Каковы особенности протекания тока через диод?

Физика | 10 - 11 классы

Каковы особенности протекания тока через диод?

Ответить на вопрос
Ответы (1)
Викa1111 19 авг. 2021 г., 05:49:02

Для понимания сути процессов, происходящих в диоде при работе в высокочастотных импульсных цепях рассмотрим прохождение через него прямоугольного сигнала (т.

Е. сигнала с малой длительностью фронта и среза).

При этом диод включается по схеме, приведенной на рис.

3. 1 - 1.

Рис. 3.

1 - 1.

Схема включения диода при рассмотрении переходных процессовВ случае, когда входной прямоугольный сигнал является двуполярным, переходные процессы в диоде будут характеризоваться диаграммами, представленными на рис.

3. 1 - 2.

Рис. 3.

1 - 2.

Переходные процессы в диоде при прохождении через него двуполярного прямоугольного сигналаДля анализа приведенных зависимостей можно воспользоваться выражением для тока диода в переходном режиме : Iд = Qбτб + dQбdt + CбdUp−ndt, где : Qб— объемный заряд неосновных носителей в области базы диода ; τб— время жизни неосновных носителей в области базы ; Cб— барьерная емкость перехода ; Up−n— напряжение наp - n - переходе диода.

Первое слагаемое выражения связано с рекомбинацией неосновных носителей в области базы.

Второе слагаемое определяет изменение во времени объемного заряда неосновных носителей в области базы.

Третье — обусловлено перезарядом барьерной емкостиp - n - перехода при изменении входного сигнала во времени.

Таким образом, основными причинами инерционности заряда являются : эффект накопления избыточного заряда в базовой области прибора и наличие барьерной емкости перехода.

Рассмотрим участок времени[t0 ; t1], когда входное напряжение скачком увеличивается от–Uвхобрдо + Uвхпр.

При увеличении прямого тока сопротивление базы диода уменьшается (эффект модуляции сопротивления области базы).

Поскольку скорость накопления избыточного заряда в области базы конечна, то установление прямого сопротивления диода требует некоторого времени.

Учитывая, чтоRН≫rдпр, можно показать, что ток диода не зависит от его сопротивления.

Поэтому эффект модуляции сопротивления базы приводит к появлению резкого выброса напряжения на диоде при его включении.

Перезаряд барьерной емкости диодаCб, наоборот, ведет к замедлению скорости увеличения напряжения на диоде.

Вследствие действия двух противоположных тенденций реальный вид переходного процесса определяется конкретным соотношением параметров диода.

При малых уровнях инжекции превалирующими являются процессы, связанные с перезарядом емкостиCб.

При больших уровнях инжекции — процессы, связанные с изменением объемного заряда области базы.

Поэтому для диодов различных типов переходные процессы при включении могут иметь качественно отличный вид.

На приведенной на рис.

3. 1 - 2 диаграмме представлен случай большого уровня инжекции и соответственно малого влиянияCб.

Длительность всплеска напряжения на диодеτуназываетсявременем установления.

Рассчитанное для1, 2Uдпр, оно примерно равно : τу≈2, 3tб, а максимальное падение напряжения на диоде : Uдпрmax≈φк + Iпр⋅rдб, где : φк— контактная разность потенциалов, rдб— сопротивление области базы диода.

Интервал времени [t1 ; t2] характеризует установившийся режим в диодном ключе.

В базовой области диода накоплен избыточный заряд неосновных носителейQб = Iпр⋅τб.

Концентрация избыточных носителей при этом падает по мере удаления от перехода.

Прямой ток, протекающий через диод, равен : Iпр = Uвхпр–Uдпрrдпр + Rн.

В момент времениt2входное напряжение изменяет свою полярность на обратную.

Однако до моментаt4диод будет находиться в проводящем состоянии.

До моментаt3через него в обратном направлении будет протекать ток, импульсное значение которогоIобри соизмеримо сIпр.

Далее, по мере рассасывания объемного заряда неосновных носителей в области базы и разряда барьерной емкости на интервале[t3 ; t4], обратный ток через диод будет уменьшаться, стремясь к своему установившемуся значению.

Anonimus339 4 мая 2021 г., 06:48:22 | 10 - 11 классы

Где применяются полупроводниковые диоды?

Где применяются полупроводниковые диоды?

Ksenia200101 13 мая 2021 г., 03:51:47 | 10 - 11 классы

Если силу тока, протекающего через электролит, увеличить в 4 раза, а время протекания тока уменьшить в 2 раза, то масса вещества, выделившегося на электроде,?

Если силу тока, протекающего через электролит, увеличить в 4 раза, а время протекания тока уменьшить в 2 раза, то масса вещества, выделившегося на электроде,.

Arhipelag 28 сент. 2021 г., 02:27:35 | 10 - 11 классы

По вольт - амперной характеристике диода определите его внутренее сопротивление для напряжений 20 и 50 В, а также ток насыщения?

По вольт - амперной характеристике диода определите его внутренее сопротивление для напряжений 20 и 50 В, а также ток насыщения.

Сттлюлюлю2 20 июн. 2021 г., 17:15:17 | 5 - 9 классы

Полупроводниковый диод и его применения?

Полупроводниковый диод и его применения.

Alex20020202 2 мая 2021 г., 11:25:03 | 5 - 9 классы

Почему проводник препятствует протеканию по нему электрического тока?

Почему проводник препятствует протеканию по нему электрического тока?

Настя2000111 24 апр. 2021 г., 12:18:42 | студенческий

Назовите особенности выпрямительных диодов?

Назовите особенности выпрямительных диодов.

Позитивчик01 9 нояб. 2021 г., 03:57:37 | 10 - 11 классы

В сеть переменного тока включены последовательно резистор R = 20 Ом и полупроводниковый диод?

В сеть переменного тока включены последовательно резистор R = 20 Ом и полупроводниковый диод.

При максимальном значении прямого тока Imax = 10 А на диоде падает напряжение 1 В.

Определить максимальное значение приложенного напряжения Umax.

Margolllllllll 11 июл. 2021 г., 23:50:59 | 5 - 9 классы

Как намотать проводник на трубку, чтобы внутри нее не возникало магнитное поле во время протекания тока в проводнике?

Как намотать проводник на трубку, чтобы внутри нее не возникало магнитное поле во время протекания тока в проводнике.

Царь1лило 5 дек. 2021 г., 10:22:52 | студенческий

При протекании постоянного тока через поперечное сечение проводника в течение 5 секунд прошел заряд 2 мкл?

При протекании постоянного тока через поперечное сечение проводника в течение 5 секунд прошел заряд 2 мкл.

Какова была сила тока в цепи?

Ganj169 15 авг. 2021 г., 02:10:38 | 5 - 9 классы

Сила тока на участке цепи 2 ампера за 5 минут протекания тока силами тока была совершена работа 18КдЖ?

Сила тока на участке цепи 2 ампера за 5 минут протекания тока силами тока была совершена работа 18КдЖ.

Какое электрическое напряжение?

На странице вопроса Каковы особенности протекания тока через диод? из категории Физика вы найдете ответ для уровня учащихся 10 - 11 классов. Если полученный ответ не устраивает и нужно расшить круг поиска, используйте удобную поисковую систему сайта. Можно также ознакомиться с похожими вопросами и ответами других пользователей в этой же категории или создать новый вопрос. Возможно, вам будет полезной информация, оставленная пользователями в комментариях, где можно обсудить тему с помощью обратной связи.