Выпрямительный полупроводниковый диод — полупроводниковый диод, пред­назначенный для выпрямления переменного тока.

Конструкция силового выпрямительного диода показана на рис. 1.14. Маломощные выпрямительные диоды и выпрямительные диоды, предназначенные для работы в высокочастотных. и импуль­сных цепях, имеют конструкцию, аналогичную конструкции точеч­ных диодов (см. рис. 1.12). Вольт-амперные характеристики вы­прямительного кремниевого диода средней мощности приведены на рис. 1.15.

Благодаря большой площади перехода прямой ток плоскостных диодов составляет от единиц до тысяч ампер. Обычно к диоду при­кладывается прямое напряжение не более 1 В, при этом плотность тока в полупроводнике достигает 1—10 А/мм², что вызывает неко­торое повышение температуры полупроводника. Для сохранения ра­ботоспособности германиевого диода его температура не должна превышать 85°С. Кремниевые диоды могут работать при температуре до 150°С.

Для уменьшения разогрева мощных диодов прямым током при­нимают специальные меры для их охлаждения: монтаж на радиато­рах, обдув и т. д. Если к диоду приложить прямое напряжение по­рядка нескольких десятков вольт, то возникнет недопустимо боль­шой прямой ток, это вызовет ин­тенсивный нагрев полупроводника и подводящих проводов. Темпера­тура диода начнет повышаться и через несколько секунд полупро­водник нагреется до 800—1000°С, что вызовет разрушение диода. В то же время, если такое напряже­ние приложено кратковременно, диод не успеет перегреться и не будет разрушен. Как правило, по­лупроводниковые диоды допускают 50—100-кратную перегрузку по току в течение 0,1 с.

При подаче на полупроводни­ковый диод обратного напряжения в нем возникает незначительный обратный ток (рис. 1.15), обуслов­ленный движением неосновных но­сителей заряда через р-n-переход. При повышении температуры p-n-перехода количество неосновных носителей заряда увеличивается, поэтому обратный ток диода воз­растает.

В случае приложения к диоду большого обратного напряжения может произойти лавинный пробой р-n-перехода, обратный ток при этом резко увеличивается, что вызывает разогрев диода, дальней­ший рост тока и, как следствие, тепловой пробой и разрушение p-n-перехода.

Большинство ди­одов может надежно работать при обратных напряжениях не превышающих 0,7−0,8 пробивного напряжения. Даже кратковременное повышение напряжения сверх пробивного, как правило, приводит к пробою p-n-перехода и выходу из строя диода.

Основными параметрами выпрямительных диодов являются:

прямое напряжение U_пр, которое нормируется при определенном прямом токе I_пр; максимально допустимый прямой ток диода I_{пр mах}; максимально допустимое обратное напряжение диода U_{oбр max} ; об­ратный ток диода I_oбр, который нормируется при определенном обратном напряжении U_oбр. Сопоставление параметров различных выпрямительных диодов дано в табл. 1.1.

Таблица 1.1