Диоды зачем нужны: Диод — полупроводниковый элемент. Принцип работы, устройство и разновидности.

Содержание

Диод — полупроводниковый элемент. Принцип работы, устройство и разновидности.

Диод (Diode -eng.) – электронный прибор, имеющий 2 электрода, основным функциональным свойством которого является низкое сопротивление при передаче тока в одну сторону и высокое при передаче в обратную.

То есть при передаче тока в одну сторону он проходит без проблем, а при передаче в другую, сопротивление многократно увеличивается, не давая току пройти без сильных потерь в мощности. При этом диод довольно сильно нагревается.

Диоды бывают электровакуумные, газоразрядные и самые распространённые – полупроводниковые. Свойства диодов, чаще всего в связках между собой, используются для

преобразования переменного тока электросети в постоянный ток, для нужд полупроводниковых и других приборов.

 

Конструкция диодов.

Конструктивно, полупроводниковый диод состоит из небольшой пластинки полупроводниковых материалов (кремния или германия), одна сторона (часть пластинки) которой обладает электропроводимостью p-типа, то есть принимающей электроны (содержащей искусственно созданный недостаток электроновдырочная»)), другая обладает электропроводимостью n-типа, то есть отдающей электроны (содержащей

избыток электроновэлектронной»)).

Слой между ними называется p-n переходом. Здесь буквы p и n — первые в латинских словах negative — «отрицательный», и positive — «положительный». Сторона p-типа, у полупроводникового прибора является анодом (положительным электродом), а область n-типакатодом (отрицательным электродом) диода.

 

Электровакуумные (ламповые) диоды, представляют собой лампу с двумя электродами внутри, один из которых имеет

нить накаливания, таким образом подогревая себя и создавая вокруг себя магнитное поле.

При разогреве, электроны отделяются от одного электрода (катода) и начинают движение к другому электроду (аноду), благодаря электрическому магнитному полю. Если направить ток в обратную сторону (изменить полярность), то электроны практически не будут двигаться к катоду из-за отсутствия нити накаливания

в аноде. Такие диоды, чаще всего применяются в выпрямителях и стабилизаторах, где присутствует высоковольтная составляющая.

Диоды на основе германия, более чувствительны на открытие при малых токах, поэтому их чаще используют в высокоточной низковольтной технике, чем кремниевые.

 

Типы диодов:
  • · Смесительный диод — создан для приумножения двух высокочастотных сигналов.
  • · pin диод — содержит область проводимости между легированными областями. Используется в
    силовой электронике
    или как фотодетектор.
  • · Лавинный диод — применяется для защиты цепей от перенапряжения. Основан на лавинном пробое обратного участка вольт-амперной характеристики.
  • · Лавинно-пролётный диод — применяется для генерации колебаний в СВЧ-технике. Основан на лавинном умножении носителей заряда.
  • · Магнитодиод. Диод, характеристики сопротивления которого зависят от значения индукции магнитного поля и расположения его вектора
    относительно плоскости p-n-перехода
    .
  • · Диоды Ганна. Используются для преобразования и генерации частоты в СВЧ диапазоне.
  • · Диод Шоттки. Имеет малое падение напряжения при прямом включении.
  • · Полупроводниковые лазеры.

Применяются в лазеростроении, по принципу работы схожи с диодами, но излучают в когерентном диапазоне.

  • · Фотодиоды. Запертый фотодиод открывается под действием светового излучения
    . Применяются в датчиках света, движения и т.д.
  • · Солнечный элемент (вариация солнечных батарей). При попадании света, происходит движение электронов от катода к аноду, что генерирует электрический ток.
  • · Стабилитроны — используют обратную ветвь характеристики диода с обратимым пробоем для стабилизации напряжения.
  • · Туннельные диоды, использующие квантовомеханические эффекты. Применяются как усилители, преобразователи,
    генераторы
    и пр.
  • · Светодиоды (диоды Генри Раунда, LED). При переходе электронов, у таких диодов происходит излучение в видимом диапазоне света.

Для данных диодов используют прозрачные корпуса для возможности рассеивания света. Также производят диоды, которые могут давать излучение в ультрафиолетовом, инфракрасном и других требуемых диапазонах (в основном, литографической и космической сфере).

  • · Варикапы (диод Джона Джеумма) Благодаря тому, что
    закрытый p—n-переход
    обладает немалой ёмкостью, ёмкость зависит от приложенного обратного напряжения. Применяются в качестве конденсаторов с переменной ёмкостью.

Что такое диод и как его проверить

Приветствую друзья!

Мы настолько привыкли к компьютерам, что не представляем своей жизни без них. Эти жужжащие ящики на наших столах собраны из множества различных «железок». Интересно отметить, что ни один из этих составных «кирпичиков» сам по себе не может похвастаться теми свойствами, которыми обладает компьютер.

А собранные вместе, они являют собой нечто совершенно уникальное!

Какой кирпич не возьми – это только кусок обожженной глины; не сразу и понятно, к какому делу его – самого по себе — можно приспособить.

Это как дом, построенный из кирпичей.

Но несколько тысяч собранных определенным образом таких кусков глины — это жилище, которое защищает от непогоды и предоставляет крышу над головой.

Разумеется, можно пользоваться компьютером (и жить в доме) и не представлять себе, как эти штуки устроены.

Но если вы хотите научиться «лечить» ваши компьютеры, то придется разбираться, как устроены их составные части.

Поэтому сегодня мы поговорим об одном из компьютерных «кирпичиков» чуть более подробно. Мы попытаемся кратко познакомиться с тем, что такое

полупроводниковые диоды и зачем они нужны.

Что такое диод?

Диоды применяются в компьютерных блоках питания для выпрямления переменного тока.

Выпрямительный диод – это деталь, имеющая в своем составе соединенные вместе полупроводники двух типов – p-типа (positive – положительный) и n–типа (negative – отрицательный).

При их соединении (сплавлении) образуется так называемый p-n переход. Этот переход обладает разным сопротивлением при различной полярности приложенного напряжения.

Если напряжение приложено в прямом направлении (положительная клемма источника напряжения подключена к p-полупроводнику — аноду, а отрицательная – к n-полупроводнику — катоду), то сопротивление диода невелико.

В этом случае говорят, что диод открыт. Если полярность подключения изменить на противоположную, то сопротивление диода будет очень большим. В таком случае говорят, что диод закрыт (заперт).

Когда диод открыт, то на нем падает какое-то напряжение.

Это падение напряжения создается протекающим через диод так называемым прямым током и зависит от величины этого тока.

Причем зависимость эта нелинейная

.

Конкретное значение падения напряжения в зависимости от протекающего тока можно определить по вольт-амперной характеристике.

Эта характеристика обязательно приводится в полном техническом описании (data sheets, справочных листах).

Например, на распространенном диоде 1N5408, применяемом в компьютерном блоке питания, при изменении тока от 0,2 до 3 А падение напряжения изменяется от 0,6 до 0,9 В. Чем больше протекающий через диод ток, тем больше падение напряжения на нем и, соответственно, рассеиваемая на нем мощность (P = U * I). Чем большая мощность рассеивается на диоде, тем сильнее он греется.

Мостовая схема выпрямления

В компьютерном блоке питания при выпрямлении сетевого напряжения применяется обычно мостовая схема выпрямления – 4 диода, включенные определенным образом.

Если клемма 1 имеет положительный относительно клеммы 2 потенциал, то ток пойдет через диод VD1, нагрузку и диод VD3.

Если клемма 1 имеет отрицательный клеммы 2 потенциал, то ток потечет через диод VD2, нагрузку и диод VD4. Таким образом, ток через нагрузку хоть и меняется по величине (при переменном напряжении), но протекает всегда в одном направлении – от клеммы 3 к клемме 4.

В этом и заключается эффект выпрямления. Если бы не было диодного моста – ток по нагрузке протекал бы в разных направлениях. С мостом же он протекает в одном. Такой ток называется пульсирующим.

В курсе высшей математики доказывается, что пульсирующее напряжение содержит в себе постоянную составляющую и сумму гармоник (частот, кратных основной частоте переменного напряжения 50 Герц). Постоянная составляющая выделяется фильтром (конденсатором большой емкости), который не пропускает гармоники.

Схема выпрямления из двух диодов

Выпрямительные диоды присутствуют и в низковольтной части блока питания. Только схема включения состоит там не из 4-х диодов, а из двух.

Внимательный читатель может спросить: «А почему это используются разные схемы включения? Нельзя ли применить диодный мост и в низковольтной части?»

Можно, но это будет не лучшее решение. В случае диодного моста ток проходит через нагрузку и два последовательно включенных диода.

В случае использования диодов 1N5408 общее падение напряжения на них может составить величину 1,8 В. Это очень немного по сравнению с сетевым напряжением 220 В.

А вот если такая схема будет применена в низковольтной части, то это падение будет весьма заметным по сравнению с напряжениями +3,3, +5 и +12 В. Применение схемы из двух диодов уменьшает потери вдвое, так как последовательно с нагрузкой включен один диод, а не два.

К тому же, ток во вторичных цепях блока питания гораздо больше (в разы), чем в первичной.

Следует отметить, для этой схемы трансформатор должен иметь две одинаковые обмотки, а не одну. Схема выпрямления из двух диодов использует оба полупериода переменного напряжения, также как и мостовая.

Если потенциал верхнего конца вторичной обмотки трансформатора (см схему) положителен по отношению к нижнему, то ток протекает через клемму 1, диод VD1, клемму 3, нагрузку, клемму 4 и среднюю точку обмотки. Диод VD2 в это время заперт.

Если потенциал нижнего конца вторичной обмотки положителен по отношению к верхнему, то ток протекает через клемму 2, диод VD2, клемму 3, нагрузку, клемму 4 и среднюю точку обмотки. Диод VD1 в это время заперт. Получается тот же пульсирующий ток, что и при мостовой схеме.

Теперь давайте покончим со скучной теорией и перейдем к самому интересному – к практике.

Проверка диодов

Для начала скажем, что перед началом проверки диодов, хорошо бы ознакомиться с тем, как работать с цифровым тестером.

Об этом рассказывается в соответствующих статьях здесь, здесь и здесь.

Диод на электрических схемах изображается символически в виде треугольника (стрелочки) и палочки.

Палочка – это катод, стрелочка (она указывает направление тока, т.е. движения положительных зарядов) – анод.

Проверить диодный мост можно цифровым тестером, установив переключатель работы в положении проверки диодов (указатель переключателя диапазонов тестера должен стоять напротив символического изображения диода).

Если присоединить красный щуп тестера к аноду, а черный — к катоду отдельного диода, то диод будет открыт напряжением с тестера.

Дисплей покажет величину 0,5 – 0,6 В.

Если изменить полярность щупов, диод будет заперт.

Дисплей при этом покажет единицу в крайнем левом разряде.

Диодный мост часто имеет символическое обозначение вида напряжения на корпусе (~ переменное напряжение, +, — постоянное напряжение).

Диодный мост можно проверить, установив один щуп на одну из клемм «~», а второй – поочередно на выводы «+» и «-».

При этом один диод будет открыт, а другой закрыт.

Если поменять полярность щупов – то тот диод, который был закрыт, теперь откроется, а другой закроется.

Следует обратить внимание на то, что катод – это плюсовой вывод моста.

Если какой-то из диодов закорочен, тестер покажет нулевое (или очень небольшое напряжение).

Такой мост, естественно, непригоден для работы.

В закоротке диода можно убедиться, если тестировать диоды в режиме измерения сопротивления.

При закороченном диоде тестер покажет небольшое сопротивление в обоих направлениях.

Как уже говорилось, во вторичных цепях используется схема выпрямления из двух диодов.

Но даже на одном диоде падает достаточно большое напряжение по сравнению с выходными напряжениями +12 В, +5 В, +3,3 В.

Токи потребления могут достигать 20 А и более, и на диодах будет рассеиваться большая мощность.

Вследствие этого они будут сильно греться.

Мощность рассеяния уменьшится, если будет меньшим прямое напряжение на диоде.

Поэтому в таких случаях применяют так называемые диоды Шоттки, у которых прямое падение напряжения меньше.

Диоды Шоттки

Диод Шоттки состоит не из двух различных полупроводников, а из металла и полупроводника.

Получающийся при этом так называемый потенциальный барьер будет меньше.

В компьютерных блоках питания применяют сдвоенные диоды Шоттки в трехвыводном корпусе.

Типичным представителем такой сборки является SBL2040. Падение напряжения на каждом из ее диодов при максимальном токе не превысит (по даташиту) 0,55 В. Если проверить ее тестером (в режиме проверки диодов), то он покажет величину около 0,17 В.

Меньшая величина напряжения обусловлена тем, что через диод протекает очень небольшой ток, далекий от максимального.

В заключение скажем, что у диода есть такой параметр, как предельно допустимое обратное напряжение. Если диод заперт – к нему приложено обратное напряжение. При замене диодов надо учитывать эту величину.

Если в реальной схеме обратное напряжение превысит предельно допустимое – диод выйдет из строя!

Диод – важная «железка» в электронике. Чем бы еще мы выпрямляли напряжение?

До встречи на блоге!


для чего нужны, катоды и аноды, классификация и назначение


Диод является одной из разновидностей приборов, сконструированных на полупроводниковой основе. Обладает одним p-n переходом, а также анодным и катодным выводом. В большинстве случаев он предназначен для модуляции, выпрямления, преобразования и иных действий с поступающими электрическими сигналами.

Принцип работы:

  1. Электрический ток воздействует на катод, подогреватель начинает накаливаться, а электрод испускать электроны.
  2. Между двумя электродами происходит образование электрического поля.
  3. Если анод обладает положительным потенциалом, то он начинает притягивать электроны к себе, а возникшее поле является катализатором данного процесса. При этом, происходит образование эмиссионного тока.
  4. Между электродами происходит образование пространственного отрицательного заряда, способного помешать движению электронов. Это происходит, если потенциал анода оказывается слишком слабым. В таком случае, частям электронов не удается преодолеть воздействие отрицательного заряда, и они начинают двигаться в обратном направлении, снова возвращаясь к катоду.
  5. Все электроны, которые достигли анода и не вернулись к катоду, определяют параметры катодного тока. Поэтому данный показатель напрямую зависит от положительного анодного потенциала.
  6. Поток всех электронов, которые смогли попасть на анод, имеет название анодный ток, показатели которого в диоде всегда соответствуют параметрам катодного тока. Иногда оба показателя могут быть нулевыми, это происходит в ситуациях, когда анод обладает отрицательным зарядом. В таком случае, возникшее между электродами поле не ускоряет частицы, а, наоборот, тормозит их и возвращает на катод. Диод в таком случае остается в запертом состоянии, что приводит к размыканию цепи.

Электровакуумные диоды

Вакуумный диод – это устройство в виде стеклянной лампы или металлокерамического баллона. Из него откачивают воздух и помещают внутрь два электрода с нитью накаливания – проводником. Она соединяется с катодом и нагревается внешним током.

Принцип работы

У диода принцип работы основан на односторонней проводимости. В электровакуумных приборах это достигается следующим образом:

  1. Нить накаливания нагревается, передавая тепло катоду, который начинает испускать электроны.
  2. Анод притягивает частицы только на «плюсе».
  3. Анод, подключенный к «минусу»,начнет отталкивать электроны, и тока в цепи не будет.

Благодаря принципу действия диода, основанному на управлении потоком электронов, такие устройства также называют ламповыми.

Конструкция прибора предполагает наличие выводов электродов, соединенных с контактными областями. У диода может быть два состояния: открытое и закрытое.

Полярность светодиодов


Полярность светодиодов
При неправильном включении светодиод может сломаться. Поэтому важно уметь определять полярность источника света. Полярность – это способность пропускать электрический ток в одном направлении.

Полярность моно определить несколькими способами:

  • Визуально. Это самый простой способ. Для нахождения плюса и минуса у цилиндрического диода со стеклянной колбой нужно посмотреть внутрь. Площадь катода будет больше, чем площадь анода. Если посмотреть внутрь не получится, полярность определяется по контактам – длинная ножка соответствует положительному электроду. Светодиоды типа SMD имеют метки, указывающие на полярность. Они называются скосом или ключом, который направлен на отрицательный электрод. На маленькие smd наносятся пиктограммы в виде треугольника, буквы Т или П. Угол или выступ указывают на направление тока – значит, этот вывод является минусом. Также некоторые светодиоды могут иметь метку, которая указывает на полярность. Это может быть точка, кольцевая полоска.
  • При помощи подключения питания. Путем подачи малого напряжения можно проверить полярность светодиода. Для этого нужен источник тока (батарейка, аккумулятор), к контактом которого прикладывается светодиод, и токоограничивающий резистор, через который происходит подключение. Напряжение нужно повышать, и светодиод должен загореться при правильном включении.
  • При помощи тестеров. Мультиметр позволяет проверить полярность тремя способами. Первый – в положении проверка сопротивления. Когда красный щуп касается анода, а черный катода, на дисплее должно загореться число , отличное от 1. В ином случае на экране будет светиться цифра 1. Второй способ – в положении прозвонка. Когда красный щуп коснется анода, светодиод загорится. В ином случае он не отреагирует. Третий способ – путем установки светодиода в гнездо для транзистора. Если в отверстие С (коллектор) будет помещен катод – светодиод загорится.
  • По технической документации. Каждый светодиод имеет свою маркировку, по которой можно найти информацию о компоненте. Там же будет указана полярность электродов.

Выбор способа определения полярности зависит от ситуации и наличия у пользователя нужного инструмента.

Прямое включение диода

Принцип работы УЗО

К аноду диода подают положительное напряжение, на катод – отрицательное. Что получается:

  • электроны двигаются к месту p-n границы;
  • сопротивление в месте перехода уменьшается, проводимость увеличивается;
  • как следствие возникает прямой ток.

При соблюдении полярности диод будет считаться включенным прямо.


Прямое включение диода

Виды напряжения

Принцип работы синхронного генератора

Соответственно состояниям различают два типа напряжения: прямое и обратное. Главный определяющий параметр – сопротивление границы областей электродов.

Вольт-амперная характеристика (ВАХ)

Один из ответов на вопрос о том, что такое диод, – зависимость проходящего через границу p-n тока от полярности подаваемого напряжения и его величины.

Ее показывают на графике:

  • вертикальная ось – прямой и обратный ток (верхняя и нижняя часть) в Амперах;
  • горизонтальная – обратное и прямое напряжение (левая и правая сторона).

Образуется кривая, показывающая значения пропускного и обратного тока.

Полупроводниковые диоды

Как работает диод полупроводник? Его работа основана на взаимодействии заряда с электромагнитным полем. Условная конструкция:

  • элемент из полупроводникового материала;
  • сторона, принимающая электроны, – анод, проводимость p-типа;
  • катод, отдающий частицы (проводимость n-типа).

Между двумя слоями формируется граница – p-n переход.


Полупроводниковый диод

Вольт-амперная характеристика

На графике кривая имеет ветви в обеих его частях:

  1. Прямая – в правой части графика. Направлена вверх, показывает возрастание прямого тока при увеличении напряжения.
  2. Обратная – в левой стороне. Показывает рост обратного тока – меньше, чем прямого, поэтому ветвь расположена близко к оси напряжения.

Чем ближе ветвь к вертикальной оси справа и к горизонтальной слева, тем лучше выпрямительные свойства.

Предельные значения параметров

На графике каждого прибора есть момент, когда ток нарастает сильнее. Это зависит от устройства диода – разные материалы «открываются» при разных показателях. Ток возрастает, и происходит нагревание кристалла полупроводника.

Тепло либо рассеивается само по себе, либо отводится при помощи радиаторов. Если ток превышает допустимый параметр, проводник разрушается под воздействием высокой температуры. Поэтому по назначению диода, а также материалу определяют максимально допустимые параметры.

История появления

Работы, связанные с диодами, начали вести параллельно сразу два учёных — британец Фредерик Гутри и немец Карл Браун. Открытия первого были основаны на ламповых диодах, второго — на твердотельных. Однако развитие науки того времени не позволило совершить большой рывок в этом направлении, но дали новую пищу для ума.

Затем через несколько лет открытие диодов заново произвёл Томас Эдисон и в дальнейшем запатентовал изобретение. Однако по каким-то причинам, в своих работах применения ему на нашлось. Поэтому развитие диодной технологии продолжали другие учёные в разные годы.

Кстати, до начала 20 века диоды назывались выпрямителями. Затем учёный Вильям Генри Иклс применил два корня слов — di и odos. Первое с греческого переводится как «два», второе — «путь». Таким образом, слово «диод» означает «два пути».

Виды полупроводниковых диодов

Полупроводниковый – широкое определение, оно описывает саму идею и общее устройство. На практике существует множество узкоспециализированных разновидностей.

Выпрямители и их свойства

Иногда нужно преобразовать ток в цепи, для чего нужен диод с выпрямительными свойствами либо диодный мост. Благодаря принципу работы, переменный ток на входе прибора даст лишь одну полуволну – в открытом состоянии.

Полупроводниковые стабилитроны

Задача этих устройств – стабилизация напряжения. Как это происходит:

  • в обычном состоянии у перехода высокое сопротивление, ток почти не проходит;
  • если наступает пробой, проходимость увеличивается, сопротивление падает.

Устройства работают в условиях пробоя и часто применяются для профилактики перенапряжения.


Диод-стабилитрон

Диод Зенера

Часто можно встретить название «диод Зенера», что это такое? Это лишь еще одно название стабилитрона – в честь ученого Кларенса Зенера, открывшего туннельный пробой. Это эффект прохождения заряженных частиц через p-n барьер, когда перекрываются зоны электродов. Открытие позволило разработать первые стабилитроны, отсюда название.

Принцип работы детекторов

На основе обычного выпрямителя можно собрать простейший амплитудный детектор. Как устроена работа диода (например, с барьером Шоттки):

  • если полупериоды выше напряжения на конденсаторе, начинается зарядка;
  • как только амплитуда становится меньше его значения, диод закрывается.

Конденсатор разряжается, происходит восстановление низкочастотного сигнала.

Светодиод

В отличие от обычного прибора, СД создают оптическое излучение при прохождении тока. Это происходит при рекомбинации носителей заряда с излучением фотонов на границе электродов. Впервые эффект был открыт в 1907 году, технология продолжает совершенствоваться до сих пор.

Особенности светодиода

Спектр оптического излучения узкий – нужный цвет изначально заложен в кристалле диода. Однако диапазон может отличаться в зависимости от состава материала-полупроводника:

  • зеленый – фосфид галлия;
  • синий – карбид кремния;
  • красный – арсенид галлия.

При этом светодиоды обладают высокой световой отдачей, спектральной чистотой, прочностью и долговечностью.


Обычные светодиоды

Туннельный

Работает на основе одноименного эффекта. При изготовлении применяют вырожденные полупроводники. Встречается в качестве усилителя.

Обращенный диод

Обладают высокими показателями обратного тока, превосходящими прямой. Отличаются низкой чувствительностью к ионизирующему излучению.

Варикап

Проще всего объяснить на примере конденсатора с переменной толщиной диэлектрического слоя. При низком напряжении на p-n переходе толщина слоя при высокой емкости мала, при высоком – слой должен увеличиваться. Для чего нужны такие диоды? Их используют как элементы с управляемой емкостью, например, в системах автонастройки частоты в радиоприборах.

Фотодиод

Устройства, в которых обратный ток возникает при попадании фотонов. По принципу действия схожи с обычным солнечным элементом.

Маркировка

Современная маркировка диодов содержит четыре элемента:

  • материал изготовления;
  • обозначение класса диода;
  • назначение или свойства;
  • номер разработки.

Например, КД202А – кремниевый (К), выпрямительный (Д) диод.

Триоды

Раньше использовались вместо транзисторов; в современной электротехнике почти не используются. Состоят из трех электродов: катода прямого либо косвенного накала, анода и сетки. В зависимости от напряжения, регулируется поток электронов, создавая эффект усилителя.

Назначение

Ниже приводятся основные области применения диодов, на примере которых становится понятно их основное назначение:

  1. Диодные мосты представляют собой 4, 6 или 12 диодов, соединенных между собой, их количество зависит от типа схемы, которая может быть однофазной, трехфазной полумостовой или трехфазной полномостовой. Они выполняют функции выпрямителей, такой вариант чаще всего используется в автомобильных генераторах, поскольку внедрение подобных мостов, а также использование вместе с ними щеточно-коллекторных узлов, позволило в значительной степени сократить размеры данного устройства и увеличить степень его надежности. Если соединение выполнено последовательно и в одну сторону, то это повышает минимальные показатели напряжения, которое потребуется для отпирания всего диодного моста.
  2. Диодные детекторы получаются при комбинированном использовании данных приборов с конденсаторами. Это необходимо для того, чтобы было можно выделить модуляцию с низкими частотами из различных модулированных сигналов, в том числе амплитудно-модулированной разновидности радиосигнала. Такие детекторы являются частью конструкции многих бытовых потребителей, например, телевизоров или радиоприемников.
  3. Обеспечение защиты потребителей от неверной полярности при включении схемных входов от возникающих перегрузок или ключей от пробоя электродвижущей силой, возникающей при самоиндукции, которая происходит при отключении индуктивной нагрузки. Для обеспечения безопасности схем от возникающих перегрузок, применяется цепочка, состоящая из нескольких диодов, имеющих подключение к питающим шинам в обратном направлении. При этом, вход, которому обеспечивается защита, должен подключаться к середине этой цепочки. Во время обычного функционирования схемы, все диоды находятся в закрытом состоянии, но если ими было зафиксировано, что потенциал входа ушел за допустимые пределы напряжения, происходит активация одного из защитных элементов. Благодаря этому, данный допустимый потенциал получает ограничение в рамках допустимого питающего напряжения в сумме с прямым падением показателей напряжение на защитном приборе.
  4. Переключатели, созданные на основе диодов, используются для осуществления коммутации сигналов с высокими частотами. Управление такой системой осуществляется при помощи постоянного электрического тока, разделения высоких частот и подачи управляющего сигнала, которое происходит благодаря индуктивности и конденсаторам.
  5. Создание диодной искрозащиты. Используются шунт-диодные барьеры, которые обеспечивают безопасность путем ограничения напряжения в соответствующей электрической цепи. В совокупности с ними применяются токоограничительные резисторы, которые необходимы для ограничения показателей электрического тока, проходящего через сеть, и увеличения степени защиты.

Использование диодов в электронике на сегодняшний день весьма широко, поскольку фактически ни одна современная разновидность электронного оборудования не обходится без этих элементов.

Плюсы и минусы

Полупроводниковые диоды имеют как преимущества, так и недостатки. К первым можно отнести:

  • доступность – элементы стоят недорого;
  • взаимозаменяемость – при выходе из строя легко подобрать и установить аналогичный;
  • высокая пропускная способность;
  • простой принцип работы.

Из недостатков – уязвимость к внешним воздействиям и возможные неисправности. Это могут быть:

  • обрыв перехода;
  • нарушение герметичности;
  • пробой перехода.

Однако устранить повреждения и заменить устройство несложно, поэтому минусы можно считать несущественными.

Основные неисправности диодов

Главная проблема, с которой сталкиваются при использовании диодов, – эффект пробоя. Есть несколько видов неисправности.


Пробой на графике ВАХ

Пробой p-n-перехода

При пробое происходит уменьшение сопротивления, образуется обратный ток. Различают лавинный пробой, которой сопровождается цепочкой прорывов, и полевой.

Электрический пробой

Главное в электрических пробоях – они обладают обратимой природой (состояние возвращается к нормальному). Это значит, что переход не повреждается. Это позволяет использовать пробой как основополагающий принцип работы – как в стабилитронах.

Тепловой пробой

Возникает при повышении температуры. Отличается возникновением необратимых повреждений: разрушается кристаллическая решетка полупроводника.

Несмотря на простоту конструкции, диод по-прежнему используется в современных устройствах. Найти ему альтернативу удается не всегда. Тем более продолжаются работы по технологическому совершенствованию диодов для различных задач.

Маркировка

Для того чтобы определить вид, узнать характеристику полупроводникового диода, производители наносят специальные обозначения на корпус элемента. Она состоит из четырёх частей.

На первом месте — буква или цифра, означающая материал, из которого изготовлен диод. Может принимать следующие значения:

  • Г (1) — германий;
  • К (2) — кремний;
  • А (3) — арсенид галлия;
  • И (4) — индий.

На втором — типы диода. Они тоже могут иметь разное значение:

  • Д — выпрямительные;
  • В — варикап;
  • А — сверхвысокочастотные;
  • И — туннельные;
  • С — стабилитроны;
  • Ц — выпрямительные столбы и блоки.

На третьем месте располагается цифра, указывающая на область применения элемента.

Четвёртое место — числа от 01 до 99, означающее порядковый номер разработки.

Также на корпус могут быть нанесены и дополнительные обозначения. Но, как правило, они используются в специализированных приборах и схемах.

Для удобства восприятия диоды могут маркироваться также и разнообразными графическими символами, например, точками и полосками. Особой логики в таких рисунках нет. То есть, чтобы определить, что это за диод, придется заглянуть в специальную таблицу соответствия.

Диод — Виды, характеристики, параметры диодов

Что такое диод

Полупроводниковый диод или просто диод представляет из себя радиоэлемент, который пропускает электрический ток только в одном направлении и блокирует его прохождение в другом направлении. По аналогии с гидравликой диод можно сравнить с обратным клапаном: устройством, которое пропускает жидкость только в одном направлении.

обратный клапан

 

Диод — это радиоэлемент с двумя выводами. Некоторые  диоды выглядят почти также как и резисторы:

А некоторые выглядят чуточку по-другому:

Есть также и SMD исполнение диодов:

Выводы диода называются — анод и катод. Некоторые по ошибке называют их «плюс» и «минус». Это неверно. Так говорить нельзя.

На схемах диод обозначается так

Он может пропускать электрический ток только от анода к катоду.

Из чего состоит диод

В нашем мире встречаются вещества, которые отлично проводят электрический ток. Сюда в основном можно отнести металлы, например, серебро, медь, алюминий, золото и так далее. Такие вещества называют проводниками. Есть вещества, которые ну очень плохо проводят электрический ток — фарфор, пластмассы, стекло и так далее. Их называют диэлектриками или изоляторами. Между проводниками и диэлектриками находятся полупроводники. Это в основном германий и кремний.

После того, как германий или кремний смешивают с мельчайшей долей мышьяка или индия, образуется полупроводник N-типа, если смешать с мышьяком; или полупроводник P-типа, если смешать с индием.

Теперь если эти два полупроводника P и N -типа приварить вместе, на их стыке образуется PN-переход. Это и есть строение диода. То есть диод состоит из PN-перехода.

строение диода

Полупроводник P-типа в диоде является анодом, а полупроводник N-типа — катодом.

Давайе вскроем советский диод Д226 и посмотрим, что у него внутри, сточив часть корпуса на наждачном круге.

диод Д226

 

Вот это и есть тот самый PN-переход

PN-переход диода

Как определить анод и катод диода

1) на некоторых диодах катод обозначают полоской, отличающейся от цвета корпуса

2) можно проверить диод с помощью мультиметра и узнать, где у него катод, а где анод.  Заодно проверить его работоспособность. Этот способ железный ;-). Как проверить диод с помощью мультиметра можно узнать в этой статье.

Где находится анод, а где катод очень легко запомнить, если вспомнить воронку для наливания жидкостей в узкие горлышки бутылок. Воронка очень похожа на схему диода. Наливаем в воронку, и жидкость у нас очень хорошо бежит, а если ее перевернуть, то попробуй налей-ка через узкое горлышко воронки ;-).

Диод в цепи постоянного тока

Как мы уже говорили, диод пропускает электрический ток только в одном направлении. Для того, чтобы это показать, давайте соберем простую схему.

прямое включение диода

Так как наша лампа накаливания на 12 Вольт, следовательно, на блоке питания тоже выставляем значение в 12 В и собираем всю электрическую цепь по схеме выше. В результате, лампочка у нас прекрасно горит. Это говорит о том, что через диод проходит электрический ток. В этом случае говорят, что диод включен в прямом направлении.

диод в прямом включении

 

Давайте теперь поменяем выводы диода. В результате, схема примет такой вид.

обратное включение диода

 

Как вы видите, лампочка не горит, так как диод не пропускает электрический ток, то есть блокирует его прохождение, хотя источник питания и выдает свои честные 12 Вольт.

обратное включение диода

 

Какой вывод можно из этого сделать? Диод проводит постоянный ток только в одном направлении.

Диод в цепи переменного тока

Кто забыл, что такое переменный ток, читаем эту статью. Итак, для того, чтобы рассмотреть работу диода в цепи переменного тока, давайте составим схему. Здесь мы видим генератор частоты G, диод и два клеммника Х1 и Х2, с которых мы будем снимать сигнал с помощью осциллографа.

Мой генератор частоты выглядит вот так.

генератор частот

Осциллограмму будем снимать с помощью цифрового осциллографа

 

Генератор выдает переменное синусоидальное напряжение.

синусоидальный сигнал

 

Что же будет после диода? Цепляемся к клеммам X1 и X2 и видим вот такую осциллограмму.

переменное напряжение после диода

 

Диод вырезал нижнюю часть синусоиды, оставив только верхнюю часть.

А что будет, если мы поменяем выводы диода? Схема примет такой вид.

переменый ток после диода

 

Что же получим на клеммах Х1 и Х2 ? Смотрим на осциллограмму.

переменный ток после диода

Ничего себе! Диод срезал только положительную часть синусоиды!

[quads id=1]

Характеристики диода

Давайте рассмотрим характеристику диода КД411АМ. Ищем его характеристики в интернете, вбивая в поиск «даташит КД411АМ»

Для объяснения параметров диода, нам также потребуется его ВАХ

1) Обратное максимальное напряжение Uобр — это  такое напряжение диода, которое он выдерживает при подключении в обратном направлении, при этом через него будет протекать ток Iобр — сила тока  при обратном подключении диода. При превышении обратного напряжения в диоде возникает так называемый лавинный пробой, в результате этого резко возрастает ток, что может привести  к полному тепловому разрушению диода.  В нашем исследуемом диоде это напряжение равняется 700 Вольт.

2) Максимальный прямой ток Iпр — это  максимальный ток, который может течь через диод в прямом направлении.  В нашем случае это 2 Ампера.

3) Максимальная частота Fd , которую нельзя превышать. В нашем случае максимальная частота диода будет 30 кГц. Если частота будет больше, то наш диод будет работать неправильно.

Виды диодов

Стабилитроны

Стабилитроны  представляют из себя те же самые диоды. Даже из названия понятно, чтоб стабилитроны что-то стабилизируют. А стабилизируют они напряжение.  Но  чтобы стабилитрон выполнял стабилизацию, требуется одно  условие.  Они должны подключатся противоположно, чем диоды. Анод на минус, а катод на плюс. Странно не правда ли? Но почему так? Давайте разберемся.  В Вольт амперной характеристике (ВАХ) диода используется положительная ветвь — прямое направление, а вот в стабилитроне другая часть ветки ВАХ — обратное направление.

Снизу на графике мы видим стабилитрон на 5 Вольт. Сколько бы у нас не изменялась сила тока, мы все равно будем получать 5 Вольт ;-). Круто, не правда ли? Но есть и подводные камни. Сила тока не должны быть больше, чем в описании на диод, иначе он выйдет из строя от высокой температуры — Закон Джоуля-Ленца. Главный параметр стабилитрона — это напряжение стабилизации (Uст). Измеряется в Вольтах. На графике вы видите стабилитрон с напряжением стабилизации 5 Вольт. Также есть диапазон силы тока, при котором будет работать стабилитрон — это минимальный и максимальный ток (Imin, Imax). Измеряется в Амперах.

Выглядят стабилитроны точно также, как и обычные диоды:

На схемах обозначаются вот так:

Светодиоды

Светодиоды — особый класс диодов, которые излучают видимый и невидимый свет. Невидимый свет — это свет в инфракрасном или ультрафиолетовом диапазоне.  Но для промышленности все таки большую роль играют светодиоды с видимым светом. Они используются для индикации, оформления вывесок, светящихся баннеров, зданий а также для освещения. Светодиоды имеют такие же параметры, как и любые другие диоды, но обычно их максимальный ток значительно ниже.

Предельное обратное напряжение (Uобр) может достигать 10 Вольт. Максимальный ток (Imax) будет ограничиваться для простых светодиодов порядка 50 мА.  Для осветительных больше. Поэтому при подключении обычного диода нужно вместе с ним последовательно подключать резистор. Резистор можно рассчитать по нехитрой формуле, но в идеале лучше использовать переменный резистор, подобрать нужное свечение, замерять  номинал переменного резистора и поставить туда постоянный резистор с таким же номиналом.

Лампы освещения из светодиодов потребляют копейки электроэнергии и стоят дешево.

Очень большим спросом пользуются светодиодные ленты, состоящие из множества SMD светодиодов. Смотрятся очень красиво.

На схемах светодиоды обозначаются так:

Не забываем, что светодиоды делятся на индикаторные и осветительные. Индикаторные светодиоды обладают слабым свечением и используются для индикации каких-либо процессов, происходящих в электронной цепи. Для них характерно слабое свечение и малый ток потребления

Ну и осветительные светодиоды — это те, которые используются в ваших китайских фонариках, а также в LED-лампах

Светодиод — это токовый прибор, то есть для его нормальной работы требуется номинальный ток, а не напряжение. При номинальном токе на светодиоде падает некоторое напряжение, которое зависит от типа светодиода (номинальной мощности, цвета, температуры). Ниже табличка, показывающая какое падение напряжения бывает на светодиодах разных цветов свечения при номинальном токе:

Как проверить светодиод  можно узнать из этой статьи.

Тиристоры

Тиристоры представляют собой диоды, проводимость которых управляется с помощью третьего вывода — управляющего электрода (УЭ). Основное применение тиристоров — это управление мощной нагрузкой с помощью слабого сигнала, подаваемого на управляющий электрод. Выглядят тиристоры  примерно как диоды или транзисторы. У тиристоров параметров столько, что не хватит статьи для их описания. Главный параметр — Iос,ср. — среднее значение тока, которое должно протекать через тиристор  в прямом направлении без вреда для его здоровья. Немаловажным параметром является напряжение открытия тиристор —  (Uу), которое подается на управляющий электрод  и при котором тиристор полностью открывается.

 

а вот так примерно выглядят силовые тиристоры, то есть тиристоры, которые работают с  большой силой тока:

На схемах  триодные тиристоры  выглядят вот таким образом:

Существуют также  разновидности тиристоров — динисторы и симисторы. У динисторов нет управляющего электрода и он выглядит, как обычный диод. Динисторы начинают пропускать через себя электрический ток в прямом включении, когда напряжение на нем превысит какое-то значение. Симисторы — это те же самые триодные тиристоры, но при включении пропускают через себя электрический ток в двух направлениях, поэтому они используются в цепях с переменным током.

Диодный мост и диодные сборки

Производители также  несколько диодов заталкивают в один корпус и соединяют их между собой в определенной последовательности. Таким образом получаются диодные сборки.  Диодные мосты  — одна из разновидностей диодных сборок.

 На схемах диодный мост обозначается вот так:

Существуют также и другие виды диодов, такие как варикапы, диод Ганна, диод Шоттки  и тд. Для того, чтобы их всех описать, нам не хватит и вечности.

Приобрести диоды можно тут.

Очень интересное видео про диод

Похожие статьи по теме «диод»

Как работает стабилитрон

Диод Шоттки

Диодный мост

Как проверить диод и светодиод мультиметром

Как проверить тиристор

Схема для проверки тиристоров

 

виды, как работает и область применения

Диод представляет собой простой полупроводниковый прибор, который нашел широкое применение в технике. Не каждый человек знает, что такое диод, и еще меньшее количество людей точно представляет себе принцип работы изделия.

При этом существует большое количество разновидностей этого прибора, о которых стоит знать всем, кто интересуется радиоэлектроникой.

Устройство и принцип работы

Если понять, как работает диод, то разобраться в устройстве этого полупроводникового прибора будет довольно просто. Основу детали составляет токовый переход, соединенный с двумя контактами (положительным — анодом и отрицательным — катодом). При прямом включении напряжения открывается переход, сопротивление которого небольшое. В результате через изделие проходит ток, называемый прямым.

Если же при включении детали в схему изменить полярность, то сопротивление участка перехода резко возрастет, а показатель электротока будет стремиться к нулю. Такое напряжение принято называть обратным.

Современные диоды имеют принципиальное отличие от первых моделей, активно используемых во время радиоламп. В полупроводниковых радиодеталях токовый переход изготавливается из кремния или германия и носит название р-n-переход. Основное различие между этими материалами заключается в показателях прямого напряжения, при которых происходит открытие.

Так как полупроводниковый кристалл может эффективно работать в любых условиях, то необходимость создания особой среды исчезла.

В ламповых устройствах для этого в колбу закачивался специальный газ либо создавался вакуум. В результате современные изделия имеют небольшие габариты, а стоимость их производства значительно снизилась.

Основные виды

Диоды принято классифицировать по нескольким параметрам. В зависимости от рабочих частот, они могут быть низко-, высокочастотными, а также способными функционировать в условиях сверхвысоких частот. Также существует деление и в соответствии с конструктивными особенностями, где можно выделить следующие виды диодов:

  • Диод Шоттки — вместо привычного p-n-перехода используется металл. С одной стороны, это позволяет добиться минимальных потерь напряжения при прямом включении. Однако с другой при высоком обратном токе, изделие быстро выходит из строя.
  • Стабилитрон — позволяет стабилизировать напряжение.
  • Стабистор — отличается от стабилитрона меньшей зависимостью напряжения от тока.
  • Диод Гана — лишен p — n -перехода, вместо которого используется особый кристалл. Используется для работы в диапазоне сверхвысоких частот.
  • Варикап — представляет собой сочетание диода с конденсатором. Емкость изделия зависит от обратного напряжения в области p — n -перехода, а применяется он при создании колебательных контуров.
  • Фотодиод — попадание светового потока на токовый переход приводит к созданию в нем разности потенциалов. Если замкнуть в этот момент цепь, то в ней появится ток.
  • Светодиод — при достижении определенного показателя тока в p — n -переходе, устройство начинает излучать световой поток.

Область применения

Сфера использования этих деталей в современной радиотехнике высока. Сложно найти устройство, которое работает без этих деталей. Чтобы понять, для чего нужен диод, можно привести несколько примеров:

  • Диодные мосты — содержат от 4 до 12 полупроводниковых устройств, которые соединяются между собой. Основной задачей диодных мостов является выпрямление тока, и они активно используются, например, при создании генераторов для автомобилей.
  • Детекторы — создаются при сочетании диодов и конденсаторов. В результате появляется возможность выделить низкочастотную модуляцию из различных сигналов. Применяются при изготовлении радио- и телеприемников.
  • Защитные устройства — позволяют обезопасить электрическую схему от возможных перегрузок. Несколько изделий подключаются в обратном направлении. Когда схема работает нормально, то они остаются в закрытом положении. Как только входное напряжение достигает критических показателей, устройство активируются.
  • Переключатели — такие системы на основе этих изделий позволяют осуществлять коммутацию высокочастотных сигналов.
  • Системы искрозащиты — создание шунт-диодного барьера позволяет ограничить показатель напряжения в электроцепи. Для увеличения степени защиты вместе с полупроводниковыми деталями используются специальные токоограничивающие резисторы.

Это лишь несколько примеров использования диодов. Они являются достаточно надежными устройствами, с помощью которых можно решать большое количество задач. Чаще всего эти радиодетали выходят из строя по причине естественного старения либо из-за перегрева.

Если произошел электрический пробой изделия, то его последствия редко являются необратимыми, так как кристалл не разрушается.

Почему диод подключен параллельно к катушке реле?

Поскольку катушка индуктивности (катушка реле) не может мгновенно изменять свой ток, обратный диод обеспечивает путь для тока, когда катушка выключена. В противном случае произойдет скачок напряжения, что приведет к искрению контактов переключателя или, возможно, к разрушению переключающих транзисторов.

Это всегда хорошая практика?

Обычно, но не всегда. Если катушка реле приводится в действие переменным током, необходимо использовать двунаправленный TVS-диод (или какой-либо другой зажим напряжения) и / или демпфер (серия RC). Диод не будет работать в этом случае, поскольку он будет действовать как короткое замыкание во время отрицательного полупериода переменного тока. (См. Также Red Lion SNUB0000 для информации о применении)

Для реле с постоянным током обычно используется диод, но не всегда. Как заметил Энди, иногда для более быстрого выключения реле требуется более высокое напряжение, чем то, которое допускается одним диодом (или другим, таким как соленоиды, трансформаторы с обратной связью и т. Д.). В этом случае однонаправленный TVS-диод иногда добавляется последовательно с обратным диодом, подключенным анодом к аноду (или катодом к катоду). Последовательный резистор может использоваться вместо TVS-диода, но напряжение зажима является более детерминированным, если используется TVS-диод.

Если в качестве переключающего элемента используется полевой МОП-транзистор, обычно вам все еще нужен диод обратного хода, поскольку диод корпуса направлен в противоположную сторону, чтобы сделать что-то хорошее. Исключением является МОП-транзистор с номиналом «повторяющаяся лавина» (например, IRFD220 ). Обычно это обозначается символом стабилитрона для диода корпуса. Эти полевые МОП-транзисторы предназначены для ограничения напряжения на уровне, который они могут выдержать, что позволяет повысить напряжение для более быстрого отключения катушки. Иногда внешний однонаправленный TVS-диод (или стабилитрон) размещается параллельно с MOSFET для той же цели, или если MOSFET не может обрабатывать «ток повторяющейся лавины» или «энергию повторяющейся лавины», или если напряжение пробоя лавины выше, чем хотелось бы.

Переключательный полупроводниковый диод — это… Что такое Переключательный полупроводниковый диод?

Переключательный полупроводниковый диод
        Полупроводниковый диод для управления уровнем мощности в линиях передачи электрических колебаний СВЧ. Применяется в различных переключателях, электрически управляемых аттенюаторах, модуляторах, фазовращателях и т.д. Известны П. п. д. с рn-переходом, контактом металл — полупроводник (барьер Шотки), рin-структурой (наиболее распространены), а также со структурой металл — диэлектрик —полупроводник. Их действие основано на зависимости полного электрического сопротивления от подводимого напряжения. Например, при прохождении через кремниевый П. п. д. с рin-структурой прямого тока смещения Переключательный полупроводниковый диод 0,1 а он схемно эквивалентен активному сопротивлению ≤ 1 ом, а при обратном смещении и при нулевом смещении — ёмкости 0,1 — 1 пф и активному сопротивлению Переключательный полупроводниковый диод 1 ом, соединённым последовательно. В отличие от электромеханических устройств и устройств с ионными приборами, устройства с П. п. д. обладают миниатюрными размерами и малой массой, повышенными надёжностью и быстродействием (скорость срабатывания от нескольких нсек до нескольких мксек). Перспективны в интегральных схемах (См. Интегральная схема).

         Л. С. Либерман.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

  • Переключательная матрица
  • Переключение

Смотреть что такое «Переключательный полупроводниковый диод» в других словарях:

  • полупроводниковый диод — полупроводниковый диод; диод; отрасл. полупроводниковый вентиль Электропреобразовательный полупроводниковый прибор с электрическим переходом (переходами), имеющий два вывода. Примечание. 1. Полупроводниковый диод, предназначенный для работы в… …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬНЫЙ СВЧ ДИОД — полупроводниковый диод, преднавнач. для управления в линиях передачи уровнем мощности или фазой СВЧ сигнала. Действие осн. на резком изменении полного электрич. сопротивления диода при переключении изменении полярности управляющего напряжения… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • полупроводниковый вентиль — полупроводниковый диод; диод; отрасл. полупроводниковый вентиль Электропреобразовательный полупроводниковый прибор с электрическим переходом (переходами), имеющий два вывода. Примечание. 1. Полупроводниковый диод, предназначенный для работы в… …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • диод — Двухэлектродная электронная лампа, имеющая катод и анод. Примечание. Термин кенотрон рекомендуется применять только для диодов, предназначенных для выпрямления переменного тока. полупроводниковый диод; диод; отрасл. полупроводниковый вентиль… …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • переключательный диод — Полупроводниковый диод, имеющий на частоте сигнала низкое сопротивление при прямом смещении и высокое сопротивление при обратном, предназначенный для управления уровнем мощности сигнала. [ГОСТ 15133 77] Тематики полупроводниковые приборы EN… …   Справочник технического переводчика

  • Диод — У этого термина существуют и другие значения, см. Диод (значения). Четыре диода и диодный мост. Диод (от др. греч …   Википедия

  • Селектор каналов —         телевизионных, переключатель телевизионных каналов, входной узел телевизионного приёмника, обеспечивающий выбор канала связи (См. Канал связи), по которому передаётся интересующая телезрителя программа, выделение соответствующего… …   Большая советская энциклопедия

  • Модулятор —         в радиотехнике и дальней связи, устройство, осуществляющее модуляцию управление параметрами высокочастотного электромагнитного переносчика информации в соответствии с электрическими сигналами передаваемого сообщения. М. является составной …   Большая советская энциклопедия

Почему диоды используются в электрозащите?

Краткий обзор диодов, что это такое?

Диод — это электрический компонент, который действует как односторонний клапан. Их можно заставить проводить ток в одном или другом направлении в зависимости от предполагаемого использования диода. Если они не рассчитаны по электрическим и тепловым характеристикам для предполагаемой рабочей среды, диоды могут выйти из строя. Выход из строя диода приводит к тому, что ток течет в нежелательном направлении, что может привести к повреждению любых компонентов, обычно защищенных диодом.

Изображение предоставлено Википедией

Почему для защиты цепи используются диоды?

Диоды используются для защиты цепей благодаря их способности ограничивать протекание электрического тока только в одном направлении. Эта черта полезна, потому что некоторые электрические компоненты и устройства будут повреждены или неисправны, если ток течет в неправильном направлении. Например, текущие проблемы могут привести к ошибочным вычислениям микропроцессоров или просто к короткому замыканию и сбою.Одна из причин того, что радиация повреждает микропроцессоры, заключается в том, что она индуцирует блуждающие токи через контакты микропроцессора.

Диод можно использовать не только для защиты от блуждающих токов, но и для перенаправления блуждающих токов в полезный ток. Это известно как шунтирование, при котором ток сбрасывается по пути с очень низким сопротивлением. Перенаправление тока гарантирует, что паразитная мощность не будет просто потрачена впустую через заземление.

В системах с несколькими источниками питания чрезвычайно важную роль играют диоды.Диод можно использовать для защиты от переходных перенапряжений от первого или второго источника питания, в зависимости от настройки системы. Диод также может защищать от переходного перенапряжения на стороне нагрузки диода или даже от короткого замыкания и/или перегрузки на стороне источника питания. Кроме того, если необходимо отключить подачу тока на нагрузку диодной защиты, это можно сделать, не отключая другие нагрузки.

Изображение предоставлено Atlearner

Другое использование диодов

Диоды можно использовать для преобразования переменного тока в постоянный.Постоянный ток течет, как вода из шланга, то есть следует по линейному пути к концу шланга. Устройства, работающие в цепях постоянного тока, нуждаются в защите от блуждающих обратных токов, поскольку они наиболее подвержены повреждениям от таких токов. Другие устройства работают от переменного тока, который течет туда и обратно, как зигзаг. Устройства используют переменный ток по многим причинам, основная из которых заключается в том, что он более плотный, а это означает, что переменный ток течет как через отрицательные, так и через положительные контакты любого устройства в системе.

Это преобразование тока известно как выпрямление переменного тока в постоянный. Поскольку переменный ток течет зигзагом, можно использовать диоды, чтобы предотвратить протекание отрицательного цикла по цепи. Следовательно, вершина волны пропускается и электрически преобразуется в линейный поток постоянного тока. Также по этой причине диоды используются только для защиты цепей постоянного тока — они позволяют току течь только в этом единственном направлении и, таким образом, не позволяют нормальному протеканию переменного тока.

Источники:

https://en.wikipedia.org/wiki/Диод

https://www.atlearner.com/2019/07/pn-junction-diode.html

Что такое диод и для чего он используется?

ОСНОВНЫЕ ЗНАНИЯ — ДИОД Что такое диод и для чего он используется?

От Люка Джеймса

Диод может быть самым простым из всех полупроводниковых компонентов, однако он выполняет множество важных функций, в том числе контроль протекания электрического тока. Вот краткий обзор скромного диода и того, для чего он обычно используется.

Связанные компании

Диод — это устройство, которое позволяет току течь в одном направлении, но не в другом. Это достигается за счет встроенного электрического поля.

(Bild: Public Domain)

Диод — это устройство, позволяющее току течь в одном направлении, но не в другом. Это достигается за счет встроенного электрического поля. Хотя самые ранние диоды состояли из раскаленных проводов, проходящих через середину металлического цилиндра, который сам находился внутри стеклянной вакуумной трубки, современные диоды являются полупроводниковыми диодами.Как следует из названия, они сделаны из полупроводниковых материалов, в основном из легированного кремния.

Проведение электрического тока в одном направлении

ВАХ (ток-напряжение) характеристики диода с p-n-переходом.

(Bild: CC BY-SA 4.0)

Несмотря на то, что диоды представляют собой не более чем простые полупроводниковые устройства с двумя выводами, они жизненно важны для современной электроники.
Некоторые из их наиболее распространенных применений включают преобразование переменного тока в постоянный, изоляцию сигналов от источника питания и микширование сигналов.Диод имеет две «стороны», и каждая сторона легирована по-разному. Одна сторона — «p-сторона», она имеет положительный заряд.
Другая сторона — «n-сторона», она имеет отрицательный заряд. Обе эти стороны наслоены друг на друга, образуя то, что известно как «соединение n-p», где они встречаются.

Когда к n-стороне прикладывается отрицательный заряд, а к p-стороне положительный заряд, электроны «прыгают» через этот переход, и ток течет только в одном направлении. Это основное свойство диода; обычный ток течет от положительной стороны к отрицательной только в этом направлении.При этом электроны текут в одном направлении только с отрицательной стороны на положительную. Это связано с тем, что электроны заряжены отрицательно и притягиваются к положительному концу батареи.

Для чего используются диоды?

Диоды являются чрезвычайно полезными компонентами и широко используются в современной технике.

Светоизлучающие диоды (СИД)

Пожалуй, наиболее широко известным современным применением диодов являются светодиоды. В них используется особый вид легирования, так что, когда электрон пересекает n-p-переход, испускается фотон, который создает свет.Это связано с тем, что светодиоды светятся при наличии положительного напряжения. Тип легирования можно варьировать, чтобы можно было излучать свет любой частоты (цвета) от инфракрасного до ультрафиолетового.

Преобразование энергии

Хотя светодиоды могут быть наиболее широко известным применением для среднего человека, наиболее распространенным применением на сегодняшний день является использование диодов для выпрямления переменного тока в постоянный. С помощью диодов можно создавать различные типы схем выпрямителей, наиболее простыми из которых являются однополупериодные, двухполупериодные с ответвлениями от середины волны и мостовые выпрямители.Это чрезвычайно важно в источниках питания электроники, например, в зарядном устройстве для ноутбука, где переменный ток, поступающий от источника питания, должен быть преобразован в постоянный ток, который затем может быть сохранен.

Защита от перенапряжения

Чувствительные электронные устройства необходимо защищать от скачков напряжения, и диод идеально подходит для этого. При использовании в качестве устройств защиты от напряжения диоды не проводят ток, однако они немедленно закорачивают любой всплеск высокого напряжения, отправляя его на землю, где он не может повредить чувствительные интегральные схемы.Для этого предназначены специальные диоды, известные как «подавители переходных напряжений». Они могут выдерживать большие скачки мощности в течение коротких периодов времени, которые обычно повреждают чувствительные компоненты.

(ID:46381408)

Что такое диоды и для чего они используются?

Простейший полупроводниковый компонент — диод — выполняет множество полезных функций, связанных с его основной целью управления направлением потока электрического тока. Диоды позволяют току течь через них только в одном направлении.

Совершенно эффективные диоды кажутся разомкнутыми цепями с отрицательным напряжением, а в остальном они выглядят как короткие замыкания. Но поскольку диоды допускают некоторую неэффективность, их зависимость тока от напряжения нелинейна. Таким образом, вам следует обратиться к техническому описанию диода, чтобы увидеть график зависимости прямого напряжения любого заданного диода от его прямого тока, чтобы выбрать правильный диод для вашего конкретного проекта.

Тим Ридли / Getty Images

Применение диодов

Несмотря на то, что это всего лишь простые полупроводниковые устройства с двумя выводами, диоды жизненно важны в современной электронике.Некоторые из типичных применений диодов включают в себя:

  • Выпрямление напряжения, например преобразование переменного тока в постоянное
  • Изоляция сигналов от источника питания
  • Управление размером сигнала
  • Смешивание сигналов

Преобразование мощности

Одним из важных применений диодов является преобразование мощности переменного тока в мощность постоянного тока. Один или четыре диода преобразуют бытовую электроэнергию 110 В в постоянный ток, образуя промежуточный (один диод) или двухполупериодный (четыре диода) выпрямитель .Диод пропускает только половину волны переменного тока. Когда этот импульс напряжения заряжает конденсатор, выходное напряжение представляет собой устойчивое постоянное напряжение с небольшими пульсациями напряжения. Использование двухполупериодного выпрямителя делает этот процесс еще более эффективным за счет маршрутизации импульсов переменного тока таким образом, что как положительная, так и отрицательная половина входной синусоиды воспринимаются как только положительные импульсы, эффективно удваивая частоту входных импульсов на конденсатор, что помогает держать его заряженным и обеспечивает более стабильное напряжение.

Диоды и конденсаторы создают различные умножители напряжения, чтобы взять небольшое переменное напряжение и умножить его для создания очень высокого выходного напряжения. Выходы как переменного, так и постоянного тока возможны при правильной конфигурации конденсаторов и диодов.

Демодуляция сигналов

Чаще всего диоды используются для удаления отрицательной составляющей сигнала переменного тока. Поскольку отрицательная часть сигнала переменного тока обычно идентична положительной половине, в процессе ее удаления фактически теряется очень мало информации, что приводит к более эффективной обработке сигнала.

Демодуляция сигнала обычно используется в радиостанциях как часть системы фильтрации, чтобы помочь извлечь радиосигнал из несущей волны.

Защита от перенапряжения

Диоды также хорошо работают в качестве защитных устройств для чувствительных электронных компонентов. При использовании в качестве устройств защиты от напряжения диоды не проводят ток в нормальных условиях эксплуатации, но немедленно замыкают любой высоковольтный всплеск на землю, где он не может повредить интегральную схему.Специализированные диоды, называемые ограничителями переходного напряжения , разработаны специально для защиты от перенапряжения и могут выдерживать очень большие скачки напряжения в течение коротких периодов времени, типичные характеристики скачка напряжения или поражения электрическим током, которые обычно повреждают компоненты и сокращают срок службы электронного устройства. продукт.

Точно так же диод может регулировать напряжение, выступая в качестве ограничителя или ограничителя — специального назначения, ограничивающего напряжение, которое может пройти через него в определенной точке.

Текущее управление

Основное применение диодов — управлять током и следить за тем, чтобы он протекал только в правильном направлении. Одной из областей, где способность диодов к управлению током используется с пользой, является переключение с питания, поступающего от источника питания, на питание от батареи. Когда устройство подключено к сети и заряжается — например, сотовый телефон или источник бесперебойного питания — устройство должно получать питание только от внешнего источника питания, а не от батареи, и пока устройство подключено к сети, батарея должна получать питание. и подзарядка.Как только источник питания удален, батарея должна питать устройство так, чтобы пользователь не заметил перебоев.

Хорошим примером управления током является защита от обратного тока .  Возьмем, к примеру, свою машину. Когда ваша батарея садится, и дружелюбный прохожий предлагает помочь с соединительными кабелями, если вы перепутаете порядок красных и черных кабелей, вы не поджарите электрическую систему вашего автомобиля, потому что диоды, расположенные рядом с батареей, блокируют ток неправильного направления.

Логические элементы

Компьютеры работают в двоичном формате — бесконечном море нулей и единиц. Двоичные деревья решений в вычислениях основаны на логических элементах, включенных диодами, которые контролируют, включен ли переключатель («1») или выключен («0»). Хотя в современных процессорах используются сотни миллионов диодов, функционально они такие же, как диоды, которые вы покупаете в магазине электроники, только намного меньше.

Диоды и свет

Светодиодный фонарик — это просто фонарик, источник света которого — светодиод.При наличии положительного напряжения светодиоды светятся.

Фотодиод, напротив, принимает свет через коллектор (например, мини-солнечную панель) и преобразует этот свет в небольшой ток.

Спасибо, что сообщили нам!

Расскажите нам, почему!

Другой Недостаточно подробностей Сложно понять

Что такое диод

Диоды бывают разных форм, размеров и функций, но одна функция, которая объединяет все диоды, это их способность пропускать электричество только в одном направлении.Диод, с точки зрения сантехники, можно рассматривать как односторонний клапан, в котором вода может входить в значение на входе и выходить через выход, но вода, пытающаяся попасть на выход, блокируется. Диоды классифицируются как пассивные компоненты, поскольку они не могут управляться внешним электрическим сигналом. Другие примеры пассивных компонентов включают резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности.

История диодов — Что такое диод?

Первый диод был построен из кусочка кристалла сульфида свинца и небольшого кусочка проволоки, касающегося его поверхности.Использование тонкого провода дало ему название «кошачий ус» и стало важным компонентом в радиотехнологии. При передаче звуковых волн (таких как голос и музыка) высокочастотная несущая волна (сотни мегагерц) модулируется низкочастотной звуковой волной. Высокочастотная несущая волна создает радиоволны в передатчике, а изменение выходной мощности — это то, что содержит аудиоинформацию. Приемник должен принять эту радиоволну и удалить высокочастотную несущую, чтобы низкочастотную звуковую волну можно было подать в динамик.

Современными методами для достижения этого было бы использование гетеродина и вычитателя, которые могут изолировать несущую волну, но такие методы не были доступны в первых радиоприемниках. Вместо этого будет использоваться кошачий ус, который вместо этого исправит входящую радиоволну. После выпрямления конденсатор используется для удаления высокочастотной волны (поскольку эти конденсаторы легко пропускают), в то время как низкочастотная звуковая волна игнорирует конденсатор. Затем этот сигнал будет усилен с помощью лампового усилителя, а результирующая усиленная волна будет отправлена ​​​​на динамик.

По мере развития технологий диоды становились стандартизированными по конструкции, разнообразными по применению и открывались лучшие материалы. Например, кремниевые диоды обычно используются в приложениях для обработки сигналов, а металлокремниевые диоды (например, диоды Шоттки) используются в приложениях для выпрямления мощности.

Конструкция диода. Из чего сделаны диоды?

Самым простым (и распространенным) диодом на сегодняшний день является кремниевый диод, состоящий из двух частей полупроводника; N и P-типа.Когда эти два куска материала соединены вместе, полученный материал приобретает диодные свойства, благодаря чему обычный ток может течь только из области P в область N (поток электронов противоположен этому, когда электроны перетекают из материала N в материал P).

Как мы уже видели, реальный мир далек от идеала, и то же самое относится и к диодам. Идеальный диод не имеет падения напряжения на нем и не потребляет энергии. Однако настоящие диоды на самом деле имеют падение напряжения на них и поэтому рассеивают тепло, проводя электричество.Это падение напряжения на диоде называется его прямым напряжением, и это число зависит от типа диода. Кремниевые диоды, например, имеют прямое напряжение 0,7 В, диоды Шоттки имеют прямое напряжение от 0,15 В до 0,46 В, а германиевые диоды имеют прямое падение напряжения 0,2 В. Прямое напряжение можно рассматривать как минимальное напряжение, необходимое для включения диода, чтобы он мог проводить электричество. Это еще один фактор, который необходимо учитывать; диоды не будут проводить электричество, пока приложенное к ним напряжение не превысит их прямое напряжение!

Интересно, что прямое напряжение на диоде практически не меняется, когда он становится проводящим.Это может быть полезно при создании опорных напряжений, которые не изменяются в зависимости от входного источника питания.

Диоды параллельно

Как и любой компонент, диоды имеют номинальную мощность, что означает, что они могут выдерживать только определенный ток. Теоретически несколько диодов можно использовать параллельно для создания более мощного диода, но в действительности это невозможно. Поскольку диоды могут различаться по прямому напряжению, несколько диодов, подключенных параллельно, могут обнаружить, что работает только один из дидоов, в то время как другие не могут достичь необходимого прямого напряжения.Это приводит к тому, что каждый диод один за другим перегревается и трещит.

Диоды

МОГУТ использоваться параллельно, но ТОЛЬКО при использовании последовательного резистора. Последовательный резистор позволяет каждому диоду достичь необходимого прямого падения напряжения, но недостатком этого метода является то, что через каждый резистор будет протекать ток, и, таким образом, будет рассеиваться мощность.

Диоды серии

Последовательные диоды

невероятно полезны для создания источников опорного напряжения.Если, например, используются кремниевые диоды, то каждый диод будет последовательно иметь 0,7 В. Следовательно, если последовательно использовать три диода, то падение напряжения на всех трех составит 0,7 В х 3 = 2,1 В. Пока входное напряжение больше 2,1 В, это значение напряжения на трех диодах всегда будет сохраняться.

Если не обрабатывается сама мощность, для диодов требуется последовательный резистор, чтобы они не проводили слишком большой ток. То же самое касается эталонов напряжения; подходящий резистор необходим последовательно, чтобы гарантировать, что источник опорного напряжения не проводит слишком большой ток.Вообще говоря, опорное напряжение может потреблять невероятно малое количество тока (менее 0,1 мА), поскольку опорное напряжение можно подавать в буфер, который будет воспроизводить опорное напряжение. Источники опорного напряжения являются важнейшим компонентом стабилизаторов постоянного напряжения, таких как 7805, которые выдают на своем выходе постоянное напряжение 5 В.

Пример диодной схемы

Чтобы лучше понять принцип работы диодов, рассмотрим несколько примеров схем

Что такое полупериодный выпрямитель

Однополупериодный выпрямитель представляет собой простейшую диодную схему, состоящую из одного диода.Такую схему можно использовать как для малой, так и для высокой мощности, но ее часто можно увидеть в приложениях, требующих удаления отрицательной части сигнала переменного тока (например, в усилителе).

Что такое двухполупериодный выпрямитель

Двухполупериодный выпрямитель представляет собой специальную конфигурацию из четырех диодов, которая выпрямляет сигнал переменного тока, но сохраняет форму волны целиком. Такая схема встречается почти исключительно в схемах преобразования мощности, которые преобразуют сеть переменного тока в постоянный.

Фиксатор напряжения

Цепи ограничителя напряжения ограничивают максимальное напряжение сигнала.Это исключительно полезно в схемах, которые могут быть повреждены внешними сигналами, если эти сигналы станут слишком большими.

Диоды Шоттки и Зенера

Как указывалось ранее, доступны диоды различных размеров, форм и функций. Все диоды бывают как со сквозным отверстием, так и со сквозным отверстием, причем варианты со сквозным отверстием часто используются в приложениях с большей мощностью. Но давайте взглянем на другие основные диоды, с которыми вы столкнетесь в мире электроники.

Что такое диоды Шоттки и для чего используются диоды Шоттки?

Диоды Шоттки

изготавливаются из цельного куска полупроводника и металлического проводника.Эти дидоны имеют большие токи утечки, но имеют низкое падение напряжения в прямом направлении. Эти типы диодов обычно используются в силовых выпрямителях, поскольку их низкое прямое падение напряжения позволяет свести к минимуму рассеивание мощности.

Что такое стабилитрон?

Стабилитроны

заслуживают отдельной статьи из-за их необычного обратного пробоя. Короче говоря, стабилитрон не позволит протекать обратному току, пока обратное напряжение не превысит определенного значения.Это значение можно отрегулировать для каждого диода, и что делает это действие полезным, так это то, что это напряжение может иметь широкий диапазон различных значений. Например, обратное напряжение пробоя стабилитронов можно сделать равным 5 В, что означает, что можно легко получить опорное напряжение 5 В. Это устраняет необходимость в последовательном подключении нескольких диодов.

Что такое диоды — описание диодов

Диоды

невероятно важны в цепях, и их способность пропускать электричество только в одном направлении делает их полезными в приложениях обработки сигналов.Но прямое падение напряжения на диодах также полезно для создания источников опорного напряжения, а также для фиксации сигналов для предотвращения повреждения чувствительных цепей, как аналоговых, так и цифровых.

Как работают диоды и светодиоды? | ОРЕЛ

С возвращением, капитаны компонентов! Сегодня пришло время повысить уровень своих знаний и перейти от простых пассивных компонентов к области полупроводниковых компонентов. Эти детали оживают, когда они подключены к цепи, и могут разными способами манипулировать электричеством! Вам предстоит работать с двумя полупроводниковыми компонентами: диодом и транзистором.Сегодня мы поговорим о диоде, печально известном регуляторе, который позволяет электричеству течь только в одном направлении! Если вы видели светодиод в действии, то вы уже далеко впереди, давайте начнем.

Управление потоком

Диод хорошо известен своей способностью управлять потоком электрического тока в цепи. В отличие от пассивных компонентов, которые сидят сложа руки, сопротивляясь или накапливая, диоды активно держат руку на пульсе приливов и отливов тока, когда он течет по нашим устройствам.Есть два способа описать, как ток будет или не будет течь через диод, и они включают в себя:

  • Прямое смещение. Когда вы правильно вставите батарею в цепь, ток будет протекать через диод; это называется смещенным вперед состоянием.
  • Обратное смещение. Когда вам удастся вставить батарею в цепь в обратном направлении, ваш диод заблокирует протекание любого тока, и это называется состоянием с обратным смещением.

Простой способ визуализировать разницу между состояниями диода с прямым и обратным смещением в простой схеме

Хотя эти два термина могут показаться слишком сложными, подумайте о диоде как о переключателе.Он либо закрыт (включен) и пропускает через себя ток, либо открыт (выключен), и ток через него не проходит.

Полярность диода и символы

Диоды

являются поляризованными компонентами, а это означает, что они имеют очень специфическую ориентацию, поэтому для правильной работы их необходимо подключить в цепь. На физическом диоде вы заметите две клеммы, выходящие из консервной банки посередине. Одна сторона — это положительный вывод, называемый анодом . Другая клемма является отрицательным концом, называемым катодом . Возвращаясь к нашему потоку электричества, ток может двигаться в диоде только от анода к катоду, а не наоборот.

Катодную сторону физического диода можно определить по серебряной полоске рядом с одним из контактов. (Источник изображения)

Вы можете легко определить диод на схеме, просто найдите большую стрелку с линией, проходящей через нее, как показано ниже. У некоторых диодов и анод, и катод отмечены как положительные и отрицательные, но простой способ запомнить, как протекает ток в диоде, — это следовать направлению стрелки.

Стрелка на символе диода указывает направление протекания тока.

В настоящее время большинство диодов изготавливаются из двух самых популярных полупроводниковых материалов в электронике — кремния или германия. Но если вы что-нибудь знаете о полупроводниках, то знаете, что в естественном состоянии ни один из этих элементов не проводит электричество. Так как же заставить электричество течь через кремний или германий? С помощью маленького волшебного трюка под названием допинг.

Легирование полупроводников

Полупроводниковые элементы странные.Возьмем, к примеру, кремний. Днем это изолятор, но если вы добавите в него примеси с помощью процесса, называемого легированием, то вы дадите ему волшебную способность проводить электричество ночью.

Из-за их двойных свойств изолятора и проводника полупроводники нашли свою идеальную нишу в компонентах, которые должны управлять потоком электрического тока в виде диодов и транзисторов. Вот как происходит процесс легирования в типичном куске кремния.

 

  • Вырасти.Во-первых, кремний выращивают в строго контролируемой лабораторной среде. Это называется чистой комнатой, что означает, что в ней нет пыли и других загрязнений.
  • Допинг это отрицательно. Поскольку кремний вырос, пришло время его легировать. Этот процесс может идти одним из двух путей. Первый заключается в легировании кремния сурьмой, что дает ему несколько дополнительных электронов и позволяет кремнию проводить электричество. Он называется кремнием n-типа, или кремнием отрицательного типа, потому что в нем больше отрицательных электронов, чем обычно.
  • Допинг положительный. Вы также можете легировать кремний в обратном порядке. При добавлении бора к кремнию электроны удаляются из атома кремния, оставляя кучу пустых дыр там, где должны быть электроны. Это называется кремнием p-типа или кремнием положительного типа.
  • Объединить . Теперь, когда ваши кусочки кремния легированы как положительно, так и отрицательно, вы можете собрать их вместе. Соединяя кремний n-типа и p-типа вместе, вы создаете то, что называется соединением.

 

Именно в этом перекрестке, который можно представить как нейтральную зону, происходит вся магия диода.Допустим, вы соединили кремний n-типа и p-типа вместе, а затем подключили батарею, создав цепь. Что случится?

В этом случае отрицательная клемма подключена к кремнию n-типа, а положительная клемма подключена к кремнию p-типа. А ничейная территория между двумя кусками кремния? Ну, он начинает сжиматься, и начинает течь электрический ток! Это состояние диода с прямым смещением, о котором мы говорили в начале.

Правильное подключение батареи к кремнию n-типа и p-типа позволяет току проходить через соединение.(Источник изображения)

Теперь предположим, что вы подключили аккумулятор наоборот, с отрицательным полюсом, подключенным к кремнию p-типа, и положительным полюсом, подключенным к кремнию n-типа. Здесь происходит то, что нейтральная полоса между двумя кусками кремния становится шире, и ток вообще не течет. Это состояние с обратным смещением, которое может принимать диод.

Подсоедините аккумулятор в непреднамеренном направлении, и ваш диод остановит протекание тока между n-типом и p-типом.(Источник изображения)

Прямое напряжение и поломки

Когда вы работаете с диодами, вы узнаете, что для того, чтобы один из них пропускал ток, требуется очень определенное положительное напряжение. Напряжение, необходимое для включения диода, называется прямым напряжением (VF). Вы также можете увидеть, что это называется напряжением включения или напряжением включения.

Чем определяется это прямое напряжение? Полупроводниковый материал и типа . Вот как это разбивается:

 

  • Кремниевые диоды.Использование диода на основе кремния потребует прямого напряжения от 0,6 до 1 В.
  • Германиевые диоды. Использование диода на основе германия потребует меньшего прямого напряжения около 0,3 В.
  • Другие диоды. Для специализированных диодов, таких как светодиоды, требуется более высокое прямое напряжение, тогда как для диодов Шоттки (см. ниже) требуется более низкое прямое напряжение. Лучше всего проверить техническое описание вашего конкретного диода, чтобы определить его номинальное прямое напряжение.

 

Я знаю, что мы все это время говорили о диодах, пропускающих ток только в одном направлении, но это правило можно нарушить.Если вы приложите огромное отрицательное напряжение к диоду, то вы сможете изменить направление его тока! Конкретная величина напряжения, вызывающая возникновение этого обратного потока, называется напряжением пробоя . Для обычных диодов напряжение пробоя составляет от -50 до -100 В. Некоторые специализированные диоды даже предназначены для работы при этом отрицательном напряжении пробоя, о котором мы поговорим позже.

Семейство диодов — наконец-то вместе

Существует множество диодов, каждый со своими особыми способностями.И хотя каждый из них имеет общую основу для ограничения потока тока, вы можете использовать эту общую основу для создания множества различных применений. Давайте проверим каждого члена семейства диодов!

Стандартные диоды

Ваш средний диод. Стандартные диоды имеют умеренные требования к напряжению и низкий максимальный номинальный ток.

Стандартный повседневный диод, доступный в Digi-Key, обратите внимание на серебряную полоску, которая отмечает конец катода. (Источник изображения)

Выпрямительные диоды

Это более мощные братья и сестры стандартных диодов и имеют более высокий максимальный номинальный ток и прямое напряжение.В основном они используются в источниках питания.

Более мощные аналоги стандартного диода, разница заключается в большем номинальном токе и прямом напряжении.

Диоды Шоттки

Это причудливый родственник семейства диодов. Диод Шоттки пригодится, когда вам нужно ограничить величину потерь напряжения в вашей цепи. Вы можете идентифицировать диод Шоттки на схеме, найдя типичный символ диода с добавлением двух новых изгибов (S-образная форма) на выводе катода.

Найдите изгибы на катодном конце диода, чтобы быстро определить, что это диод Шоттки.

Стабилитроны

Зенеровские диоды являются паршивой овцой в семействе диодов. Эти ребята привыкли посылать электрический ток в противоположном направлении! Они делают это, используя напряжение пробоя, которое мы обсуждали выше, также называемое пробоем Зенера. Используя эту пробойную способность, стабилитроны отлично подходят для создания стабильного опорного напряжения в определенном месте цепи.

Зенеровский диод разительно отличается от остальных диодов семейства и может передавать ток от катода к аноду. (Источник изображения)

Фотодиоды

Photodiodes — мятежные подростки в семействе диодов. Вместо того, чтобы просто пропускать ток через цепь, фотодиоды улавливают энергию источника света и превращают ее в электрический ток. Вы найдете их для использования в солнечных панелях, а также в оптической связи.

Фотодиоды поглощают энергию света и превращают ее в электрический ток.(Источник изображения)

Светодиоды (LED)

Сияющие звезды семейства диодов. Как и стандартные диоды, светодиоды позволяют току течь только в одном направлении, но с изгибом! Когда подается правильное прямое напряжение, эти светодиоды загораются яркими цветами. Но вот в чем загвоздка: определенные цвета светодиода требуют разного прямого напряжения. Например, для синего светодиода требуется прямое напряжение 3,3 В, тогда как для красного светодиода требуется всего 2,2 В, чтобы он начал светиться.

Что делает эти светодиоды такими чертовски популярными?

  • Эффективность .Светодиоды излучают свет электронным способом, не выделяя тонны тепла, как традиционные лампы накаливания. Это позволяет им экономить тонну энергии.
  • Контроль. Светодиодами также очень легко управлять в электронной схеме. Пока перед ними стоит резистор, они должны работать!
  • Недорого. Светодиоды также очень недороги и рассчитаны на длительный срок службы. Вот почему вы обнаружите, что они так часто используются в сигналах светофора, дисплеях и инфракрасных сигналах.

Светодиоды бывают разных форм и цветов, для каждого из которых требуется разное прямое напряжение! (Источник изображения)

Наиболее распространенные области применения диодов

Поскольку диоды бывают самых разных форм, размеров и конфигураций, их использование в наших электронных схемах столь же богато! Вот лишь несколько вариантов использования диодов:

Преобразование переменного тока в постоянный

Процесс преобразования переменного тока (AC) в постоянный ток (DC) может осуществляться только с помощью диодов! Этот процесс выпрямления (преобразования) тока — это то, что позволяет вам подключать всю вашу повседневную электронику постоянного тока к розетке переменного тока в вашем доме.Существует два типа приложений преобразования, в которых диод играет свою роль:

  • Полуволновое выпрямление. Для этого преобразования требуется только один диод. Если вы посылаете сигнал переменного тока в цепь, то ваш единственный диод отсекает отрицательную часть сигнала, оставляя только положительный вход в виде волны постоянного тока.

    Одиночный диод в схеме однополупериодного выпрямителя, отсекающий отрицательный конец сигнала переменного тока. (Источник изображения)

  • Полноволновое мостовое выпрямление .В этом процессе преобразования используются четыре диода. И вместо того, чтобы просто отсекать отрицательную часть сигнала переменного тока, как в однополупериодном выпрямителе, этот процесс фактически преобразует все отрицательные волны в сигнале переменного тока в положительные волны для сигнала, готового к постоянному току.

    Двухполупериодный мостовой выпрямитель делает шаг вперед, преобразовывая весь положительный и отрицательный сигнал переменного тока в постоянный. (Источник изображения)

Контроль скачков напряжения

Вы также обнаружите, что диоды используются в приложениях, где могут возникать неожиданные скачки напряжения.Диоды в этих приложениях могут ограничить любое повреждение, которое может произойти с устройством, поглощая любое избыточное напряжение, попадающее в диапазон напряжения пробоя диода.

Защита вашего настоящего

Наконец, вы также найдете диоды, используемые для защиты чувствительных цепей. Если вы когда-нибудь разбивали аккумулятор неправильно и ничего не взрывалось, то можете поблагодарить за это свой дружелюбный диод. Размещая диод последовательно с положительной стороной источника питания, он гарантирует, что ток течет только в правильном направлении.

Пришло время освободиться

Ну вот, контрольный диод и все его сумасшедшие члены семьи! Диоды имеют множество применений, от питания этих ярко-красочных светодиодных ламп до преобразования переменного тока в постоянный. Но почему диод не получил такой же широкой известности, как транзистор или интегральная схема, несмотря на все эти замечательные применения? Мы думаем, что это связано с тем, что на кухне слишком много поваров. Первый диод был обнаружен почти 150 лет назад, и с тех пор сотни инженеров и ученых приложили свои усилия, чтобы улучшить это открытие.Несмотря на свою долгую историю со многими личностями, некоторые до сих пор считают диод четвертым по важности изобретением после колеса.

Знаете ли вы, что Autodesk EAGLE включает в себя множество бесплатных библиотек диодов, которые вы можете начать использовать уже сегодня? Забудьте о создании деталей, попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно уже сегодня!

Обходные диоды | PVEducation

Разрушительное воздействие точечного нагрева можно избежать с помощью обходного диода. Байпасный диод подключен параллельно, но с противоположной полярностью, к солнечному элементу, как показано ниже.При нормальной работе каждый солнечный элемент будет смещен в прямом направлении, поэтому обходной диод будет смещен в обратном направлении и фактически будет разомкнутой цепью. Однако, если солнечный элемент смещен в обратном направлении из-за несоответствия токов короткого замыкания между несколькими последовательно соединенными элементами, то обходной диод проводит, тем самым позволяя току от исправных солнечных элементов течь во внешней цепи, а не смещать в прямом направлении каждый из них. хорошая клетка. Максимальное обратное смещение на плохой ячейке уменьшается примерно до одного падения диода, таким образом ограничивая ток и предотвращая нагрев точки перегрева.Работа обходного диода и влияние на ВАХ показаны на анимации ниже.

Протекание тока для двух последовательно соединенных элементов и эффект обходного диода. Анимация автоматически переходит от одного состояния к другому.

Влияние обходного диода на ВАХ можно определить, сначала найдя ВАХ одного солнечного элемента с обходным диодом, а затем объединив эту кривую с ВАХ других солнечных элементов. Байпасный диод воздействует на солнечный элемент только при обратном смещении.Если обратное смещение больше напряжения колена солнечного элемента, то диод включается и проводит ток. Комбинированная кривая IV показана на рисунке ниже.

ВАХ солнечной батареи с обходным диодом.

Предотвращение перегрева с помощью обходного диода. Для ясности в примере используется всего 10 ячеек, 9 из которых не закрашены, а 1 закрашена. Типичный модуль содержит 36 ячеек, и последствия рассогласования токов еще хуже без шунтирующего диода, но менее важны с шунтирующим диодом.Анимация движется автоматически. Вам не нужно нажимать, чтобы продолжить.

На практике, однако, один обходной диод на солнечный элемент, как правило, слишком дорог, и вместо этого обходные диоды обычно размещаются между группами солнечных элементов. Напряжение на заштрихованном или слаботочном солнечном элементе равно напряжению прямого смещения других последовательных элементов, которые используют один и тот же обходной диод, плюс напряжение обходного диода. Это показано на рисунке ниже. Напряжение на незатененных солнечных элементах зависит от степени затенения слаботочного элемента.Например, если элемент полностью заштрихован, то незатененные солнечные элементы будут смещены в прямом направлении из-за их тока короткого замыкания, и напряжение будет около 0,6 В. Если плохой элемент затенен лишь частично, часть тока от хороших элементов может протекать через цепь, а оставшаяся часть используется для прямого смещения каждого перехода солнечного элемента, вызывая более низкое напряжение прямого смещения на каждом элементе. Максимальное рассеивание мощности в заштрихованной ячейке примерно равно генерирующей способности всех ячеек в группе.Максимальный размер группы на диод без повреждения составляет около 15 ячеек на обходной диод для кремниевых ячеек. Таким образом, для обычного модуля с 36 ячейками используются 2 обходных диода, чтобы гарантировать, что модуль не будет уязвим к повреждению в «горячих точках».

Обходные диоды между группами солнечных элементов. Напряжение на незатененных солнечных элементах зависит от степени затенения бедного элемента. На рисунке выше условно показано 0,5 В.

Понимание спецификаций, параметров и номиналов диодов » Electronics Notes

Диоды

могут показаться простыми, но они имеют множество технических характеристик, параметров и номинальных значений, которые необходимо понимать при выборе диода в качестве замены или для новой конструкции электронной схемы.


Учебное пособие по диодам Включает:
Типы диодов Характеристики и номиналы диодов PN-переходной диод ВЕЛ PIN-диод Диод с барьером Шоттки Солнечная батарея / фотоэлектрический диод Варактор / варикап Стабилитрон


Понимание спецификаций, параметров и номинальных характеристик диодов может быть ключом к выбору правильного электронного компонента для конкретной конструкции электронной схемы, будь то стандартная схема, конструкция источника питания, ВЧ-схема или что-то еще.

При огромном разнообразии диодов, доступных на рынке, выбор необходимого не всегда может показаться легким, и понимание спецификаций и спецификаций для выбора правильного диода имеет решающее значение.

Большинство спецификаций, номиналов и параметров относительно просты для понимания, особенно с небольшими пояснениями, но для некоторых может потребоваться немного больше пояснений, или они могут быть применимы к ограниченному количеству диодов.

Помимо спецификаций, касающихся электрических характеристик, большое значение имеют также физические размеры.Диоды поставляются в различных упаковках, включая корпуса с проволочными наконечниками, а также диоды высокой мощности, которые крепятся болтами к радиаторам, а благодаря огромному количеству высокоавтоматизированного производства и сборки печатных плат компоненты технологии поверхностного монтажа — диоды SMD используются в огромных количествах.

Соответственно, некоторые спецификации диодов будут применимы ко всем этим электронным компонентам и к общим конструкциям электронных схем; другие будут применимы к проектам источников питания, другие — к проектам ВЧ, а третьи — к другим конкретным областям проектирования схем.

Технические характеристики диода, номиналы и параметры

Технические характеристики диодов приведены в технических описаниях и содержат описание характеристик конкретного устройства. Проверка рабочих параметров позволит оценить диод на предмет того, будет ли он обеспечивать требуемые характеристики для своей предполагаемой функции в электронной схеме.

Различные параметры спецификации более применимы для диодов, используемых в различных приложениях, различных конструкциях электронных схем и т. д.Для силовых приложений важны такие аспекты, как допустимый ток, прямое падение напряжения, температура перехода и т.п., но для ВЧ-схем большой интерес часто представляют емкость и напряжение включения.

В приведенных ниже аспектах подробно описаны некоторые из наиболее широко используемых параметров или спецификаций, используемых в технических описаниях для большинства типов диодов.

В приведенном ниже списке приведены подробные сведения о различных характеристиках диодов, а также параметры диодов, приведенные в технических описаниях и спецификациях диодов.

Полупроводниковый материал

Полупроводниковый материал, используемый в диоде с PN-переходом, имеет первостепенное значение, поскольку используемый материал влияет на многие основные характеристики и свойства диода. Кремний и германий — два широко используемых материала:

  • Кремний:   Кремний является наиболее широко используемым материалом, поскольку он обеспечивает высокий уровень производительности для большинства приложений и низкие производственные затраты. Технология кремния хорошо известна, и кремниевые диоды можно производить дешево.Напряжение прямого включения составляет около 0,6 В, что является высоким показателем для некоторых приложений, хотя для диодов Шоттки оно меньше.
  • Германий:  Германий менее широко используется, но обеспечивает низкое напряжение включения от 0,2 до 0,3 В.

Другие материалы обычно используются для более специализированных диодов. Например, в светодиодах используются составные материалы для обеспечения различных цветов.

Тип диода

Хотя в основе конструкции большинства диодов лежит PN-переход, разные типы диодов имеют разные характеристики и иногда могут работать по-разному.

Ключевым моментом является выбор правильного типа диода для любой электронной схемы.

Стабилитроны

используются для обеспечения опорного напряжения, в то время как варакторные диоды используются для обеспечения переменного уровня емкости в схеме ВЧ в соответствии с обеспеченным обратным смещением. Выпрямительные диоды могут использовать простой диод с PN-переходом или, в некоторых случаях, они могут использовать диод Шоттки для более низкого прямого напряжения.

Какой бы ни была конструкция схемы, необходимо использовать электронный компонент правильного типа для получения требуемой функциональности и производительности.

Спецификация прямого падения напряжения, Вф

Любое электронное устройство, пропускающее ток, создаст на нем результирующее напряжение, и эта характеристика диода имеет большое значение, особенно для выпрямления мощности, где потери мощности будут выше при большом прямом падении напряжения. Кроме того, диоды для радиочастотных конструкций часто нуждаются в небольшом прямом падении напряжения, поскольку сигналы могут быть небольшими, но все же должны преодолевать его.

Напряжение на диоде PN-перехода возникает по двум причинам.Первый характер полупроводникового PN-перехода и возникает из-за напряжения включения, упомянутого выше. Это напряжение позволяет преодолеть обедненный слой и пропустить ток.

Второй возникает из-за нормальных резистивных потерь в устройстве. В результате будет получено значение прямого падения напряжения при заданном уровне тока. Этот показатель особенно важен для выпрямительных диодов, через которые могут проходить значительные уровни тока.

В частности, для силовых выпрямительных диодов график прямого падения напряжения для различных уровней тока обычно предоставляется в листе технических данных.Это будет иметь диапазон типичных цифр, и с его помощью можно определить диапазон падения напряжения для ожидаемых уровней тока, которые будут переноситься. Затем можно определить мощность, которая будет рассеиваться в области перехода диода.

Спецификация пикового обратного напряжения, PIV:

Эта характеристика диода представляет собой максимальное напряжение, которое диод может выдержать в обратном направлении. Это напряжение не должно превышаться, иначе устройство может выйти из строя.

Спецификация PIV особенно применима к конструкциям цепей питания, в которых обычно присутствуют более высокие напряжения.

Пиковое обратное напряжение — это не просто среднеквадратичное напряжение входящего сигнала. Каждая конструкция электронной схемы должна рассматриваться с точки зрения ее достоинств, но для простого однодиодного однополупериодного выпрямителя со сглаживающим конденсатором какой-либо формы следует помнить, что конденсатор будет удерживать напряжение, равное пику формы волны входящего напряжения. .

Тогда диод также увидит пик входящего сигнала в обратном направлении и, следовательно, в этих условиях он увидит пик обратного напряжения, равный размаху сигнала.

Спецификация напряжения обратного пробоя, В

(BR)R

Эта спецификация немного отличается от пикового обратного напряжения тем, что это напряжение является точкой, при которой диод пробивается.

ВАХ диода PN, показывающая обратный пробой

Диод выдерживает обратное напряжение до определенного момента, а затем пробивает. В некоторых диодах и в некоторых цепях это приведет к неустранимому повреждению, хотя для стабилитронов/диодов опорного напряжения сценарий обратного пробоя используется для опорного напряжения, хотя схема должна быть разработана для ограничения протекающего тока, в противном случае диод может выйти из строя. уничтожен.

Максимальный прямой ток

Для электронных схем, которые несут какие-либо значительные уровни тока, необходимо убедиться, что максимальные уровни тока для диода не превышаются.

По мере повышения уровня тока рассеивается дополнительное тепло, которое необходимо удалить. Также нельзя превышать плотность тока в переходе, иначе может произойти перегорание.

Выбор диода для конструкции схемы, который может безопасно работать с током, а также обеспечивает хороший запас (обычно работающий при 60% или меньше), гарантирует, что надежность всей схемы будет достаточно высокой.

Рабочая температура соединения

Как и все электронные компоненты, диоды имеют максимальную рабочую температуру. В техпаспорте будет раздел с указанием максимальной температуры перехода. По мере повышения температуры перехода надежность будет падать в долгосрочной перспективе. Если максимальная температура перехода превышена, диод, скорее всего, выйдет из строя и даже может загореться.

Следует помнить, что температура перехода относится к самому диодному переходу внутри корпуса, а не к температуре корпуса.В любой электронной схеме должен быть допустим очень хороший запас между температурой корпуса и температурой перехода.

Часто в листе технических данных приводятся кривые, позволяющие определить температуру перехода. Также можно рассчитать температуру перехода, зная ток, прямое падение напряжения и тепловое сопротивление: характеристики, которые указаны в технических описаниях, а также упоминаются здесь.

Принимая во внимание аспекты долгосрочной надежности, всегда лучше, чтобы диод работал в пределах его номинальных значений.Это дает хороший запас для обеспечения надежной долговременной работы и для диода, чтобы выдерживать любые кратковременные пики. Это касается любого электронного компонента.

Тепловое сопротивление перехода к окружающей среде, Θ

JA

Этот параметр спецификации диода измеряется в °C на ватт, и это означает, что на каждый ватт, рассеиваемый в переходе, будет заданное превышение температуры над окружающей средой. Это означает, что для диода с тепловым сопротивлением перехода к окружающей среде 50 °C/Вт температура перехода будет повышаться на 50 °C на каждый ватт рассеиваемой мощности.

Тепловое сопротивление перехода к окружающей среде на самом деле представляет собой сумму ряда отдельных площадей диода: тепловое сопротивление переход-корпус, тепловое сопротивление корпус-поверхность и тепловое сопротивление поверхность-окружающая среда, как показано на этом рисунке. формула: θ JA = θ JC + θ CS + θ SA .

Эта общая спецификация является ключом к возможности определения фактической рабочей температуры перехода — ключевого параметра, который необходимо контролировать при разработке схемы, в которой диоды пропускают значительный ток, так что проходящий ток вызывает рассеивание мощности.

Температуру перехода можно рассчитать по формуле:

Где:
    T J температура перехода
    T AMB = температура окружающей среды
    Θ JA = тепловое сопротивление перехода к окружающей среде.

Спецификация тока утечки

Если бы был доступен идеальный диод, то при обратном смещении ток не протекал бы. Обнаружено, что для реального диода с PN-переходом очень небольшое количество тока течет в обратном направлении из-за неосновных носителей в полупроводнике.Уровень тока утечки зависит от трех основных факторов. Обратное напряжение, очевидно, имеет большое значение. Он также зависит от температуры, заметно увеличиваясь с температурой. Также обнаружено, что это очень зависит от типа используемого полупроводникового материала — кремний намного лучше, чем германий.

ВАХ PN-диода, показывающая параметр тока утечки

Характеристика тока утечки или спецификация для диода с PN-переходом указывается при определенном обратном напряжении и определенной температуре.Спецификация обычно определяется в микроамперах, мкА или пикоамперах, пА, поскольку уровни обычно очень низки до того, как произойдет обратный пробой.

Стоит отметить, что стандартные кремниевые диоды, составляющие подавляющее большинство используемых диодов, имеют очень низкий уровень обратного тока, а германиевые диоды, а также диоды Шоттки имеют более высокий уровень обратного тока. Оба этих последних типа диодов находят применение в радиочастотных конструкциях, а диоды Шоттки — также в силовых приложениях.

Емкость перехода:

Все диоды с PN-переходом имеют определенный уровень емкости перехода.Область обеднения представляет собой диэлектрическое расстояние между двумя пластинами, которые эффективно формируются на краю области обеднения и области с основными носителями.

Фактическое значение емкости зависит от обратного напряжения, которое вызывает изменение области истощения. Увеличение обратного напряжения увеличивает размер обедненной области и расстояние между двумя проводящими областями. Следовательно, это уменьшает емкость.

Типичная кривая напряжения и емкости для варакторного диода

Этот факт хорошо используется в варакторных или варикапных диодах и широко используется в генераторах с регулируемой частотой, фильтрах с регулируемой частотой и других радиочастотных конструкциях.

Однако для многих других применений, особенно для некоторых радиочастотных конструкций, где паразитная емкость на диоде может повлиять на производительность, это необходимо свести к минимуму. Поскольку емкость важна, она указана.

Параметр обычно указывается в виде заданной емкости (обычно в пФ, поскольку уровни емкости относительно низки) при заданном напряжении или напряжениях. Кроме того, для многих ВЧ-приложений доступны специальные диоды с малой емкостью.

Следует отметить, что во многих силовых выпрямителях емкость достаточно мала, чтобы не быть проблемой.Например, емкость перехода 1N4001 и 1N4004 составляет всего 15 пФ при обратном напряжении 4 В и меньше при повышении напряжения. Диоды с более высоким напряжением могут быть меньше — у 1N4007 емкость перехода 8 пФ при обратном напряжении 4 вольта.

Соответственно, только при повышении частоты замечается влияние емкости. Поскольку уровни емкости низкие, частоты примерно до 100 кГц часто не затрагиваются им, и в большинстве случаев его можно игнорировать вплоть до еще более высоких частот.

Тип упаковки:

Диоды

могут быть смонтированы в различных корпусах в соответствии с их применением, и в некоторых случаях, особенно при проектировании ВЧ, корпус является ключевым элементом, определяющим общие характеристики ВЧ-диодов.

Кроме того, для силовых приложений, где важно рассеивание тепла, корпус может определять многие общие параметры диода, поскольку для мощных диодов могут потребоваться корпуса, которые можно прикрепить к радиатору болтами, в то время как небольшие сигнальные диоды, для которых рассеивание тепла не является проблемой, могут быть доступны в форматы с выводами или в качестве устройств для поверхностного монтажа.

Также могут быть доступны диоды большой мощности в качестве мостовых выпрямителей, содержащих четыре диода в мосте, подходящем для приложений волнового выпрямления.

Диоды для поверхностного монтажа, диоды SMD используются в огромных количествах, потому что большая часть производства электроники и сборки печатных плат осуществляется с использованием автоматизированных методов, и технология поверхностного монтажа подходит для этого.

Схема мостового выпрямителя и маркировка

В дополнение к этому, диоды доступны как в корпусах с выводами, так и в корпусах, использующих технологию поверхностного монтажа, в зависимости от диода.Большинство ВЧ-диодов и диодов малой мощности доступны в корпусах с технологией поверхностного монтажа, что делает их более подходящими для крупносерийного производства.

Схемы кодирования и маркировки диодов

Номера деталей большинства используемых диодов соответствуют схемам JEDEC или Pro-Electron. Такие номера, как 1N4001, 1N916, BZY88 и многие другие, хорошо знакомы всем, кто занимается проектированием и производством электроники.

Однако при использовании методов автоматизированной сборки печатных плат и технологии поверхностного монтажа обнаруживается, что многие устройства слишком малы, чтобы нести полный номер, который можно было бы использовать в техническом паспорте.В результате была разработана довольно произвольная система кодирования, при которой на упаковке устройства имеется простой двух- или трехзначный идентификационный код.

Обычно его можно разместить на небольших корпусах диодов для поверхностного монтажа. Однако определить заводской номер типа SMD-диода по коду упаковки может быть непросто на первый взгляд. Есть несколько полезных кодовых книг SMD, которые предоставляют данные для этих устройств. Например, код «13s» указывает на диод BAS125 для поверхностного монтажа в корпусе SOT23 или SOT323.

Пример типичных характеристик диода

Несмотря на то, что существует множество различных диодов с большим количеством различных спецификаций, иногда полезно увидеть, что представляют собой различные спецификации и параметры и как они выражены в формате, аналогичном тому, который представлен в технических описаниях.

Типовые характеристики / технические характеристики 1N5711
Характеристика Типичное значение Блок Детали
Максимальное блокирующее напряжение постоянного тока, В·р 70 В
Макс. прямой непрерывный ток, Ifm 15 мА
Напряжение обратного пробоя, В(BR)R 70 В при обратном токе 10 мкА
Обратный ток утечки, IR 200 мкА При VR=50В
Прямое падение напряжения, VF 0.41

1,00

В при ПЧ = 1,0 мА

ПЧ = 15 мА

Емкость перехода, Дж 2,0 пФ VR = 0 В, f=1 МГц
Время обратного восстановления, трр 1 нс

1N5711 — довольно стандартный маломощный диод, и в спецификации указаны значения, которые он обеспечивает. Ключевым моментом является соответствие его характеристик характеристикам схемотехники.Другие полупроводниковые диоды будут иметь другие рабочие параметры и могут быть применимы для различных приложений и схем. Это только примерная спецификация, и другие диоды могут иметь совершенно другие уровни производительности.

Огромное количество диодов имеют огромное количество различных характеристик. Некоторые диоды могут быть предназначены исключительно для выпрямления, тогда как другие могут быть предназначены для излучения света, обнаружения света, работы в качестве источника опорного напряжения, обеспечения переменной емкости и т.п.Диоды также поставляются в различных упаковках, и подавляющее большинство из них в наши дни продаются как диоды для поверхностного монтажа для автоматизированной сборки печатных плат.

Независимо от типа диода, многие из основных характеристик, параметров и номиналов, упомянутых выше, будут важны. Понимание ключевых параметров и номиналов этих электронных компонентов при просмотре спецификаций в технических описаниях является ключом к выбору правильного диода.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.