Struktura

Voltampérová charakteristika diody

Voltampérová charakteristika diody

Základní informaci o vlastnostech diody dává její VA-charakteristika (obr. 1), což je závislost stejnosměrného proudu, který prochází diodou, na připojeném stejnosměrném napětí. V přímém směru je dioda otevřena (I. kvadrant), v závěrném směru je dioda uzavřena (III. kvadrant) až do napětí UBR, po jehož překročení nastávají v polovodičovém materiálu destruktivní procesy a dioda se zničí.

Obr. 1: VA-charakteristika běžné diody

Prahové napětí UP je napětí v propustném směru, při kterém diodou začíná procházet proud (UF>UP), je to napětí, při kterém připojené vnější napětí překoná difúzní napětí diody a zruší tak potenciálovou přehradu. Prahové napětí je tedy difúzní napětí (UPGe ≈ 0,2 V, UPSi ≈ 0,56 V, UPGaAs až 1,3 V podle koncentrace příměsí). Odpor diody je v propustném směru velmi malý (podle typu diody - setiny až jednotky ohmů), anodové napětí (napětí mezi anodou a katodou, úbytek napětí na diodě) je asi 1 V.

V závěrném směru prochází diodou velmi malý (zanedbatelný) proud. Vnější připojené napětí totiž přechod zcela uzavře, proud je tvořen pouze minoritními nosiči náboje. Odpor diody je několik set kiloohmů až několik desítek megaohmů. Dosáhne-li však závěrné napětí UR hodnoty označené UBR (podle typu diody až několik set voltů), dojde k prudkému nárůstu závěrného proudu (intenzita elektrostatického pole dosahuje takové intenzity, že dochází k vytrhávání elektronů z vazeb mezi atomy a celkově k ionizaci krystalové mřížky) a nastává proces vedoucí až ke zničení diody. Ionizace může být nedestruktivní (po snížení napětí se obnoví funkce diody) nebo destruktivní, dochází k trvalým (nevratným) změnám v krystalové mřížce (dioda se zničí, nastane tzv. průraz).

Poznámka:

Výše uvedený průběh VA-charakteristiky lze popsat Shockleyho rovnicí

I=I_{0}(e^{\frac{U}{U_{T}}}-1)

I – proud procházející diodou

I0 – zbytkový (nasycený, saturační) proud

U – napětí na diodě

UT – teplotní napětí (UT=kT/q), při teplotě 27 ºC je UT= 26 mV

k – Boltzmannova konstanta (1,38.10-23 J/K)

T – teplota v K

 

Zdroje

  • KOUTNÝ, Jaroslav a Ivo VLK. Elektronika I učebnice.  VYTVOŘENO V RÁMCI PROJEKTU: DIGITÁLNÍ ŠKOLA: ICT VE VÝUCE TECHNICKÝCH PŘEDMĚTŮ, REG. Č. CZ.1.07/1.1.04/01.0137, Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola elektrotechnická, Olomouc 2009

Obrázky

  • Obr. 1: KOUTNÝ, Jaroslav a Ivo VLK. VA-charakteristika běžné diody, Elektronika I učebnice.  VYTVOŘENO V RÁMCI PROJEKTU: DIGITÁLNÍ ŠKOLA: ICT VE VÝUCE TECHNICKÝCH PŘEDMĚTŮ, REG. Č. CZ.1.07/1.1.04/01.0137, Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola elektrotechnická, Olomouc 2009
Logolink