В Бессонов - Радиоэлектроника для начинающих (и не только)

4.2.1. Рекомендации по применению диодов

1. Для повышения надежности работы приборов в аппаратуре необходимо снижать температуру переходов, а также рабочие напряжения и токи: они должны быть существенно ниже предельно допустимых. Рекомендуется устанавливать напряжения и токи на уровне 0,5…0,7 от предельных значений. Не допускается также кратковременное превышение предельно допустимого режима при эксплуатации.

2. Если необходимое значение тока или напряжения превышает предельно допустимое для данного прибора значение, рекомендуется их параллельное или последовательное соединение. При параллельном соединении необходимо выравнивать токи через диоды с помощью резисторов с небольшим сопротивлением (до 10 Ом в зависимости от типа диода), включаемых последовательно с каждым диодом. При последовательном включении диодов обратные напряжения на них выравниваются с помощью шунтирующих резисторов или конденсаторов. Рекомендуемые сопротивления и емкости шунтов указываются в ТУ на диоды. Между последовательно или параллельно включенными диодами должна быть хорошая тепловая связь (например, установка на одном радиаторе). В противном случае распределение нагрузки между диодами будет неустойчивым.

3. Необходимо придерживаться принципа максимально возможного снижения температуры переходов и корпуса приборов.

Для охлаждения мощных диодов используют теплоотводяшие радиаторы, а также конструктивные элементы узлов и блоков аппаратуры. Крепление диодов к радиатору должно обеспечивать надежный тепловой контакт. Если корпус должен быть изолирован, то для уменьшения общего теплового сопротивления лучше изолировать радиатор от корпуса аппаратуры, чем диод от радиатора.

4. Расстояние от корпуса до начала изгиба выводов должно быть не менее 5 мм. Расстояние от корпуса или изолятора до места лужения или пайки вывода должно быть не менее 3 мм. Для отвода тепла участок вывода между корпусом и местом пайки зажимается пинцетом с губками из красной меди. Жало паяльника должно быть надежно заземлено. Время пайки должно быть минимальным (2…3 с), температура плавления припоя не превышать 260 °C (например, припой ПОС-40).

5. Не рекомендуется располагать диоды ни в постоянных, ни в переменных сильных магнитных полях.

6. Устройство с диодами необходимо рассчитывать с учетом максимально возможных изменений параметров в диапазоне рабочих температур, а также в процессе эксплуатации и хранения.

4.2.2. Стабилитроны

Стабилитроны применяются для стабилизации напряжения источников постоянного тока, в качестве ограничителей, фиксаторов уровня, развязывающих элементов переключающих устройств, а также для фиксации уровней напряжений и токов в схемах, отсюда другое название кремниевых стабилитронов — опорные диоды.

В стабилитронах обратная ветвь ВАХ имеет крутой излом (рис. 4.10, а ), обусловленный резким ростом тока, и используется для стабилизации постоянного напряжения. Обратное сопротивление стабилитрона при малых напряжениях велико, а при достижении напряжения стабилизации ток резко возрастает. На рис. 4.10, б приведена рабочая часть ВАХ стабилитрона. Эффект стабилизации основан на том, что большое изменение тока Д1 вызывает малое изменение напряжения Δ U .

Рис. 4.10. ВАХ стабилитрона

Прямая ветвь стабилитрона ничем не отличается от характеристики обычного диода и падение напряжения в прямом направлении равно примерно 0,6 В.

Основные параметры стабилитронов: напряжение стабилизации U ст, максимальный I ст. макси минимальный I ст. минток стабилизации, дифференциальное (динамическое) сопротивление r диф ~= Δ U/Δ I, статическое сопротивление r стат ~= U ст/ I ст, температурный коэффициент напряжения (ТКН) стабилизации α ст= Δ U∙100/( U ст∙Δ Т)%/°С при постоянном токе стабилизации (табл. 4.4).

Стабилизация тем лучше, чем круче идет кривая ВАХ и, соответственно, чем меньше дифференциальное сопротивление r диф, и чем меньше ТКН стабилизации.

Так как реальная ВАХ имеет некоторый наклон, то напряжение U стстабилизации зависит от тока I стстабилизации (рис. 4.11).