Выпрямительные диоды предназначены для преобразования переменного тока в постоянный. Частотный диапазон их работы невелик. Так, при преобразовании промышленного переменного тока рабочая частота составляет 50 Гц, в некоторых специальных схемах преобразователей – десятки килогерц (до 100 кГц).
Кремниевые выпрямительные диоды имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с германиевыми. Благодаря большей ширине запрещенной зоны допустимая рабочая температура, а значит, и предельно допустимый прямой ток у кремниевых диодов больше. Работоспособность кремниевых диодов обеспечивается в диапазоне температур от –60 до +(120 – 150) °С, германиевых – от –60 до +(70 – 85) °С.
Прямое падение напряжения на кремниевых диодах обычно больше, чем на германиевых, что обусловлено большей контактной разностью потенциалов, значительно меньшим током насыщения и большим сопротивлением базы из-за меньшей подвижности носителей заряда в кремнии по сравнению с германием. Поэтому при одинаковом прямом токе мощность, рассеиваемая в германиевом диоде, меньше, чем в кремниевом. Кремниевые диоды выдерживают большие обратные напряжения и имеют при этом меньшие обратные токи благодаря большей ширине запрещенной зоны.
Сравним семейство ВАХ кремниевого и германиевого диодов (рис. 3.1) при различных температурах. Особенностью кремниевых диодов является увеличение напряжения лавинного пробоя с ростом температуры, в то время как у германиевых диодов тепловой пробой может развиваться раньше лавинного, и напряжение пробоя с ростом температуры уменьшается.
Для характеристики выпрямительных диодов используют следующие параметры:
· постоянное прямое напряжение () при заданном прямом токе ();
· максимально допустимое обратное напряжение () – напряжение, которое может быть приложено к диоду длительное время без опасности нарушения его нормальной работы (обычно, , где – напряжение пробоя);
· постоянный обратный ток () – обратный ток утечки диода при приложении к нему напряжения ;
· максимально допустимый выпрямленный ток ();
· максимально допустимая мощность рассеивания .
По максимально допустимому выпрямленному току диоды можно разбить на три группы:
1) малой мощности < 0,3 А;
2) средней мощности 0,3 А << 10 А;
3) мощные > 10 А.