Справочник по импортным диодам — Справочник

Наименование диода Обратное напряжение, В Ток, мА 1A1 50 1 А 1A2 100 1 А 1A3 200 1 А 1A4 400 1 А 1A5 600 1 А 1A6 800 1 А 1A7 1000 1 А 1N4001 50 1 А 1N4002 100 1 А 1N4003 200 1 А 1N4004 400 1 А 1N4005 600 1 А 1N4006 800 1 А 1N4007 1000 1 А 1N4148 100 0,15 А 1N4148W 100 0,15 А 1N4148WS 100 0,15 А 1N4150 50 0,2 А 1N4150W 50 0,2 А 1N4151 75 0,15 А 1N4151W 75 0,15 А 1N4448 100 0,15 А 1N4448W 100 0,15 А 1N4448WS 100 0,15 А 1N4933 50 1 А 1N4934 100 1 А 1N4935 200 1 А 1N4936 400 1 А 1N4937 600 1 А 1N5391 50 1,5 А 1N5392 100 1,5 А 1N5393 200 1,5 А 1N5395 400 1,5 А 1N5397 600 1,5 А 1N5398 800 1,5 А 1N5399 1000 1,5 А 1N5400 50 3 А 1N5401 100 3 А 1N5402 200 3 А 1N5404 400 3 А 1N5406 600 3 А 1N5407 800 3 А 1N5408 1000 3 А 1U1 50 1 А 1U2 100 1 А 1U3 200 1 А 1U4 300 1 А 1U5 400 1 А 1U6 600 1 А 1U7 800 1 А Назад1234Вперед

По следу диода Д1 или совершенно секретно (продолжение)

История отечественной электронной компонентной базы (ЭКБ)

Чечнев Андрей

За время, прошедшее с публикации истории о создании первых полупроводниковых приборов в нашей стране у меня появилась дополнительная информация по германиевым диодам.

 

Диоды Д1 послужили основой для производства на заводе № 382 («Плутон») сборки из двух  подобранных по параметрам диодов, для применения в дискриминаторах телевизоров и подобном. Назвали прибор ДК. 

Впоследствии, ту же функцию будет выполнять прибор ГД404. (Фото 1, 2)

Фото 1

Фото 2

Стремление улучшить электрические параметры диодов Д2, ещё в начале их серийного производства, привело к созданию групп с буквами от «К» до «Р». Они отличались повышенным прямым током ценой уменьшения частотного диапазона работы, благодаря технологии вплавления в кристалл  контактной иглы, покрытой индием. 

В начале 1956 года, профильные институты интенсивно начали искать возможности уменьшения массы и увеличения надёжности электронной аппаратуры зенитных снарядов и баллистических ракет в целях повышения обороноспособности нашего государства.

 Страна делала первые шаги к  освоению космического пространства. В этой связи появилась необходимость в разработке малогабаритных и устойчивых к внешним факторам радиодеталей. Перед НИИ-35 была поставлена задача по разработке приборов по профилю предприятия, способных выдерживать большие перегрузки. В рамках выполнения НИР «Орбита»  А.Н. Пужай разработал Технические условия и приступил к созданию технологии производства диодов в корпусе как у Д1, но с предсказуемыми, стабильными  параметрами и характеристиками как у Д2 или лучше – где также он решил использовать индированную иглу для точечного контакта с кристаллом. Но в середине 1956 вышло постановление Совета Министров СССР о передаче лаборатории точечных диодов (номер 2) вновь образованному НИИ-311, будущему заводу «Оптрон», вместе со всем персоналом и работы по теме неожиданно затянулись.

Таким образом, Александр Никифорович в начале 1957 года уже был сотрудником НИИ-311 и работу над Д9, как и  Д10, Д11—Д14, Д101 уже заканчивал там. Дальше основной его специализацией стали СВЧ детекторные и смесительные диоды.

Выпрямительные ДГ-Ц21—ДГ-Ц27 в результате модернизации корпуса и технологии изготовления (ОКР «Калибр») с 4 квартала 1956 года стали называться Д7. (Фото 3)

Фото 3

Работа по модернизации диодов была проведена на Томилинском электровакуумном заводе, где и были налажены первые выпуски.

В НИИ-35 30 сентября 1957 года Главным конструктором В. Голденбергом на основе работы Пужай А.Н. (НИР «Вентиль) была закончена опытно-конструкторская разработка (тема «Паром» ) по мощным германиевым диодам, Д302 – Д305. (Фото 4). 

Фото 4

Как видим, сначала обозначение диодов отличалось от привычного для нас. К концу года на опытном заводе было произведено 10000 штук таких приборов.

Не могу сразу начать рассказ про создание приборов на основе кремния, поскольку к разработке как кремниевых приборов, так и германиевых имели отношение ещё две организации, помимо ОКБ-498 и НИИ-35.

Это Ленинградский физико-технический институт (ЛФТИ) и СКБ-245, будущий НИЦЭВТ из Москвы.

Вместе,  они, начиная с  1954 года, занимались научно-исследовательскими работами по германиевым диодам, диодам получившим название слоистых, плоскостных, по современному. В результате, ЛФТИ – СКБ-245 в содружестве с НИИ-35 выполнив ОКР по теме «Выпрямитель» создали, плоскостные  силовые диоды Д1 и Д2. Производство их было организовано на опытном заводе 498 (Старт). К концу 1955 года было изготовлено 30000 штук немного под другим обозначением СД1 и СД2. Параметры их для меня остаются загадкой, особенно термин «силовые» (Фото 5, 6)

Фото 5

Фото 6

Вот в этом, видимо, и кроется причина  путаницы в присвоении порядковых обозначений германиевым точечным диодам ДГЦ-С (Д1) и ДГЦ-стекло (Д2). 

Из приведённых фотовырезок можно это понять. (Фото 7) ГОСТ 5461-56 ещё не был создан, а все вышеуказанные изделия уже были.

Фото 7

Рассказ про германиевые диоды может оказаться неполным, если не написать о попытке СКБ-245 создать для своих вычислительных (математических)  машин опытную партию германиевых точечных диодов под названием Д4. Упоминание о них есть в техническом описании первых вычислительных машин «Урал» от 1955 года.  Параметры и стабильность этих приборов была таковой, что,  судя по найденному  документу, датированному июлем 1956 года (фото 8), в серийно выпускаемых вычислительных машинах они не применялись. Что и не удивительно, поскольку диоды ДГ-Ц4 и другие уже прошли обкатку временем и хорошо себя зарекомендовали.

Фото 8

В документах также встретились  диоды  Д5, КД-1 и КД-2 всё тех же разработчиков. Но кроме упоминания о них  более ничего  найти не удалось на данный момент. (Фото 9) 

Фото 9

Попробую окончить повествование о германиевых приборах и СКБ-245 на оптимистичной ноте. Поэтому сообщаю, что первым широко применяемым фотодиодом, стал разработанный в этой организации в 1958 году германиевый ФД-1, долго и успешно выпускавшийся на заводе «Сапфир». (Фото 10)

Фото 10

Кремний

Традиционно вспомним военных разработчиков из НИИ-885.

Конечно же, они были недовольны небольшим температурным диапазоном работы германиевых приборов, в том числе и транзисторов, и требовали срочно его расширить.

Они беспрерывно напоминали в каких только можно инстанциях о своих требованиях к полупроводниковым приборам.

К концу 1955 года, организациями  ЛФТИ вместе с СКБ-245 и НИИ-35 независимо друг от друга были выполнены научно-исследовательские  работы по теме «Ваза». Работа заключалась в создании кремниевых выпрямительных диодов со скромными параметрами, но с максимальной рабочей температурой 100 градусов. (Фото 11)

Фото 11

НИИ-35 предъявил Государственной комиссии 100 штук изготовленных диодов с превышением технического задания. Работа была одобрена. 

А вот СКБ-245, как изготовитель, не смог на тот момент воплотить в изделия требования заказчиков, и, в итоге, в ОКР пошли диоды, сделанные Александром Никифоровичем Пужай. Он был Главным конструктором темы по кремниевым диодам от НИИ-35.

Вместе с тем, Государственная комиссия, изучив результаты работы, проведённой ЛФТИ и СКБ-245, приняв во внимание их доводы о плохом качестве кремния (низкое объёмное сопротивление), с которым пришлось работать, рекомендовало продолжить исследования по изучению свойств приборов, не отвечающих требованиям военных, но неожиданно получившихся с обратной вольтамперной характеристикой стабиловольтов. Такое вот начало у стабилитронов было… Забавно, не правда-ли?

Такие работы были продолжены в НИИ-35 по темам «Пальма» (Фото 12),«Панно» (Фото 13) и в феврале 1958 года было выпущено 1646 штук Д808 – Д813. (Фото 14)

Фото 12

Фото 13

Фото 14

Другим следствием неудачной попытки  создать плоскостные кремниевые диоды для своих счётно-аналитических машин тандема ЛФТИ—СКБ-245, была работа по получению диодов с очень маленькими обратными токами, – НИР «Парча» получившая воплощение в диодах Д225, также созданных в НИИ-35.  (Фото 15, 16)

Фото 15

Фото 16

Точечные кремниевые приборы, Д101—Д103 появились точно также, как и Д9, в ходе выполнения работ по теме «Орбита». Работы начались в 1955 году в НИИ-35, а были закончены, к концу 1956 года, в НИИ-311. (Фото 17, 18)

Фото 17

Фото 18

Лаборатория плоскостных выпрямительных диодов была переведена в НИИ-311 только в 1959 году, следовательно, опытное производство установочных партий диодов происходило на будущем «Пульсаре».

Диоды типа Д206 – Д211 появились благодаря НИР «Линза» и ОКР «Нева», законченных в третьем квартале 1956 года. Главное было создать прибор с прямым током не менее 100 миллиампер и сохраняющем работоспособность при обратном напряжении не ниже 150 вольт и температуре 100 градусов.(Фото 19, 20)

Фото 19

Фото 20

Первым, относительно сильноточным, получился Д201, созданный в начале 1957 года с прямым током в 400 мА.  (Фото 21, 22)

Фото 21

Фото 22

После приобретения необходимого технологического опыта были созданы приборы Д214 и Д215 (фото 23)., разработанные в 1958 году по теме «Предлог». Конечно, сначала их выпуск был налажен на опытном заводе НИИ-35, в 1959 году было сделано 700 штук. Сразу производство было передано на завод 498, будущий «Старт» и на завод НИИ-311 (Фото 24).

Фото 23

Фото 24

Сотрудники лаборатории плоскостных диодов НИИ 311 в 1960 году по теме «Предмет-1» создали мощные стабилитроны ряда Д815 – Д817 и другие подобные. (Фото 25) 

Фото 25

Тиристоры кремниевые приборы. Но мало кто знает, что первые исследовательские работы, начатые в 1957 году на будущем Пульсаре с переключательными полупроводниковыми приборами предполагали использование германия для создания  управляемых диодов (фото 26), но в скором времени научились производить кремний нужного качества и управляемые диоды решили делать на его основе, а не из германия.  (Фото 27, 28)

Фото 26

Фото 27

Фото 28

Немного о промышленном производстве. С 1959 года, разработчики полупроводников, НИИ-35 и НИИ-311 после выпуска опытных изделий, передавали серийное производство на  закреплённые за ними предприятия.

Для НИИ-35 серийными заводами были  Ленинградская «Светлана», Воронежский, Брянский, Новгородский, Ташкентский, Рижский и Александровкий заводы полупроводников.

Для НИИ-311 это были  Томилинский, Новосибирский, Московский «Старт», Саранский, Запорожский и Херсонские заводы.

Внимательный читатель обратит внимание на отсутствие в списке завода №382 «Плутон», известного как производителя популярных диодов Д2, Д9, Д101, транзисторов П4 и П201 – П203.

По решению правительства с 1960 года он не принимал участия в серийном производстве новых приборов, созданных двумя ведущими НИИ после 1959 года. Необходимо было снизить нагрузку на предприятие, чтобы не отвлекать производство  от профильной тематики. Вместе с тем, несколько новых изделий, созданных самостоятельно, вышли из его конструкторского бюро, в частности, специальный вариант Д2 – диод серии 1600.

Такова краткая история создания полупроводниковых диодов и становления отрасли в целом в нашей стране. Конечно, многие факты и события, по разным причинам, не отражены в этом небольшом исследовании, но главное, на что нужно обратить внимание, – это творческая работа большого количества талантливых инженеров, в частности, Александра Никифоровича Пужай, многих техников и рабочих, позволившая поддерживать обороноспособность нашей страны на высоком уровне.

Список использованной литературы

1. А.Н. Пужай.Германиевые диоды.- «Автоматика и телемеханика», 1956, Том XVII, выпуск 2.
2. А. М. Бройде. Справочник по электровакуумным и полупроводниковым приборам. 1957. (Массовая радиобиблиотека. Вып. 269).
3. Полупроводниковые приборы. — Всесоюзная промышленная выставка. 1957.
4. Журнал «Радио».  1953 год номер 1 стр. 57
5. Терещук Р.М., Домбругов Р.М., Босый Н.Д. Справочник радиолюбителя. Под общ. ред. В.В. Огиевского. — Киев, 1957.
6. Журнал «Радио» 1955 год номера 1, 5, 10.
7. Материалы постоянного хранения Российского государственного архива.

Об авторе: пос. Володарского
Статья публиковалась в журнале «Радио» №4/2020
Помещена в музей с разрешения автора 9 октября 2020

2-The-Power-Diode 2011 Power-Electronics-Handbook-Third-Edition. Все, что вам нужно знать о диодах.

Силовой диод

Али И. Масвуд, тел. Школа ЭЭЭ Наньян Технологический Университет , проспект Наньян, Сингапур

2 Диод в качестве переключателя…………………………………. ……………………………………. ….. 17 2 Свойства PN-перехода ……………………………….. ……………………….. 17 2 распространенных типа диодов…………………………………………… ………………………… 192 Типовые номиналы диодов…………………………………………… ………………………….. 19 2.4 Номинальное напряжение•2.4 Номинальный ток 2 демпфирующие цепи для диода ………………………………………….. ……………………….. 21 2 Последовательное и параллельное соединение силовых диодов ……………………………….. 21 2 Типичные области применения диодов………………………………… …………………. 24 2 Стандартная спецификация для выбора диода…………………………………….. ………. 26 Использованная литература …………………………………………. ………………………………………… 27

2 Диод в качестве переключателя

Среди всех статических переключающих устройств, используемых в электроэнергетике, ics (PE), силовой диод, пожалуй, самый простой. Его схема показан на рис. 2. Это двухконтактное устройство, и клемма A известна как анод, тогда как клемма K известна как катод. Если терминал А имеет более высокий потенциал по сравнению с клеммой K говорят, что устройство смещено в прямом направлении. и ток, называемый прямым током ( IF ), будет протекать через устройство в указанном направлении. Это вызывает небольшой вольт- возрастное падение по устройству (<1В), которое в идеальном состоянии обычно игнорируется. Наоборот, когда диод обратный смещен, он не проводит, и практичный диод сделать экспериментально Следовательно, небольшой ток, текущий в обратном направлении, называется ток утечки. Как прямое падение напряжения, так и ток утечки в идеальном диоде не учитывается. Обычно в ИП применения диод считается идеальным статическим переключателем. Характеристики практического диода показывают отклонение из идеалов нулевого прямого и бесконечного обратного импеданса, как показано на рис. 2. В прямом направлении потенциал барьер, связанный с распределением зарядов в окрестности ность перехода вместе с другими эффектами приводит к напряжению уронить. Это, в случае кремния, находится в диапазоне 1 В для токи в пределах нормы. Наоборот, в пределах нормы рабочий диапазон напряжения, течет очень небольшой ток, который практически не зависит от напряжения. В практических целях, статические характеристики часто представляют на рис. 2.

На рисунке прямая характеристика выражена как пороговое напряжение Vo и линейное приращение или наклон сопротивление, р . Обратная характеристика остается неизменной диапазон возможных токов утечки независимо от напряжения в пределах нормального рабочего диапазона.

2 Свойства PN-перехода

Из характеристик условий прямого и обратного смещения, можно заметить, что когда диод смещен в прямом направлении, ток быстро растет с увеличением напряжения. Ток в обратном направлении область смещения значительно мала, пока напряжение пробоя диода. Как только приложенное напряжение превысит это ограничение, ток будет быстро увеличиваться до очень высокого значения ограничивается только внешним сопротивлением. Параметры диода постоянного тока . Наиболее важные параметры следующие: — Прямое напряжение, VF — падение напряжения на диоде на A и K на определенном уровне тока, когда он направлен вперед пристрастный. — Напряжение пробоя, ВБ — падение напряжения на диод на определенном уровне тока, когда он выходит за пределы обратного предвзятый уровень. Это широко известно как лавина. — Обратный ток IR — ток при определенном напряжении, что ниже напряжения пробоя.

Copyright © 2001, Academic Press 17 DOI: 10.1016/B978-0-12-382036-5-

18 A. I. Maswood

(a) Символ (b) Упаковка типа стержня (c) Упаковка типа диска

Металл Керамический изолятор

A

K

I F

РИСУНОК 2 Силовой диод: (a) символ; (b) и (c) виды упаковки.

Вперед

Назад Вперед

Назад

v

I

o

и реверс имеют разный масштаб).

Вперед

Назад Вперед

Предел действующий Напряжение Задний ход

v

I

o vo

r

РИСУНОК 2 Практическое представление статической характеристики силовой диод.

(a) Мягкое восстановление (b) Резкое восстановление

IRR IRR

o o

IF IF t рр

трр та та

тб тб

0 т т т RR

РИСУНОК 2 Обратное восстановление диода с различными коэффициентами мягкости.

Параметры диода переменного тока . Обычно используемые параметры: следующие:

• Время восстановления вперед, tFR — время, необходимое для напряжение на диоде падает до определенного значения после начинает течь прямой ток.
• Время обратного восстановления trr — интервал времени между приложение обратного напряжения и обратного тока арендная плата упала до определенного значения, как показано на рис. 2. Параметр ta — интервал между пересечением нуля ток диода, когда он становится IRR . С другой рука, tb — временной интервал от максимального разворота ток восстановления примерно до 0 IRR . Соотношение из двух параметров ta и tb известны как мягкость коэффициент (SF). Диоды с резкой характеристикой восстановления используются для коммутации высоких частот. На практике инженеру-конструктору часто приходится рассчитывать время обратного восстановления. Это для того, чтобы оценить возможности Возможность переключения высокой частоты. Как правило, чем ниже tRR тем быстрее можно переключать диод.

трр = та + тб (2)

Если tb незначителен по сравнению с ta , который очень распространен Случай, затем следующее выражение является действительным:

TRR =

√

2 QRR

( DI / DT )

20 A. I. Maswide

Repetatitive Toltive I. на диоде устойчивым образом. Чтобы понять это, давайте посмотрим на схема на рис. 2.

ПРИМЕР 2 Два источника с одинаковым напряжением 220 В пик. и сдвинуты по фазе друг от друга на 180◦поставляют общая нагрузка, как показано. а) показать напряжение нагрузки; (b) опишите, когда диод D1 испытает ВРРМ ; и (c) определить магнитуду VRRM с учетом коэффициент 1. РЕШЕНИЕ. (a) Входное напряжение, напряжение нагрузки и напряжение на D1, когда он не проводит ток ( VRRM ). показано на рис. 2. (b) Диод D1 будет испытывать VRRM , когда он не проведение. Это происходит при приложенном напряжении В 1 через него находится в отрицательной области (от 70 до 80 мс как показано на рисунке) и, следовательно, диод с обратным смещением. Фактическое идеальное напряжение на нем равно пиковое значение двух входных напряжений i. 220×2 =440 В. Это потому, что когда D1 не проводит, D2 проводит. Следовательно, кроме Van , Vbn также применяется через него, т.к. D2 практически закорочен. (c) VRRM = 440 В — это значение в идеальной ситуации. ция. На практике могут возникать более высокие напряжения из-за паразитных индуктивности цепи и/или переходные процессы из-за реверса

Dbreak Д

Д Разрыв

А

В

Н ВРЛ

ВД

—

В

В

РИСУНОК 2 Цепь.

Пиковое обратное напряжение (когда оно не проводит ток) через диод D

D1 Проводка D2 Проводка

Входные напряжения

В(V2:+)

В(R1:1,R1:2)

60 мс 70 мс 80 мс 90 мс

5

4 0004 00

400 В

500 В

−500 В ВЫБОР>>

−0 В

В(V1:+) Напряжение нагрузки

РИСУНОК 2 Осциллограммы.

восстановление диода. Их трудно оценить. Следовательно, инженер-конструктор всегда будет использовать коэффициент безопасности для удовлетворения к этим перенапряжениям. Следовательно, следует использовать диод с номинал 220×2×1=660 В.

2.4 Номинальный ток

Силовые диоды обычно устанавливаются на радиаторе. Этот эффек- эффективно рассеивает тепло, возникающее из-за непрерывной теплопроводности. Следовательно, текущие номиналы оцениваются на основе повышения температуры. соображения. В паспорте диода обычно указывается три разных номинала тока. Они представляют собой (1) средний курс ренты, (2) среднеквадратичного значения тока и (3) пикового тока. Дизайн Инженер должен убедиться, что каждое из этих значений не превышено. Для этого фактический ток (средний, среднеквадратический и пиковый) в схема должна быть оценена либо расчетом, моделированием, либо измерение. Эти значения необходимо сверить с теми, указано в техническом описании выбранного диода. Расчетный значения должны быть меньше или равны значениям таблицы. следующий пример показывает эту технику. ПРИМЕР 2 Форма волны тока, проходящая через диодный переключатель в импульсном источнике питания показано на рис. 2. Найдите среднее значение, среднеквадратичное значение и пиковое значение Текущий. РЕШЕНИЕ. Текущая длительность импульса показана равной 0 мс в течение периода 1 мс и с пиковой амплитудой 50 А. Следовательно, требуемые токи равны:

Iсреднее = 50 ×

0,

1

= 10 А

Irms =

√

502 ×

0.

1

=22 A

Ipeak =50 A

также приводится в техпаспорте. Для защиты диодов и другие полупроводниковые устройства, требуется быстродействующий предохранитель. Эти предохранители выбираются на основе их номинала I 2 t , который обычно указывается в техническом описании выбранного диода.

Время (мс)

50A 0 мс

Ток 0123

РИСУНОК 2 Форма волны тока.

2 Силовой диод 21

2 Снабберные цепи для диода

Снабберные цепи необходимы для диодов, используемых в коммутации схемы. Это может спасти диод от скачков перенапряжения, которые может возникнуть в процессе обратного восстановления. очень распространенный Снабберная цепь силового диода состоит из конденсатора и резистор, подключенный параллельно диоду, как показано на рис. Рис. 2. Когда обратный ток восстановления уменьшается, конденсатор в силу своего свойства будет стараться удерживать на себе напряжение, что примерно равно напряжению на диоде. Сопротивление тор, с другой стороны, поможет рассеять часть энергии хранится в индукторе, который образует IRR цикл. дв / дт через диод можно рассчитать как:

dv DT

=

0 × VS

τ

=

0 × VS

RS × CS

(2)

7777 700077. 7 7677. 7 700077. 7 700077. Обычно номинал диода dv / dt указывается на заводе-изготовителе. техпаспорт турера. Зная дв / дт и РС , можно выбрать значение демпфирующего конденсатора CS . RS можно рассчитать от тока обратного восстановления диода:

RS =

VS

IRR

(2)

Расчетное значение dv/dt всегда должно быть равно или меньше значение dv/dt , найденное в таблице данных.

Cs

Rs

Vs

РИСУНОК 2 Типичная схема снаббера.

2 последовательное и параллельное соединение из

Силовые диоды

Для особых применений, когда номинальное напряжение или ток выбранного диода недостаточно для соответствия расчетному номиналу, диоды могут быть соединены последовательно или параллельно. Соединяем их последовательное соединение даст конструкции высокое номинальное напряжение, которое может быть необходимым для высоковольтных приложений. Однако нужно убедитесь, что диоды правильно согласованы, особенно с точки зрения их свойства обратного восстановления. В противном случае во время реверса восстановления может быть большой дисбаланс напряжения между 9РИС.

соединенные диоды. Кроме того, из-за различий во время обратного восстановления некоторые диоды могут восстановиться после явление раньше, чем другое, заставляющее их нести полное обратное напряжение. Все эти проблемы можно эффективно решить преодолеть, подключив батарею конденсаторов и резистор параллельно каждому диоду, как показано на рис. 2. Если выбранный диод не соответствует требуемому номинальному току, можно подключить несколько диодов параллельно. С тем чтобы обеспечить равное распределение тока, разработчик должен выбрать диоды с одинаковые характеристики прямого падения напряжения. Это также важно чтобы диоды устанавливались на одинаковые радиаторы и охлаждаются (при необходимости) одинаково. Это повлияет на тем- температуры отдельных диодов, которые, в свою очередь, могут измениться прямые характеристики диода.

Учебное пособие 2. Обратное восстановление и

Перенапряжения

На рис. 2 показан простой импульсный источник питания. переключатель (1-2) замкнут при t =0 с. Когда переключатель разомкнут, свободный ток IF =20 А протекает через нагрузку (RL), диод свободного хода (DF) и большая индуктивность цепи нагрузки (ЛЛ). Ток обратного восстановления диода составляет 20 А и тогда спадает до нуля со скоростью 10 А/мкс. Нагрузка рассчитана на 10 падением напряжения в открытом состоянии пренебрегают. (а) Нарисуйте форму волны тока во время обратного восстановления. эри ( IRR ) и найти его время ( trr ). (b) Рассчитайте максимальное напряжение на диоде. во время этого процесса ( IRR ). РЕШЕНИЕ. (a) Типичная кривая тока во время процесс обратного восстановления показан на рис. 2 для идеальный диод. Когда ключ замкнут, установившийся ток равен МКС =200В/10=20 А, т.к. случае индуктор закорочен. Когда переключатель открыт, обратный ток восстановления течет в правой части

2 Силовой диод 23

VR Резистор

VL

Диод Индуктивность

Vsin я

—

—

РИСУНОК 2 Увеличение тока, 0<ω t <π/2.

VR Резистор

VL

Диод Индуктивность

VSin я

—

—

РИСУНОК 2 Уменьшение тока, π/2<ω т <π.

напряжение на дросселе отрицательное, оно в таком направлении как сместить диод в прямом направлении. Полярность напряжения на индуктор показан на рис. 2 или 2. Когда VS меняется с положительного на отрицательное значение, ток через нагрузку в момент ω t =πрадиан и диод продолжает проводить до тех пор, пока энергия, запасенная в индуктивности тор становится равным нулю. После этого ток стремится течь в обратном направлении и диод блокирует проводимость. Целиком приложенное напряжение теперь появляется на диоде.

Математический анализ Выражение для текущего через диод можно получить, как показано на уравнении ции. Предполагается, что ток течет при 0<ω t <β, где β>π, когда диод проводит, управляющая функция для дифференциальное уравнение представляет собой синусоидальную функцию, определяющую напряжение источника. В течение периода, определяемого β<ω t <2π, диод блокирует ток и действует как открытый переключатель. За это периода, нет уравнения, определяющего поведение схемы. При 0<ω t <β, уравнение (2) применяется.

л

ди dt

• R × i = E × sin(θ), , где − 0 ≤θ≤β (2)

Л

ди dt

• R × i = 0 (2)

ω L

ди d θ

• R × i = 0 (2)

i (θ)= А × e − R θ/ω L (2)

Для линейного дифференциального уравнения найдено решение выходит в двух частях. Однородное уравнение определяется формулой уравнение (2). Уравнение лучше выразить через угол θ вместо « t ». Поскольку θ=ω t , мы получаем, что d θ=ω · dt . Тогда уравнение (2) преобразуется в уравнение. (2). Уравнение (2) решение этого однородного уравнения и называется дополнительный интеграл. Значение константы в дополнительном решении для оценки позже. Частным решением является стационарное ответ состояния и уравнение (2) выражает частное решение. Установившийся отклик представляет собой ток, который будет течь в установившееся состояние в цепи, содержащей только исток, резистор, и катушка индуктивности показана на схеме, единственный элемент отсутствует- являющийся диодом. Этот ответ можно получить с помощью дифференциальное уравнение, или преобразование Лапласа, или преобразование переменного тока. анализ сооидальной цепи. Полное решение есть сумма обоих дополнительное и особое решение, и показано в уравнении (2). Значение A получается с использованием начального кон- условие. Поскольку диод начинает проводить при ω t =0 и ток начинает нарастать с нуля, i (0)=0. Значение А выражается уравнением (2). Когда известно значение A , выражение для тока будет известен. После оценки A ток можно оценить при различных значения ω t , начиная с ω t =π. По мере увеличения ω t ток арендная плата будет продолжать снижаться. Для некоторых значений ω т , скажем β, ток был бы равен нулю. Если ω t > β, ток оценивается как отрицательное значение. Так как диод блокирует ток в обратном направлении направлении диод перестает проводить, когда ω t достигает. затем можно получить выражение для среднего выходного напряжения. Поскольку среднее напряжение на катушке индуктивности должно быть равно нулю, среднее напряжение на резисторе и среднее напряжение на катод диода такой же. Это среднее значение может получить, как показано в уравнении (2).

i (θ)=

(

E

Z

)

sin(ω t −α) (2) где α= a загар

(

ω l R

)

и Z 2 = R 2 +ω L 2

I (θ) = A × E ( R θ 7 L 7 L 7 L 7 )+

E

Z

sin(θ−α) (2)

a =

(

E

Z

)

SIN (α) (2)

Отсутствие среднего выходного напряжения:

8

.

0

SINθ · D θ =

E

2 π

× [1 -COS (β)] (2)

24 A. I. Maswood

0

DALEAR

9004 9004

0

DABREAK

9000 4004

0.

D.BREAK

9000 9004

0

D.BRAKE

ЛТ 2

ДТ 1 В РТ

3

5

−

РИСУНОК 2 Модель PSPICE для изучения диодной цепи R–L.

Моделирование PSPICE Для моделирования с использованием PSPICE Используемая схема показана на рис. 2. Здесь нумерация узлов беред. Источник переменного тока подключен между узлами 1 и 0. Диод подключается между узлами 1 и 2 и индуктор соединяет узлы 2 и 3. Резистор подключен от узла 3 к эталонному узлу, то есть к узлу 0. принципиальная схема показана на рис. 2. Программа PSPICE в текстовом виде представлена ​​ниже. * Полупериодный выпрямитель с нагрузкой RL * Упражнение для определения тока диода VIN 1 0 SIN(0 100 В 50 Гц) D112Dбрейк L12310mH R1305Ом

Напряжение на L

Напряжение на R

Входное напряжение

В(V2:+) I(DT)∗ 5

Ток через диод (Обратите внимание на фазовый сдвиг между V и I)

100

100 00V

00V

L>>

РИСУНОК 2 Кривые напряжения/тока в различных точках цепи.

.МОДЕЛЬ Dbreak D(IS=10N N=1BV= 1200 ИБК=10Е-3 ВЖ=0) .TRAN 10 мС 100 мс 60 мс 100 мс .ЗОНД .ОПЦИИ (ABSTOL=1N RELTOL= VNTOL=1MV) .КОНЕЦ Диод описывается оператором MODEL. Оператор TRAN имитирует переходную операцию в течение периода 100 мс с интервалом 10 мс. Оператор ОПЦИИ устанавливает пределы допусков. Вывод можно посмотреть на экран из-за оператора PROBE. Моментальный снимок различных напряжения/тока показаны на рис. 2. Из рис. 2 видно, что ток отстает от источника Напряжение. Это типичное явление для любой индуктивной цепи. cuit и связано со свойством накопления энергии индуктор. Это свойство индуктора вызывает ток. рента изменяться медленно, определяемая постоянной времени τ = тангенс − 1 (ω л / Р ). Аналитически это вычисляется выражением в уравнение (2).

2 Типичные области применения диодов

A. Выпрямление Для полного выпрямления сигнала переменного тока можно использовать четыре диода, как показано на рисунке. на рис. 2. Помимо других схем выпрямителя, эта топология не требует входного трансформатора. Однако они используются для изоляции и защиты. Направление тока определяется двумя диодами, проводящими в любой момент времени. Прям- ток через нагрузку всегда одинаков. Этот Топология выпрямителя известна как полный мостовой выпрямитель.

26 A. I. Maswood

2 Стандартный лист технических данных для диода приложения, следующие таблицы и стандартные результаты испытаний может быть использован. Силовой диод в первую очередь выбирается на основе

V

Выпрямительные диоды общего назначения. Литые стеклянные диоды

IF(AV) (А)

В

В

В

У

У

—

да — — — —

—

да — — — —

да да — — — —

да — — — — —

да — — — — —

да

50

Тип

ВРРМ(В)

100 200 300 400 500 600 800 1000 1300 1500

да да да да

—

да да да да да

—

да да да да да

да да да да да да

—

да — — да да

— — — — — —

РИСУНОК 2 Таблица выбора диодов на основе среднего прямого тока, IF ( AV ) и пикового обратного напряжения, VRRM (любезно предоставлено Hitachi semiconductors).

АБСОЛЮТНО-МАКСИМАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ХАРАКТЕРИСТИКИ (TL=25 °C)

Тип изделия V30J V30L V30M V30N 1500

1800

1300

1600

1000

1300

30 (Без PIV, 10 мс проводится, TJ = 150 ° C)

0 (

ОДИН-PHASE HALD-FASE HALD-FALEAN TL = 100°C, длина провода = 10 мм)

3 (время = 2 ~ 10 мс, I = среднеквадратичное значение)

−50 ~ +

Примечания (1) Монтаж провода: температура провода 300°C макс. до 3 мм от тела в течение 5 сек. Максимум. (2) Механическая прочность: изгиб 90° × 2 цикла или 180° × 1 цикл, растяжение 2 кг, скручивание 90° × l цикл.

−50 ~ +

800

1000

V

V

A

A

A 2 s

°C

°C

°C/W

I 2 t

Ц1г

Тж

ВРРМ

ВРСМ

ИРРМ

Рт(к-а) Rth(j-1)

мкА

мкс

VFM В

trr

IFSM

IF(AV)

Повторяющееся пиковое обратное напряжение

5

50015

Средний прямой ток

Surge (неповторяющийся) вперед

I 2 T Предельное значение

Температура рабочего соединения

Температура хранения

Обратный ток

Позиция Символы Единицы Мин. тип. Максимум. Условия испытаний —

––

10 Все классы Rated VRRM

IFM= 0 Ap, однофазная половина синусоида 1 цикл IF= 2 мА, VR=-15 В 80 Длина провода = 10 мм 50

РИСУНОК 2 Детали характеристик диода для диода V30 , выбранного из рис. 2.

прямой ток ( IF ) и пиковое обратное ( VRRM ) напряжение. За например, конструктор выбирает тип диода V30 из таблице на рис. 2, потому что она близко соответствует их расчетным значения IF и VRRM без перехода. Однако, если для почему-то только VRRM совпадает с но расчетное значение из ЕСЛИ выше , то надо ставить диод h24 и т.д. Аналогичная концепция используется для VRRM .

2 Силовой диод 27

В дополнение к указанным выше параметрам диода, один следует также рассчитать такие параметры, как пиковое прямое напряжение. возраст, время обратного восстановления, температура корпуса и перехода, и т. д. и сверить их со значениями таблицы данных. Некоторые из эти значения приведены на рис. 2 для выбранного диод V30. На рисунках 2–2 приведены стандартные экспериментальные зависимости между напряжениями, токами, мощностью и температурой корпуса. для выбранного нами диода V30. Эти характеристики помогают конструктор, чтобы понять безопасную зону работы диода, и принять решение о том, использовать ли демпфер или радиатор. Если кто-то особенно заинтересован в фактическом обратном измерения времени восстановления схема, приведенная на рис. 2, может конструировать и экспериментировать.

Пиковое прямое падение напряжения (В)

Прямая характеристика

Однофазная полусинусоида Проводимость: 10 мс 1 цикл

TL = 25°C

TL = 150°C

Пиковый прямой ток (A)

0 0.

10

100

12 345

РИСУНОК 2 прямой ток.

Средний прямой ток (А)

00 0.

Макс. средняя рассеиваемая мощность в прямом направлении (резистивная или индуктивная нагрузка)

Макс. средняя рассеиваемая мощность в прямом направлении (Вт)0 0 0 0.

Однофазный (50 Гц)

Постоянный ток

РИСУНОК 2 Изменение максимальной рассеиваемой мощности в прямом направлении с средний прямой ток.

Макс. допустимая температура окружающей среды (резистивная или индуктивная нагрузка)

Средний прямой ток (А)

00

40

80

120

160 L = 10 мм 20 мм 25 мм

Печатная плата (100x180x1) Медная фольга (5)

L L

Однофазная полусинусоида проводимость 180° (50 Гц)

200

Макс. допустимая температура окружающей среды (0 0 0 0 0 0,

°C)

РИСУНОК 2 Максимально допустимая температура корпуса при изменении средний прямой ток.

Время обратного восстановления (trr) тестовая схема

−15 В

22 мкс

50 мкФ

2 мА

15 В

600 Ом

0 t

л 0 rp

trr

D.U

РИСУНОК 2 Измерение времени обратного восстановления ( trr ).

Ссылки

1. Н. Ларч, Основы электроники , 3-е изд., John Wiley & Sons Ltd., Нью-Йорк, 1981 год.
.
2. R. Tartar, Справочник по преобразованию энергии в полупроводниковых устройствах , John Wiley & Sons Ltd., Нью-Йорк, 1993.
3. R. Marston, Руководство по схемам управления питанием , Руководство по схемам Newnes ряд. Butterworth Heinemann Ltd., Нью-Йорк, 1995.
4. Интернет-информация о «Hitachi Semiconductor Devices», полупроводник.hitachi.
5. International rectifier, Power Semiconductors Product Digest , 1992/93.
6. Интернет-информация о «Книгах по электронным устройствам и SMPS», smpstech/книги/booklist. htm.

Основы, характеристики и применение диодов

Основы, характеристики и применение диодов | Эффективность побеждает

Диоды Сила Автомобильный Подсистемы промышленный Портативные и носимые устройства

09 июня 2022 г. Олаф Фогт

Загрузите или закажите наш справочник по применению диодов. Настоящее Руководство инженера-проектировщика представляет собой уникальную коллекцию технических материалов и примеров применения. Обеспечение лучшего понимания диодов, их основ, характеристик и понимания применения.

Как и все наши Руководства для инженеров-проектировщиков, Справочник по диодам задуман как практичный, всеобъемлющий и актуальный справочник, написанный инженерами для инженеров.

Фундаментальный справочник: Справочник по применению диодов

Диоды прошли долгий путь разработки более 100 лет назад. Соображения и последствия его использования стали такими же сложными, как и его преобразование. Дискретные диоды остаются очень важным и основным компонентом электронных систем. Их электрические и тепловые свойства, а также их надежность имеют решающее значение для общей производительности и надежности всей электронной системы. Существует широкий спектр диодных технологий, доступных в различных корпусах и форм-факторах.

В этом справочнике содержатся полезные рекомендации по общим темам и проблемам, с которыми может столкнуться инженер-проектировщик. Инженеры, интересующиеся тепловыми свойствами, компоновкой, надежностью и приложениями, получат практическую информацию. Справочник предназначен в качестве справочника для тех, кто ищет техническую информацию, основы и дизайнерские идеи.

Этот справочник представляет собой собранные знания некоторых из наиболее уважаемых экспертов нашей отрасли.

Диоды Руководство инженера-конструктора Содержание

• Основы диодов
• Параметры паспорта
• Тепловые аспекты
• Упаковка диодов
• Аспекты надежности
• Применение диодов и варианты использования

Получите бесплатную цифровую или бумажную копию этого Руководства инженера-конструктора

Если вы хотите получить цифровую или бумажную копию Руководства инженера-конструктора диодов, просто заполните эту форму.

Если форма не отображается, нажмите здесь

Об авторе

Олаф Фогт

Олаф имеет более чем 25-летний опыт работы в полупроводниковой промышленности, занимая несколько технических должностей в области маркетинга и продаж. Он получил диплом инженера-электрика в 1994 году в Техническом университете Гамбурга-Харбурга. Сегодня Олаф возглавляет группу глобального маркетинга приложений Nexperia. Одна из его ключевых целей – поделиться техническими и прикладными знаниями, « от инженера к инженеру «.

 

Похожие материалы

18 июля 2022 г.

Дискретные МОП-транзисторы наконец-то получили достойные модели

МОП-транзисторы Автомобильный промышленный Портативные и носимые устройства

13 июля 2022 г.

CFP — эффективный выбор для SMx

Диоды Сила Автомобильный Промышленный

06 июля 2022 г.

Переключение аналоговых сигналов

Логика

04 июля 2022 г.