Functionarea diodei

Functionarea diodei

Functionarea diodei este descrisa prin intermediul unui grafic denumit CARACTERISTICA DE FUNCTIONARE. Aceasta furnizeaza informatii despre modul in care curentul prin dioda variaza in functie de tensiunea care apare intre terminalele acesteia. Daca pentru curent si tensiune se impun sensurile de referinta din Figura 3, atunci CARACTERISTICA DE FUNCTIONARE a diodei este cea prezentata in Figura 4.   

Figura 4. Caracteristica de functionare a diodei semiconductoare.

In cazul in care tensiunea pe dioda este pozitiva, se spune ca aceasta functioneaza in CONDUCTIE DIRECTA. In cazul in care tensiunea pe dioda este negativa, se spune ca aceasta functioneaza in CONDUCTIE INVERSA.

Se observa urmatoarele aspecte:

in CONDUCTIE DIRECTA: se remarca o tensiune de prag (notata V_D in figura) - pe scurt prag; daca valoarea tensiunii pe dioda este sub prag, prin dioda NU trece curent electric (de fapt este foarte mic si poate fi aproximat ca fiind zero amperi); daca valoarea tensiunii pe dioda atinge pragul, atunci prin dioda trece curent electric - acesta creste exponential in functie de tensiunea pe dioda - se remarca faptul ca tensiunea ramane la o valoare apropiata de valoarea V_D. Valoarea tensiunii de prag este cuprinsa intre 0,5V 0,7V. Curentul prin dioda nu trebuie sa depaseasca o anumita valoare maxima, notata in cataloagele de diode I_F, impusa de puterea maxima pe care o poate disipa dioda fara a se distruge termic. Limitarea curentului prin dioda la o valoare mai mica decat valoarea I_F este realizata de catre circuitul in care este utilizata dioda, de obicei, prin intermediul unui rezistor

in CONDUCTIE INVERSA: se remarca o tensiune specifica denumita tensiune de strapungere, (notata V_BR in figura) a carui valoare este de ordinul zecilor-sutelor de volti; daca valoarea in modul a tensiunii pe dioda este mai mica decat valoarea V_BR, curentul electric NU trece prin dioda (este foarte mic si poate fi aproximat ca fiind zero amperi); daca valoarea tensiunii pe dioda atinge valoarea V_BR, atunci prin dioda curentul electric creste necontrolat - acest fenomen se numeste STRAPUNGEREA diodei; in acest caz, se spune ca dioda functioneaza in regiunea de strapungere. Strapungerea diodei duce la distrugerea acesteia!!!. Din acest motiv, este necesar ca circuitul in care este utilizata dioda sa limiteze tensiunea negativa pe aceasta la valoare mai mica in modul decat valoare V_BR.

Din punct de vedere analitic, functionarea diodei semiconductoare este descrisa de ECUATIA DE FUNCTIONARE a diodei semiconductoare. Aceasta furnizeaza relatia matematica dintre curentul prin dioda si tensiunea de la terminalele sale si este reprezentata de relatia:

3.1

unde I_S reprezinta curentul de saturatie al diodei, care este aproximativ egal cu curentul ce trece prin dioda in conductie inversa (10^-16 10^-14A), V_T reprezinta tensiunea termica, care depinde direct proportional de temperatura de lucru (are valoarea de 25mV pentru T=25⁰C), iar v_A si i_A sunt tensiunea, respectiv curentul total (curentul continuu plus curentul variabil) prin dioda.

OBSERVATIA 1: functionarea diodei depinde de temperatura la care aceasta lucreaza, (datorita dependentei curentului i_A de tensiunea termica V_T). La cresterea temperaturii de lucru, curentul prin dioda creste (in special curentul invers prin dioda), iar tensiunea de prag scade (cu aproximativ 2mV/⁰C).

OBSERVATIA 2: dioda este un element de circuit NELINIAR T circuitul care o contine devine un CIRCUIT NELINIAR.

Exemplul 1