ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.10.2023
Просмотров: 47
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
• барьерная емкость диода при подаче на него обратного напряжения;
• диапазон частот, в котором возможна работа диода без существенного снижения выпрямленного тока;
• рабочий диапазон температур.
Динамические характеристики выпрямительных диодов зависят в основном от скорости рассасывания зарядов перехода (от величины барьерной Сбар и дифференциальной Сдиф емкостей), которые в свою очередь зависят от конструкции диода. В качестве выпрямительных диодов с высоким быстродействием используются эпитаксиальные диоды (диоды Шотки), имеющие структуру металл-полупроводник. По сравнению с обычным р-n-переходом у таких диодов отсутствует диффузия, связанная с инжекцией неосновных носителей в область металла, т.е. они работают только на основных носителях зарядов. Поэтому у диодов Шотки отсутствует диффузионная емкость, связанная с накоплением и рассасыванием неосновных носителей. Другой важной особенностью диодов Шотки является небольшое прямое падение напряжения. Применение таких диодов, например, в выпрямителях позволяет уменьшить потери примерно на 10—15% по отношению к кремниевым. Предельными характеристиками таких диодов являются Um.dX = 150 В и /тах — единицы мегагерц при токе до 30 А.
Рис. 2.9. Динамические характеристики выпрямительного диода: а — временные диаграммы напряжения и тока; б — схема для определения динамических характеристик на границе /ьл-перехода при переключении полярности входного напряжения; /вос — время восстановления обратного напряжения.
Временные диаграммы тока и напряжения выпрямительного диода при его переключении с положительного напряжения на отрицательное изображены на рис. 2.9, а. При этом схема испытания диода для снятия динамических параметров имеет вид, показанный на рис. 2.9, б. На рисунке обозначены характеристики: Гнар — время нарастания прямого тока; /рас — время рассасывания накопленных зарядов.
Очень важными являются температурные свойства диода. Наиболее сильно от температуры зависят прямое напряжение и обратный ток. В справочниках, как правило, указывается температурный коэффициент напряжения ТКН^, единицей измерения которого является милливольт на градус Кельвина [мВ/К]. При увеличении температуры на 10 °С обратный ток увеличивается в два раза.
Схема замещения выпрямительного диода.
Для расчета цепей, содержащих диоды, часто применяют эквивалентные схемы замещения, полученные при линейной аппроксимации вольт-амперных характеристик диодов. Так как прямая и обратная ветви ВАХ существенно различаются, аппроксимацию проводят для прямой и обратной ветви отдельно. Для прямого включения эквивалентная схема диода будет следующей (рис. 2.10).
Рис. 2.10. Схема замещения и аппроксимация ВАХ диода (прямое включение).
Эквивалентная схема диода состоит из резистора и источника ЭДС. Диффузионной емкостью можно пренебречь. При прямом включении диода дифференциальное сопротивление характеризует наклон прямой ветви ВАХ: Rmф пр = при / = 7). Эквивалентная схема диода при обратном включении и его ВАХ изображены на рис. 2.11. На эквивалентной схеме изображены: дифференциальное сопротивление обратного включения ЛДИф 0бр, источник тока, моделирующий обратный ток (ток неосновных носителей), и барьерная емкость Сбар, величина которой зависит от напряжения на диоде. При этом дифференциальное сопротивление Rmф обр = -jj- при / = /,.
Рис. 2.11. Схема замещения и аппроксимация ВАХ диода (обратное включение)
2. Вопрос: Что такое коэффициент усиления a?
Ответ:
Усилители и активные компоненты.
Поскольку усилители способны увеличивать величину входного сигнала, полезно иметь возможность оценивать способность усилителя усиливать с точки зрения отношения выход/вход. Технический термин для отношения величин выход/вход – коэффициент усиления. Как отношение равных единиц измерения (выходная мощность / входная мощность, выходное напряжение / входное напряжение, или выходной ток / входной ток), коэффициент усиления естественно является безразмерной величиной. В формулах коэффициент усиления обозначается заглавной буквой «A».
Например, если на вход усилителя подается переменное напряжение 2 вольта RMS (среднеквадратичное значение), а на выходе получаем переменное напряжение 30 вольт RMS, то коэффициент усилителя по переменному напряжению равен 30, деленное на 2, что равно 15:
Соответственно, если мы знаем коэффициент усиления усилителя и величину входного сигнала, то можем вычислить его величину на выходе. Например, если на усилитель с коэффициентом усиления по переменному току, равным 3,5, подать сигнал с величиной переменного тока 28 мА RMS, то на выходе получим 28 мА, умноженное на 3,5, то есть 98 мА:
В последних двух примерах я специально указал коэффициенты усиления и величины сигналов с уточнением «переменный». Это было сделано намеренно, и иллюстрирует важную концепцию: электронные усилители часто по-разному реагируют на входные сигналы переменного и постоянного тока, и могут усиливать их в разной степени. Другими словами, усилители часто усиливают изменения в величине входного сигнала (переменный ток) при различных коэффициентах, чем постоянные величины входного сигнала (постоянный ток). Конкретные причины для этого слишком сложны, чтобы объяснить их на данном этапе обучения, но об этом факте всё равно стоит упомянуть. При расчетах коэффициента усиления, прежде всего, нужно понимать, с какими типами сигналов и коэффициентов усиления мы имеем дело, с переменным или постоянным током.
Коэффициенты усиления электронных усилителей могут быть выражены в отношении напряжения, тока, и/или мощности, и для переменного, и для постоянного тока. Краткое определение коэффициента усиления состоит следующем: треугольный символ «дельта» (Δ) в математике означает изменение, то есть «ΔUвых/ΔUвх» означает «отношение изменения выходного напряжения к изменению входного напряжения» или, проще говоря, «отношение выходного переменного напряжения к входному переменному напряжению»:
Если несколько усилителей стоят последовательно, соответствующие коэффициенты усиления этих усилителей формируют общий коэффициент усиления, равный произведению отдельных коэффициентов усиления (рисунок ниже).
Если подать сигнал напряжением 1 В на вход усилителя с коэффициентом усиления 3 на рисунке ниже, на выходе первого усилителя будет сигнал 3 В, который будет усилен в 5 раз вторым каскадом усиления, и в итоге получим на выходе 15 В.
