Физика: Каковы особенности протекания тока через диод?

егормай

26.01.2020 13:59

Физика

Есть ответ 👍

Каковы особенности протекания тока через диод?

215

320

Посмотреть ответы 2

Ответы на вопрос:

Supernix

Физика

4,7(21 оценок)

для понимания сути процессов, происходящих в диоде при работе в высокочастотных импульсных цепях рассмотрим прохождение через него прямоугольного сигнала (т.е. сигнала с малой длительностью фронта и среза). при этом диод включается по схеме, на рис. 3.1-1.

рис. 3.1-1. схема включения диода при рассмотрении переходных процессов

в случае, когда входной прямоугольный сигнал является двуполярным, переходные процессы в диоде будут характеризоваться диаграммами, представленными на рис. 3.1-2.

рис. 3.1-2. переходные процессы в диоде при прохождении через него двуполярного прямоугольного сигнала

для анализа зависимостей можно воспользоваться выражением для тока диода в переходном режиме:

iд=qбτб+dqбdt+cбdup−ndt ,

где:

qб — объемный заряд неосновных носителей в области базы диода; τб — время жизни неосновных носителей в области базы; cб — барьерная емкость перехода; up−n — напряжение на p-n-переходе диода.

первое слагаемое выражения связано с рекомбинацией неосновных носителей в области базы. второе слагаемое определяет изменение во времени объемного заряда неосновных носителей в области базы. третье — обусловлено перезарядом барьерной емкости p-n-перехода при изменении входного сигнала во времени.

таким образом, основными причинами инерционности заряда являются: эффект накопления избыточного заряда в базовой области прибора и наличие барьерной емкости перехода.

рассмотрим участок времени [t0; t1], когда входное напряжение скачком увеличивается от –uвхобр до +uвхпр.

при увеличении прямого тока сопротивление базы диода уменьшается (эффект модуляции сопротивления области базы). поскольку скорость накопления избыточного заряда в области базы конечна, то установление прямого сопротивления диода требует некоторого времени. учитывая, что rн≫rдпр, можно показать, что ток диода не зависит от его сопротивления. поэтому эффект модуляции сопротивления базы приводит к появлению резкого выброса напряжения на диоде при его включении.

перезаряд барьерной емкости диода cб, наоборот, ведет к замедлению скорости увеличения напряжения на диоде.

вследствие действия двух противоположных тенденций реальный вид переходного процесса определяется конкретным соотношением параметров диода. при малых уровнях инжекции превалирующими являются процессы, связанные с перезарядом емкости cб. при больших уровнях инжекции — процессы, связанные с изменением объемного заряда области базы. поэтому для диодов различных типов переходные процессы при включении могут иметь качественно отличный вид. на на рис. 3.1-2 диаграмме представлен случай большого уровня инжекции и соответственно малого влияния cб.

длительность всплеска напряжения на диоде τу называется временем установления. рассчитанное для 1,2uдпр, оно примерно равно: τу≈2,3tб , а максимальное падение напряжения на диоде:

uдпрmax≈φк+iпр⋅rдб,

где:

φк — контактная разность потенциалов,rдб — сопротивление области базы диода.

интервал времени [t1; t2] характеризует установившийся режим в диодном ключе. в базовой области диода накоплен избыточный заряд неосновных носителей qб=iпр⋅τб. концентрация избыточных носителей при этом падает по мере удаления от перехода. прямой ток, протекающий через диод, равен:

iпр=uвхпр–uдпрrдпр+rн.

в момент времени t2 входное напряжение изменяет свою полярность на обратную. однако до момента t4 диод будет находиться в проводящем состоянии. до момента t3 через него в обратном направлении будет протекать ток, импульсное значение которого iобр и соизмеримо с iпр. далее, по мере рассасывания объемного заряда неосновных носителей в области базы и разряда барьерной емкости на интервале [t3; t4], обратный ток через диод будет уменьшаться, стремясь к своему установившемуся значению.

dariarez

Физика

4,5(69 оценок)

Пройдет за 5 мин 5.4км/ч: 3.6м/с=1.5м/c 450м: 1.5м/с=300сек 300сек: 60=5мин

Реши свою проблему, спроси otvet5GPT

Быстро
Мгновенный ответ на твой вопрос
Точно
Бот обладает знаниями во всех сферах
Бесплатно
Задай вопрос и получи ответ бесплатно

Задай свой вопрос

Популярно: Физика

Есть вопросы?

Как otvet5GPT работает?

otvet5GPT использует большую языковую модель вместе с базой данных GPT для обеспечения высококачественных образовательных результатов. otvet5GPT действует как доступный академический ресурс вне класса.
Сколько это стоит?

Проект находиться на стадии тестирования и все услуги бесплатны.
Могу ли я использовать otvet5GPT в школе?

Конечно! Нейросеть может помочь вам делать конспекты лекций, придумывать идеи в классе и многое другое!
В чем отличия от ChatGPT?

otvet5GPT черпает академические источники из собственной базы данных и предназначен специально для студентов. otvet5GPT также адаптируется к вашему стилю письма, предоставляя ряд образовательных инструментов, предназначенных для улучшения обучения.