На практике обычно нет необходимости получать всю вольт-амперную характеристику, достаточно знать несколько её точек, называемых электрическими параметрами полупроводниковых диодов.
Выпрямленный ток - среднее значение тока, который может длительно протекать через диод, не вызывая недопустимого перегрева и необратимого изменения его характеристик.
Прямой ток - ток, протекающий через выпрямитель в пропускном направлении при приложенном к нему определенном постоянном напряжении.
Наибольшая амплитуда обратного напряжения - амплитуда напряжения, которое может быть приложено к выпрямителю в пропускном (обратном) направлении в течение длительного времени без опасности нарушения нормальной работы диода.
Внутреннее дифференциальное сопротивление - отношение приращения напряжения к соответствующему приращению тока:
а) в прямом направлении: ;
б) в обратном направлении: RОБР = Δ UОБР /Δ IОБР.
Коэффициент выпрямления - отношение токов в прямом и обратном направлениях
K = IПР / IОБР, при | UПР | = | UОБР | = const и T = const.
Коэффициент полезного действия - отношение мощностей на выходе и входе диода
100%.
Температурная зависимость вольт - амперных характеристик и параметров полупроводниковых диодов
Вольт - амперная характеристика диода существенно зависит от его температуры. На рис. 4 показано её изменение при нагреве прибора. Наиболее сильно с изменением температуры меняются ток насыщения и соответственно обратное статическое сопротивление диода. Входящие в выражение для тока насыщения величины np и рр изменяются с температурой по экспоненциальному закону , где Δ Eg - ширина запрещенной зоны полупроводника. Соответственно по этому же закону будет уменьшаться обратное статическое сопротивление диода. Линейный участок обратной ветви вольт - амперной характеристики не параллелен оси напряжений. Возрастание тока насыщения с увеличением напряжения характеризуется динамическим сопротивлением. При сравнении вольт - амперных характеристик одного диода при различных температурных условиях видно, что линейные участки обратных ветвей почти параллельны друг другу, т. е. динамическое сопротивление Rдин = слабо изменяется с температурой, в то время как изменения статистического сопротивления Rст = значительны. Рост тока насыщения с повышением температуры практически является основным фактором, определяющим температурный предел работы диода. При повышении температуры уменьшается и прямое сопротивление диода, увеличивается прямой ток, но в меньшей степени, чем обратный ток. Это объясняет уменьшение коэффициента выпрямления с повышением рабочей температуры полупроводникового диода.
|
Рис. 4. Вольт - амперная характеристика диода при различных температурах T1 < T2 < T3
В данной работе исследуются полупроводниковые диоды.
Принципиальная схема установки приведена на рис. 5. Исследуемый диод помещается в термостат. Постоянное смещение на прибор полается от выпрямителя. В лабораторной установке предусмотрено переключение источника питания и приборов при измерении прямой и обратной ветви вольт - амперной характеристики.
Рис. 5. Принципиальная схема установки для исследования полупроводниковых диодов