Максимальное прямое напряжение: Технические характеристики диодов

Технические характеристики диодов

1. Радиоэлектроника
2. Схемотехника
3. Основы электроники и схемотехники
4. Том 3 – Полупроводниковые приборы

1. Книги / руководства / серии статей
2. Основы электроники и схемотехники. Том 3. Полупроводниковые приборы

Добавлено 4 февраля 2017 в 22:50

В дополнение к прямому падению напряжения и максимальному обратному напряжению есть много других технических параметров диодов, важных при разработке схем и выборе компонентов. Производители полупроводниковых приборов предоставляют подробные спецификации своих продуктов (в том числе, и диодов) в публикациях, известных как технические описания (datasheets, «даташиты»). Технические описания для широкого спектра полупроводниковых приборов могут быть найдены в справочниках и интернете. В качестве источника спецификаций компонентов я предпочитаю интернет, так как данные, полученные от производителей, более актуальны.

Типовые технические описания диодов содержат данные для следующих параметров:

Максимальное повторяющееся (импульсное) обратное напряжение (U_{обр. и.п.макс}, V_RRM)

Максимальное напряжение, которое диод может выдержать в режиме обратного смещения при повторяющихся импульсах. В идеале, эта величина была бы бесконечной.

Максимальное постоянное обратное напряжение (U_{обр.макс}, V_R, V_DC)

Максимальное напряжение, которое диод может выдержать в режиме обратного смещения на постоянной основе. В идеале, эта величина была бы бесконечной.

Максимальное прямое напряжение (U_пр, V_F)

Обычно указывается при номинальном прямом токе диода. В идеале эта величина была бы равна нулю: диод не оказывает никакого сопротивления прямому току. В реальности прямое напряжение описывается уравнением Шокли для диода.

Максимальный (средний) прямой ток (I_{пр.ср.макс}, I_F(AV))

Максимальная средняя величина тока, которую ток может проводить в режиме прямого смещения. Является принципиальным тепловым ограничением: насколько может нагреться PN переход, учитывая что рассеиваемая мощность равна току (I), умноженному на напряжение (U), а прямое напряжение зависит и от тока, и от температуры перехода.

В идеале, эта величина была бы бесконечной

Максимальный (пиковый или импульсный) прямой ток (I_{пр.и.макс}, I_FSM, i_f(surge))

Максимальная пиковая величина тока, которую диод может проводить в режиме прямого смещения. Опять же, этот параметр ограничивается рассеиваемой мощностью диода и, как правило, намного выше максимального среднего тока из-за тепловой инерции (дело в том, что диоду необходимо определенное количество времени, чтобы достигнуть максимальной температуры при заданном токе). В идеале, эта величина была бы бесконечной.

Максимальная общая рассеиваемая мощность(P_д, P_D)

Величина мощности (в ваттах), допустимая для рассеивания диодом, учитывая рассеивание P = IU (ток через диод, умноженный на падение напряжения на диоде) и рассеивание P = I²R (ток в квадрате, умноженный на сопротивление). Фундаментально ограничивается тепловой емкостью диода (способностью выдерживать высокие температуры).

Рабочая температура перехода (T_п.макс, T_J)

Максимальная допустимая температура для PN-перехода диода, как правило, дается в градусах Цельсия (°C). Тепло является «ахиллесовой пятой» полупроводниковых приборов: они должны оставаться холодными как для правильного функционирования, так и для более долгого срока службы.

Диапазон температур хранения

Диапазон температур, допустимых для хранения диода (без подачи питания). Иногда дается в сочетании с рабочей температурой перехода (T

п.макс, T_J), так как значения максимальной температуры хранения и максимальной рабочей температуры часто одинаковы. Хотя, на самом деле, значение максимальной температуры хранения будет больше значения максимальной рабочей температуры.

Тепловое сопротивление (R_T, R(Θ)), тепловое сопротивление для разности температур перехода и окружающего воздуха (R_{Tпер–окр}, RΘ_JA), тепловое сопротивление для разности температур перехода и выводов/корпуса (R_{Tпер–кор}, RΘ_JL) при определенной рассеиваемой мощности

Выражаются в единицах градусов Цельсия на ватт (°C/Вт). В идеале, этот показатель был бы равен нулю, что означало бы, что корпус диода был идеальным теплопроводником и радиатором, способным передать всю тепловую энергию от перехода в окружающий воздух (или к выводам) без разницы температур по всей толщине корпуса диода. Высокое тепловое сопротивление означает, что диод будет наращивать чрезмерную температуру в переходе (в своем самом критически важном месте), несмотря на все усилия по охлаждению с внешней стороны диода, и, таким образом, будет ограничиваться максимальная рассеиваемая мощность.

Максимальный обратный ток (I_{обр.макс}, I_R)

Величина тока через диод в режиме обратного смещения с приложенным максимальным обратным напряжением (U_{обр.макс}, V_R, V_DC). Иногда называется током утечки. В идеале, этот показатель был бы равен нулю, так как идеальный диод при обратном смещении будет блокировать весь ток. В реальности, он очень мал по сравнению с максимальным прямым током.

Типовая емкость перехода (C

пер, C_J)

Типовая величина емкости, свойственной переходу из-за обедненной области, действующей как диэлектрик, разделяющий соединения анода и катода. Как правило, она очень мала и измеряется в диапазоне пикофарад (пФ).

Время восстановления (t_{вос.обр} t_rr)

Количество времени, необходимое диоду «выключиться», когда напряжение на нем меняет полярность с прямого смещения на обратное. В идеале, этот показатель был бы равен нулю: диод останавливает проводимость сразу после изменения полярности. Для типовых выпрямительных диодов время восстановления находится в диапазоне десятков микросекунд; для «быстрых коммутирующих» диодов оно может составлять всего несколько наносекунд.

Большинство из этих параметров зависит от температуры и других условий эксплуатации, и поэтому одно значение не в полной мере описывает любой из этих показателей. Поэтому производители предоставляют графики показателей компонентов в зависимости от других переменных (например, температура), благодаря чему разработчик схем имеет лучшее представление о том, на что способно устройство.

Оригинал статьи:

• Diode Ratings

Время восстановленияДиодЕмкость переходаОбратное напряжениеОбратный токОбучениеПрямое напряжениеПрямой токРассеиваемая мощностьТемпература переходаТепловое сопротивлениеТермическое сопротивлениеЭлектроника

Назад

Оглавление

Вперед

На сайте работает сервис комментирования DISQUS, который позволяет вам оставлять комментарии на множестве сайтов, имея лишь один аккаунт на Disqus.com.

В случае комментирования в качестве гостя (без регистрации на disqus.com) для публикации комментария требуется время на премодерацию.

Диод | Страница 2 из 5 | Electronov.net

Выпрямительный диод

Диоды данного типа наиболее распространены. Основное направление их применения, как видно из названия, выпрямление переменного тока. Также могут применяться и в цепях постоянного тока, например, для защиты от высокого напряжения, неправильной полярности подключения, обратного тока при подключении индуктивной нагрузки и т.д.

Диоды данного типа выпускаются в широком диапазоне рабочего тока: от нескольких мА до сотен и даже тысяч А.

Помимо обычных, выпускаются также быстродействующие, с соответствующим обозначением, которые отличаются меньшими длительностями переходных процессов.

Диапазон рабочих частот выпрямительных диодов:

Для обычных:

Для быстродействующих:

Основные параметры выпрямительных диодов:

• Максимально допустимое обратное напряжение;

Максимальное обратное напряжение, при котором не происходит пробоя диода.

• Средний выпрямляемый ток;

Среднее значение выпрямляемого тока (прямого тока), при котором диод может работать продолжительное время без ухудшения своих характеристик.

• Максимальное значение обратного тока;

Порядок величин:

• Максимальное значение прямого напряжения;

Обычно максимальное прямое напряжение равно 1 В.

• Максимально допустимая рассеиваемая мощность;
• Диапазон рабочих температур;

Для кремния (Si) максимальный диапазон составляет:

Для германия (Ge):

• Барьерная емкость.

Порядок величин:

Диод Шоттки

Данный тип диодов назван в честь немецкого физика Вальтера Шоттки.

По своим функциям это обычный диод, однако, имеющий некоторые особенности по сравнению с обычными выпрямительными диодами.

В качестве барьера в диоде Шоттки используется переход металл-полупроводник, а не p-n переход. Подробнее о барьере Шоттки[гиперссылка]здесь[/гиперссылка]. Данное решение позволило значительно снизить падение напряжения при прямом включении диода. Для сравнения: в кремниевом выпрямительном диоде оно составляет около 0. 7 В, а в диоде Шоттки – 0.1-0.3 В.

Так как переход между металлом (т.е. проводником) и полупроводником, то барьерная емкость диода Шоттки значительно меньше, чем у обычных диодов, следовательно, и время переходных процессов (т.е. время восстановления) также значительно меньше. Это позволяет расширить диапазон рабочих частот до:

К сожалению, жизненное правило: «за каждое достоинство приходится расплачиваться кучей недостатков» применимо и к диодам.

Даже при кратковременном превышении обратного напряжения значения, выше максимально допустимого, диод Шоттки необратимо выходит из строя, в отличие от обычных кремниевых p-n диодов, которые переходят в режим обратимого электрического пробоя, при условии, что рассеиваемая кристаллом диода мощность не превышает допустимых значений.

Диоды Шоттки характеризуются повышенными (относительно обычных кремниевых p-n диодов) обратными токами, имеющими величину порядка Данный факт необходимо учитывать при расчете теплоотвода в случае работы диодов Шоттки с большими токами.

Исходя из достоинств диодов Шоттки, основная область их применения – импульсные цепи, выпрямители на больших частотах.

Основные параметры диодов Шоттки:

• Максимально допустимое обратное напряжение;

Максимальное обратное напряжение, при котором не происходит пробоя диода. Обычно это значение меньше, чем у обычных выпрямительных диодов.

• Максимальный продолжительный прямой ток;

Максимальное значение продолжительного прямого тока, при котором диод может работать продолжительное время без ухудшения своих характеристик.

• Максимальный импульсный прямой ток

Максимальное значение импульсного прямого тока, при котором диод может работать продолжительное время без ухудшения своих характеристик. Является более приоритетным параметром, чем продолжительный прямой ток в импульсных цепях.

• Максимальное значение обратного тока;

Порядок величин:

• Максимальное значение прямого напряжения;
• Максимально допустимая рассеиваемая мощность;
• Диапазон рабочих температур;
• Барьерная емкость.

Порядок величин:

Страниц: 1 2 3 4 5

Номиналы диодов – Как понять таблицу данных диода?

Спецификации, выпущенные производителями диодов, содержат ряд номиналов диодов. Чтобы выбрать диоды для приложения, важно понимать все номиналы, указанные в технических описаниях. Вот список всех номиналов диодов, которые вы всегда должны помнить.

Номинальные характеристики диода

Прямое падение напряжения (В

_f )

Падение напряжения, измеренное на диоде с прямым смещением во время проводимости, известно как прямое падение напряжения . Кремниевый диод имеет прямое падение напряжения 0,6 В , а германиевый диод имеет прямое падение напряжения 0,7 В .

Пиковое обратное напряжение ( PIV )

Пиковое обратное напряжение относится к максимальному обратному напряжению смещения, которое диод выдерживает без повреждения перед пробоем. Пиковое обратное напряжение также известно как пиковое обратное напряжение . Номинальное пиковое обратное напряжение диода увеличивается и уменьшается с температурой. Типичный диод, используемый в выпрямителях, имеет сопротивление PIV номинал не менее 50 В постоянного тока при комнатной температуре.

Максимальное повторяющееся обратное напряжение (V

_RRM )

Максимальное обратное напряжение, которое диод может выдержать в виде повторяющихся импульсов, называется максимальным повторяющимся обратным напряжением (V _RRM ). Другими словами, это максимальное обратное напряжение, которое может выдержать диод при повторном приложении. Это очень важный номинал диода, который учитывается при выборе диода для выпрямителей.

Максимальное обратное напряжение постоянного тока, В _R

Максимальное обратное напряжение постоянного тока, В _R , определяется как максимальное постоянное напряжение обратного смещения, которое может выдержать диод. Максимальное обратное напряжение постоянного тока также известно как максимальное блокирующее напряжение постоянного тока (V _DC ).

Прямое напряжение – В _F

Для запуска проводимости в прямом направлении требуется определенное напряжение. Прямое напряжение можно определить как минимальное напряжение, приложенное к диоду, которое запускает проводимость в диоде. Для кремниевых диодов типичное прямое напряжение составляет около 0,7 В, а для германиевых диодов типичное прямое напряжение составляет около 0,3 В.

Прямой непрерывный ток – I

_F

Максимальный прямой непрерывный ток – это максимальный непрерывный ток, который диод может безопасно проводить, не повреждая себя. Если диод вынужден проводить больше, чем максимальный прямой ток, тепло, выделяемое на PN-переходе, может необратимо повредить диод.

Пиковый прямой ток – I

_FSM или неповторяющийся пиковый прямой бросок тока

Пиковый прямой ток – это максимальный бросок тока, который диод может выдержать в течение короткого периода времени. Это один из самых важных номиналов диодов, на который мы должны ссылаться. Обычно он рассчитан на одиночную полусинусоиду пикового тока длительностью 8,3 мс. Это намного выше номинального максимального прямого тока. Непрерывный поток прямого импульсного тока мгновенно повредит диод.

Повторяющийся пиковый прямой импульсный ток – I

_FRM

Повторяющийся пиковый прямой импульсный ток — это максимальный импульсный ток, который диод может выдерживать в виде повторяющихся импульсов без собственного повреждения.

Максимальный обратный ток или ток утечки – I

_R

Максимальный ток, который диод может проводить при обратном смещении, называется обратным током утечки или током утечки. Это ничтожно мало по сравнению с прямым непрерывным током. Для идеального диода ток утечки принимается равным нулю.

Максимальная рассеиваемая мощность – P

_Dmax

Максимальная рассеиваемая мощность – это максимально возможное рассеивание мощности на диоде при работе в прямом смещении. Обычно это произведение прямого напряжения на прямой непрерывный ток. Переход P-N оказывает сопротивление протеканию тока, что приводит к потерям мощности в виде тепла через переход.

Максимальная рабочая температура перехода – T

_j

Максимальная рабочая температура перехода – это максимально допустимая температура на P-N переходе. От этого зависит срок службы и правильная работа диода. Максимальная рабочая температура перехода указывается в градусах Цельсия и является одним из важных параметров диода, которые необходимо учитывать при выборе.

Емкость перехода – C

_D

Величина емкости, измеренная между анодом и катодом диода при обратном смещении, называется емкостью перехода. При обратном смещении область обеднения расширяется и действует как диэлектрическая среда, разделяющая анод и катод диода. Это приводит к емкости перехода. Измеряется в пФ.

Время обратного восстановления – T

_rr

Количество времени, которое требуется диоду для прекращения проводимости при изменении напряжения на нем от прямого смещения к обратному, называется временем обратного восстановления. Теоретически диод должен блокировать ток мгновенно. Время обратного восстановления диода оценивается в наносекундах.

Ниже приведен список всех важных номиналов диодов.

Из всех номиналов диодов, упомянутых выше, выделенные являются наиболее важными.

Ссылка:

http://www.nhn.ou.edu/~bumm/ELAB/Lect_Notes/diodes_lecture_v1_2_2.html

Теги Основы, Диод, Электроника, Полупроводник

Copyright © 2023 Electrical Classroom. Защищено законом об авторском праве в цифровую эпоху Продолжая использовать этот веб-сайт, вы соглашаетесь с нашей политикой в ​​отношении файлов cookie.
Посмотреть политику конфиденциальности Посмотреть карту сайта

диодов – SparkFun Learn

Авторы: Джимблом

Избранное Любимый 71

Обычные диоды

Сигнальные диоды

Стандартные сигнальные диоды являются одними из самых простых, средних и простых членов семейства диодов.

Обычно они имеют средне-высокое прямое падение напряжения и низкий максимальный номинальный ток. Типичным примером сигнального диода является 1N4148.

Диод слабого сигнала – 1N4148

В наличии COM-08588

Избранное Любимый 10

Список желаний

Очень общего назначения, имеет типичное прямое падение напряжения 0,72 В и максимальный номинальный прямой ток 300 мА.

Диод слабого сигнала, 1N4148. Обратите внимание на черный кружок вокруг диода, который указывает, какой из выводов является катодом.

Силовые диоды

Выпрямитель или силовой диод — это стандартный диод с гораздо более высоким максимальным номинальным током. Этот более высокий номинальный ток обычно достигается за счет большего прямого напряжения. 1N4001 является примером силового диода.

Диодный выпрямитель – 1А, 50В (1N4001)

В наличии COM-08589

1

Избранное Любимый 14

Список желаний

1N4001 имеет номинальный ток 1 А и прямое напряжение 1,1 В.

Диод 1N4001 PTH. На этот раз серая полоса указывает, какой вывод является катодом.

И, конечно же, большинство типов диодов также доступны для поверхностного монтажа. Вы заметите, что каждый диод каким-то образом (независимо от того, насколько он крошечный или трудноразличимый) указывает, какой из двух выводов является катодом.

Светоизлучающие диоды (СИД!)

Самым ярким представителем семейства диодов должен быть светоизлучающий диод (СИД). Эти диоды буквально загораются при подаче положительного напряжения.

Несколько сквозных светодиодов. Слева направо: желтый 3 мм, синий 5 мм, зеленый 10 мм, сверхяркий красный 5 мм, RGB 5 мм и синий 7-сегментный светодиод.

Как и обычные диоды, светодиоды пропускают ток только в одном направлении. Они также имеют номинальное прямое напряжение, то есть напряжение, необходимое для того, чтобы они загорелись. В _F номинал светодиода обычно больше, чем у обычного диода (1,2~3 В), и зависит от цвета, излучаемого светодиодом. Например, номинальное прямое напряжение сверхяркого синего светодиода составляет около 3,3 В, а сверхярко-красного светодиода такого же размера — всего 2,2 В.

Очевидно, светодиоды чаще всего используются в осветительных приборах. Они шустрые и веселые! Но более того, их высокая эффективность привела к широкому использованию в уличных фонарях, дисплеях, задней подсветке и многом другом. Другие светодиоды излучают свет, невидимый человеческому глазу, например, инфракрасные светодиоды, составляющие основу большинства пультов дистанционного управления. Еще одно распространенное использование светодиодов – оптическая изоляция опасной высоковольтной системы от низковольтной цепи. Оптоизоляторы соединяют инфракрасный светодиод с фотодатчиком, который пропускает ток при обнаружении света от светодиода. Ниже приведен пример схемы оптоизолятора. Обратите внимание, как схематическое обозначение диода отличается от обычного диода. Светодиодные символы добавляют пару стрелок, отходящих от символа.

Диоды Шоттки

Другим очень распространенным диодом является диод Шоттки.

Диод Шоттки

В наличии COM-10926

1

Избранное Любимый 13

Список желаний

Полупроводниковый состав диода Шоттки немного отличается от обычного диода, в результате чего значительно0011 меньшее прямое падение напряжения , которое обычно составляет от 0,15 В до 0,45 В. Однако они все равно будут иметь очень большое напряжение пробоя.

Диоды Шоттки особенно полезны для ограничения потерь, когда каждый бит напряжения должен быть сохранен. Они достаточно уникальны, чтобы получить собственный символ цепи с парой изгибов на конце катодной линии.

Стабилитроны

Стабилитроны — странный изгой семейства диодов. Они обычно используются намеренно провести обратный ток .

Стабилитрон – 5,1 В 1 Вт

Пенсионер COM-10301

Пенсионер

Избранное Любимый 10

Список желаний

Стабилитроны рассчитаны на очень точное напряжение пробоя, называемое пробивным напряжением стабилитрона или напряжением стабилитрона .