Обратное напряжение: Что такое обратное напряжение?

Содержание

Что такое обратное напряжение?

Обратное напряжение — это тип энергетического сигнала, создаваемого при изменении полярности электрического тока. Такое напряжение часто возникает, когда на диод подается переполюсовка, заставляя диод реагировать, действуя в обратном направлении. Эта обратная функция также может создавать напряжение пробоя в диоде, так как оно часто вызывает обрыв цепи, к которой подается напряжение.

Обратное напряжение возникает, когда источник энергии, подключенный к цепи, подключен инвертированным образом. Это означает, что источник положительного вывода подключен к заземлению или выводу отрицательной цепи, и наоборот. Этот перенос напряжения часто не предназначен, так как большинство электрических схем не способны обрабатывать обратные напряжения.

Когда минимальное обратное напряжение подается на цепь или на диод, это может просто привести к тому, что схема или диод будут работать в обратном направлении. Это может вызвать такую ​​реакцию, как вращение двигателя вентилятора коробки передач. Элемент будет продолжать функционировать в таких случаях.

Однако когда величина обратного напряжения, приложенного к цепи, слишком велика, чтобы сигнал мог принять схему, это называется напряжением пробоя. Если обратный входной сигнал превышает допустимое напряжение для схемы, которую необходимо поддерживать, цепь может быть повреждена за пределами возможности использования. Точка, в которой цепь становится поврежденной, это то, к чему относится термин напряжение пробоя. Это напряжение пробоя имеет несколько других имен: пиковое обратное напряжение или обратное пробивное напряжение.

Обратное напряжение может вызвать пробивное напряжение, которое также влияет на работу других компонентов схемы. Вне диодов, повреждающих обратное напряжение и функций схемы, оно также может стать пиковым обратным напряжением. В таких случаях схема не может содержать количество поступающей мощности от сигнала, который был обращен, и это может создать напряжение пробоя среди изоляторов.

Это напряжение пробоя, которое может возникнуть на компонентах цепи, может вызвать пробой компонентов или изоляторов проводов. Это может превратить их в сигнальные проводники и повредить схему, подводя напряжение к различным частям цепи, которые не должны его принимать, вызывая нестабильность по всей цепи. Это может вызвать дуги напряжения от компонента к компоненту, которые также могут быть достаточно мощными, чтобы зажечь различные компоненты цепи и привести к пожару.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Основные параметры диодов, прямой ток диода, обратное напряжение диода


Основные параметры диодов — это прямой ток диода (Iпр) и максимальное обратное напряжение диода (Uобр). Именно их надо знать, если стоит задача разработать новый выпрямитель для источника питания.

Прямой ток диода

Прямой ток диода можно легко вычислить, если известен общий ток, который будет потреблять нагрузка нового блока питания. Затем, для обеспечения надёжности, необходимо несколько увеличить это значение и получится ток, на который надо подобрать диод для выпрямителя. К примеру, блок питания должен выдерживать ток в 800 мА. Поэтому мы выбираем диод, у которого прямой ток диода равен 1А.

Обратное напряжение диода

Максимальное обратное напряжение диода — это параметр, который зависит не только от значения переменного напряжения на входе, но и от типа выпрямителя. Для объяснения этого утверждения, рассмотрим следующие рисунки. На них показаны все основные схемы выпрямителей.


Рис. 1

Как мы говорили ранее, напряжение на выходе выпрямителя (на конденсаторе) равно действующему напряжению вторичной обмотки трансформатора, умноженному на √2. В однополупериодном выпрямителе (рис. 1), когда напряжение на аноде диода имеет положительный потенциал относительно земли, конденсатор фильтра заряжается до напряжения, превышающего действующее напряжение на входе выпрямителя в 1.4 раза. Во время следующего полупериода напряжение на аноде диода отрицательно относительно земли и достигает амплитудное значения, а на катоде — положительно относительно земли и имеет такое же значение. В этот полупериод к диоду приложено обратное напряжение, которое получается благодаря последовательному соединению обмотки трансформатора и заряженного конденсатора фильтра. Т.е. обратное напряжение диода должно быть не меньше двойного амплитудного напряжения вторички трансформатора или в 2.8 раза выше его действующего значения. При расчёте таких выпрямителей надо выбирать диоды с максимальным обратным напряжением в 3 раза превышающим действующее значение переменного напряжения.


Рис. 2

На рисунке 2 изображён двухполупериодный выпрямитель с выводом средней точки. В нём также, как и в предыдущем, диоды надо подбирать с обратным напряжением в 3 раза превышающем действующее значение входного.


Рис. 3

По другому обстоит дело в случае мостового двухполупериодного выпрямителя. Как можно видеть на рис. 3, в каждый из полупериодов удвоенное напряжение прикладывается к двум непроводящим, последовательно соединённым диодам.

Диодные характеристики — CoderLessons.com

Существуют различные текущие шкалы для операций прямого и обратного смещения. Передняя часть кривой показывает, что диод проводит просто, когда P-область становится положительной, а N-область отрицательной.

Диод почти не проводит ток в направлении высокого сопротивления, то есть когда прегион становится отрицательным, а N-область — положительным. Теперь дырки и электроны отводятся от соединения, что приводит к увеличению барьерного потенциала. Это условие обозначено частью кривой обратного тока.

Пунктирный участок кривой показывает идеальную кривую , которая получилась бы, если бы не было лавинного пробоя. На следующем рисунке показана статическая характеристика переходного диода.

ДИОД IV Характеристики

Характеристики прямого и обратного токового напряжения (IV) диода обычно сравниваются на одной характеристической кривой. Рисунок, изображенный в разделе «Прямая характеристика», показывает, что прямое напряжение и обратное напряжение обычно отображаются на горизонтальной линии графика.

Прямые и обратные значения тока показаны на вертикальной оси графика. Прямое напряжение отображается справа, а обратное напряжение слева. Точка начала или нулевого значения находится в центре графика. Прямой ток удлиняется над горизонтальной осью, а обратный ток распространяется вниз.

Объединенные значения прямого напряжения и прямого тока находятся в верхней правой части графика, а обратное напряжение и обратный ток — в левом нижнем углу. Различные шкалы обычно используются для отображения прямых и обратных значений.

Вперед Характеристика

Когда диод смещен в прямом направлении, он проводит ток (IF) в прямом направлении. Значение IF напрямую зависит от величины прямого напряжения. Соотношение прямого напряжения и прямого тока называется ампер-вольт или IV характеристикой диода. Типичная диодная прямая IV характеристика показана на следующем рисунке.

Ниже приведены наблюдения —

  • Прямое напряжение измеряется через диод, а прямой ток — это мера тока через диод.

  • Когда прямое напряжение на диоде равно 0 В, прямой ток (IF) равен 0 мА.

  • Когда значение начинается с начальной точки (0) графика, если VF постепенно увеличивается с шагом 0,1 В, IF начинает расти.

  • Когда значение VF достаточно велико для преодоления барьерного потенциала PN-перехода, происходит значительное увеличение IF. Точку, в которой это происходит, часто называют напряжением колена V K. Для германиевых диодов V K составляет приблизительно 0,3 В, а для кремния — 0,7 В.

  • Если значение IF значительно превышает V K , прямой ток становится довольно большим.

Прямое напряжение измеряется через диод, а прямой ток — это мера тока через диод.

Когда прямое напряжение на диоде равно 0 В, прямой ток (IF) равен 0 мА.

Когда значение начинается с начальной точки (0) графика, если VF постепенно увеличивается с шагом 0,1 В, IF начинает расти.

Когда значение VF достаточно велико для преодоления барьерного потенциала PN-перехода, происходит значительное увеличение IF. Точку, в которой это происходит, часто называют напряжением колена V K. Для германиевых диодов V K составляет приблизительно 0,3 В, а для кремния — 0,7 В.

Если значение IF значительно превышает V K , прямой ток становится довольно большим.

Эта операция вызывает чрезмерное нагревание через переход и может разрушить диод. Чтобы избежать этой ситуации, защитный резистор соединен последовательно с диодом. Этот резистор ограничивает прямой ток до максимального номинального значения. Обычно резистор ограничения тока используется, когда диоды работают в прямом направлении.

Обратная характеристика

Когда диод смещен в обратном направлении, он проводит обратный ток, который обычно довольно мал. Типичная обратная IV характеристика диода показана на рисунке выше.

Вертикальная линия обратного тока на этом графике имеет значения тока, выраженные в микроамперах. Количество неосновных носителей тока, которые принимают участие в проведении обратного тока, довольно мало. В общем, это означает, что обратный ток остается постоянным в течение большей части обратного напряжения. Когда обратное напряжение диода увеличивается с самого начала, наблюдается очень небольшое изменение обратного тока. В точке напряжения пробоя (VBR) ток очень быстро увеличивается. В это время напряжение на диоде остается достаточно постоянным.

Эта характеристика постоянного напряжения приводит к ряду применений диода в условиях обратного смещения. Процессы, которые отвечают за проводимость тока в диоде с обратным смещением, называются пробой лавины и пробой стабилитрона .

Диод Технические характеристики

Как и любой другой выбор, выбор диода для конкретного применения должен быть рассмотрен. Производитель обычно предоставляет этот тип информации. Спецификации, такие как максимальные значения напряжения и тока, обычные условия эксплуатации, механические характеристики, идентификация проводов, процедуры монтажа и т. Д.

Ниже приведены некоторые важные характеристики.

Максимальный прямой ток (IFM) — абсолютный максимальный повторяющийся прямой ток, который может проходить через диод.

Максимальное обратное напряжение (VRM) — Абсолютное максимальное или пиковое напряжение обратного смещения, которое может быть приложено к диоду.

Обратное напряжение пробоя (VBR) — минимальное установившееся обратное напряжение, при котором произойдет пробой.

Максимальный прямой импульсный ток (IFM-импульс) — максимальный ток, допустимый в течение короткого интервала времени. Это текущее значение намного больше, чем IFM.

Максимальный обратный ток (IR) — Абсолютный максимальный обратный ток, который допускается при рабочей температуре устройства.

Прямое напряжение (VF) — максимальное падение прямого напряжения для данного прямого тока при рабочей температуре устройства.

Рассеиваемая мощность (PD) — максимальная мощность, которую устройство может безопасно поглощать непрерывно в свободном воздухе при температуре 25 ° C.

Обратное время восстановления (Trr) — максимальное время, которое требуется устройству для включения и выключения стат.

Напряжение пробоя — это минимальное напряжение обратного смещения, при котором PN-переход размыкается при внезапном увеличении обратного тока.

Напряжение колена — это прямое напряжение, при котором ток через соединение начинает быстро увеличиваться.

Пиковое обратное напряжение — это максимальное обратное напряжение, которое можно приложить к PN-соединению, не повреждая его.

Maximum Forward Rating — максимальный мгновенный прямой ток, который может пройти PN-переход, не повредив его.

Максимальная мощность — это максимальная мощность, которая может рассеиваться от соединения без повреждения соединения.

На какой ток и напряжение должен быть рассчитан диодный мост или диоды для выпрямителя.

Начну с того, что напомню, что диоды являются полупроводниками. Они имеют прямое и обратное включение. При прямом своем включении на них подается постоянное напряжение такой же полярности, то есть к плюсу диода (аноду) подключается плюс питания, ну, а на минус диода (катоду) подключается минус питания. В этом случае полупроводник будет пропускать через себя ток, он будет открыт. При этом на нем образуется некоторое падение напряжения около 0,3-1,2 вольта.

С увеличением подаваемого напряжения расти будет только сила тока, проходящего через диод. Напряжение при прямом включении будет оставаться практически неизменным (его изменение можно считать крайне незначительным). При обратном включении диода на его плюс (анод) подается уже минус питания, а на минус диода (катод) подается плюс питания. При таком варианте подключения диод находится в закрытом состоянии, он не пропускает через себя ток. На нем будет оседать все то напряжение, что подается от источника питания.

Ну, а теперь ближе к нашей теме, на какой именно ток и напряжение должен быть рассчитан диодный мост или диоды для него. Каждый тип диодов, мостов имеет свои максимальные значения тока при прямом включении и максимальные обратные напряжения. То есть, это те значения, не превышая которые полупроводник будет гарантированно работать в своем нормальном режиме. Вероятность его пробоя и последующего выхода из строя минимальна. Если же действующие значения прямого тока и обратного напряжения будут больше максимально допустимых, то скорей всего диод еще будет продолжать работать, но вероятность его поломки очень сильно возрастает. Достаточно будет незначительного всплеска или перепада тока или напряжения, чтобы вывести полупроводник из строя. Хотя тут нужно учитывать, что более качественные компоненты могут выдержать такую перегрузку, чего не скажешь о дешевых копиях и подделках.

По нормальному при покупке диодов и диодных мостов, выпрямителей нужно чтобы был минимум 25% запас, как по прямому току, так и по обратному напряжению. А поскольку пользы от запаса будет больше, чем затраты по деньгам, то лучше этот самый запас основных характеристик полупроводников делать 50% или даже 100%. В этом случае вы точно будете знать, что ваш диод, диодный мост вполне справиться не только с действующим током и напряжением, а и без особых перегрузок выдерживает случайные всплески, скачки электроэнергии. Иными словами говоря. Ваш блок питания рассчитан на максимальный ток до 3 А. Значит в этот БП нужно поставить диоды на мост с максимальным током 4-6 А. Также и с обратным напряжением. И старайтесь приобретать именно качественные элементы, от хороших фирм производителей, поскольку они более надежны в своей работе.

Также стоит брать во внимание тот факт, что существует два вида пробоя диодов и диодных мостов, это тепловой и электрический. Тепловой пробой случается по причине чрезмерного перегрева полупроводника. Большинство полупроводников сделаны из кремния, у которого критическая температура лежит в пределах 150-180 °C. То есть, при этих значениях кремний просто начинает безвозвратно разрушаться. Максимально допустимым значением, при котором кремниевые полупроводники могут нормально работать это температуры  до 60-80 °C. Причем это еще связано и с тем, что при увеличении температуры на полупроводнике его рабочие характеристики ухудшаются, что также стоит учитывать. Нагрев полупроводников вызывает именно протекание больших токов. Величина напряжения косвенно может влиять на количество тепловыделения. Для снижения температуры, когда диодам и выпрямительным мостам приходится работать с большими токами, используют дополнительные охлаждающие радиаторы. В особых случаях даже ставятся вентиляторы, для охлаждения имеющегося радиатора.

Электрический пробой происходит из-за чрезмерного обратного напряжения, что возникает при обратном включении полупроводника. То есть, если тепловой пробой возникает из-за большого тока, то электрический пробой возникает из-за большого напряжения. В некоторых случаях полупроводник восстанавливает свою работоспособность после снятия с него питания и повторного включения схемы. Но при значительных повреждениях полупроводник может уже не работать. Он либо становиться полным диэлектриком либо полным проводником. В этом случае вернуть работоспособность схемы поможет только полная замена пробитых полупроводников.

Также величину максимального тока и обратного напряжения имеющегося диода или диодного моста можно увеличить путем добавления дополнительных полупроводников. То есть, если мы параллельно диоду или мосту припаять еще один такой же диод или мост, то их максимальные токи суммируются. Мы получим увеличенное значение максимального прямого тока, что способны выдержать эти полупроводники, работая вместе. Чтобы увеличить обратное напряжение, то диоды нужно в мосте уже спаивать последовательно, с тем же направлением, что и у имеющегося полупроводника. После такого соединения обратные напряжения также суммируются. При таких параллельных и последовательных соединениях полупроводников нужно чтобы компоненты были одинакового типа.

P.S. Кроме максимальных значений прямого тока и обратного напряжения нужно учитывать и другие не менее важные характеристики, такие как рабочая частота полупроводника, температурные отклонения характеристик, величина падения напряжения при прямом включении и т.д. И еще раз повторюсь, при покупке диодов и диодных мостов обязательно делайте запас по их максимальным значениям главных характеристик, как минимум от 25% и выше.

Что такое обратное напряжение диода. Основные параметры выпрямительных диодов

Published Date: 23.12.2017

А Вы знаете, что такое обратное напряжение?

Обратное напряжение


Обратное напряжение — это тип сигнала энергии, создаваемого при изменении полярности электрического тока. Такое напряжение часто возникает, когда обратная полярность подается на диод, заставляя диод реагировать, работая в обратном направлении. Эта обратная функция может также создавать напряжение пробоя внутри диода, так как это часто приводит к поломке схемы, к которой применяется напряжение.

Обратное напряжение возникает, когда источник подключения энергетического сигнала к цепи применяется инвертированным образом. Это означает, что положительный источник свинца подключен к заземленному или отрицательному проводнику цепи и наоборот. Эта передача напряжения часто не предназначена, так как большинство электрических схем не способны обрабатывать напряжения.

Когда минимальное напряжение подается на схему или на диод, это может привести к тому, что схема или диод будут работать в обратном порядке. Это может вызвать реакцию, такую ​​как двигатель вентилятора коробки, вращаясь неправильно. Элемент будет продолжать функционировать в таких случаях.

Когда величина напряжения, приложенного к цепи, слишком велика, сигнал для принимаемой схемы, однако, это называется пробивным напряжением. Если входной сигнал, который был обратный, превышает допустимое напряжение для цепи для поддержания, схема может быть повреждена за пределами остальной используемой. Точка, в которой цепь повреждена, относится к значению напряжения пробоя. Это напряжение пробоя имеет пару других имен, пиковое обратное напряжение или обратное пробивное напряжение.

Обратное напряжение может вызвать напряжение пробоя, которое также влияет на работу других компонентов схемы. За пределами повреждающих диодов и функций цепи обратного напряжения он также может стать пиковым обратным напряжением. В таких случаях схема не может содержать количество входной мощности от сигнала, который был обращен вспять, и может создавать напряжение пробоя между изоляторами.

Это напряжение пробоя, которое может возникать через компоненты схемы, может вызвать пробой компонентов или проволочных изоляторов. Это может превратить их в сигнальные проводники и повредить цепь, проводя напряжение на разные части схемы, которые не должны принимать его, что приводит к нестабильности по всей цепи. Это может вызвать дуги напряжения от компонента к компоненту, что также может быть достаточно мощным, чтобы зажечь различные компоненты схемы и привести к пожару.

Навигация по записям

Полезно

Ремонт интерьер строительство

В течение жизненного цикла здания ремонтные работы в определенный период необходимы, чтобы обновить интерьер. Модернизация также необходима, когда дизайн интерьера или функциональность отстают от современности.

Многоэтажное строительство

В России насчитывается более 100 миллионов единиц жилья, а большинство из них — «односемейные дома» или коттеджи. В городах, в пригородах и в сельской местности, собственные дома являются очень распространенным видом жилья.
Практика проектирования, строительства и эксплуатации зданий чаще всего является коллективной работой различных групп профессионалов и профессий. В зависимости от размера, сложности и цели конкретного проекта здания команда проекта может включать:
1. Разработчик недвижимости, который обеспечивает финансирование проекта;
Один или несколько финансовых учреждений или других инвесторов, которые предоставляют финансирование;
2. Органы местного планирования и управления;
3. Служба, который выполняет ALTA / ACSM и строительные обследования в рамках всего проекта;
4. Руководители зданий, которые координируют усилия различных групп участников проекта;
5. Лицензированные архитекторы и инженеры, которые проектируют здания и готовят строительные документы;

Что такое прямое и обратное напряжение? Пытаюсь понять принцип действия полевого транзистора. и получил лучший ответ

Ответ от Вовик[активный]
Прямое — к плюсу прикладывается плюс, к минусу — минус. Обратное — к плюсу — минус, к минусу — плюс.
Применительно к полевому транзистору — между истоком и затвором.
База и эмиттер есть у биполярного транзистора, не у полевого.
Биполярный транзистор представляет собой два встречно включенных р-п перехода с одним общим выходом — эмиттер — база (типа общий) — коллектор, как два диода, только общая «прослойка» тонкая и проводит ток, если подать прямое напряжение, которое называется открывающим, между эмиттером и базой.
Чем больше прямое напряжение между базой и эмиттером, тем больше открыт транзистор и меньше его сопротивление эмиттер-коллектор, т. е. между напряжением эмиттер-база и сопротивлением биполярного транзистора обратная зависимость.
Если между базой и эмиттером подать обратное напряжение, транзистор закроется совсем и не будет проводить ток.
Если подать напряжение только на базу и эмиттер или базу и коллектор, получится обычный диод.
Полевой транзистор устроен несколько по-иному. Там тоже три вывода, но называются сток, исток и затвор. Там только один р-п переход, затвор -> сток-исток или затвор

Ответ от ALEX R [гуру]
На 1 вопр прям и обр напр бывает у полупроводника (диода) т. е. диод в ппрямом нпр ток пропускает, а ежели ток течёт обратно, всё закрыт. Для ясности нипель велосипедной шины туда дуй, обратно нет. Полевой тр-р, вот чисто для понимания нет злектронной связи между затвором и сток исток, а ток пропускает за счёт зл поля созд на затворе. Вот как то так.

Ответ от Александр Егоров [гуру]
прямое — минус к области с n-проводимостью, плюс к области к с р-проводимостью
обратное наоборот
подавая только на эмитер и коллектор ток проходить не будет, т. к. ионизированные атомы базы будут отталкивать от pn перехода свободные заряды эмитера (которым итак непросто перескочить pn переход, тк это диэлектрик) . А если подать напряжение на базу, то оно «высосет» из базы свободные заряды и они уже не будут отталкивать заряды эмитера, мешая им пересекать pn переход. Транзистор откроется.
Кстати эмитер, коллектор и базу имеет не полевой, а биполярный транзистор.
Если подать напряжение только на базу и эмитер или базу и коллектор, то это будет простой диод (каждый pn переход это диод).

Ответ от User user [гуру]
полевой транзистор имеет канал р или n типа управляемый полем. выводы транзистора затвор сток исток

U обр. m ах = 1,045U ср.

В ряде практических приложений для выпрямления переменного тока и плавного регулирования мощности передаваемой в нагрузку используют тиристорные преобразователи. При этом, малые токи управления позволяют управлять большими токами нагрузки.

Пример простейшего управляемого по мощности тиристорного выпрямителя показан на рис. 7.10.

Рис. 7.10. Тиристорная схема выпрямителя

На рис. 7.11 приведены временные диаграммы, поясняющие принцип регулирования среднего значения выпрямленного напряжения.

Рис. 7.11. Временные диаграммы работы тиристорного выпрямителя

В этой схеме предполагается, что входное напряжение U вх для регулируемого тиристорного формируется, например, двухполупериодным выпрямителем. Если управляющие импульсы U у достаточной амплитуды подаются в начале каждого полупериода (участок о-а на диаграмме U вых), выходное напряжение будет повторять напряжение двухполупериодного выпрямителя. Если сместить управляющие импульсы к середине каждого полупериода, то импульсы на выходе будут иметь длительность, равную четверти полупериода (участок b-с). Дальнейшее смещение управляющим импульсов приведет к дальнейшему уменьшению средней амплитуды выходных импульсов (участок d – e).

Таким образом, подавая на тиристор управляющие импульсы, сдвигающиеся по фазе относительно входного напряжения, можно превратить синусоидальное напряжение (ток) в последовательность импульсов любой длительности, амплитуды и полярности, то есть можно изменять действующее значение напряжения (тока) в широких пределах.

7.3 Сглаживающие фильтры

Рассмотренные схемы выпрямления позволяют получать однополярное пульсирующее напряжение, которое не всегда применимо для питания сложных электронных приборов, поскольку, из-за больших пульсаций, приводят к неустойчивости их работы.

Для значительного уменьшения пульсации применяют сглаживающие фильтры. Важнейшим параметром сглаживающего фильтра является коэффициент сглаживания S, определяемый по формуле S= 1 / 2 , где  1 и  2 – коэффициенты пульсаций на входе и выходе фильтра соответственно. Коэффициент пульсации показывает во сколько раз фильтр уменьшает пульсации. В практических схемах коэффициент пульсаций на выходе фильтра может достигать значений 0,00003.

Основными элементами фильтров являются реактивные элементы – емкости и индуктивности (дроссели). Рассмотрим вначале принцип работы простейшего сглаживающего фильтра, схема которого приведена на рис. 7.12.

Рис. 7.12. Схема простейшего сглаживающего фильтра с однополупериодным выпрямителем

В этой схеме сглаживание напряжения на нагрузке после однополупериодного диодного выпрямителя VD осуществляется с помощью конденсатора С, подключенного параллельно нагрузке R н.

Временные диаграммы, поясняющие работу такого фильтра, приведены на рис. 7.13. На участке t1 – t2 входным напряжением диод открывается, а конденсатор заряжается. Когда входное напряжение начнет уменьшаться, диод закрывается напряжением, накопленным на конденсаторе U с (участок t1 – t2). На этом интервале источник входного напряжения отключается от конденсатора и нагрузки, и конденсатор разряжается через сопротивления нагрузки R н.

Рис. 7.13. Временные диаграммы работы фильтра с однополупериодным выпрямителем

Если ёмкость достаточно велика, по разряд емкости через R н будет происходить с большой постоянной времени =R н С, и следовательно, уменьшение напряжение на конденсаторе будет небольшим, а эффект сглаживания – значительным. С другой стороны, чем больше емкость тем короче отрезок t1 – t2 в течении которого диод открыт и через него течет ток i  возрастающий (при заданном среднем токе нагрузки) при уменьшении разности t2 – t1. Такой режим работы может привести к выходу из строя выпрямительного диода, и, кроме того, является достаточно тяжелым и для трансформатора.

При использовании двухполупериодных выпрямителей величина пульсаций на выходе емкостного фильтра уменьшается, поскольку конденсатор за время между появлением импульсов на меньшую величину, что хорошо иллюстрируется рис. 7.14.

Рис. 7.14. Сглаживание пульсаций двухполупериодного выпрямителя

Для расчета величины пульсаций на выходе емкостного фильтра произведем аппроксимацию пульсаций выходного напряжения пилообразной кривой ток, как это показано на рис. 7.15.

Рис. 7.15. Аппроксимация напряжения пульсаций

Изменение заряда на конденсаторе определяется выражением

∆Q=∆UC=I н Т 1 ,

где Т 1 – период пульсаций, I н – среднее значение тока нагрузки. С учетом того, что I н = И ср / R н, получаем

.

Из рис. 7.15 следует, что

при этом двойная амплитуда пульсаций определяется выражением

.

Сглаживающими свойствами обладают и индуктивные фильтры, причем лучшими сглаживающими свойствами обладают фильтры, содержащие индуктивность и емкость, соединенные так, как показано на рис. 7.16.

Рис. 7.16. Сглаживающий фильтр с индуктивностью и емкостью

В этой схеме емкость конденсатора выбирается таким образом, чтобы его реактивное сопротивление было значительно меньшим сопротивления нагрузки. Достоинством такого фильтра является то, что он уменьшает величину входной пульсации ∆U до величины
, гдеω — частота пульсаций.

На практике широкое распространение получили различные типы F — образных и П – образных фильтров, варианты построения которых представлены на рис. 7.17.

При небольших токах нагрузки хорошо работает F — образный выпрямитель, представленный на рис. 7.16.

Рис. 7.17. Варианты построения фильтра

В наиболее ответственных схемах используют многозвенные схемы фильтрации (рис. 7.17 г).

Часто дроссель заменяют резисторами, что несколько снижает качество фильтрации, но значительно удешевляет фильтры (рис. 7.17 б, в).

Основной внешней характеристикой выпрямителей с фильтром является зависимость среднего значения выходного напряжения U ср (напряжения на нагрузке) от среднего значения выходного тока.

В рассмотренных схемах увеличение выходного тока приводит к уменьшению U ср из-за увеличения падения напряжения на обмотках трансформатора, диодах, подводящих проводах, элементах фильтра.

Наклон внешней характеристики при заданном среднем токе определяют через выходное сопротивление R вых, определяемое по формуле:

I cр – задано. Чем меньше величина R вых, тем меньше выходное напряжение зависит от выходного тока, тем лучше схема выпрямителя с фильтром. На рис. 7.18 приведены типовые зависимости U ср от I ср для различных вариантов фильтрации.

Рис. 7.18. Типовые зависимости U ср от I ср для различных схем фильтрации

Читайте также:
  1. II. Снимается напряжение с КР в момент включения тяговых двигателей.
  2. III. Снялось напряжение с КР при пуске тяговых двигателей.
  3. IV. Снимается напряжение с КР при следовании на автоматической характеристике ТД.
  4. IV. Уравнение прямой, проходящей через данную точку в заданном направлении. Пучок прямых.
  5. А — регулярное; б –бигармоническое; в – блочное; г – случайное напряжение
  6. В таблице 2.1 U0 — выпрямленное напряжение, I0 – выпрямленный ток, – мощность нагрузки, — коэффициент трансформации.
  7. В трехфазной трехпроводной линии имеется три фазных провода. Напряжение между любой парой проводов называется линейным напряжением (Uл).
  8. В уголовном праве в зависимости от особенностей психического содержания выделяют прямой и косвенный умысел.
  9. В. Для обнаружения антител в реакции непрямой гемагглютинации

ВАХ диода.

(ВАХ) — график зависимости тока через двухполюсник от напряжения на этом двухполюснике. Чаще всего рассматривают ВАХ нелинейных элементов (степень нелинейности определяется коэффициентом нелинейности поскольку для линейных элементов ВАХ представляет собой прямую линию и не представляет особого интереса.

Нелинейность ВАХ обусловлена тем, что сопротивление НЭ зависит от приложенного напряжения (диоды, стабилитроны) или от тока (терморезисторы). ВАХ нелинейных элементов описывается уравнениями, степени которых выше первой. Т.к сопротивление НЭ величина переменная, то мгновенное значение тока в них не пропорциональны мгновенным значениям напряжения. (стр.117 методичка)

Прямой и обратный ток. Прямое и обратное напряжение.

Когда сопротивление р — n перехода мало, через диод течет ток, называемый прямым током . Чем больше площадь р — n перехода и напряжение источника питания, тем больше этот прямой ток. Если полюсы элемента поменять местами, диод окажется в закрытом состоянии. Образуется зона, обедненная электронами и дырками, она оказывает току очень большое сопротивление. Однако в этой зоне небольшой обмен носителями тока между областями диода все же будет происходить. Поэтому через диод пойдет ток, но во много раз меньший, чем прямой. Этот ток называют обратным током диода . Если диод включить в цепь с переменным током, он будет открываться при положительных полупериодах на аноде, свободно пропуская ток одного направления — прямой ток Iпр., и закрываться при отрицательных полупериодах на аноде, почти не пропуская ток противоположного направления — обратный ток Iобр. Напряжение, при котором диод открывается и через него идет прямой ток, называют прямым (Uпp.) , а напряжение обратной полярности, при котором диод закрывается и через него идет обратный ток, называют обратным (Uобр.) При прямом напряжении сопротивление диода хорошего качества не превышает нескольких десятков ом, при обратном же напряжении его сопротивление достигнет десятков, сотен килоом и даже мегаом.

Напряжение пробоя.

Диэлектрик, находясь в электрическом поле, теряет свои электроизоляционные свойства, если напряженность поля превысит некоторое критическое значение. Это явление носит название пробоя диэлектрика или нарушения его электрической прочности. Свойство диэлектрика противостоять пробою называется электрической прочностью (Епр). Напряжение, при котором происходит пробой изоляции, называют пробивным напряжением (Uпр).

Самым простым по конструкции в семействе полупроводников являются диоды, имеющие в конструкции всего два электрода, между которыми существует проводимость электрического тока в одну сторону. Такой вид проводимости в полупроводниках создается благодаря их внутреннему устройству.

Особенности устройства

Не зная конструктивных особенностей диода, нельзя понять его принципа действия. Структура диода состоит из двух слоев с проводимостью различного вида.

Диод состоит из следующих основных элементов:
  • Корпус . Выполняется в виде вакуумного баллона, материалом которого может быть керамика, металл, стекло и другие прочные материалы.
  • Катод . Он расположен внутри баллона, служит для образования эмиссии электронов. Наиболее простым устройством катода является тонкая нить, раскаляющаяся в процессе действия. Современные диоды оснащены косвенно накаляющимися электродами, которые выполнены в виде металлических цилиндров со свойством активного слоя, имеющего возможность испускать электроны.
  • Подогреватель . Это особый элемент в виде нити, раскаляющейся от электрического тока. Подогреватель расположен внутри косвенно накаляющегося катода.
  • Анод . Это второй электрод диода, служащий для приема электронов, вылетевших от катода. Анод имеет положительный потенциал, по сравнению с катодом. Форма анода чаще всего так же, как и катода, цилиндрическая. Оба электрода аналогичны эмиттеру и базе полупроводников.
  • Кристалл . Его материалом изготовления является германий или кремний. Одна часть кристалла имеет р-тип с недостатком электронов. Другая часть кристалла имеет n-тип проводимости с избытком электронов. Граница, расположенная между этими двумя частями кристалла, называется р-n переходом.

Эти особенности конструкции диода позволяют ему проводить ток в одном направлении.

Принцип действия

Работа диода характеризуется его различными состояниями, и свойствами полупроводника при нахождении в этих состояниях. Рассмотрим подробнее основные виды подключений диодов, и какие процессы происходят внутри полупроводника.

Диоды в состоянии покоя

Если диод не подключен к цепи, то внутри него все равно происходят своеобразные процессы. В районе «n» есть излишек электронов, что создает отрицательный потенциал. В области «р» сконцентрирован положительный заряд. Совместно такие заряды создают электрическое поле.

Так как заряды с разными знаками притягиваются, то электроны из «n» проходят в «р», при этом заполняют дырки. В итоге таких процессов в полупроводнике появляется очень слабый ток, увеличивается плотность вещества в области «р» до определенного значения. При этом частицы расходятся по объему пространства равномерно, то есть, происходит медленная диффузия. Вследствие этого электроны возвращаются в область «n».

Для многих электрических устройств направление тока не имеет особого значения, все работает нормально. Для диода же, большое значение имеет направление протекания тока. Основной задачей диода является пропускание тока в одном направлении, чему благоприятствует переход р-n.

Обратное включение

Если диоды подсоединять к питанию по изображенной схеме, то ток не будет проходить через р-n переход. К области «n» подсоединен положительный полюс питания, а к «р» — минусовой. В итоге электроны от области «n» переходят к плюсовому полюсу питания. Дырки притягиваются минусовым полюсом. На переходе возникает пустота, носители заряда отсутствуют.

При повышении напряжения дырки и электроны осуществляют притягивание сильнее, и на переходе нет носителей заряда. При обратной схеме включения диода ток не проходит.

Повышение плотности вещества возле полюсов создает диффузию, то есть, стремление к распределению вещества по объему. Это возникает при выключении питания.

Обратный ток

Вспомним о работе неосновных переносчиков заряда. При запертом диоде, через него проходит малая величина обратного тока. Он и образуется от неосновных носителей, двигающихся в обратном направлении. Такое движение возникает при обратной полярности питания. Обратный ток обычно незначительный, так как число неосновных носителей очень мало.

При возрастании температуры кристалла их число повышается и обуславливает повышение обратного тока, что обычно приводит к повреждению перехода. Для того, чтобы ограничить температуру работы полупроводников, их корпус монтируют на теплоотводящие радиаторы охлаждения.

Прямое включение

Поменяем местами полюса питания между катодом и анодом. На стороне «n» электроны будут отходить от отрицательного полюса, и проходить к переходу. На стороне «р» дырки, имеющие положительный заряд, оттолкнутся от положительного вывода питания. Поэтому электроны и дырки начнут стремительное движение друг к другу.

Частицы с разными зарядами скапливаются возле перехода, и между ними образуется электрическое поле. Электроны проходят через р-n переход и двигаются в область «р». Часть электронов рекомбинирует с дырками, а остальные проходят к положительному полюсу питания. Возникает прямой ток диода, который имеет ограничения его свойствами. При превышении этой величины диод может выйти из строя.

При прямой схеме диода, его сопротивление незначительное, в отличие от обратной схемы. Считается, что обратно ток по диоду не проходит. В результате мы выяснили, что диоды работают по принципу вентиля: повернул ручку влево – вода течет, вправо – нет воды. Поэтому их еще называют полупроводниковыми вентилями.

Прямое и обратное напряжение

Во время открытия диода, на нем имеется прямое напряжение. Обратным напряжением считается величина во время закрытия диода и прохождения через него обратного тока. Сопротивление диода при прямом напряжении очень мало, в отличие от обратного напряжения, возрастающего до тысяч кОм. В этом можно убедиться путем измерения мультиметром.

Сопротивление полупроводникового кристалла может изменяться в зависимости от напряжения. При увеличении этого значения сопротивление снижается, и наоборот.

Если диоды использовать в работе с переменным током, то при плюсовой полуволне синуса напряжения он будет открыт, а при минусовой – закрыт. Такое свойство диодов применяют для выпрямления напряжения. Поэтому такие устройства называются выпрямителями.

Характеристика диодов

Характеристика диода выражается графиком, на котором видна зависимость тока, напряжения и его полярности. Вертикальная ось координат в верхней части определяет прямой ток, в нижней части – обратный.

Горизонтальная ось справа обозначает прямое напряжение, слева – обратное. Прямая ветка графика выражает ток пропускания диода, проходит рядом с вертикальной осью, так как выражает повышение прямого тока.

Вторая ветка графика показывает ток при закрытом диоде, и проходит параллельно горизонтальной оси. Чем круче график, тем лучше диод выпрямляет ток. После возрастания прямого напряжения, медленно повышается ток. Достигнув области скачка, его величина резко нарастает.

На обратной ветви графика видно, что при повышении обратного напряжения, величина тока практически не возрастает. Но, при достижении границ допустимых норм происходит резкий скачок обратного тока. Вследствие этого диод перегреется и выйдет из строя.

P-N-переход

P-N-переход при обратном включении

При обратном включении к р-области подсоединен “-” источника, а к n-области – “+” источника. Направление поля, которое создается источником внешнего напряжения, совпадает с направлением поля p-n–перехода. Поля складываются и потенциальный барьер между p- и n- областями увеличивается. Диффузионный ток уменьшается и увеличивается дрейфовый ток. Полный ток p-n–перехода определяется только дрейфовым током, т.е. током неосновных носителей заряда. Этот ток называется обратным. Т.о. p-n–переход, включенный в прямом направлении пропускает электрический ток, а включенный в обратном направлении – не пропускает. P-N-переход при обратном напряжении Uобр аналогичен конденсатору со значительным током утечки в диэлектрике. Запирающий слой имеет высокое сопротивление и играет роль диэлектрика, а по обе его стороны расположены два разноименных объемных заряда +Qобр и –Qобр., созданные ионизированными атомами донорной и акцепторной примеси. Поэтому р-n-переход обладает емкостью, подобной конденсатору с двумя обкладками. Эту емкость называют барьерной емкостью. Барьерная емкость, как и емкость обычных конденсаторов, возрастает при увеличении площади р-n–перехода, диэлектрической проницаемости полупроводника и уменьшении толщины запирающего слоя. Особенность барьерной емкости состоит в том, что она нелинейная, т. е. изменяется при изменении напряжения на переходе. Если обратное напряжение возрастает, то толщина запирающего слоя увеличивается и емкость Сб, уменьшается. Характер этой зависимости показывает график на рисунке. Как видно, под влиянием напряжения Uобр емкость Сб изменяется в несколько раз. Зависимость полного тока p-n–перехода от приложенного внешнего напряжения называется статической вольт – амперной характеристикой перехода. При достижении обратным напряжением критического значения Uпр обратный ток резко возрастает. Этот режим называется пробоем p-n–перехода. С практической точки зрения можно выделить два вида пробоя: 1)электрический пробой – он не опасен для p-n–перехода: при отключении источника обратного напряжения вентильные свойства перехода полностью восстанавливаются; 2)тепловой пробой – он может привести к разрушению кристалла и является аварийным режимом. Электрический пробой вызван чрезмерным вырастанием напряженности электрического поля в переходе. Обратный ток вырастает, т.к. электрическое поле большой напряженности вырывает ее из ковалентных связей, и это приводит к увеличению концентрации носителей заряда в переходе. Тепловой пробой вызван нагревом перехода и сопровождается резким увеличением термогенерации носителей заряда в области перехода. Одним из важных параметров полупроводниковых приборов с электронно-дырочными переходами является допустимое обратное напряжение Uобр.max, при котором сохраняется свойство односторонней электропроводности.

Вольт фарадная характеристика

Вольт амперная характеристика P-N перехода

определение «VRRM»: Максимальное обратное напряжение повторяющихся


Что означает VRRM? VRRM означает Максимальное обратное напряжение повторяющихся. Если вы посещаете нашу неанглоязычную версию и хотите увидеть английскую версию Максимальное обратное напряжение повторяющихся, пожалуйста, прокрутите вниз, и вы увидите значение Максимальное обратное напряжение повторяющихся на английском языке. Имейте в виду, что аббревиатива VRRM широко используется в таких отраслях, как банковское дело, вычислительная техника, образование, финансы, правительство и здравоохранение. В дополнение к VRRM, Максимальное обратное напряжение повторяющихся может быть коротким для других сокращений.

VRRM = Максимальное обратное напряжение повторяющихся

Ищете общее определение VRRM? VRRM означает Максимальное обратное напряжение повторяющихся. Мы с гордостью перечисляем аббревиатуру VRRM в самую большую базу данных сокращений и сокращений. Следующее изображение показывает одно из определений VRRM на английском языке: Максимальное обратное напряжение повторяющихся. Вы можете скачать файл изображения для печати или отправить его друзьям по электронной почте, Facebook, Twitter или TikTok.

Значения VRRM на английском языке

Как уже упоминалось выше, VRRM используется в качестве аббревиатуры в текстовых сообщениях для представления Максимальное обратное напряжение повторяющихся. Эта страница все о аббревиатуре VRRM и его значения, как Максимальное обратное напряжение повторяющихся. Пожалуйста, обратите внимание, что Максимальное обратное напряжение повторяющихся не является единственным смыслом VRRM. Там может быть более чем одно определение VRRM, так что проверить его на наш словарь для всех значений VRRM один за одним.

Определение в английском языке: Maximum Repetitive Reverse Voltage

Другие значения VRRM

Кроме Максимальное обратное напряжение повторяющихся, VRRM имеет другие значения. Они перечислены слева ниже. Пожалуйста, прокрутите вниз и нажмите, чтобы увидеть каждый из них. Для всех значений VRRM, пожалуйста, нажмите кнопку «Больше». Если вы посещаете нашу английскую версию и хотите увидеть определения Максимальное обратное напряжение повторяющихся на других языках, пожалуйста, нажмите на языковое меню справа. Вы увидите значения Максимальное обратное напряжение повторяющихся во многих других языках, таких как арабский, датский, голландский, хинди, Япония, корейский, греческий, итальянский, вьетнамский и т.д.

Объяснение используемых терминов | Полупроводниковые приборы | Компоненты Бизнес | Наш бизнес

Условия Символы Определения
Повторяющееся пиковое обратное напряжение ВРМ Максимально допустимое значение обратного напряжения, которое можно многократно прикладывать к устройству обратного направления.
Неповторяющееся пиковое обратное напряжение ВРСМ Максимально допустимое значение выброса обратного напряжения, которое может быть приложено к обратному направлению устройства.
est Обратное напряжение Втест Значение обратного напряжения, которое можно приложить к устройству обратного направления для испытания в течение 1 минуты).
Средний выпрямленный прямой ток ЯO Среднее значение тока на частоте 50 Гц, полусинусоидальная волна (условный угол 180°), который может течь в прямом направлении устройства.
Пиковый импульс прямого тока МСФО Максимальное пиковое значение тока на частоте 50 Гц, полусинусоидальная волна (односторонняя), который может протекать в прямом направлении устройства (неповторяющийся).
Максимальный импульсный ток (пиковый импульсный ток) ИСМ
(ИПФМ, ИПП)
Максимальное пиковое значение тока при заданной форме импульса, которое может протекать через устройство.
Пиковая рассеиваемая мощность ПСМ Максимальное пиковое значение мощности при заданных условиях формы импульса, которое может быть применено к устройству.
Напряжение пробоя ВБ Значение обратного напряжения (напряжения пробоя) при протекании заданного тока (IB) в обратном направлении устройства.
Прямое падение напряжения ВФ Значение падения напряжения в прямом направлении, когда указанный ток протекает в прямом направлении устройства.
Зажимное напряжение ВК Значение напряжения между клеммами, когда в устройстве протекает импульсный ток заданного пикового тока.
Обратный ток ИК Значение обратного тока утечки при приложении заданного напряжения в обратном направлении устройства.
Рассеиваемая мощность П Максимально допустимое значение мощности при заданных условиях.
Напряжение Зенера ВЗ Значение напряжения при протекании заданного тока IZ в обратном направлении устройства.
Ток Зенера ИЖ Стандартный ток, измеряющий напряжение стабилитрона.
Полное сопротивление Зенера рд Отношение изменения напряжения стабилитрона к соответствующему изменению заданного тока IZ в области стабилитрона.
Температурный коэффициент напряжения Зенера γ Отношение изменения напряжения стабилитрона к соответствующему изменению температуры окружающей среды.
Время обратного восстановления трр Время уменьшения обратного тока до 10% от максимального, когда устройство переключается с прямого смещения на обратное.
Входная емкость КТ Емкость между клеммами устройства, когда указанное напряжение VR и частота f приложены к устройству в обратном направлении.
Емкость перехода Сидж Емкость перехода, когда заданное напряжение VR и частота f приложены к устройству в обратном направлении.
Рабочая температура перехода Тж Допустимая температура перехода, при которой работает устройство.
Температура хранения ЦТГ Допустимый диапазон температуры окружающей среды, в пределах которого может храниться устройство.
Температура корпуса ТК Температура корпуса устройства.
Температура окружающей среды Та Температура окружающей среды, при которой используется устройство.
Температура масла Тяжелый труд Температура электрического масла высокого давления вокруг устройства.
Термическое сопротивление Рт(к-а) Значение повышения температуры перехода на основе температуры окружающей среды при подаче электроэнергии на устройство.
Rth(j-c) Значение повышения температуры перехода на основе температуры корпуса при подаче единичной электрической мощности.

3: Обратное смещение — Engineering LibreTexts

Когда внешнее напряжение подается на диод с p-n переходом, мы говорим, что на диоде имеется смещение . Когда напряжение на стороне n выше, чем напряжение на стороне p , мы говорим, что диод находится под обратным смещением .Одним из применений диодов с обратным смещением являются диоды Зенера .


p n переходной диод при обратном смещении. сторона p синяя; сторона n красная.

Обратное смещение

При обратном смещении на стороне n поддерживается более высокое напряжение, чем на стороне p . Если приложенное напряжение составляет В , то общая разность потенциалов на диоде становится равной В обратного смещения = В 0 + В (где В ).

Следовательно, на рисунке выше свободные электроны со стороны n (отрицательный заряд) будут испытывать силу дрейфа вправо (к положительному катоду). Как и прежде, они также испытывают диффузионную силу влево. Электроны, находящиеся вблизи области пространственного заряда, будут испытывать наибольшую диффузионную силу, так как они находятся ближе всего к месту диффузии; эти электроны будут диффундировать в область пространственного заряда. Электроны, находящиеся дальше от области пространственного заряда, будут испытывать большую дрейфовую силу, чем диффузионная сила, и поэтому будут дрейфовать вправо.В то же время отверстия на стороне p будут испытывать силу дрейфа к левой стороне и диффузионную силу к правой стороне . Тогда с электронами на n-стороне произойдет обратное: ближайшие к центру дырки будут диффундировать в область пространственного заряда, где они рекомбинируют с диффундирующими электронами. Отверстия, наиболее удаленные от области пространственного заряда, будут дрейфовать к аноду. Увеличенная рекомбинация из-за диффузии и миграция носителей из области пространственного заряда из-за дрейфа будут вместе производить суммарный эффект более широкой области пространственного заряда.

Теперь рассмотрим меньшинства носителей в их соответствующем материале. Для свободного электрона в материале р-типа дрейфовая сила направлена ​​вправо. Диффузионной силой можно пренебречь, поскольку плотность неосновных носителей мала (по определению!). Когда этот электрон движется вправо, он, вероятно, рекомбинирует с дыркой. Однако некоторые электроны пройдут через сторону p без рекомбинации и войдут в область пространственного заряда, где они будут оттеснены электрическим полем.[Противоположное произойдет для отверстий на стороне n ] В результате возникает небольшой ток, направленный влево, называемый током насыщения . Для кремниевых переходных диодов p n ток насыщения составляет порядка наноампера, 10 -9 А.

Пока диод смещен в обратном направлении, ток насыщения обычно не зависит от величина V ; однако, если В станет слишком большим, диод выйдет из строя и пропустит практически любой ток.Эта характеристика называется пробоем , и она обычно разрушает диоды p n . p n переходные диоды, которые предназначены для использования при пробое, называются стабилитронами .

Стабилитроны

Стабилитроны представляют собой просто диоды с обратным смещением, способные выдерживать работу при пробое. По мере увеличения обратного напряжения смещения стабилитроны продолжают проводить постоянный ток (ток насыщения) до тех пор, пока не будет достигнуто определенное напряжение.При этом напряжении, известном как напряжение пробоя , В Z , диод вступает в пробой и пропускает почти любой ток. Поэтому при пробое величина тока определяется другими элементами цепи (действующее сопротивление, источники тока и т. д.). Напряжения пробоя могут варьироваться от 1 до 100 В.

Обозначение цепи стабилитрона

Пробой стабилитронов вызывается двумя разными, но схожими причинами: лавинным эффектом и эффектом Зенера.Лавинный эффект возникает, когда разность потенциалов на стыке p n становится настолько большой, что свободные электроны, пересекающие стык, получают достаточную энергию, чтобы выбивать другие ковалентно связанные электроны из их связей, сталкиваясь с ними. Это столкновение создает новую электронно-дырочную пару. Затем процесс повторяется, вызывая цепную реакцию; почти мгновенно может образоваться огромная «лавина» носителей заряда. Этот поток новых носителей заряда представляет собой очень внезапное увеличение тока через диод.

Эффект Зенера возникает, когда электрическое поле, создаваемое областью пространственного заряда, становится настолько сильным, что может отрывать ковалентно связанные электроны от их связей. Это также создает новую электронно-дырочную пару, которая будет быстро разделена сильным электрическим полем. Когда электрическое поле становится достаточно сильным, чтобы одновременно разделить множество электронов и дырок, возникает сильный скачок тока.

Стабилитроны находят полезное применение в электронике. Поскольку они пропускают большой ток, они могут рассеивать большое количество энергии (P=IV).Стабилитроны также используются в регуляторах напряжения, устройствах, которые принимают переменное входное напряжение и выводят постоянное напряжение. Простейший регулятор напряжения можно создать, поместив стабилитрон последовательно с резистором.

Диоды — Практические EE

Диоды являются полупроводниковыми приборами. Термин «полупроводник» означает, что устройство ведет себя по-разному в разных обстоятельствах.

Диод

В случае диода, если напряжение на нем от анода к катоду слишком низкое или отрицательное, то он не проводит ток или, по крайней мере, не очень большой ток.Как только напряжение достигает определенного порога, диод «включается», и он проводит почти как короткое замыкание. Во включенном состоянии напряжение на диоде в значительной степени отделено от тока, протекающего через него. То есть напряжение остается близким к пороговому напряжению независимо от того, сколько тока протекает через него.

Форма кривой напряжения тока диода

На рисунке выше показан график зависимости тока от напряжения для диода. В середине, где напряжение равно нулю, ток также равен нулю, и ток остается нулевым по мере увеличения напряжения до тех пор, пока напряжение не приблизится к пороговому значению (Vd), в котором начинает течь ток, а дополнительный ток не сильно меняет напряжение по сравнению с Vd.Vd также называют прямым напряжением Vf диода.

При отрицательном напряжении, означающем, что анод находится под более низким напряжением, чем катод, диод входит в обратную область, где небольшое количество тока протекает в обратном направлении (от катода к аноду). Когда напряжение становится более отрицательным, диод достигает порога напряжения обратного пробоя (Vbr). При Vbr ток начинает течь свободно, а напряжение практически держится на Vbr. Для большинства диодов работа в этой области пробоя вызывает повреждение диода, и ее следует избегать.Исключением является стабилитрон, который предназначен для работы в этой области.

Символы диодов

Символы диодов

Основные характеристики диодов

  • Порог прямого напряжения (Vf) – порог напряжения включения диода в прямом направлении
  • Обратное напряжение пробоя (Vbr)  – порог отрицательного (обратного) напряжения, за которым диод входит в область пробоя .
  • Максимальный прямой ток  — максимальный прямой ток, который может выдержать диод, не перегреваясь.Нагрев вызван рассеиваемой мощностью, которая равна произведению напряжения на диоде на ток через диод. P = V * I. Обратите внимание, что, поскольку этот рейтинг обусловлен нагревом, он сильно зависит от того, как и где реализован диод (поток воздуха, близлежащие горячие устройства, радиатор и т. д.).
  • Максимальный обратный ток  – для стабилитронов максимальный обратный ток, который они могут выдержать, прежде чем они станут слишком горячими.

Типы диодов

Диод общего назначения
  • Vf находится в диапазоне .от 6В до 0,7В.
  • Доступен широкий диапазон значений обратного напряжения пробоя.
  • Доступны различные максимальные значения прямого тока.
  • Доступны модели для поверхностного монтажа и для сквозного монтажа.
  • Часто используется в качестве барьера для предотвращения прохождения тока в одном направлении
SMD-диод Проходной диод
Диод Шоттки
  • Диоды Шоттки аналогичны диодам общего назначения, но имеют более низкое прямое напряжение.
  • Vf в диапазоне от 0,15 до 0,45 В.
  • Включение и выключение происходит быстрее, чем у диодов общего назначения.
  • Часто используется в качестве фиксатора для поддержания напряжения одного сигнала в пределах 0,45 В от другого (например, фиксатор ESD)
  • Также часто используется в силовых приложениях для минимизации рассеивания мощности из-за более низкого прямого напряжения. P = V * I.
Стабилитрон
  • Предназначен для использования в режиме обратной разбивки. Но также работает как обычный диод в прямом направлении.
  • Широкий выбор значений Vbr. Доступно любое напряжение от 2,4 В до 1 кВ. Обратите внимание, что Vbr также часто называют напряжением Зенера.
    Обычно используется для ограничения напряжения некоторой сигнальной линии до определенного напряжения.
  • Также часто используются для фиксации электростатического разряда, поскольку они могут фиксировать как положительные, так и отрицательные всплески напряжения.
  • Может использоваться для обеспечения постоянного напряжения питания. Например, если у вас доступно только 5 В, а у вас есть один чип, которому нужно 3.3V, стабилитрон может быть хорошим способом. Но это решение довольно неэффективно, и напряжение не будет таким стабильным, как другие решения, такие как линейный регулятор, поэтому это работает только тогда, когда нагрузке не требуется большой ток и она не чувствительна к изменению напряжения питания.
  • Доступны в формах для сквозного или поверхностного монтажа и в том же разнообразии размеров корпуса, что и диоды общего назначения.
Светоизлучающий диод (LED)
  • Как и другие диоды, светодиоды рассеивают мощность в виде тепла, но они также излучают свет.
  • Длина волны излучаемого света обычно находится в узком диапазоне, что означает, что излучается узкая цветовая полоса. Цвет, излучаемый светодиодом, зависит от материала, из которого изготовлен светодиод, и не все цвета доступны. Помимо цветов в видимом спектре, светодиоды доступны в инфракрасном и неультрафиолетовом диапазонах. Светодиоды также могут быть заключены в цветной материал, который может изменить цвет излучаемого света.
  • Прямое напряжение светодиодов сильно различается и различается для каждого цвета.Vf может быть где угодно от 1В до 12В.
  • При реализации светодиода обычно требуется включать его постоянным детерминированным током, поскольку его свечение определяется протекающим через него током.
  • Очень эффективные источники света. Небольшое количество энергии производит много света.
  • Используется для освещения, индикации и связи. Под связью я не подразумеваю быструю передачу больших объемов данных, как это можно сделать с помощью лазерного диода по оптоволоконным кабелям.Например, светодиод можно использовать для изготовления оптического прерывателя (оптического переключателя), где у вас есть светодиод на одной стороне слота и фототранзистор на другой стороне, и свет от светодиода включает фототранзистор, если он проходит через него. слот, или фототранзистор выключен, когда слот заблокирован.
  • Предлагается с несколькими светодиодами в одном корпусе. Это могут быть разные цвета, такие как зеленый и красный, образующие трехцветный светодиод (красный, зеленый и желтый, если оба горят).
  • Часто имеют линзы, которые фокусируют или расширяют угол обзора света.
Сквозные светодиоды SMD-светодиоды
Лазерные диоды
  • Лазерные диоды излучают лазерный свет, то есть свет в очень узком диапазоне длин волн и в очень узком направлении.
  • Используется для оптоволоконной связи, чтения штрих-кодов, чтения и записи DVD, лазерной печати, хирургии и т. д.
  • Как правило, вы не устанавливаете отдельный лазерный диод, а покупаете специальный модуль. Например, для оптоволоконной связи вы купите соответствующий оптоволоконный трансивер и внедрите его.
  • Кстати, у оптоволоконной связи есть несколько очень приятных особенностей. Каждая сторона оптоволоконного кабеля электрически изолирована друг от друга, а оптический сигнал, проходящий по кабелю, не создает никаких электромагнитных помех (ЭМП) и невосприимчив к ЭМП от других источников. И оптический сигнал может иметь очень, очень высокую частоту и может передаваться на очень большие расстояния. Однако реализация оптоволоконных приемопередатчиков на печатной плате довольно сложна.
  • Лазерные диоды имеют соответствующие правила техники безопасности и относятся к разным классам в зависимости от уровня вреда, который они могут причинить.Изделия, содержащие лазеры, должны иметь предупреждающие этикетки.
SFP-трансивер Лазерные диоды
Силовой диод
  • Силовые диоды рассчитаны на большие токи и рассеивание большого количества тепла.
  • Используются в качестве выпрямителей, которые преобразуют переменный ток (AC) в постоянный ток (DC), используются в качестве ловящих диодов в переключаемых преобразователях питания постоянного тока и используются для защиты питания от обратной полярности.
  • Доступны версии диодов общего назначения высокой мощности, диодов Шоттки и Зенера
  • Диоды Шоттки часто используются в силовых приложениях, поскольку более низкое значение Vf приводит к меньшему рассеиванию мощности, что обеспечивает более высокий КПД и меньшее выделение тепла.
  • Из-за больших значений тока номинальные значения Vf выше для силовых версий диодов, и это важно учитывать. P = V * I.
  • Некоторые силовые диоды со сквозным отверстием предназначены для крепления радиатора, а некоторые силовые диоды для поверхностного монтажа имеют тепловую пластину (большую металлическую поверхность), которую можно соединить несколькими переходными отверстиями с заземляющий слой печатной платы для отвода тепла.
Силовой диод TH Силовой диод SMD

Вот видео про диоды от The Organic Chemistry Tutor на Youtube.

Далее: Транзисторы

AMZ-FX Блог о гитарных эффектах » Архив блога Защита от обратного напряжения


Это типичная схема защиты от обратного напряжения, используемая во многих гитарных педалях эффектов. Я сам иногда использовал его, и он эффективен в определенных пределах.

В нормальных условиях, когда используется источник питания с правильной полярностью, диод D1 не проводит ток. Через последовательный резистор проходит ток в несколько миллиампер, а рассеиваемая мощность меньше максимальной номинальной мощности резистора, которая обычно составляет 1/4 Вт.

Однако, если в эту цепь подключить источник напряжения обратной полярности, диод D1 будет проводить, и ток будет проходить через него и обратно к источнику питания через резистор 100 Ом. Вот когда начинаются проблемы.

Падение на диоде составляет около 0,7 В, но остальное напряжение будет на резисторе, и закон Ома может сказать нам, какой ток будет течь: I = V/R

Светодиодный калькулятор AMZ — это быстрый способ получить необходимые ответы. Vf диода равен 0.7v и вводится в поле прямого напряжения светодиода (в конце концов, светодиод — это диод). Таким образом, если вы подключите источник напряжения, прямое напряжение и значение резистора, калькулятор покажет, сколько тока используется, а также сколько ватт должно быть рассеяно резистором.

В данном случае при питании 9В, диоде 0,7В и резисторе 100 Ом ток составляет 83 мА и почти 0,70 Вт. Это явно превышает номинал резистора 0,25 Вт, и через несколько секунд он сильно нагреется.Обычно резистор плавится и вскоре после этого размыкается. Тогда ток не будет течь, так как резистор сработал как предохранитель.

Диод не плавится, потому что он обычно рассчитан на 1,0 А или более, а эта схема пропускает через него только 0,083 А.

Очень известная коммерческая педаль использует резистор 47 Ом, и если вы подставите это значение в калькулятор, он показывает, что резистор должен выдерживать почти 1,5 Вт! Я заменил перегоревший резистор питания 47R во многих из этих педалей.

Одним из решений является использование резистора с номиналом 2 Вт для последовательного входа от источника питания. Это работает, но резистор будет нагреваться, если питание будет изменено на противоположное, но, по крайней мере, он не воспламенится.

Лучшим решением будет добавить новый диод последовательно перед резистором. Это защищает цепь, и в условиях обратного питания ток не течет. Недостатком является то, что на диоде будет падение напряжения, и напряжение, которое попадает в цепь, будет меньше; около 8.0 — 8,3 вольта, в зависимости от диода и тока, потребляемого цепью.

Падение напряжения можно свести к минимуму, используя диод с низким Vf, такой как элемент Шоттки 1N5817. Это лучшее решение, и диод обычно можно добавить там, где провод положительного напряжения соединяется с печатной платой.

Если у вас не работает педаль и кажется, что на транзисторы или микросхемы не поступает напряжение, проверьте последовательный резистор на плюсовой линии питания.

Поделитесь этой статьей со своими подписчиками в Твиттере: Твитнуть

Защита от обратного напряжения – идеи дизайна!

В этой статье показано, как использовать защиту от обратного напряжения с минимальными потерями мощности в ваших электронных проектах, работающих от батареи/источника постоянного тока.На самом деле, я давно хотел собрать в одном посте несколько идей по проектированию защиты от обратной полярности. Как итог, здесь вы можете увидеть сводку моих случайных мыслей. И, в качестве бонуса, в конце для вас прилагается проект для самостоятельной работы. Хорошо, приготовьтесь усвоить несколько простых идей, которые помогут предотвратить выход волшебного дыма из ваших бесценных прототипов!

Серийный трюк с диодами

Простейшей защитой от обратного напряжения является диод, включенный последовательно с источником питания, как показано на рисунке ниже.Здесь диод смещается в прямом направлении, и нормальный рабочий ток нагрузки протекает через диод. Однако, если источник питания подключен в обратном направлении, диод смещается в обратном направлении и ток не течет!

Для этого трюка можно просто использовать обычный пластиковый выпрямитель общего назначения, такой как 1N4007. Диод серии 1N400x выдерживает ток нагрузки до 1 А, а серия 1N540x — до 3 А, но обратите внимание, что на диоде падает примерно от 0,6 до 1,1 В (V F ). Потерянная мощность тогда будет V F x I.

Чтобы свести к минимуму указанный выше недостаток, вы можете использовать диод Шоттки (например, 1N5817/18/19), так как его прямое падение напряжения (V F ) ниже, чем у обычного диода.

Однако недостатком использования диода Шоттки является то, что он не только дороже стандартного диода, но и имеет значительное прямое падение напряжения (V F ).

Также некоторые диоды Шоттки могут иметь большую утечку обратного тока и не подходить для этого трюка (https://www.microsemi.com/document-portal/doc_view/14630-introduction-to-schottky-rectifiers)!

Трюк с диодами и предохранителями

Еще один самый простой и дешевый прием — использование обычного диода и предохранителя, как показано на рисунке ниже.

В этой схеме почти нет падения напряжения, но реализовать ее не так просто, как предыдущие идеи. Устанавливать предохранитель нужно в легкодоступном месте, а номинальный ток диода «ломика» должен быть больше, чем у предохранителя.Вы можете использовать самовосстанавливающийся предохранитель вместо обычного предохранителя, но вам часто нужно будет покупать их оптом!

Трюк с P-канальным МОП-транзистором

Это еще одна простая и легкая в реализации идея, обеспечивающая очень низкое падение напряжения. Умный трюк состоит в том, чтобы добавить P-канальный силовой МОП-транзистор на стороне высокого напряжения цепи, который пропускает энергию только при правильной полярности источника напряжения!

В этот момент обратите внимание, что MOSFET на самом деле подключен в обратной ориентации, как обычно — клеммы стока и истока поменялись местами.Это сделано намеренно и необходимо для того, чтобы небольшой ток утечки через встроенный в корпус полевого МОП-транзистора диод смещал полевой МОП-транзистор только при правильной полярности.

Как показано на базовой схеме выше, затвор полевого МОП-транзистора подключен к шине заземления, позволяя току проходить через переход сток-исток при подключении источника питания. Вы также можете использовать стабилитрон, чтобы поддерживать напряжение затвора в безопасном диапазоне (см. ниже). Однако напряжение на стабилитроне должно быть меньше, чем на MOSFET V GS — максимально допустимое напряжение от затвора до истока.Кроме того, оно должно быть выше, чем у MOSFET V GS (th) — пороговое напряжение от затвора до истока.

Посмотрите, если напряжение питания меньше максимального напряжения затвор-исток (Vgs) MOSFET, вам нужен только MOSFET (просто подключите затвор напрямую к земле). Если при чтении технического описания вашего полевого МОП-транзистора вы обнаружите, что максимальное значение Vgs может превышать уровень Vcc, то вы должны зафиксировать напряжение между затвором и истоком, используя комбинацию стабилитрон-резистор.Вставив стабилитрон с напряжением меньше максимального Vgs, вы можете ограничить напряжение между затвором и истоком до безопасного уровня. Тем не менее, соответствующий резистор (от 10 кОм до 100 кОм) должен обеспечивать достаточный ток для правильного смещения выбранного вами стабилитрона, что означает, что он может питать минимальный ток, необходимый для достижения напряжения пробоя стабилитрона.

Теперь несколько ключевых моментов, которые вы должны знать о полевых МОП-транзисторах и стабилитронах:

МОП-транзистор

  • В DS : Напряжение от стока к источнику — должно быть больше, чем напряжение источника питания/Vcc
  • R DS (включено): Сопротивление сток-исток при включении полевого МОП-транзистора — должно быть как можно меньше
  • В GS : Напряжение затвор-исток — это максимально допустимое напряжение от затвора до истока
  • В GS (th): Напряжение , при котором МОП-транзистор включится до «некоторой» степени

Стабилитрон

  • Колено Зенера: При определенном напряжении в условиях обратного смещения происходит обратный пробой и быстро увеличивается ток.Это резкое изменение тока стабилитрона называется изломом или изломом обратной характеристики
  • .
  • Напряжение пробоя стабилитрона: Напряжение обратного смещения, при котором происходит пробой, называется напряжением пробоя стабилитрона и обозначается как В
  • Izmin и Izmax: Izmin — минимальный ток через стабилитрон для поддержания его работы, а Izmax — максимальный ток, протекающий через стабилитрон

Защита от обратного напряжения своими руками (версия 1)

В качестве защиты от обратного напряжения можно использовать следующую схему.Это практическая реализация вышеупомянутого трюка с P-Channel MOSFET, теперь с довольно популярным P-channel Power MOSFET — IRF9540 (https://www.vishay.com/docs/91078/91078.pdf).

При заданном токе нагрузки низкое сопротивление MOSFET во включенном состоянии падает намного меньше напряжения, чем у эквивалентного биполярного транзистора (BJT). Результатом является меньшее рассеивание мощности (I 2 R), что позволяет МОП-транзистору выдерживать гораздо более высокие токи нагрузки, чем это возможно с биполярным транзистором того же размера.

В приведенном ниже фрагменте таблицы данных вы можете видеть, что максимальное сопротивление во включенном состоянии полевого МОП-транзистора IRF9540 составляет всего 0,20 Ом (при -10 В В GS ). Таким образом, потерянная мощность при токе 1 А будет составлять около R DS(on) x I 2 = 0,2 Ом x 1A x 1A = всего 200 мВт!

Понимание параметров мощного полевого МОП-транзистора https://www.taiwansemi.com/assets/uploads/productcategoryfile/AN-1001_A1611.pdf

Как обычно, я протестировал эту концепцию на макетной плате с входным напряжением 12 В постоянного тока/1 А.Просто проверка на вменяемость, вот и все.

Не забудьте обратить особое внимание на ориентацию полевого МОП-транзистора в этой цепи. МОП-транзистор подключается как переключатель верхнего плеча, поэтому диод в его корпусе должен быть ориентирован в направлении нормального протекания тока. Затем обратное входное напряжение смещает диод в обратном направлении и блокирует протекание тока. Кроме того, рекомендуется использовать радиатор с полевым МОП-транзистором в вашей окончательной конструкции.

Рекомендуется: Служба производства сборки печатных плат AiPCBA СКИДКА 20% на детали, готовый прототип печатной платы онлайн, спецификация онлайн 30 с, быстрое цитирование

2-контактный разъем CN1 является входным портом этой схемы, а CN2 — выходным портом.Красный светодиод 1 — это простой сигнализатор входа обратной полярности, а зеленый светодиод 2 — индикатор состояния выхода.

Больше макетов. Все хорошо!

Будьте внимательны: для источников питания/аккумуляторов с напряжением ниже 10 В, но выше 2,7 В можно использовать низковольтный МОП-транзистор с каналом P. Другим является применение низкопорогового устройства с зарядовым насосом для управления напряжением затвора под землей. Я знаю, что об этом кто-то подробно рассказывал — Google — ваш лучший друг (https://giybf.ком/)!

Веселые мысли об улучшении

Здесь отлично работает еще одна вещь — интеллектуальные диодные контроллеры с защитой от обратной полярности!

Я сам некоторое время интересовался специализированными ИС для защиты от обратного напряжения. LM74610-Q1 — хороший чип, который я нашел в Интернете (https://www.mouser.in/new/texas-instruments/ti-lm74610-q1-controller/).

LM74610-Q1 (https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm74610-q1.pdf) — это специальный контроллер, который можно использовать с N-канальным MOSFET в схеме защиты от обратной полярности.Видите ли, часто полевые МОП-транзисторы NMOS более привлекательны для сильноточных приложений, чем полевые МОП-транзисторы PMOS — https://www.maximintegrated.com/en/design/technical-documents/app-notes/6/636.html.

LM74610-Q1 предназначен для управления внешним полевым МОП-транзистором для имитации идеального диодного выпрямителя при последовательном подключении к источнику питания. Уникальным преимуществом здесь является то, что контроллер не привязан к земле и, таким образом, имеет нулевой I Q , что означает, что устройство потребляет нулевой установившийся ток покоя от источника питания.Подробнее о I Q https://www.ti.com/lit/an/slyt412/slyt412.pdf

Точно так же я случайно наткнулся на микросхему VN5R003H-E, которая представляет собой устройство, созданное ST для защиты электронного модуля от переполюсовки батареи. Это техническое описание этого выключателя защиты от обратной батареи 3 мОм https://www.st.com/resource/en/datasheet/vn5r003h-e.pdf

Подробное обсуждение этих довольно полезных чипов выходит за рамки этой небольшой записи в блоге. Тем не менее, есть несколько доступных онлайн-ресурсов, которые обеспечивают более высокий уровень рассмотрения этой темы.Вы можете (надеюсь) узнать о них больше через другие медиа-сайты в сети Aspencore (https://aspencore.com/media/).

Остановка

Теперь к последней строке длинного (возможно, скучного) объяснения того, что такое защита от обратного напряжения, как она работает и как спроектировать/построить простые схемы, чтобы сделать устройства устойчивыми к источникам питания, подключенным назад. Как и прежде, если у вас есть сомнения или вопросы, напишите об этом в комментариях ниже. Мне также интересно получить ваши предложения по поводу трюков защиты от обратного напряжения.Спасибо за чтение, и я надеюсь, что я помог некоторым новичкам.

Как работает диод? (Часть 3 — Обратное смещение) —…

Если вы помните, отрицательная сторона внешнего напряжения смещения должна быть подключена к области n, а положительная сторона — к области p, чтобы диод был смещен в прямом направлении. Теперь, чтобы диод был смещен в обратном направлении, внешнее напряжение смещения должно быть подключено противоположно тому, как оно было подключено к диоду в состоянии прямого смещения. Таким образом, положительная сторона связана с областью n, а отрицательная сторона связана с областью p.

В этом случае свободные электроны, которые являются основными носителями в n-области, притягиваются положительной стороной внешнего напряжения смещения, создавая больше положительных зарядов вблизи p-n-перехода. То же самое происходит и в области p. Дырки, являющиеся основными носителями, притягиваются отрицательной стороной внешнего напряжения смещения, и вблизи p-n-перехода создается больше отрицательных зарядов. Это приводит к расширению области обеднения и увеличению напряженности электрического поля между положительным и отрицательным зарядами до тех пор, пока потенциал в области обеднения не станет таким же, как внешнее напряжение смещения.

Если мы попытаемся посмотреть на энергетическую диаграмму в условиях обратного смещения, мы увидим, что область обеднения теперь стала шире, а энергетический холм круче, что делает невозможным пересечение pn-перехода свободными электронами. Опять же, глядя на диаграммы энергетических зон, электроны хотят опуститься, а дырки хотят «всплыть» вверх. В этом случае через диод не будет протекать ток, за исключением очень небольшого обратного тока, которым обычно можно пренебречь.

Обратный ток в условиях обратного смещения возникает из-за неосновных носителей в p- и n-областях.Это термически генерируемые электронно-дырочные пары. Отрицательная сторона внешнего напряжения смещения выталкивает неосновные носители в p-области, которые представляют собой свободные электроны, к pn-переходу. Поскольку зона проводимости в p-области находится на более высоком энергетическом уровне, чем зона проводимости в n-области, неосновные электроны могут легко проходить через обедненную область, поскольку для этого не требуется дополнительной энергии.

Обратный ток в условиях обратного смещения должен быть очень мал.Однако, если внешнее напряжение смещения увеличить до значения, равного напряжению пробоя, обратный ток резко возрастет.

Что происходит, так это то, что высокое напряжение обратного смещения дает достаточно энергии свободным неосновным электронам, так что, когда они проходят через p-область, они сталкиваются с атомами и выбивают валентные электроны с орбиты в зону проводимости. Теперь эти электроны, выбитые со своей орбиты, становятся электронами проводимости. У них также высокая энергия, поэтому они повторяют этот процесс столкновения с атомами, что приводит к умножению электронов проводимости.Поскольку эти электроны обладают высокой энергией, после пересечения обедненной области они не объединяются с неосновными дырками, а проходят через n-область как электроны проводимости.

Размножение электронов проводимости приводит к резкому увеличению обратного тока. Если обратный ток не ограничен, это может привести к повреждению диода.


Итак, теперь мы знаем, как работает диод в условиях обратного смещения. Мы также узнали об обратном токе и о том, как увеличение напряжения обратного смещения до напряжения пробоя резко увеличивает обратный ток, который может повредить диод.Если у вас есть какие-либо вопросы, оставьте их в комментариях ниже, и если вы нашли это интересным или полезным, поставьте лайк и подпишитесь на нашу рассылку новостей и канал YouTube!

Цепь защиты от перенапряжения и обратного напряжения

Когда мы применяем обратное напряжение или перенапряжение к электронным приборам или электронным компонентам, это может привести к повреждению или взрыву. Чтобы избежать этой ситуации, простая схема защиты от перенапряжения и обратного напряжения разработана с использованием нескольких легкодоступных компонентов.

Мы можем использовать простой одиночный диод для защиты от обратного напряжения в цепи, но когда возникает перенапряжение или всплеск, это повлияет на нагрузочное устройство. Здесь в качестве защитных элементов использованы МОП-транзистор и стабилитрон.

Принципиальная схема

Необходимые компоненты

  1. MOSFET P-Channel FQP47P06
  2. Стабилитрон 9 В
  3. Резистор 100 кОм

Сборка схемы и работа

Эта схема построена с использованием только трех элементов. Первый — P-Channel MOSFET FQP47P06, он подключен между источником питания и целевой нагрузкой и смещающим резистором R1, стабилитрон подключен между MOSFET Source и затвором для обеспечения регулирования напряжения на выходе.

МОП-транзистор FQP47P06

Этот МОП-транзистор может управлять напряжением более 60 Вольт. Он имеет три вывода, называемые воротами, стоком и источником. Обладает высокой лавинной стойкостью (необходима для защиты от обратного напряжения) и высокой скоростью переключения.

Когда мы подаем питание на целевую нагрузку с правильной полярностью и напряжением, тогда этот полевой МОП-транзистор позволяет подавать напряжение на нагрузку, а стабилитрон просто действует как диод со смещением в прямом направлении.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.