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.

• Устройство и принцип работы
• Основные виды
• Область применения

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.

Что такое диод для чего нужен?

Что такое диод для чего нужен?

Диоды широко используются для преобразования переменного тока в постоянный (точнее, в однонаправленный пульсирующий; см. выпрямитель). … Если соединено последовательно и согласно (в одну сторону) несколько диодов, пороговое напряжение, необходимое для отпирания всех диодов, увеличивается.

Что такое диод простыми словами?

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.

Что такое диод и как он работает?

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.

Что такое диод для чайников?

Диод — простейший полупроводниковый прибор, который можно встретить сегодня на печатной плате любого электронного устройства. … Данное устройство диода обеспечивает ему уникальное свойство — он проводит ток лишь в одном (прямом) направлении, от анода — к катоду.

Что делает диод в схеме?

Диод – это полупроводниковый прибор с одним p-n переходом, имеющий два вывода (анод и катод), и предназначенный для выпрямления, детектирования, стабилизации, модуляции, ограничения и преобразования электрических сигналов.

Для чего нужны выпрямительные диоды?

Выпрями́тельные дио́ды — диоды, используемые для преобразования переменного тока в постоянный. На смену электровакуумным диодам и игнитронам пришли диоды из полупроводниковых материалов и диодные мосты (четыре диода в одном корпусе).

Как работает выпрямительный диод?

Как и любой другой диод, выпрямительные диоды работают с постоянным напряжением и током. Выпрямительный диод, как и его собраться пропускает ток лишь в одну сторону, при этом, он отсеивает одну полярность. Все эти свойства объясняются устройством этого полупроводникового радиокомпонента.

Какую функцию выполняет стабилитрон в источниках питания?

Полупроводнико́вый стабилитро́н, или диод Зенера — полупроводниковый диод, работающий при обратном смещении в режиме пробоя. … Основное назначение стабилитронов — стабилизация напряжения. Серийные стабилитроны изготавливаются на напряжения от 1,8 В до 400 В.

Как выглядит стабилитрон на схеме?

п. Стабилитрон очень похож на диод, поскольку его полупроводниковый кристалл помещен в аналогичный корпус. Условное графическое обозначение стабилитрона на чертежах электрических схем также похоже на обозначение диода, только со стороны катода добавлена короткая горизонтальная черточка, направленная в сторону анода.

Какую функцию выполняет диодный мост в источниках питания?

Диодный мост – это одно из схемотехнических решений, на основе которого выполняется функция выпрямления переменного тока. Как известно, для работы большинства приборов требуется не переменный ток, а постоянный. … С его помощью производят двухполупериодное выпрямление переменного тока.

Какие бывают стабилитроны?

• Стабилитроны
• Типы варикапов
• Выпрямительные диоды
• универсальные диоды
• Транзисторы малой мощности
• Сверхвысокочастотные Транзисторы
• Выпрямительные столбы и блоки
• Транзисторы большой мощности

Как отличить стабилитрон от диода в стеклянном корпусе?

Например, современные маломощные импортные в стеклянном корпусе выглядят как диоды типа 1N4148. Отличить их можно по маркировке: на диодах есть надпись «4148», на стабилитронах же обычно указано напряжение стабилизации, например «5,6V», «9,1V» и т.

Как проверить стабилитрон мультиметром на плате?

Чтобы убедиться в исправности стабилитрона переключаем мультиметр на диапазон измерения сопротивления в килоомах и проводим измерение. При исправном приборе, показания должны лежать в пределах десятков и сотен тысяч Ом. То есть он пропускает ток, как обычный диод.

Как проверить мультиметром стабилитрон?

Проверка мультиметром Проверка производится аналогично диоду. Если включить мультиметр в режим измерения сопротивления, то при подключении к стабилитрону в прямом направлении (красный щуп к аноду) прибор покажет минимальное сопротивление, а в обратном — бесконечность. Это говорит об исправности полупроводника.

Как проверить диод Зенера?

Проверяем выпрямительный диод и стабилитрон При присоединении красного провода («+») к аноду, а черного («-») к катоду дисплей мультиметра (или омметра) отобразит значение порогового напряжения тестируемого диода. После того, как меняем полярность, прибор должен показать бесконечно большое сопротивление.

Как узнать на сколько вольт стабилитрон?

Оптимальное напряжение питания – 25В. Если стабилитрон подсоединён правильно – анодом к X1, катодом к X2, то вольтметр покажет его напряжение стабилизации, а если неправильно – какое-то очень малое напряжение около нуля.

Как проверить стабилитрон?

Проверка стабилитрона мультиметром производится по аналогии с проверкой диода. Проверяют стабилитрон фактически любым тестером в режиме проверки диода или в режиме омметра. Исправный стабилитрон всегда должен проводить ток только в одном направлении, собственно как и диод.

Как проверить работу диода?

Проверяем первый диод. Один щуп мультиметра ставим на один конец диода, другой щуп на другой конец диода. Как мы видим, мультиметр показал напряжение в 436 милливольт. Значит, конец диода, который касается красный щуп – это анод, а другой конец – катод.

Как отличить диод Шоттки от обычного?

Диоды Шоттки благодаря своему быстродействию зачастую используются в импульсных стабилизаторах , а также в выпрямителях блоках питания ПК. Проверка на исправность диода Шоттки ничем особо не отличается от проверки самого обычного диода , она проводиться по единому принципу.

Как проверить падение напряжения на диоде?

Падение напряжения можно измерить мультиметром, в режиме проверки диодов. Он показывает падение в вольтах. И это падение обязательно надо учитывать, особенно в слаботочных цепях. Например, развязываете вы диодом какой-нибудь вывод микроконтроллера, с уходящим от него сигналом.

Как проверить светодиодные лампы мультиметром?

Для проверки светодиода мультиметром необходимо перевести прибор в режим прозвона диодов, далее:

1. к аноду, то есть, положительному электроду подключается красный (положительный) щуп мультиметра;
2. к катоду – отрицательному электроду, подключается черный (отрицательный) щуп мультиметра;

Как проверить светодиодную лампу тестером на светодиодном прожекторе?

Методы проверки мультиметром ИК светодиода и обычного — одинаковы. Еще один способ как проверить инфракрасный светодиод на исправность – подпаять параллельно ему LED красного свечения. Он будет служить наглядным показателем работы ИК диода. Если он мерцает, значит сигналы на диод поступают и нужно менять ИК диод.

Что такое диод? — Инженерное мышление

В этой статье мы объясним, что такое диод и как он работает.

Прокрутите вниз, чтобы посмотреть учебник YouTube l.

Диод выглядит примерно так и бывает разных размеров. Как правило, они имеют черный цилиндрический корпус с полосой на одном конце, а также несколько выводов, которые позволяют нам подключить его к цепи. Этот конец известен как анод, а этот конец — как катод, но мы увидим, что это значит, позже в этой статье.

Вы также можете получить другие формы, такие как диод Зенера или светодиод, который является светоизлучающим диодом, но мы не будем рассматривать их в этой статье.

Диод позволяет току течь только в одном направлении в цепи, если мы представим себе водопроводную трубу с установленным поворотным клапаном, когда вода течет по трубе, она откроет поворотный затвор и продолжит течь. Однако, если вода изменит направление, вода закроет ворота, и это предотвратит их течение. Поэтому вода может течь только в одном направлении.

Это очень похоже на диод, мы используем их для управления направлением тока в цепи, теперь я анимировал это видео, используя поток электронов, который течет от отрицательного к положительному. Однако вы, возможно, привыкли видеть обычный поток, который является традиционным в электронной технике, и именно здесь электроны текут от положительного к отрицательному. Электронный поток — это то, что происходит на самом деле, но вы все еще можете встретить обычные токи, поскольку эти объяснения легче понять. Просто чтобы знать о двух и о том, какой из них мы используем.

Итак, если мы подключим диод к простой схеме светодиодов, подобной этой, мы увидим, что светодиод включится только тогда, когда диод установлен правильно, и это потому, что он позволяет току течь только в одном направлении. Таким образом, в зависимости от того, как установлен диод, он будет действовать как проводник или изолятор. Для того чтобы краска действовала как проводник, конец полоски соединяется с минусом, а черный конец — с плюсом. Это позволяет течь току. Мы называем это смещением вперед.

если мы перевернем диод, он будет действовать как индикатор, и ток не сможет течь, и мы называем это обратным смещением. Как уже упоминалось, мы используем диоды для управления направлением тока в цепи. Это полезно, например, для защиты нашей схемы, если источник питания был подключен задом наперед. Диод может блокировать ток и обеспечивать безопасность наших компонентов. Мы также можем использовать их для преобразования переменного тока в постоянный. Как вы, возможно, знаете, переменный или переменный ток перемещает электроны вперед и назад, создавая синусоидальную волну с положительной и отрицательной половиной. Но постоянный или постоянный ток перемещает электроны только в одном направлении, что дает нам плоскую линию в положительной области. Если мы подключим первичную сторону трансформатора к источнику переменного тока, а затем подключим вторичную сторону к одному диоду, диод пропустит только половину волны и заблокирует ток в противоположном направлении. Таким образом, вторичная сторона цепи испытывает только положительную половину цикла, поэтому теперь это очень грубая цепь постоянного тока. Хотя ток пульсирует. Но мы можем улучшить это.

Один из способов сделать это — подключить 4 диода к вторичной обмотке. Мы создаем двухполупериодный выпрямитель. Диод контролирует, по какому пути может течь переменный ток, блокируя или позволяя ему проходить.

Как мы только что видели диоды, положительная половина синусоиды проходит, но на этот раз отрицательная половина также может проходить. Хотя теперь это было перевернуто, чтобы превратить его также в положительную половину.

Это дает нам лучшее питание постоянным током, потому что пульсация значительно уменьшилась. Но мы все еще можем улучшить это дальше. Мы просто добавляем несколько конденсаторов, чтобы сгладить пульсации, и в конечном итоге получаем плавную линию, очень похожую на источник постоянного тока.

Мы подробно рассмотрели, как работают конденсаторы, в нашей предыдущей статье, посмотрите ЗДЕСЬ.

---

Что такое диод

Диоды

бывают разных форм, размеров и функций, но одна функция, которая есть у всех диодов, заключается в их способности 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 радиотехнологиях. При передаче звуковых волн (например, голоса и музыки) 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 почти 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.

Робин Митчелл — инженер-электронщик, который занимается электроникой с 13 лет. После получения степени бакалавра технических наук в Уорикском университете Робин перешел в область создания онлайн-контента, разрабатывая статьи, новости и проекты, предназначенные для профессионалов и производители одинаково.