|
|
Диоды
Теоретические основы электроники
(Основы электроники)
1.6. Диоды
Элементы, которые мы рассматривали до
сих пор, относятся к линейным. Это
значит, что удвоение приложенного сигнала
(скажем, напряжения) вызывает удвоение
отклика (скажем, тока). Этим свойством
обладают даже реактивные элементы,
конденсаторы и индуктивности.
Рассмотренные элементы являются также
пассивными, т.е. они не имеют встроенного
источника энергии. И, кроме того, все эти
элементы имеют по два вывода.
Диод представляет собой
пассивный нелинейный элемент с двумя
выводами. Вольт-амперная
характеристика диода показана на рис.
(Придерживаясь принятого нами подхода, не
будем объяснять физику явлений,
определяющих функционирование этого
элемента.)
|
На условном обозначении направление
стрелки диода (так обозначают анод
элемента) совпадает с направлением тока.
Например, если через диод в направлении
от анода к катоду протекает ток
величиной 10 мА, то анод на 0,5 В более
положителен, чем катод; эта разница
напряжений называется «прямым напряжением
диода». Обратный ток для диодов общего
назначения измеряется в наноамперах
(обратите внимание на разный масштаб
измерений по оси абсцисс для прямого
и обратного тока), и его, как правило,
можно не принимать во внимание до тех
пор, пока напряжение на диоде не
достигнет значения напряжения пробоя (это
напряжение называют также пиковым
обратным напряжением). Для диодов
общего назначения типа 1N914 напряжение
пробоя составляет обычно 75 В. (Как
правило, на диод подают такое напряжение,
которое не может вызвать пробой,
исключение составляет упомянутый ранее зенеровский диод.) Чаще всего падение
напряжения на диоде, обусловленное прямым током через него, составляет от
0,5 до 0,8 В. Таким падением напряжения
можно пренебречь, и тогда диод можно
рассматривать как проводник,
пропускающий ток только в одном направлении.
К другим важнейшим характеристикам,
отличающим существующие типы диодов
друг от друга, относят: максимальный
прямой ток, емкость, ток утечки и время
восстановления обратного сопротивления.
Прежде чем начинать рассматривать
схемы, содержащие диоды, отметим два
момента: 1) диод не обладает
сопротивлением в указанном выше смысле (не
подчиняется закону Ома); 2) схему,
содержащую диоды, нельзя заменить
эквивалентной.
Выпрямление
Выпрямитель преобразует переменный
ток в постоянный; выпрямительные
схемы являются самыми простыми и
наиболее полезными в практическом
отношении диодными схемами (иногда диоды
даже называют выпрямителями).
Простейшая выпрямительная схема показана
на рис. ниже. Символ «Перем.»
используется для обозначения источника
переменного напряжения; в электронных схемах
он обычно используется с
трансформатором, питающимся от силовой линии
переменного тока. Для синусоидального
входного напряжения, значительно превышающего
прямое напряжение диода
(обычно в выпрямителях используют
кремниевые диоды, для которых прямое
напряжение составляет 0,6 В), выходное
напряжение будет иметь вид, показанный
на рис.. Если вы вспомните, что
диод-это проводник, пропускающий ток
только в одном направлении, то нетрудно
понять, как работает схема выпрямителя.
Представленная схема называется одно-
полу периодным выпрямителем, так как
она использует только половину входного
сигнала (половину периода).
|
На рис. ниже представлена схема двух-
полупериодного выпрямителя и ее выходной сигнал.
Из графика видно, что входной сигнал
используется при выпрямлении полностью.
На графике выходного напряжения
наблюдаются интервалы с нулевым
значением напряжения, они обусловлены
|
|
|
