Funcționarea diodelor redresoare semiconductoare se bazează pe proprietatea joncțiunii p-n de a transmite curent într-o singură direcție. Redresoarele sunt realizate în principal pe bază de minerale din germaniu și siliciu.
O diodă semiconductor este un element neliniar.
Are două ramificații pe caracteristica de curent: funcționarea diodei atunci când curentul electric trece prin diodă în direcția înainte și înapoi.
Prima ramificație este lucrarea diodei în direcția înainte.
Tensiunea Upr variază de la 0 la 1,5 volți.
Există trei secțiuni pe această ramură:
1) Pe măsură ce tensiunea Upr (punctele 0-1) crește, curentul variază nesemnificativ (porțiunea aproape liniară).
2) partea neliniară (punctele 1 - 2) a secțiunii de lucru, utilizată pentru rectificarea curentului, precum și în dispozitivele pentru conversia frecvențelor.
3) cu o ușoară creștere a tensiunii Upr (punctele 2-3), curentul diodei crește brusc.
Acest fenomen este utilizat în circuitele de stabilizare a tensiunii de curent.
A doua ramură este lucrarea diodei în starea "blocată".
O tensiune inversă este aplicată diodei. Sub acțiunea tensiunii inverse există un strat de barieră (închis), cu o grosime de aproximativ 10-4 mm. care nu trec curentul electric. Curentul invers al diodei este foarte mic.
Dacă tensiunea de lucru maximă admisă este depășită, curentul invers al diodei crește. Se începe o defecțiune electrică reversibilă, iar joncțiunea p - n începe să se încălzească treptat.
Dacă în acest moment tensiunea inversă este redusă, curentul invers va scădea la o valoare admisă, iar defecțiunea nu va avea loc.
Când temperatura diodei depășește valoarea admisibilă (pentru germaniu + 75 de grade pentru siliciu +150 grade), Se produce o deteriorare termică ireversibilă. Dioda se descompune.
Principalii parametri electrici care caracterizează o diodă semiconductor.
Tensiune și curent în direcția înainte;
Upr - Tensiune constantă directă. datorită curentului direct direct Inp.
Pentru diode de aceeași putere, cu același curent maxim Ipr. prin diodele de germaniu și siliciu, căderea de tensiune pe joncțiunea p-n:
- pentru germaniu Upr = 0,3 - 0,7 volți,
- pentru siliciu, Upr = 1,0 - 1,5 volți.
Inp - Curent mediu înainte - media pentru valoarea perioadei curentului de transmitere.
Curentul permis înainte scade odată cu creșterea temperaturii și rata de repetiție curentă.
În cazul diodelor de mare putere, curentul direct poate ajunge la 100 de amperi sau mai mult.
Puterea electrică disipată pe o diodă de siliciu în regimul de curent maxim este de 1,5 până la 2,0 ori mai mare decât pe un germaniu.
Pentru a nu depăși temperatura maximă admisă de funcționare a diodei la care poate apărea o defecțiune termică, dioda se află pe radiator.
În dispozitivele de redresor la curenți de joasă tensiune și curenți mari, este mai avantajos să se utilizeze diode germaniene.
Tensiune și curent în sens invers.
Uobr - Tensiunea inversă constantă maximă admisă este o tensiune menținută pentru o lungă perioadă de timp de către o diodă fără o defecțiune termică periculoasă.
Tensiunea maximă inversă Uob. în funcție de tipul de diodă, poate fi valoarea:
- la o diodă de germaniu, de până la 100-400 de volți;
- la o diodă de siliciu de până la 1000 - 1500 de volți.
Iobr - Curentul invers prin diodă, la tensiunea inversă maximă. este foarte mic și se ridică la aproximativ 1 mil ampere pentru germaniu, pentru siliciu de aproximativ 1 micro ampere.
Frecvența de operare.
fmax - Frecvența maximă admisă este cea mai mare frecvență a tensiunii aplicate, la care se asigură funcționarea fiabilă a diodei.
Frecvența de funcționare a diodelor redresoare nu depășește de obicei 1 kilohertz.
În convertoarele de frecvență de mare putere, diode speciale sunt utilizate pentru frecvențe de funcționare de până la 100 kilohertzi.
Se recomandă utilizarea diodelor la tensiuni și curenți de funcționare care nu depășesc 80% din valorile de funcționare specificate în manualul de instrucțiuni.