуля. Обычно используют стабилитроны с , работающие на лавинном пробое.

Иногда в качестве рабочего участка стабилитрона используется прямая ветвь ВАХ, имеющая - такие стабилитроны называются стабисторами.

 

Для компенсации температурных изменений последовательно со стабилитроном включают 1 или несколько стабисторов:

- стабилитрон ()

- стабистор ()

Созданные по данному принципу стабилитроны называются прецизионными (например, КС191А). Прецизионные стабилитроны обладают высокой температурной стабильностью и высокой точностью стабилизации. Используются они в качестве источников опорного (эталонного) напряжения в цифровых схемах.

Вместо стабистора можно использовать обычный выпрямительный диод, у которого прямая ветвь ВАХ также имеет .

Применение стабилитронов:

· Стабилизаторы напряжений.

· Источники опорного напряжения в цифровых схемах.

· Т.к. электрический пробой не связан с диффузией носителей заряда, то в стабилитроне отсутствуют инерционные явления, обусловленные накапливанием и рассасыванием зарядов. Это позволяет использовать стабилитрон в качестве переключателя. Время переключения стабилитрона очень мало десятки пикосекунд (1пСек=10^-12Сек).