Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu."— Transkript prezentace:

1 Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu

2 Orbis pictus 21. století Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky Diody I. Diody I. Obor:Elektriář Ročník: 1. Vypracoval:Ing. Jiří Šebesta, Ph.D.

3  Dioda je polovodičový prvek s jedním PN přechodem, kontakt na polovodiči P reprezentuje anodu A a kontakt na polovodiči N reprezentuje katoda C  Jiný název pro polovodičovou diodu je polovodičový ventil (v jednom směru – propustném – je otevřená, ve druhém směru – závěrném – je uzavřená)

4  Voltampérová charakteristika diody v propustném směru je charakterizována oblastí s malým propustným proudem, kdy ještě nezanikla oblast prostorového náboje, a oblastí kdy je dioda prakticky plně otevřena, zcela zanikla oblast prostorového náboje. Rozhraní mezi těmito oblastmi je specifikováno prahovým napětím.  V-A charakteristika diody 1N5061 v propustném směru  U křemíkových diod je prahové napětí asi 0,6 – 0,7 V  U germaniových diod je prahové napětí asi 0,2 – 0,3 V

5  V propustném směru vzniká na diodě úbytek napětí pro příslušný protékající proud podle VA charakteristiky. Výkonová ztráta je tedy dána součinem propustného proudu a tohoto úbytku napětí:  Pro případ na obrázku, kdy v pracovním bodě P je pro propustný proud 10 A úbytek napětí na diodě 1,65 A je:  To už je poměrně velká výkonová ztráta (přemění se v teplo), pro aplikace s vel- kými propustnými proudy je třeba volit diodu s co nej- menším úbytkem

6  Typickou vlastností PN přechodu v propustném směru je záporný teplotní součinitel napětí, tj. s rostoucím napětím se posouvá VA charakteristika k nižším napětím (větší teplota = více vytržených volných nosičů a může téci větší proud při stejném napětí)  VA charakteristiky diody BYV v propustném směru při různých teplotách přechodu T j  Hodnota teplotního sou- činitele napětí se pohybuje okolo -2 mV/°C, tj. při ohřátí přechodu o 1°C se posune VA charakteristika v napě-ťové ose o 2 mV vlevo.

7  VA charakteristiku diody v propustném směru lze zjednodušit linearizací – charakteristika se rozdělí na dva lineární úseky rozdělené napětím U P – pro červené hodnoty napětí je proud nulový a dynamický odpor je nekonečno – pro zelené hodnoty napětí sklon linearizovaného úseku odpovídá určitému dynamickému odporu  Dynamický odpor ú- seku pro napětí vyšší než U P je pro příklad na obrázku:

8  Při použití linearizace (mo- delu) VA charakteristiky platí:  Diodu pak lze v propustném směru nahradit obvodem:

9  V závěrném směru se rozšíří oblast prostorového nápoje a počet nosičů náboje, které tuto oblast překlenou, je velmi malý.  Hlavním zdrojem volných nosičů je působení tepla. S rostoucí teplotou tedy výrazně roste i zbytkový proud.  VA charakteristika diody 1N5061 v závěrném směru

10  Po dosažení průrazného závěrného napětí je intenzita elektrického pole mezi anodou a katodou tak velká, že nosiče záporného náboje z anody jsou přitahovány kladným nábojem na katodě a naopak a dochází k průrazu (je překonána elektrická pevnost přechodu PN – u křemíku asi 25 kV/mm).  Tento průraz je destruktivní proces – rychlý průlet elektronů poničí krystalovou mříž.  Hodnotu závěrného napětí nesmíme na běžné diodě přesáhnout.  Vhodnou úpravou PN přechodu pomocí silnější dotace části polovodiče (N nebo P) lze zajistit jiné chování v průrazu, kdy je pak proces průrazu nedestruktivní (po jistou hodnotu závěrného napětí) – využití pro Zenerovy diody (viz dále)

11  Výkonová ztráta v závěrném směru je malá, zbytkový proud i u diod pro propustné proudy v jednotkách až desítkách A je v řádech  A.  Vliv teploty PN přechodu je v závěrném směru velmi výrazný.  Při nízké teplotě PN přechodu je z krystalové mřížky vytrháváno vlivem tepla jen velmi málo volných elektronů – závěrný proud je malý.  Naopak při vyšší teplotě PN přechodu je z krystalové mřížky vytrháváno vlivem tepla více volných elektronů – závěrný proud rychle stoupá.  Nárůst závěrného proudu je s teplotou přibližně logaritmický (viz charakteristika)

12  Závislost závěrného (zbytkového) proudu na teplotě přechodu pro diodu BYV96  Např. pro 30°C je závěrný proud 1  A, pro 100°C již 10  A a pro 150°C je okolo 100  A – tedy teplota vzrostla 5x proud však 100 x.

13  Základní katalogové údaje diod  Příklad z katalogového listu usměrňovacích diod řady 1N54XX  Maximální střední hodnota proudu v propustném směru I FAV  Maximální špičková hodnota proudu v propustném směru (opakovatelná, neopakovatelná) I FM nebo I FSM  Hodnota proudu v nepropustném směru I R  Maximální hodnota závěrného napětí opakovatelná U RRM  Hodnota napětí v propustném směru U F pro určitý I F  Dynamický odpor v propustném směru R DF  Dovolená výkonová ztráta P D nebo P TOT

14  Provedení a pouzdra diod  Velikost pouzdra prakticky definuje maximální výkonovou ztrátu na diodě (lze zvětšit přídavným chladičem).

15 Děkuji Vám za pozornost Jiří Šebesta Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010


Stáhnout ppt "Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu."

Podobné prezentace


Reklamy Google