Полупроводниковые диоды

Полупроводниковая структура из двух полупроводников с различными типами проводимости и одним р-п переходом называется полупроводниковым диодом (рис.1). Если к диоду приложить внешнее напряжение плюсом к р - слою, а минусом к n - слою (рис.1, а), то потенциальный барьер снижается. При напряжении больше, чем значение потенциального барьера (φт) р-п переход оказывается насыщенным основ-ными носителями тока, что обеспечивает его высокую электропроводность. Такое включение диода называется прямым (диод открыт). Если изменить полярность внеш-него напряжения (рис.1, б), то запирающее напряжение в зоне р-п перехода возрастёт, а р-п переход будет не проводящим и расширится. Такое включение диода называется обратным (диод заперт).

На рис. 1, в показано условное обозначение диода. Электрод р - слоя называется анод. Электрод п - слоя называется катод.

Вольт - амперная характеристика диода (зависимость I = f(U)) показана на рис. 2. На участке 1 U < φт, и прямой ток мал. На участке 2 U > φт, р - п переход открыт, и прямой ток определяется сопротивлением нагрузки. На участке 3 запертый р - п пере-

ход препятствует прохождению основных носителей тока. Здесь обратный ток опре-деляется только неосновными носителями. Это тепловой ток 10.

Рис. 2 Вольт - Амперная характеристика полупроводникового диода

16. Из каких основных частей состоит стартерная свинцовая аккумулятор-ная батарея малообслуживаемая и обслуживаемая?

Автомобильная аккумуляторная батарея предназначена для электроснабжения стартера при пуске двигателя внутреннего сгорания и других потребителей электро-энергии при неработающем генераторе или недостатке развиваемой им мощности. Ра-ботая параллельно с генераторной установкой, батарея устраняет перегрузки генера-тора и возможные перенапряжения в системе электрооборудования в случае наруше-ния регулировки или при выходе из строя регулятора напряжения, сглаживает пульса-ции напряжения генератора, а также обеспечивает питание всех потребителей в случае отказа генератора и возможность дальнейшего движения автомобиля за счет резерв-ной емкости.

Наиболее мощным потребителем энергии аккумуляторной батареи является электростартер. В зависимости от мощности стартера и условий пуска двигателя сила тока стартерного режима разряда может достигать нескольких сотен и даже тысяч ам-пер. Сила тока стартерного режима разряда резко возрастает при эксплуатации авто-мобилей в зимний период (пуск холодного двигателя). Батарея на автомобиле входит в состав не только системы электростартерного пуска, но и других систем электриче-ского и электронного оборудования. После разряда на пуск двигателя, и питание дру-гих потребителей батарея подзаряжается от генераторной установки. Частое чередова-ние режимов разряда и заряда (циклирование) - одна из характерных особенностей ра-боты батарей на автомобилях. При большом разнообразии выпускаемых моделей ав-томобилей и климатических условий их эксплуатации, в массовом производстве бата-рей наряду с определением оптимальных экономических параметров должное внима-ние уделяется их унификации, повышению надежности и сроков службы.

Надежность и срок службы аккумуляторных батарей находятся в прямой зави-симости от технического уровня их конструкций и условий работы на автомобиле. Обычно аккумуляторные батареи на автомобилях после пуска двигателя рабо-тают в режиме подзаряда и сконструированы таким образом, чтобы развивать доста-

точную мощность в кратковременном стартерном режиме разряда при низких темпе-ратурах. Однако на некоторых видах автомобилей, где установлено электро- и радио-оборудование повышенного энергопотребления, аккумуляторные батареи могут под-вергаться длительным разрядам токами большой силы. Батареи на таких автомобилях должны быть устойчивы к глубоким разрядам. Условия, в которых работает аккумуля-торная батарея, зависят от типа, назначения, климатической зоны эксплуатации авто-мобиля, а также от места установки ее на автомобиле. Режимы работы аккумулятор-ной батареи на автомобиле определяются температурой электролита, уровнем вибра-ции и тряски, периодичностью, объемом и качеством технического обслуживания, па-раметрами стартерного разряда, силой токов и продолжительностью разряда и заряда при циклировании, уровнем надежности и исправности электрооборудования, про-должительностью работы и перерывов в эксплуатации.

Наибольшее влияние на работу аккумуляторных батарей оказывают место раз-мещения и способ крепления батарей на автомобиле, интенсивность и регулярность эксплуатации автомобиля (среднесуточный пробег), температурные условия эксплуа-тации (климатический район, время года и суток), назначение автомобиля, соответ-ствие характеристик генераторной установки, аккумуляторной батареи и потребителей электроэнергии.

Рис. 3 Конструкция автомобильной аккумуляторной батареи

Различные типы стартерных аккумуляторных батарей имеют свои конструктив-ные особенности, однако в их устройстве много общего. По конструктивно - функци-ональному признаку выделяют батареи: обычной конструкции - в моноблоке с ячееч-ными крышками и межэлементными перемычками над крышками; батареи в монобло-ке с общей крышкой и межэлементными перемычками под крышкой; батареи необ-служиваемые - с общей крышкой, не требующие ухода в эксплуатации.