Diodeneigenschaften
Es gibt verschiedene Stromskalen für Vorwärts- und Rückwärtsvorspannungsoperationen. Der vordere Teil der Kurve zeigt an, dass die Diode einfach leitet, wenn der P-Bereich positiv und der N-Bereich negativ gemacht wird.
Die Diode leitet fast keinen Strom in der Richtung mit hohem Widerstand, dh wenn der P-Bereich negativ und der N-Bereich positiv gemacht wird. Jetzt werden die Löcher und Elektronen von der Verbindungsstelle abgelassen, wodurch sich das Barrierepotential erhöht. Dieser Zustand wird durch den Rückstromteil der Kurve angezeigt.
Der gepunktete Abschnitt der Kurve zeigt die ideal curve, was sich ergeben würde, wenn es keinen Lawinenausfall gäbe. Die folgende Abbildung zeigt die statische Charakteristik einer Sperrschichtdiode.
DIODE IV Eigenschaften
Die Vorwärts- und Rückwärtsstromspannungskennlinien (IV) einer Diode werden im Allgemeinen auf einer einzelnen Kennlinie verglichen. Die im Abschnitt Vorwärtskennlinie dargestellte Abbildung zeigt, dass die Vorwärtsspannung und die Rückwärtsspannung normalerweise in der horizontalen Linie des Diagramms dargestellt sind.
Vorwärts- und Rückwärtsstromwerte werden auf der vertikalen Achse des Diagramms angezeigt. Vorwärtsspannung rechts und Rückwärtsspannung links dargestellt. Der Anfangspunkt oder der Nullwert befindet sich in der Mitte des Diagramms. Der Vorwärtsstrom verlängert sich über der horizontalen Achse, wobei sich der Rückwärtsstrom nach unten erstreckt.
Die kombinierten Werte für Vorwärtsspannung und Vorwärtsstrom befinden sich im oberen rechten Teil des Diagramms und die Werte für Rückwärtsspannung und Rückwärtsstrom in der unteren linken Ecke. Normalerweise werden unterschiedliche Skalen verwendet, um Vorwärts- und Rückwärtswerte anzuzeigen.
Vorwärtskennlinie
Wenn eine Diode in Vorwärtsrichtung vorgespannt ist, leitet sie Strom (IF) in Vorwärtsrichtung. Der Wert von IF hängt direkt von der Höhe der Durchlassspannung ab. Das Verhältnis von Durchlassspannung und Durchlassstrom wird als Ampere-Volt- oder IV-Charakteristik einer Diode bezeichnet. Eine typische Diodenvorwärts-IV-Charakteristik ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
Es folgen die Beobachtungen -
Die Durchlassspannung wird über die Diode gemessen und der Durchlassstrom ist ein Maß für den Strom durch die Diode.
Wenn die Durchlassspannung über der Diode 0 V beträgt, beträgt der Durchlassstrom (IF) 0 mA.
Wenn der Wert am Startpunkt (0) des Diagramms beginnt und die VF in Schritten von 0,1 V progressiv erhöht wird, beginnt die ZF zu steigen.
Wenn der Wert von VF groß genug ist, um das Barrierepotential des PN-Übergangs zu überwinden, tritt ein beträchtlicher Anstieg der ZF auf. Der Punkt, an dem dies auftritt, wird oft als Kniespannung bezeichnetVK. Für Germaniumdioden,VK beträgt ungefähr 0,3 V und 0,7 V für Silizium.
Wenn der Wert von IF weit darüber hinaus ansteigt VKwird der Durchlassstrom ziemlich groß.
Dieser Vorgang führt dazu, dass sich über der Verbindungsstelle übermäßige Wärme entwickelt und eine Diode zerstört werden kann. Um diese Situation zu vermeiden, ist ein Schutzwiderstand in Reihe mit der Diode geschaltet. Dieser Widerstand begrenzt den Durchlassstrom auf seinen maximalen Nennwert. Normalerweise wird ein Strombegrenzungswiderstand verwendet, wenn Dioden in Vorwärtsrichtung betrieben werden.
Reverse Characteristic
Wenn eine Diode in Sperrrichtung vorgespannt ist, leitet sie einen Sperrstrom, der normalerweise recht klein ist. Eine typische Diodenumkehr-IV-Charakteristik ist in der obigen Abbildung dargestellt.
Die vertikale Rückstromlinie in diesem Diagramm enthält Stromwerte, die in Mikroampere ausgedrückt werden. Die Anzahl der Minderheitenstromträger, die an der Leitung des Rückstroms beteiligt sind, ist recht gering. Im Allgemeinen bedeutet dies, dass der Rückstrom über einen großen Teil der Rückspannung konstant bleibt. Wenn die Sperrspannung einer Diode von Anfang an erhöht wird, ändert sich der Sperrstrom geringfügig. Am Durchbruchspannungspunkt (VBR) steigt der Strom sehr schnell an. Die Spannung an der Diode bleibt zu diesem Zeitpunkt einigermaßen konstant.
Diese Konstantspannungscharakteristik führt zu einer Reihe von Anwendungen von Dioden unter Sperrvorspannungsbedingungen. Die Prozesse, die für die Stromleitung in einer in Sperrrichtung vorgespannten Diode verantwortlich sind, werden als bezeichnetAvalanche breakdown und Zener breakdown.
Diodenspezifikationen
Wie bei jeder anderen Auswahl muss die Auswahl einer Diode für eine bestimmte Anwendung berücksichtigt werden. Der Hersteller stellt diese Art von Informationen im Allgemeinen zur Verfügung. Spezifikationen wie maximale Spannungs- und Stromwerte, übliche Betriebsbedingungen, mechanische Fakten, Kabelidentifikation, Montageverfahren usw.
Im Folgenden sind einige wichtige Spezifikationen aufgeführt:
Maximum forward current (IFM) - Der absolute maximale sich wiederholende Durchlassstrom, der durch eine Diode fließen kann.
Maximum reverse voltage (VRM) - Die absolute maximale oder maximale Sperrspannung, die an eine Diode angelegt werden kann.
Reverse breakdown voltage (VBR) - Die minimale stationäre Sperrspannung, bei der ein Durchschlag auftritt.
Maximum forward surge current (IFM-surge)- Der maximale Strom, der für ein kurzes Zeitintervall toleriert werden kann. Dieser aktuelle Wert ist viel größer als IFM.
Maximum reverse current (IR) - Der absolute maximale Rückstrom, der bei Betriebstemperatur des Geräts toleriert werden kann.
Forward voltage (VF) - Maximaler Durchlassspannungsabfall für einen bestimmten Durchlassstrom bei Betriebstemperatur des Geräts.
Power dissipation (PD) - Die maximale Leistung, die das Gerät kontinuierlich kontinuierlich in freier Luft bei 25 ° C aufnehmen kann.
Reverse recovery time (Trr) - Die maximale Zeit, die das Gerät zum Ein- und Ausschalten benötigt.
Wichtige Begriffe
Breakdown Voltage - Dies ist die minimale Sperrspannung, bei der der PN-Übergang bei plötzlichem Anstieg des Sperrstroms zusammenbricht.
Knee Voltage - Dies ist die Durchlassspannung, bei der der Strom durch die Verbindungsstelle schnell ansteigt.
Peak Inverse Voltage - Dies ist die maximale Sperrspannung, die an den PN-Übergang angelegt werden kann, ohne ihn zu beschädigen.
Maximum Forward Rating - Es ist der höchste momentane Durchlassstrom, den ein PN-Übergang passieren kann, ohne ihn zu beschädigen.
Maximum Power Rating - Dies ist die maximale Leistung, die von der Verbindungsstelle abgeleitet werden kann, ohne die Verbindungsstelle zu beschädigen.