ность, чем он может рассеивать при протекании тока в прямом направлении. Это является следствием того, что из-за неравномерности р-п перехода по толщине пробой может возникнуть в небольшой области, где и будет рассеиваться вся мощность.

Так как пробой р п перехода приводит к отказу диода, величина максимально допустимого напряжения любой формы и частоты задается с достаточным запасом по отношению к пробивному напряжению. При этом обеспечивается гарантируемая изготовителем надежность работы выпрямительных диодов.

Диапазон рабочих частот. С повышением частоты переменного напряжения, подводимого к диоду, его выпрямляющие свойства ухудшаются, величина выпрямленного тока уменьшается. Это связано с тем, что на высоких частотах неосновные носители, инжектированные в базу во время положительного полупериода переменного напряжения, не успевают рекомбинировать. Во время отрицательного полупериода они создают составляющую тока нагрузки, текущую через р-п переход в противоположном направлении. Чем выше рабочая частота, тем большее число неосновных носителей возвращается через р-п переход и тем больше эта составляющая. Описанный выше процесс представляет собой протекание переменного тока через диффузионную емкость Сдиф р-п перехода (§ 1.4), эквивалентное сопротивление которой падает с ростом частоты. Современные выпрямительные диоды обычно работают без снижения выпрямленного тока на частотах до-1 кгц.

С повышением рабочей частоты или при работе в импульсных режимах (например, в схемах преобразователей напряжения) увеличение тока неосновных носителей, текущих через переход в обратном направлении, вызывает значительный разогрев кристалла полупроводника. Для того чтобы суммарная мощность, рассеиваемая в диоде при прохождении прямого и обратного тока, не превышала допустимой, на частотах выше 1 кгц задают обычно процентное снижение /выпр или оговаривают величину /обрср-. которая в данном случае является критерием для определения предельно допустимой рабочей частоты.

Максимальная рабочая температура. При повышении температуры р-п перехода сильно увеличивается обратный ток. Этот ток может достигнуть такой величины, что диод практически потеряет свои выпрямляющие свойства. С рос-

том температуры у германиевых диодов уменьшается величина пробивного напряжения, результатом чего может быть выход из строя диода при напряжениях, безопасных при нормальной температуре. Длительная работа выпрямительных диодов даже в облегченном режиме при предельной температуре, как правило, вызывает необратимые изменения параметров.

Кремниевые р-п переходы сохраняют выпрямляющие свойства до температуры 150 - 170° С, германиевые - до 90 - 100° С. Учитывая, что р-п переход нагрет до температуры, большей, чем температура корпуса, а температура последнего всегда выше температуры окружающей среды, для кремниевых выпрямительных диодов устанавливают величину максимально допустимой окружающей температуры 125°, для германиевых 70° С. Значения этих температур связаны с тепловыми сопротивлениями конструкции диода и параметрами режима работы соотношениями

Tn~Tc = RrcP, (4.4)

где Т„ - температура р-п перехода; Т« - температура корпуса диода; Гс - температура окружающей среды; Р - рассеиваемая мощность.

Величина мощности Р рассчитывается как сумма мощностей, рассеиваемых в диоде при прохождении тока в прямом и обратном направлении:

Р = Рпр ~Ь Р обр.

Во многих случаях величиной Робр можно пренебречь ввиду ее малости, а значение Рпр равно примерно 2Lnp ср/пр ср.

Для измерения температуры перехода Т„ можно использовать схему, показанную на рис. 4.7. От генератора регулируемого постоянного тока ГТ через диод проходит разогревающий ток, измеряемый прибором ИТх. Падение напряжения на диоде измеряется с помощью осциллографа, имеющего вход для постоянного напряжения. После установления температуры корпуса, контролируемой с помошью термопары, диод быстро подключается. к источнику тока ГГг, задающему измерительный ток. Сразу же после переключения фиксируется величина напряжения на диоде. По найденной ранее зависимости Unp = [{Т„) определяется температура перехода Т„. По формулам (4.4) можно рас-

считать тепловые сопротивления Rr к. Rt с. по известным значениям Т„, 7с и Р.

Прохождение измерительного тока / изм не должно вызывать заметного нагрева перехода. В зависимости от типа выпрямительного диода величину измерительного тока выбирают в пределах от 1 до 3 ма. При таких токах является максимальной и величина температурного коэффициента напряжения. Предварительное определение зависимости

Л" осциллографу .

Рис. 4.7. Схема для измерения температуры р-п перехода:

ГТ,,-/"/",. -регулируемые источники измерительного тока; ИТ, ИТ - и

рителиадока.

Unp = f{T„) производится при выбранной величине /„зм с помощью термостата. Реальная погрешность при измерении температуры перехода Гп составляет 10-15°С.

Тепловые сопротивления R, ° С/вт, выпрямительных диодов имеют следующие значения:"

Маломощные-диоды Д7, Д206-Д211 .... 100-130

Диоды типа Д223 ............. 250-270

Диоды Д202-Д205 ............. 70-80

Диоды большой мощности Д242-Д248 . . -1,5-2,0.

Из формул (4.4) видно, что с повышением температуры окружающей среды должна быть уменьшена величина допустимой мощности рассеяния Р во избежание превышения предельно допустимой температуры р-п перехода. Единственным легко осуществляемым методом увеличения допустимой мощности является снижение Rt с- Снизить тепловое сопротивление можно применением тёплоотводов (радиаторов). -Выпрямительные диоды средней и большой мощности всегда используют с теплоотводами.