Двухполупериодный выпрямитель.

На рисунке приведена схема двухполупериодного выпрямителя на основе т.н. мостика из четырёх диодов и графики входного и выходного напряжения.

Рис. 14. Мостовая схема выпрямителя: а) и графики напряжения б).

 

При работе схемы положительная полуволна напряжения u₂ создаёт ток в нагрузке через открытые диоды VD2 и VD4, а отрицательная, - через диоды VD3 и VD1. При этом ток через нагрузку имеет одно и то же направление. Недостатком схемы является увеличенное падение напряжения на двух последовательно с нагрузкой диодах (для кремниевых диодов оно может превышать 2 вольта. Однако, этот недостаток с лихвой компенсируется существенным повышением качества выходного напряжения. Причём, для реализации такой схемы промышленность выпускает т.н. диодные сборки, состоящие из четырёх диодов в одном корпусе.

Стабилитроны. Параметрический стабилизатор на стабилитроне

Полупроводниковые диоды, которые используются для стабилизации постоянного напряжения на нагрузке, называют диодами Зенера (по имени открывшего явление т. н. зенеровского пробоя Кларенса Зенера), или стабилитронами. В стабилитронах задействован участок обратной участка вольтамперной характеристики в поле электрического пробоя.

 

Рис. 14. Схема простейшего стабилизатора напряжения

 

В данном случае при изменении тока, проходящего через стабилитрон, от I _{ст. мин.} до I _{ст. макс.} напряжение на нем практически не изменяется. Если нагрузка R _H включена параллельно стабилитрону, уровень напряжения на ней также будет оставаться неизменным в указанных пределах изменения тока, проходящего через стабилитрон.

 

Рис. 15. ВАХ стабилитрона

Рис. 16. К пояснению принципа действия параметрического стабилизатора.

 

Из чертежа видно, что при изменении входного напряжения выходное напряжение Uст практически не изменяется. Отношение изменения входного напряжения к вызванному им изменению выходного называется коэффициентом стабилизации схемы К_с. Очевидно, что К_с должен быть значительно больше единицы.

Полупроводниковые лазеры

Лазером называют квантовый генератор монохроматического излучения оптического диапазона волн.

Полупроводниковые лазеры используют, например, для производства лазерных диодов. Основой лазерного диода выступает специально подготовленный электронно-дырочный переход плоскостной конструкции, полученный в полупроводнике электронного типа проводимости, например, из арсенида галлия.

 

Рис. 17. Упрощённая конструкция лазерного диода

Лазерные диоды нашли широкое применение в спектрографах, лазерных прицелах и дальномерах, их применяют в лазерных принтерах и в медицинских приборах для исследования сетчатки. Лазерные диоды входят неотъемлемой частью системы считывания, стирания и записи информации на лазерных дисках. В последние годы основным назначением п/п лазеров стало создание мощных импульсов света в оптоволокне волоконно - оптических линий связи (ВОЛС).

 

 

Рис. 18. Устройство п/п лазера

 

Варианты конструктивного исполнения диодов

В зависимости от назначения полупроводниковые диоды могут иметь значительные различия в конструктивном исполнение.

 

 

Рис. 20. Разнообразие конструктивного исполнения диодов

 

 

Рис. 21. Выпрямительные диоды различной мощности

 

 

Рис. 22. Мощные выпрямительные диоды

 

 

Рис. 23. Выпрямительные диоды и диодные сборки малой мощности

 

 

Рис. 24. Импульсные диоды

 

Рис. 25. Сверхвысокочастотные диоды, (частоты 100…300 ГГц)

 

Рис. 26. Светодиоды и полупроводниковые (твердотельные) лазеры