Принцип действия выпрямительных диодов
Принцип действия выпрямительных диодов основан на свойстве односторонней проводимости p-n – перехода. Если к диоду подвести переменное напряжение (рис. 2.5.), то в течении одного полупериода, когда на аноде положительная полуволна, на p-n – переходе действует прямое напряжение.
При этом сопротивление диода мало, через него протекает прямой ток.
В следующий полупериод полярность напряжения на диоде меняется на обратную. Его сопротивление увеличивается, через диод проходит небольшой обратный ток.
| U |
| t |
| t |
| U |
| Iвыпр. |
| U ~ Uн |
| Rн |
| Рисунок 2.5. Применение диода для выпрямления переменного тока |
Нагрузку включают в цепь источника питания последовательно с диодом. Фактически ток через нагрузку проходит в одном направлении, так как обратным током по сравнению с прямым можно пренебречь.
Таким образом происходит выпрямление, то есть преобразование тока в постоянный по направлению (пульсирующий). Схема выпрямления с одним диодом на практике применяется редко.
Последовательное и параллельное соединение диодов
При выпрямлении высоких напряжений приходится соединять диоды последовательно, с тем чтобы обратное напряжение на каждом диоде не превышало предельного. Для того чтобы напряжение распределялось равномерно, независимо от обратных сопротивлений диодов, применяют шунтирование диодов резисторами. Сопротивление Rш должно быть одинаковым и значительно меньше наименьшего из обратных сопротивлений диодов. Обычно Rш = 100 кОм.
Параллельное соединение диодов применяется в том случае, когда нужно получить прямой ток, больший предельного тока одного диода. Для выравнивания токов, последовательно с диодами, включают резисторы с малым сопротивлением (1-2 Ома).
| R |
| R |
| б) |
| Рис. 2.6. Последовательное а) и параллельное б) соединение диодов |
| Rш |
| Rш |
| Rш |
| VD |
| VD |
| VD |
| а) |
Импульсные диоды
Импульсные диоды-это полупроводниковые диоды, которые имеют малую длительность переходных процессов при переключении с прямого напряжения на обратное (и наоборот) и предназначены для работы в импульсных схемах в качестве электронного ключа.
Положительный импульс, являясь для диода прямым напряжением, снижает его сопротивление до величины Rпр. В цепи через нагрузку протекает ток. При перемене полярности импульса на отрицательный, диод находится под действием Uобр. Его сопротивление быстро возрастает.
Поскольку длительность импульсов очень мала, переход из открытого состояния в закрытое и обратно должен происходить мгновенно. Но этому препятствует инерционность процессов накопления и рассасывания носителей зарядов. Поэтому диод закрывается не сразу, а в течение некоторого времени, то есть на нагрузку проходит импульс обратного тока.
| VD |
| Rн |
| а) |
| U |
| Tи |
| Iобр.уст. |
| t |
| t |
| Твост. |
| б) |
| Рис. 2.7. Схема включения а) и временные диаграммы б) при переключении импульсного диода на обратное напряжение |
При прямом напряжении ток в цепи определяется сопротивлением Rн.
Поэтому импульсы прямого тока почти не искажаются. Время tвост., от момента возникновения обратного тока до момента, когда он принимает установившиеся значение, называют временем обратного восстановления диодов.
Варикапы
| -40 |
| Спф. |
| -80 |
| Uобр.в. |
| Рис. 2.8. Условное обозначение варикапов а) и зависимость барьерной ёмкости б) от обратного напряжения |
| а) |
| б) |
Таким образом, варикапы представляют собой конденсаторы переменной ёмкости, управляемые путём изменения обратного напряжения.
Основные параметры варикапов:
- номинальная ёмкость С;
- коэффициент перекрытия ёмкости Кс – отношение ёмкости варикапа при двух заданных значениях обратного напряжения;
максимальное обратное напряжение – Uобр. макс.
Дата добавления: 2015-12-29; просмотров: 882;