ОГРАНИЧЕЊА ПРИЛИКОМ РАДА И ПАРАМЕТРИ ДИОДЕ

Ограничене величине Вредности које произвођачи дају у својим каталозима не смеју се прекорачити, јер диода може бити уништена. То важи за сваку величину засебно, чак и ако остале нису прекорачене. Диода се може уништити уколико се прекорачи нека од следећих величина: - максимална директна струја IF; - максимални инверзни напон UR; - максимална снага дисипације Ploss; - максимална температура околине Θamb. Значајније прекорачење, не само да може довести до уништења или скраћеног века диоде, већ може доћи и до штетног утицаја на цео склоп чији је део та диода.

Ограничене вредности за UR и IF Обично се дају следећи подаци од стране произвођача: - UR: максимални једносмерни инверзни напон; - URM: максимални дозвољени пик инверзног напона, за учестаности од преко 20 Hz; - IF: максимална директна струја, једносмерна (DC) или ефективна вредност (R.M.S.) наизменичне; - I0: максимална средња вредност струје диоде; - IFM; максимална амплитуда периодичне струје, за учестаности веће од 20 Hz; - IFS: максимална вредност струје која може протицати најдуже 1s, ако се више пута понови наступа оштећење диоде.

Струјна ограничења – приказ за пуноталасно исправљање iF IFS IFM IF I0 t

Ограничења у случају импулсне побуде Треба их узети у разматрање када диода ради са правоугаоним напонима. На слици је зависност максималне директне струје од трајања импулса, при чему је као параметар узет однос импулс – пауза. Што је овај однос већи мања је дозвољена струја. tp

Ограничења за снагу дисипације Призвод директне струје и директног напона одређује снагу дисипације: Ploss = UF ∙ IF Што је већа ова снага диода ће се више грејати. Максимална дозвољена снага означава се од стране произвођача са Ptot . Када је диода инверзно поларисана такође постоји дисипација, али је та снага врло мала због врло мале инверзне струје кроз инверзно поларисану диоду. Нпр. ако је инверзни напон 150 V, а инверзна струја 20 nA, снага дисипације биће 3 μW.

Ограничења температуре споја и температуре околине Због дисипирања снаге диода, односно њен pn спој, се греје, a његова температура не сме да пређе максималне вредности, специфициране од стране произвођача. Ове вредности зависе од материјала и оријентационо износе: ΘJmax ≈ 70° C до 90°C за германијумске диоде; ΘJmax ≈ 150° C до 200° C за силицијумске диоде. Неки приизвођачи као параметар дају максималну температуру околине Θamb max, која је увек мања од максималне дозвољене температуре споја. Уколико постоји ризик да максимална температура споја буде прекорачена због превисоке температуре околине, диоду треба хладити, што је посебно питање за разматрање.

Карактеристичне величине Статичка отпорност RF за област директне поларизације. Динамичка отпорност rF за област директне поларизације. Статичка отпорност RR за област инверзне поларизације. Диодна капацитивност CD. Време опоравка диоде trr.

Статичка отпорност RF за област директне поларизације Радна тачка: тачка на напонско–струјној к-ци, којој одговарају тренутна вредност напона на диоди и струје кроз њу. RF/Ω 104 103 Статичка отпорност RF за директну поларизацију одређује се као однос 102 101 100 UF/V 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 тренутне вредности напона и струје диоде и зависи од положаја радне тачке: што је већа струја диоде мања је статичка отпорност. На слици се види да ова отпорност има велику вредност у околини прага провођења, после тога опада .

Пример Радна тачка А: RF = 0,67V / 0,31mA = 2kΩ Радна тачка B: IF/mA Радна тачка А: RF = 0,67V / 0,31mA = 2kΩ Радна тачка B: RF = 0,97V / 100mA = 9,7Ω 100 B A 0,31 0,67 0,97 UF/V

Динамичка отпорност rF за област директне поларизације Динамичка отпорност у околини неке радне тачке дефинише се као однос промене напона и промене струје, при чему се посматрају мале промене. За случај на слици било би: rF = (0,8 – 0,7)V / (10 – 2,5)mA = 0,1V / 7,5mA = 13,3Ω IF/mA 10 Што је струја диоде већа имамо да истим променама напона одговарају веће промене струје (што више повећавамо напон стрмија је 2,5 0,7 0,8 UF/V карактеристика, а динамичка отпорност је мања.

Статичка отпорност RR за област инверзне поларизације Представља однос инверзног напона и инверзне струје кроз диоду. Инверзна струја диоде је врло мала, па је ова отпорност врло велика. Нпр., за једну силицијумску диоду могло би бити: RR = UR / IR = 10V / 10nA = 1GΩ

Диодна капацитивност CD Прелазна област између р и n области је сиромашна носиоцима и понаша се као диелектрик. Овај диелектрик са једне стране има р област допирану шупљинама, а са друге стране n област допирану електронима. Обе ове области, и р и n имају велику проводност. Сходно овоме, с обзиром да постоји структура проводник – диелектрик – проводник, свака диода поседује неку капацитивност. Са повећањем инверзног напона прелазна област се шири, а капацитивност опада, као што се види на следећем слајду, где је приказана капацитивност диоде у зависности од инверзног напона. Ова капацитивност је релативно мала, али се мора узети у обзир приликом рада на високим учестаностима. Појава је непожељна, осим код капацитивних или варикап диода, које се често користе у филтерским колима телевизијских пријемника.

Диодна капацитивност диода 1N4001 – 1N4007

Време опоравка диоде trr (Reverse recovery time) Када кроз диоду протиче струја при директној поларизацији, прелазна област је сужена и у њој има много носилаца наелектрисања. Такође, има доста нагомиланих мањинских носилаца–шупљина у n области и електрона у р области, близу прелазне области. Уколико се нагло промени поларитет напона диоде доћи ће до враћања носиоца назад – електрона у n, шупљина у р област, па ће тећи доста велика инверзна струја IRM. Ова струја ће опадати и по повратку носилаца назад у своје области успоставиће се редовна инверзна струја IR. u UF t UR i trr IF IR t IRM Време потребно да се прелазна област растерети назива се време опоравка диоде.

Тежи се да ово време буде што краће, зато што је током њега већа струја, нарочито одмах по мењању поларитета напона, па је велика и снага дисипације, односно диода се тада доста греје. Уколико је време опоравка дуго диода може прегорети. Време опоравка код исправљачких диода је неколико микросекунди, док је код брзих прекидачких диода ово време испод 1ns.