Polovodičové diody - úvod, VA charakteristika

Naposledy změněno 13.7.2014 21:21 uživatelem daedalus\roman matějka

Dioda elektronická polovodičová součástka využívající polovodičový efekt v dotovaných materiálech. Dle základního materiálu dělíme diody na křemíkové a germaniové. Dle materiálu jsou určeny i definující parametry diod. Základní parametr je prahové napětí. To je určeno z použitého materiálu. Křemík 0,65V a germanium 0,45V. Plocha přechodu určuje výkon diody. Pozor na barevné značení u stejně velkých (plastových) diod. Plastové diody jsou značeny barevným proužkem, určující i polaritu diody. U kovových diod je typové označení zpravidla natištěno a polaritu určuje tvar. U výkonových diod je určující parametr i doteková chladící plocha a její polarita. 

 


Obrázek 1- VA charakteristika různých typů diod

 

Nadsazeně se dá přirovnat dioda k ventilu, který propustí proud vody pouze jedním směrem. Na obrázku 1. je tzv. voltampérová (VA) charakteristika diody. Co to ale vlastně znamená VA charakteristika? Co nám říká? Představíme-li si diody jako ventil, tak by ideálně měl propouštět jedním směrem vše a bez odporu a druhým naopak nic. Kdyby tomu ale tak bylo, tak nemusí být VA charakteristiky. Protože reálná dioda má určité vlastnosti, např. podle materiálu, ze kterého je vyhotovena, tak se nechová jako výše jmenovaný ventil. Chová se jako ventil, který je zavíraný pružinkou a zároveň špatně těsní. Čili v propustném směru musíme vyvinout takový tlak, aby přetlačil pružinu, a v závěrném směru nám zase naopak trocha vody prokapává pryč. Přeneseme-li toto do elektrotechniky tak zjistíme, že dioda musí mít v propustném směru určité napětí, aby se otevřela a začal procházet proud a naopak v závěrném směru nám malý prakticky zanedbatelný proud propustí vždy. A stejně jako když se prorazí náš ventil, pokud do něj pustíme příliš velký tlak vody v závěrném směru, tak i dioda se v závěrném směru nevratně prorazí (otevře) příliš velkým napětím.

 Podíváme-li se na VA charakteristiku na obrázku 1, tak jasně vidíme chování jednotlivých technologií diod v obou směrech, v závěrném i propustném. Je zřejmé, že různé diody mají různé prahové napětí, při kterém se v propustném směru otevřou.

 

Například si vezmeme na paškál Si diodu. Podle grafu v propustné oblasti vidíme, že se začíná otevírat přibližně při 0,4 V a při 0,5 V je již zcela otevřená - proud prudce stoupá do závratných velikostí. Naopak v závěrné oblasti je patrný nárůst proudu (průraz) až okolo 300 V. Při měření VA charakteristik se uvažuje, jako kdyby dioda byla sama osobě spotřebič, v praxi není možné provozovat každou diodu v takovém režimu. Navíc graf na obrázku 1 je ilustrativní pro více technologií, ale každý typ diody má odlišné krajní hodnoty proudu a napětí.

 

Stáhnout jako PDF: Polovodičové diody.pdf