I parametri principali dei diodi raddrizzatori

Per correggere le correnti alternate a bassa frequenza, cioè per convertire la corrente alternata in continua o pulsante, servono diodi raddrizzatori, il cui principio si basa sulla conduttività elettrica unilaterale della giunzione p-n. Diodi di questo tipo sono utilizzati in moltiplicatori, raddrizzatori, rivelatori, ecc.

Vengono prodotti diodi raddrizzatori a giunzione piatta o puntiforme e l'area di giunzione diretta può variare da decimi di millimetro quadrato a unità di centimetri quadrati, a seconda della corrente nominale per un dato diodo rettificato a semiperiodo.

La caratteristica corrente-tensione (CVC) di un diodo a semiconduttore ha un ramo diretto e inverso. Il ramo dritto della caratteristica I - V mostra praticamente la relazione tra la corrente attraverso il diodo e la caduta di tensione diretta in esso, la loro interdipendenza.

Il ramo inverso della caratteristica I - V riflette il comportamento del diodo quando viene applicata una tensione di polarità inversa, dove la corrente attraverso la giunzione è molto piccola e praticamente non dipende dalla tensione applicata al diodo fino al limite si raggiunge, dove la rottura elettrica della giunzione e il diodo si guastano.

Massima tensione inversa del diodo — Vr

La prima e principale caratteristica di un raddrizzatore è la massima tensione inversa consentita. Questa è la tensione, applicandola al diodo nella direzione opposta, sarà comunque possibile affermare con sicurezza che il diodo la resisterà e che questo fatto non influirà negativamente sull'ulteriore funzionamento del diodo. Ma se questa tensione viene superata, non vi è alcuna garanzia che il diodo non si rompa.

Questo parametro è diverso per i diversi diodi, è compreso tra decine di volt e diverse migliaia di volt. Ad esempio, per il popolare raddrizzatore 1n4007, la tensione inversa CC massima è 1000 V e per 1n4001 è solo 50 V.

Corrente media del diodo - Se

Il diodo rettifica la corrente, quindi la prossima caratteristica più importante di un diodo raddrizzatore sarà la corrente media del diodo, il valore medio della corrente CC rettificata che scorre attraverso la giunzione pn nel periodo. Per i diodi raddrizzatori, questo parametro può variare da centinaia di milliampere a centinaia di ampere.

Ad esempio, per un raddrizzatore 2D204A, la corrente diretta massima è di soli 0,4 A e per un 80EBU04 fino a 80 A. Se la corrente media risulta essere per lungo tempo maggiore del valore indicato nella documentazione, non vi è alcuna garanzia che il diodo sopravviva.

Corrente di impulso massima del diodo — Ifsm (impulso singolo) e Ifrm (impulsi ripetitivi)

La massima corrente di impulso di un diodo è il valore di corrente di picco che un dato raddrizzatore può sopportare solo per un certo tempo, che è indicato nella documentazione insieme a questo parametro. Ad esempio, un diodo 10A10 è in grado di sopportare un singolo impulso di corrente di 600A con una durata di 8,3 ms.

Per quanto riguarda gli impulsi ripetitivi, la loro corrente dovrebbe essere tale che la corrente media rientri nell'intervallo consentito. Ad esempio, il diodo 80EBU04 resisterà a impulsi quadrati ripetitivi con una frequenza di 20 kHz anche se la loro corrente massima è di 160 A, ma la corrente media non dovrebbe rimanere superiore a 80 A.

Corrente inversa media del diodo - Ir (corrente di dispersione)

La corrente inversa media del diodo indica la corrente media del periodo attraverso la giunzione nella direzione inversa. Solitamente questo valore è inferiore a un microampere, con un massimo di milliampere.Per 1n4007, ad esempio, la corrente inversa media non supera i 5μA a una temperatura di giunzione di +25°C e non supera i 50μA a una temperatura di giunzione di + 100°C.

Tensione diretta media del diodo - Vf (caduta di tensione di giunzione)

Tensione media del diodo a una data corrente media. Questa è la tensione che viene applicata direttamente alla giunzione p-n del diodo quando una corrente continua del valore specificato nella documentazione lo attraversa. Di solito non più di frazioni, massimo — unità di volt.

Ad esempio, la documentazione per il diodo EM516 fornisce una tensione diretta di 1,2 V per una corrente di 10 A e 1,0 V per una corrente di 2 A. Come puoi vedere, la resistenza del diodo non è lineare.

Resistenza differenziale diodo

La resistenza differenziale del diodo esprime il rapporto tra l'aumento di tensione attraverso la giunzione pn del diodo e il piccolo aumento di corrente attraverso la giunzione che ha causato tale aumento.Tipicamente da frazioni di ohm a decine di ohm. Può essere calcolato dalla caduta di tensione rispetto ai grafici della corrente diretta.

Ad esempio, per un diodo 80EBU04, un aumento della corrente di 1 A (da 1 a 2 A) comporta un aumento di 0,08 V nella caduta di tensione ai capi della giunzione. Pertanto, la resistenza differenziale del diodo in questo intervallo di correnti è 0,08 / 1 = 0,08 Ohm.

Potenza media dissipata di un diodo Pd

La potenza media dissipata dal diodo è la potenza media dissipata dal corpo del diodo nel periodo in cui la corrente lo attraversa in direzione diretta e inversa. Questo valore dipende dal design dell'alloggiamento del diodo e può variare da centinaia di milliwatt a decine di watt.

Ad esempio, per il diodo KD203A, la potenza media dissipata dal case è di 20 W, questo diodo può anche essere installato, se necessario, su un dissipatore di calore per rimuovere il calore.