Выпрямительный диод

Выпрямительный диод предназначен для преобразования переменного напряжения в постоянное. Идеальный выпрямитель должен при одной полярности пропускать ток, а при другой полярности не пропускать. Свойства полупроводникового диода близки к свойствам идеального выпрямителя, поскольку его сопротивление в прямом направлении на несколько порядков отличается от сопротивления в обратном. На рисунке приведена схема, иллюстрирующая выпрямление переменного тока в диоде.

 

Рассмотрим каков будет коэффициент выпрямления идеального диода на основе p - n перехода. Для этого рассчитаем по уравнению:

коэффициент выпрямления K как отношение прямого тока к обратному току диода при значениях напряжения U=±0,01B; 0,025B; ±0,1B; 0,25B; ±1B. Получаем:

(1)

Учтем, что величина ? -1 при комнатной температуре составляет 0,025 В. Результаты расчета приведены в таблице.

 

V G , B	± 0,01	0 ,025	± 0,1	0,25	± 1
K, отн.ед.	1,0	1,1	55	2,3 . 10^ 4	2,8 . 10 ^28

 

Как следует из таблицы и соотношения (1), при значениях переменного напряжения, модуль которого V G меньше, чем тепловой потенциал kT / q , полупроводниковый диод не выпрямляет переменный ток. Коэффициент выпрямления достигает приемлемых величин при значениях V G по крайней мере в 4 раза больших, чем тепловой потенциал kT / q , что при комнатной температуре T =300 K соответствует значению напряжения V G = ± 0,1 B .

К основным недостаткам полупроводникового диода следует отнести: при прямом смещении - наличие области малых токов на начальном участке; при обратном - наличие пробоя.