Выпрямительными называются диоды, предназначенные для выпрямления переменного тока. Вторым элементом обозначения этих диодов является буква "Д".
В зависимости от значения выпрямляемого тока различают диоды малой мощности (ток пробития менее 0,3 ампер) и средней мощности (только пробития от 0,3 до 10 ампер). Диодный малой мощности могут рассеивать выделяемую на них теплоту своим корпусом. для России Ваня теплоты диоды средней мощности располагают на радиаторах охлаждения.
Обычно допустимая плотность тока, проходящая через p-n-переход не превышает 2 ампер на один квадратный миллиметр, поэтому для получения указанных выше значений среднего выпрямленного тока выпрямительных диодах используют плоскостные p-n переходы. Получающаяся при этом большая емкость PN перехода существенного влияния на работу диода не оказывает связи с малыми рабочими частотами.
Для сравнения показаны характеристики германиевого (1) и кремниевого (2) диодов, имеющих одинаковую конструкцию и предназначенных для работы в одном и том же диапазоне токов и напряжений. Поскольку ширина запрещенной зоны у кремния больше чем у германия, обратный ток кремниевых диодов значительно меньше. кроме того обратная ветвь характеристики кремниевых диодов не имеет явно выраженного участка насыщения, что обусловлено генерации носителей зарядов в p-n переходе и токами утечки по поверхности кристалла.
Вследствие большого обратного тока у германиевых диодов наступает тепловой пробой, приводящая к разрушению кристалла. у кремниевых диодов из-за малого обратного тока вероятность теплового пробоя мала и у них возникает электрический пробой.
Мощность, рассеиваемая при одинаковых токах в германиевых диодах меньше чем в кремниевых.
с повышением температуры в германиевого диодов пробивное напряжение резко падает, ау кремниевых немного увеличивается. Основными параметрами выпрямительных диодов является:
- Прямое напряжение - значение постоянного напряжения на диоде при заданном прямом токе;
- Обратный ток - значение постоянного тока, протекающего через диод в обратном направлении при заданном обратном напряжении;
- Сопротивление диода в прямом направлении;
- Сопротивление диода в обратном направлении R=U/I;
- Дифференциальное сопротивление диода - отношение приращения напряжения на диоде к вызвавшему его малому приращению тока.
Прямое и обратное сопротивление - это сопротивление в данной точке характеристики при постоянном токе соответствующего направления.
Дифференциальное сопротивление - это сопротивление при переменном токе, она определяет наклон касательной, приведенной в данной точке вольтамперные характеристики к оси абсцисс.
При эксплуатации диодов выпрямителях важное значение имеет предельно допустимые режимы и их использования характеризующиеся соответствующими параметрами. В целях обеспечения длительной и надежной работы диодов нельзя превышать ни при каких условиях следующие параметры:
- Максимально допустимое обратное напряжение;
- Максимально допустимую мощность, рассеиваемую диодом;
- Максимально допустимый постоянный прямой ток.
Сравнивая свойства германиваемых и кремниевых диодов, можно отметить, что кремниевые диоды имеют на несколько порядков меньше обратный ток, допускать гораздо большие обратные напряжения и плотности прямого тока, могут быть использованы при более высоких температурах. Поэтому выпрямительные диоды изготавливают в основном из кремния, хотя падение напряжения на кремниевом диоде при прямом токе больше чем на Германиевом.