Caratteristiche dei diodi

Esistono diverse scale di corrente per le operazioni di polarizzazione diretta e di polarizzazione inversa. La parte anteriore della curva indica che il diodo conduce semplicemente quando la regione P è resa positiva e la regione N negativa.

Il diodo non conduce quasi nessuna corrente nella direzione ad alta resistenza, cioè quando la Pregion è resa negativa e la regione N è resa positiva. Ora i buchi e gli elettroni vengono drenati dalla giunzione, facendo aumentare il potenziale di barriera. Questa condizione è indicata dalla porzione di corrente inversa della curva.

La sezione tratteggiata della curva indica il ideal curve, che risulterebbe se non fosse per il guasto da valanga. La figura seguente mostra la caratteristica statica di un diodo a giunzione.

Caratteristiche DIODE IV

Le caratteristiche della tensione di corrente diretta e inversa (IV) di un diodo vengono generalmente confrontate su una singola curva caratteristica. La figura illustrata nella sezione Caratteristica diretta mostra che la tensione diretta e la tensione inversa sono solitamente tracciate sulla linea orizzontale del grafico.

I valori di corrente diretta e inversa vengono visualizzati sull'asse verticale del grafico. Tensione diretta rappresentata a destra e tensione inversa a sinistra. Il punto di inizio o il valore zero è al centro del grafico. La corrente diretta si allunga sopra l'asse orizzontale con la corrente inversa che si estende verso il basso.

I valori combinati di tensione diretta e corrente diretta si trovano nella parte in alto a destra del grafico e tensione inversa e corrente inversa nell'angolo inferiore sinistro. Normalmente vengono utilizzate scale diverse per visualizzare i valori in avanti e all'indietro.

Caratteristica in avanti

Quando un diodo è polarizzato in avanti, conduce corrente (IF) in direzione diretta. Il valore di IF dipende direttamente dalla quantità di tensione diretta. La relazione tra tensione diretta e corrente diretta è chiamata ampere-volt o caratteristica IV di un diodo. Una tipica caratteristica IV diretta del diodo è mostrata nella figura seguente.

Di seguito sono riportate le osservazioni:

  • La tensione diretta viene misurata attraverso il diodo e la corrente diretta è una misura della corrente attraverso il diodo.

  • Quando la tensione diretta attraverso il diodo è pari a 0 V, la corrente diretta (IF) è pari a 0 mA.

  • Quando il valore parte dal punto iniziale (0) del grafico, se VF viene progressivamente aumentato a passi di 0,1 V, IF inizia a salire.

  • Quando il valore di VF è abbastanza grande da superare il potenziale barriera della giunzione PN, si verifica un aumento considerevole di IF. Il punto in cui ciò si verifica è spesso chiamato tensione del ginocchioVK. Per diodi al germanio,VK è di circa 0,3 V e 0,7 V per il silicio.

  • Se il valore di IF aumenta molto oltre VK, la corrente diretta diventa piuttosto grande.

Questa operazione provoca lo sviluppo di un calore eccessivo attraverso la giunzione e può distruggere un diodo. Per evitare questa situazione, una resistenza di protezione è collegata in serie al diodo. Questo resistore limita la corrente diretta al suo valore nominale massimo. Normalmente, viene utilizzato un resistore di limitazione della corrente quando i diodi vengono azionati nella direzione in avanti.

Caratteristica inversa

Quando un diodo è polarizzato inversamente, conduce una corrente inversa che di solito è piuttosto piccola. Una tipica caratteristica IV inversa del diodo è mostrata nella figura sopra.

La linea di corrente inversa verticale in questo grafico ha valori di corrente espressi in microampere. La quantità di portatori di corrente di minoranza che prendono parte alla conduzione della corrente inversa è piuttosto piccola. In generale, ciò significa che la corrente inversa rimane costante su gran parte della tensione inversa. Quando la tensione inversa di un diodo viene aumentata dall'inizio, si verifica una variazione molto leggera nella corrente inversa. Nel punto della tensione di rottura (VBR), la corrente aumenta molto rapidamente. La tensione attraverso il diodo rimane ragionevolmente costante in questo momento.

Questa caratteristica di tensione costante porta a una serie di applicazioni del diodo in condizioni di polarizzazione inversa. I processi responsabili della conduzione di corrente in un diodo a polarizzazione inversa sono chiamati comeAvalanche breakdown e Zener breakdown.

Specifiche dei diodi

Come ogni altra selezione, deve essere considerata la selezione di un diodo per un'applicazione specifica. Il produttore generalmente fornisce questo tipo di informazioni. Specifiche come valori massimi di tensione e corrente, condizioni operative usuali, fatti meccanici, identificazione dei conduttori, procedure di montaggio, ecc.

Di seguito sono riportate alcune delle specifiche importanti:

  • Maximum forward current (IFM) - La massima corrente diretta ripetitiva assoluta che può passare attraverso un diodo.

  • Maximum reverse voltage (VRM) - La tensione di polarizzazione inversa massima o di picco assoluta che può essere applicata a un diodo.

  • Reverse breakdown voltage (VBR) - La tensione inversa minima a regime alla quale si verificherà il guasto.

  • Maximum forward surge current (IFM-surge)- La corrente massima che può essere tollerata per un breve intervallo di tempo. Questo valore corrente è molto maggiore di IFM.

  • Maximum reverse current (IR) - La corrente inversa massima assoluta che può essere tollerata alla temperatura di esercizio del dispositivo.

  • Forward voltage (VF) - Caduta di tensione diretta massima per una data corrente diretta alla temperatura di esercizio del dispositivo.

  • Power dissipation (PD) - La potenza massima che il dispositivo può assorbire in sicurezza in modo continuo in aria libera a 25 ° C.

  • Reverse recovery time (Trr) - Il tempo massimo impiegato dal dispositivo per passare dallo stato di accensione a quello di spegnimento.

Termini importanti

  • Breakdown Voltage - È la tensione di polarizzazione inversa minima alla quale la giunzione PN si interrompe con un improvviso aumento della corrente inversa.

  • Knee Voltage - È la tensione diretta alla quale la corrente attraverso la giunzione inizia ad aumentare rapidamente.

  • Peak Inverse Voltage - È la massima tensione inversa che può essere applicata alla giunzione PN, senza danneggiarla.

  • Maximum Forward Rating - È la più alta corrente diretta istantanea che una giunzione PN può attraversare, senza danneggiarla.

  • Maximum Power Rating - È la potenza massima che può essere dissipata dalla giunzione, senza danneggiare la giunzione.