Выпрямительные плоскостные диоды.

Большую группу полупроводниковых диодов составляют плоскостные выпрямительные диоды, предназначенные для преобразования (выпрямления) переменного напряжения низкой частоты 50 Гц ¸ 1 кГц (иногда до 50 кГц) в постоянное. Часто их называют силовыми диодами. Принцип работы вып­рямительных диодов основан на использовании резко выраженной односто­ронней проводимости р-п перехода. Устройство плоскостного полупроводникового диода схематически показано на рис.2.1.

Вольтамперная характеристика реального диода отличается от теоретической вольтамперной характеристики идеализированного р-п перехода (рис. 2.2). Расхождение в обратных, ветвях связано, во-первых, с наличием поверхностного тока утечки I_ут, который растёт пропорционально обрат­ному напряжению. Его величина может существенно изменяться в зависи­мости от времени и состояния окружающей среды. Во-вторых, величина обратного тока увеличивается за счет термотока I_T, обусловленного процес­сом генерации носителей тока в самом переходе. С ростом обратного напряжения величина термотока увеличивается пропорционально .

В современных диодах, благодаря специальной обработке и защите перехода от внешних воздействий, ток утечки всегда существенно меньше термотока.

На ход прямой ветви оказывает влияние омическое сопротивление базы r_б диода. Прямой ток создает на базе падение напряжения . Поэтому напряжение, действующее непосредственно на р-п переходе будет меньше приложенного на величину U_б, и уравнение вольтамперной характеристики диода следует записать так:

(2.1 )

где I₀ - тепловой ток, j _T - температурный потенциал.

В области больших токов за счет наличия r_б зависимость I от U становится линейной. Вольтамперная характеристика реального плоскостного полупроводникового диода показана на рис. 2.2. Там же показаны составляющие обратного тока и с целью сравнения нанесена теоретическая характеристика.

Для наглядности обратные ветви в отличие от прямых изображены в более крупном масштабе по току и в более мелком по напряжению.