Вопросы про диодов!!!

[Jenia]

Здравствуйте, помогите разобраться в диодах.
1. В каких условиях должен работать диод, чтобы при прохождении прямого тока не возникал опасный перегрев, а при прохождении обратного не было пробоя?
2. Почему диоды не могут выпрямлять малые переменные напряжения порядка 0,2—0,3 В и меньше?
3. Какие диоды обладают наилучшим качеством? (кремниевые или германиевые)

[Max]

Привет.
1. Прямой ток не должен превышать максимального прямого тока диода, который указан в справочнике, так же как и максимальное обратное напряжение.
2. Германевые могут, насколько я помню, кремневые - нет.
3. Ни те, ни другие. Каждые предназначены для своих целей. Германевые в основном применяются в высокочастотной технике для детектирования и прочего. Кремневые - при больших напряжениях, токах, короче, нагрузках

[Alexey_B]

Ну вот берем некоторые стандартные характеристики диодов, максимальный прямой ток, максимальое обратное смещение, максимальная частота.

Максимальный прямой ток определяет какой ток можно пропускать через диод в прямом направлении. Соответсвенно если не превысишь этот параметр, то счастье есть и диод не вылетит. Но не стоит подбирать диоды впритык по этому параметру, КЗ и прочие неприятности, хотя бы 30% запаса стоит иметь, хотя возможно я завышаю. Ну и о радиаторах надо задумываться.

Максимальное обратное смещение - точно так же. Только стоит учитывать, что если в розетке ~220В, то это значит что амплитуда сигнала будет в sqrt(2) больше. То есть 311 вольт. Посему диод стоит выбрать на 350-400 В, во избежание пробоя от броска напряжения.

Максимальная частота определяет тот режим пока диод ещё будет работать как диод.

Малые напряжения диод не может выпрямлять потому, что на нем самом должно падать не меньше 0.6-0.8 В. Чтобы появилась проводимость. Для малых напряжений используют схему активного выпрямителя.

А какие диоды лучше, германиевые или кремниевые, зависит от задачи, температурного диапазона и пр. условий.

[Jenia]

весьма вами благодарна!
МЯУ!!!

[Мышонок]

Не мешало бы заглянуть в учебник. Ну да ладно.

1 Ограничивать ток и напряжение на уровне 0,8 от максимально допустимого (иногда требуется 0,5 и даже меньше).

2 Падение напряжения на кремниевом диоде порядка (0,5-1) В, а на германиевом порядка (0,3-0,5) В. Диод просто не работает в диапазоне (0-0,3) В. Для выпрямления таких напряжений существуют специальные схемы прецизионных выпрямителей на ОУ. Но их назначение - использование в измерительной технике (не силовой!!!).

3 Германиевые диоды сейчас не выпускаются - германий кончился. Падение напряжения на германиевом ниже, а температурные характеристики хуже по сравнению с кремниевым.

P.S. Все мы когда начинали. Пока писал меня чуть опередили. Alexy_B прав, добавлю что в импульсных режимах надо учитывать длительность и амплитуду импульсов. Ну а для сетевого напряжения в расчет надо брать не 220, а 242 В (+10%), амплитуда получитьтся чуть побольше. Для синусоиды на sqrt(2) надо умножать.

[Kot]

Сколько, оказывается народу знает как работает диод.
Я поражен.

[Iron Rat]

А ещё есть замечательные разновидности диодов, для которых область напряжений 0-0.5 вольта - просто дом родной =) Это туннельные диоды и обращённые(которые- просто частный случай туннельных) Для генерации (туннельный) и детектирования (обращённые) ВЧ и СВЧ сигналов лучше диодов не найти! А ещё для выпрямления малых (и оченьмалых )напряжений с постоянной частотой есть замечательный метод Синхронного Выпрямления|Детектирования, ознакомиться с которым настоятельно рекомендую
ЗЫ И по поводу диодов с малым прямым падением напряжения - диоды Шоттки с контактом металл-полупроводник вместо p/n-перехода( Uпр от 0.3 В) прекрасно справляются со своими обязанностями, только обратные пробивные напряжения у них не очень велики - (порядка 5-100В)

[Мышонок]

Ну коты накинулись. Вопрос был про выпрямительные кремниевые и германиевые. А насчёт арсенид-галиевых, антимонид-индиевых и прочих разновидностях у меня в амбаре тоже кое-что имеется. Привет котам!

[Jenia]

верно ли утверждение что Чем меньше обратный ток, тем качественнее диод.

[Iron Rat]

обратное напряжение для обращённых диодов такое же, как прямое падение напряжение на простом диоде из аналогичного материала, правда по его достижении они не пробиваются, а просто открываются. т.е. При подаче прямого смещения они заперты до напряжений порядка 0.5-1В, а при подаче даже малого обратного напряжения(милливольты) - бодро открываются => применимы они для работы с ВЧ сигналами, меньшими 0.5 В
2 Мышонок: туннельные диоды из германия - скорее правило, чем исключение, в отечественной номенклатуре приборов из Ge и GaAs примерно поровну, а вот кремниевых я не встечал, что, учитавая низкую подвижность электронов в кремнии совсем неудивительно, А про приборы из InSb хотелось бы узнать поподробнее, оччень уж интересный материальчик =)

[Iron Rat]

верно ли утверждение что Чем меньше обратный ток, тем качественнее диод.

Если _ВСЕ_ остальные параметры (рабочие частоты, предельные значения температуры/токов, прямое падение при заданном токе, габариты etc) одинаковы - то верно= )

[Мышонок]

Про полупроводниковые приборы на основе соединений индия я пока могу сказать, что они в стадии разработок. Запрещенная зона у них весьма низкая что-то порядка 0,1. Промышленные мне пока не попадались. Насчёт германия я сказал выше - в бывшем Союзе он закончился физически.
Падение напряжения на выпрямительном диоде можно в принципе получить и 0,1-0,3 В, ну если взять например, КД212/213 или с барьером Шотки, или также в общем случае сделать ток значительно меньше номинального. Также можно синхронные схемы использовать.
Другим котам - если выпрямительный диод в СВЧ засунуть - что будет?
Да просто ёмкость p-n перехода его зашунтирует. И будет конденсатор вместо диода. Классов диодов много, применения разные.

[Iron Rat]

Ну, ещё немного германия в нашей стране осталось, во всяком случае http://www.krasgermanium.com/home =) Вообще германий сложно закончить, ибо он рассеян везде и добывают его из руд других металлов как побочный продукт. Да и применяется он до сих пор очень широко в узких кругах =) Из него, например, получаются чудесные линзочки на диапазон среднего ИК, да в твёрдых растворах с кремнием он применяется в новых буржуйский СВЧ-транзисторах .

Да, забыл для полноты упомянуть,что при синронном детектировании сигналов, вообще говоря безразлично Uпр - лишь бы нарпяжение генетратора было больше, А вот если речь идёт о силовом выпрямителе, то здесь падение напряжения на транзисторах ключа так же важно, как и в диодной схеме.
ЗЫ Автор темы не упомянула, сигнал какой частоты и мощности будет выпрямляться, а как приятно рано утром за чашечкой чая пофлудить на почти философскую тему "О кремнии, германии и выпрямлении"

[Мышонок]

Ну отчего ушли к тому и пришли - надо знать конкретную задачу, а реализаций задачи может быть несколько. Соответсвенно и применять туннельные, генераторные, лавинные и прочая и прочая. Про себя - ВЧ, СВЧ и прочая ОВЧ меня мало интересует.
Iron Rat, Очень рад что германий ещё имеется, спасибо за ссылку (цитата из Маяковского "в грамм добыча - в год труды").
А кстати Jenia как поживает? Не слишком ли мы его нагрузили заумными дебатами? Ему-то небось обычный выпрямитель сделать надо было

[Оne]

По поводу выпрямления маленьких напряжений типа 0,3В кремниевыми диодами - шоттки умеют.

[Старый ржавый электронщик]

По поводу выпрямления маленьких напряжений типа 0,3В - полевые транзисторы выпрямляют без потерь но это тема для отдельной ветки

[Оne]

Синхронные выпрямители ето, есть ли кто знает о них? Мож создадим темку?

[Старый ржавый электронщик]

создавай... я скину свои наработки. правда, их немного

[Мышонок]

Тема хорошая, согласен. По-моему в "Схемотехнике" (http://www.dian.ru) был цикл статей. Ну а транзисторов для этой темы хватает (IR да и наши уже наделали аналогов) с низким Rси (десятые и сотые доли ома).

[Jenia]

Я туточки,
всем спасибо