Стабилизация тока и триггерный эффект в германиевых диодах
Идеальный диод пропускает ток без потерь в одном направлении и вовсе не пропускает ток в обратном направлении. Реальные диоды, конечно, пропускают ток в обоих направлениях, но по-разному. Упрощённо вольт-амперную характеристику (ВАХ) диода рисуют так (взята с сайта https://jstonline.narod.ru/eltehonline/elteh.htm):
Здесь видно, что и прямая, и обратная ветви ВАХ реального диода нелинейны, и обратная ветвь гораздо более пологая, чем прямая. Более подробно ВАХ диода изображена на следующем рисунке (отсюда: https://studfile.net/preview/7320907/page:4/):
Здесь на обратной ветви мы видим два участка: почти горизонтальный и почти вертикальный. С вертикальным участком всё понятно, это пробой, который используется в стабилитронах. А есть ли в действительности горизонтальный участок на ВАХ реального диода? Кажется, когда я измерял обратные токи диодов, они были очень малы и в первом приближении были пропорциональны приложенному напряжению. Однако подробно я этот вопрос не изучал, да и малость этих токов у обычных диодов не позволяла это понять.
Недавно попался мне самодельный мостовой выпрямитель на диодах Д305. Эти довольно мощные (возможно, самые мощные из серийно выпускавшихся) германиевые диоды способны выпрямлять ток до 10 А и выдерживают обратное напряжение до 50 В, и при этом обратном напряжении и комнатной температуре обратный ток диода по справочным данным не превышает 3 мА. Таким образом, обратные токи этих диодов довольно высоки и с их измерением нет никаких проблем. Оказалось, что обратные токи трёх из четырёх диодов этого выпрямителя действительно практически не зависели от приложенного напряжения и в диапазоне напряжений 1.5 - 12 В составляли 200-300 мкА. Убедился я и в том, что обратный ток диода очень сильно зависит от температуры, поэтому практическое применение такому источнику стабильного тока найти трудно.
А вот с четвёртым диодом оказалось сложнее, обнаружилось то, что я назвал триггерным эффектом. При подключении диода к источнику напряжения 12 В через него начинает протекать ток около 300 мкА, но этот ток постепенно растёт и доходит до 1 мА. Можно было бы предположить, что происходит локальный саморазогрев какой-то области pn-перехода, сопровождающийся увеличением тока. Однако при кратковременном пропадании питающего напряжения ток сбрасывается до его исходного значения и начинает снова медленно расти. При напряжении до 3 В такие явления не наблюдались. Установившийся ток, в отличие от начального, зависит от приложенного напряжения.
Здесь видно, что и прямая, и обратная ветви ВАХ реального диода нелинейны, и обратная ветвь гораздо более пологая, чем прямая. Более подробно ВАХ диода изображена на следующем рисунке (отсюда: https://studfile.net/preview/7320907/page:4/):
Здесь на обратной ветви мы видим два участка: почти горизонтальный и почти вертикальный. С вертикальным участком всё понятно, это пробой, который используется в стабилитронах. А есть ли в действительности горизонтальный участок на ВАХ реального диода? Кажется, когда я измерял обратные токи диодов, они были очень малы и в первом приближении были пропорциональны приложенному напряжению. Однако подробно я этот вопрос не изучал, да и малость этих токов у обычных диодов не позволяла это понять.
Недавно попался мне самодельный мостовой выпрямитель на диодах Д305. Эти довольно мощные (возможно, самые мощные из серийно выпускавшихся) германиевые диоды способны выпрямлять ток до 10 А и выдерживают обратное напряжение до 50 В, и при этом обратном напряжении и комнатной температуре обратный ток диода по справочным данным не превышает 3 мА. Таким образом, обратные токи этих диодов довольно высоки и с их измерением нет никаких проблем. Оказалось, что обратные токи трёх из четырёх диодов этого выпрямителя действительно практически не зависели от приложенного напряжения и в диапазоне напряжений 1.5 - 12 В составляли 200-300 мкА. Убедился я и в том, что обратный ток диода очень сильно зависит от температуры, поэтому практическое применение такому источнику стабильного тока найти трудно.
А вот с четвёртым диодом оказалось сложнее, обнаружилось то, что я назвал триггерным эффектом. При подключении диода к источнику напряжения 12 В через него начинает протекать ток около 300 мкА, но этот ток постепенно растёт и доходит до 1 мА. Можно было бы предположить, что происходит локальный саморазогрев какой-то области pn-перехода, сопровождающийся увеличением тока. Однако при кратковременном пропадании питающего напряжения ток сбрасывается до его исходного значения и начинает снова медленно расти. При напряжении до 3 В такие явления не наблюдались. Установившийся ток, в отличие от начального, зависит от приложенного напряжения.