Комплекты лазерных диодов и драйверов в наличии на складе «ЛЛС»

Главная

Блог

Новости

Комплекты лазерных диодов и драйверов в наличии на складе «ЛЛС»

Доступны к заказу комплекты  «Лазерный диод + драйвер»

Товары в наличии на складе!

Заказ можно оформить в карточке товара, перейдя по соответствующей ссылке из списка или отправив запрос на нашу почту [email protected]. 

	Лазерный диод BWT Beijing    BWT K793DA5RN-LLS30W Длина волны: 793 нм Мощность: 30 Вт    Драйвер Maiman Electronics    SF6030    OEM-драйвер «под пайку»
Цена комплекта: 150 000 ₽

Лазерный диод II-VI    CM96Z200-74  Длина волны: 974 нм Мощность: 200 мВт    с драйвером Maiman Electronics     SF8075-10    OEM-драйвер «под пайку»
Цена комплекта:  48 500 ₽
с драйвером Maiman Electronics SF8075-ZIF10  OEM-драйвер с быстросъемными разъемами типа Azimuth Цена комплекта:  53 500 ₽	с драйвером Maiman Electronics  MBL1500A Многофункциональный лабораторный бенчтоп-драйвер с экраном Цена комплекта:  158 500 ₽

Лазерный диод II-VI	CM96Z360-74	Длина волны: 974 нм Мощность: 360 мВт
c драйвером Maiman Electronics SF8075-10 OEM-драйвер «под пайку»                               Цена комплекта: 51 500 ₽	с драйвером Maiman Electronics  SF8075-ZIF10 OEM-драйвер с быстросъемными разъемами типа Azimuth Цена комплекта: 56 500 ₽	с драйвером Maiman Electronics  MBL1500A Многофункциональный лабораторный бенчтоп-драйвер с экраном Цена комплекта: 161 500 ₽

Лазерный диод II-VI	CM96Z400-76	Длина волны: 976 нм  Мощность: 400 мВт
с драйвером Maiman Electronics  SF8075-10  OEM-драйвер «под пайку»                                       Цена комплекта: 55 500 ₽	с драйвером Maiman Electronics  SF8075-ZIF10  OEM-драйвер с быстросъемными разъемами типа Azimuth Цена комплекта: 60 500 ₽	с драйвером Maiman Electronics  MBL1500A Многофункциональный лабораторный бенчтоп-драйвер с экраном Цена комплекта: 165 500 ₽

Лазерный диод II-VI	CM96Z600-76	Длина волны: 976 нм  Мощность: 600 мВт
с драйвером Maiman Electronics  SF8075-10  OEM-драйвер «под пайку»                                                Цена комплекта: 60 000 ₽	с драйвером Maiman Electronics  SF8075-ZIF10  OEM-драйвер с быстросъемными разъемами типа Azimuth Цена комплекта: 71 000 ₽	с драйвером Maiman Electronics  MBL1500A Многофункциональный лабораторный бенчтоп-драйвер с экраном Цена комплекта: 176 000 ₽

Лазерный диод II-VI	CM97-1000-76PM	Длина волны: 976 нм  Мощность: 1000 мВт
с драйвером Maiman Electronics  SF8075-10  OEM-драйвер «под пайку»                                                Цена комплекта: 119 500 ₽	с драйвером Maiman Electronics  SF8075-ZIF10  OEM-драйвер с быстросъемными разъемами типа Azimuth Цена комплекта: 124 500 ₽	с драйвером Maiman Electronics  MBL1500A Многофункциональный лабораторный бенчтоп-драйвер с экраном Цена комплекта: 229 500 ₽

Понравилось?

Обязательно поделитесь статьей в социальных сетях!

Вас может заинтересовать

Смотреть все новости

Урок-7.

ДИОДЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

Продолжаем изучать полупроводниковые приборы, им хочется уделить более пристальное внимание, потому как их значимость в радиоэлектронике трудно переоценить. В этом уроке будет предложена несложная практическая работа для закрепления материала. Во всем остальном этот урок по значимости ни чем не отличается от предыдущих. Если вы заметили во всех уроках, я стараюсь выкладывать основные мысли по теме, чтобы не перегружать юных радиолюбителей непонятными математическими выкладками и т.д., за исключением подробных пояснений, если это необходимо. И так; как и в предыдущих уроках, что выделено красным курсивом, зазубриваем, — черным, — принимаем к сведению. Приступайте!

Сегодня в «семейство» диодов входит не один десяток полупроводниковых приборов, носящих название «диод». Здесь речь пойдет лишь о некоторых приборах, с которыми вам в первую очередь придется иметь дело. Схематично диод можно представить, как две пластинки полупроводника, одна из которых обладает электропроводностью типа р, а другая — n типа.

На (рис. 1, а) дырки, преобладающие в пластинке типа р, условно изображены кружками, а электроны, преобладающие в пластинке типа n — черными шариками таких же размеров. Эти две области — два электрода диода: анод и катод. Анодом, т.е. положительным электродом, является область типа р, а катодом, т.е. отрицательным электродом,- область типа n. На внешние поверхности пластин нанесены контактные металлические слои, к которым припаяны проволочные выводы электродов диода. Такой полупроводниковый прибор может находиться в одном из двух состояний: открытом, когда он хорошо проводит ток, и закрытом, когда он плохо проводит ток. Если к его электродам подключить источник постоянного тока, например, гальванический элемент, но так, чтобы его положительный полюс был соединен с анодом диода, т.е. с областью типа р, а отрицательный — с катодом, т.е. с областью типа, n (рис. 1, б), то диод окажется в открытом состоянии и в образовавшейся цепи потечет ток, значение которого зависит от приложенного к нему напряжения и свойств диода. При такой полярности подключения батареи электроны в области типа n перемещаются от минуса к плюсу, т. е. в сторону области типа р, а дырки в области типа р движутся навстречу электронам — от плюса к минусу. Встречаясь на границе областей, называемой

электронно — дырочным переходом или, короче, р — n переходом, электроны как бы «впрыгивают» в дырки, в результате и те, и другие при встрече прекращают свое существование. Металлический контакт, соединенный с отрицательным полюсом элемента, может отдать области типа n практически неограниченное количество электронов, пополняя недостаток электронов в этой области, а контакт, соединенный с положительным полюсом элемента, может принять из области типа р такое же количество электронов, что равнозначно введению в него соответствующего количества дырок.

Рис. 1 Схематическое устройство и работа полупроводникового диода.

В этом случае сопротивление р — n перехода мало, вследствие чего через диод течет ток, называемый прямым током. Чем больше площадь р — n перехода и напряжение источника питания, тем больше этот прямой ток. Если полюсы элемента поменять местами, как это показано на (рис. 1, в), диод окажется в закрытом состоянии. В этом случае электрические заряды на диоде поведут себя иначе. Теперь, удаляясь от р — n перехода, электроны в области типа n будут перемещаться к положительному, а дырки в области типа р — к отрицательному контактам диода. В результате граница областей с различными типами электропроводности как бы расширится, образуя зону, обедненную электронами и дырками (на рис. 1, (в) она заштрихована и, следовательно, оказывающую току очень большое сопротивление. Однако в этой зоне небольшой обмен носителями тока между областями диода все же будет происходить. Поэтому через диод пойдет ток, но во много раз меньший, чем прямой. Этот ток называют обратным током диода. На графиках, характеризующих работу диода, прямой ток обозначают Iпр., а обратный Iобр. А если диод включить в цепь с переменным током? Он будет открываться при положительных полупериодах на аноде, свободно пропуская ток одного направления — прямой ток Iпр., и закрываться при отрицательных полупериодах на аноде, почти не пропуская ток противоположного направления — обратный ток Iобр. — Эти свойства диодов и используют в выпрямителях для преобразования переменного тока в постоянный. Напряжение, при котором диод открывается и через него идет прямой ток, называют прямым (пишут Uпp.) или пропускным, а напряжение обратной полярности, при котором диод закрывается и через него идет обратный ток, называют обратным (пишут Uобр.) или непропускным. При прямом напряжении сопротивление диода хорошего качества не превышает нескольких десятков ом, при обратном же напряжении его сопротивление достигнет десятков, сотен килоом и даже мегаом. В этом нетрудно убедиться, если обратное сопротивление диода измерить омметром. Внутреннее сопротивление открытого диода — величина непостоянная и зависит от прямого напряжения, приложенного к диоду: чем больше это напряжение, тем больше прямой ток через диод, тем меньше его пропускное сопротивление. Судить о сопротивлении диода можно по падению напряжения на нем и току через него. Так, например, если через диод идет прямой ток Iпр. = 100 мА (0,1 А) и при этом на нем падает напряжение 1В, то (по закону Ома) прямое сопротивление диода будет: R = 1 / 0,1 = 10 Ом. В закрытом состоянии на диоде падает почти все прикладываемое к нему напряжение, обратный ток через него чрезвычайно мал, а сопротивление, следовательно, велико. Зависимость тока через диод от значения и полярности приложенного к нему напряжения изображают в виде кривой, называемой вольт — амперной характеристикой диода (ВАХ). Такую характеристику вы видите на (рис. 2). Здесь по вертикальной оси вверх отложены значения прямого тока Iпр., а внизу — обратного тока Iобр. По горизонтальной оси вправо обозначены значения прямого напряжения Uпp., влево — обратного напряжения. На такой вольт — амперной характеристике различают прямую ветвь (в правой верхней части), соответствующую прямому току через диод, и обратную ветвь вольт — амперной характеристики, соответствующую обратному току. Из нее видно, что ток Iпр. диода в сотни раз больше тока Iобр. Так, например, уже при прямом напряжении Uпp. = 0,5 В ток Iпр. равен 50 мА (точка (а) на характеристике), при Uпp. = 1 В он возрастает до 150 мА (точка (б) на характеристике), а при обратном напряжении Uобр. = 100 В обратный ток Iобр. не превышает 0,5 мА (500 мкА). Подсчитайте, во сколько раз при одном и том же прямом и обратном напряжении прямой ток больше обратного.

Рис. 2 Вольт — амперная характеристика полупроводникового диода.

Рис. 3 Схематическое устройство (а) и внешний вид некоторых плоскостных диодов (б).

Прямая ветвь идет круто вверх, как бы прижимаясь к вертикальной оси. Она характеризует быстрый рост прямого тока через диод с увеличением прямого напряжения. Обратная же ветвь, как видите, идет почти параллельно горизонтальной оси, характеризуя медленный рост обратного тока. Наличие заметного обратного тока — недостаток диодов. Примерно такие вольт — амперные характеристики имеют все германиевые диоды. Вольт — амперные характеристики кремниевых диодов чуть сдвинуты вправо. Объясняется это тем, что германиевый диод открывается и начинает проводить ток при прямом напряжении 0,1-0,2 В, а кремниевый при 0,5-0,6 В. Прибор, на примере которого я рассказал вам о свойствах диода, состоял из двух пластин полупроводников разной электропроводности, соединенных между собой плоскостями. Подобные диоды называют плоскостными. В действительности же плоскостной диод представляет собой одну пластину полупроводника, в объеме которой созданы две области разной электропроводности. Технология изготовления таких диодов заключается в следующем. На поверхности квадратной пластины площадью 2 — 4 мм квадратных и толщиной в несколько долей миллиметра, вырезанной из кристалла полупроводника с электронной электропроводностью, расплавляют маленький кусочек индия. Индий крепко сплавляется с пластинкой. При этом атомы индия проникают (диффундируют) в толщу пластинки, образуя в ней область с преобладанием дырочной электропроводности (рис. 3, а). Получается полупроводниковый прибор с двумя областями различного типа электропроводности, а между ними р — n переход. Контактами электродов диода служат капелька индия и металлический диск или стержень с выводными проводниками. Так устроены наиболее распространенные плоскостные германиевые и кремниевые диоды. Внешний вид некоторых из них показан на (рис. 3, б). Приборы заключены в цельнометаллические или стеклянные корпуса со стеклянными изоляторами, что позволяет использовать их для работы в условиях повышенной влажности. Диоды, рассчитанные на значительные прямые токи, имеют винты с гайками для крепления их на монтажных панелях или шасси радиотехнических устройств. Плоскостные диоды маркируются буквами и цифрами, например: Д226А, Д242. Буква Д в маркировке прибора означает «диод», цифры, следующие за нею, заводской порядковый номер конструкции. Буквы, стоящие в конце обозначения диодов, указывают на разновидности групп приборов. Плоскостные диоды предназначены в основном для работы в выпрямителях переменного тока блоков питания радиоаппаратуры, поэтому их называют еще выпрямительными Диодами. Теперь познакомимся с принципом преобразования переменного тока в ток постоянный. Схему простейшего выпрямителя переменного тока вы видите на (рис. 4, а). На вход выпрямителя подается переменное напряжение электроосветительной сети. К выходу выпрямителя подключен резистор Rн, символизирующий нагрузку, питающуюся от выпрямителя. Функцию выпрямительного элемента выполняет диод V. Сущность работы такого выпрямителя иллюстрируют графики, помещенные на том же рисунке. При положительных полупериодах напряжения на аноде диод открывается. В эти моменты времени через диод, а значит, и через нагрузку, подключенную к выпрямителю, течет прямой ток диода Iпр. При отрицательных полупериодах напряжения на аноде диода закрывается и во всей цепи, в которую он включен, течет незначительный обратный ток диода Iобр. Диод как бы отсекает большую часть отрицательных полуволн переменного тока (на рис. 4, а показано штриховыми линиями). И вот результат: через нагрузку Rн, подключенную к сети через диод V, течет уже не переменный, а пульсирующий ток — ток одного направления, но изменяющийся по значению с частотой 50 Гц. Это и есть форма выпрямленного переменного тока. Таким образом, диод является прибором, обладающим резко выраженной односторонней проводимостью электрического тока. И если пренебречь малым обратным током (что и делают на практике), который у исправных диодов не превышает малые доли миллиампера, можно считать, что диод является односторонним проводником тока. Можно ли таким током питать нагрузку? Можно, он ведь выпрямленный. Но не каждую. Лампу накаливания, например, можно, если, конечно, выходное напряжение не будет превышать то напряжение, на которое лампа рассчитана. Ее нить будет накаливаться не постоянно, а импульсами, следующими с частотой 50 Гц. Из-за тепловой инертности нить не будет успевать остывать в промежутках между импульсами, поэтому мерцания света будут едва заметными. А вот приемник питать таким током нельзя. Потому что в цепях его усилителей ток тоже будет пульсировать с такой же частотой. В результате в телефонах или головке громкоговорителя на выходе приемника будет прослушиваться гул низкого тона с частотой 50 Гц, называемый фоном переменного тока. Этот недостаток можно частично устранить, если на выходе выпрямителя параллельно нагрузке подключить фильтрующий электролитический конденсатор (Сф) большой емкости, это показано на (рис. 4, б). Заряжаясь: от импульсов тока, конденсатор (Сф) в момент спадания тока или его исчезновения (между импульсами) разряжается через нагрузку Rн. Если конденсатор достаточно большой емкости, то за время между импульсами тока он не будет успевать полностью разряжаться и в нагрузке будет непрерывно поддерживаться ток. Ток, поддерживаемый за счет зарядки конденсатора, показан на (рис. 4, б) сплошной волнистой линией. Но и таким, несколько сглаженным током тоже нельзя питать приемник или усилитель: он будет «фонить», так как пульсации пока еще очень ощутимы. В выпрямителе, с работой которого мы сейчас разбираемся, полезно используется энергия только половины волн переменного тока. Такое выпрямление переменного тока называют однополупериодными, а выпрямители — однополупериодными выпрямителями. Однако выпрямителям, построенным по таким схемам, присущи два существенных недостатка. Первый из них заключается в том, что напряжение выпрямленного тока равно примерно напряжению сети, в то время как для питания транзисторных конструкций необходимо более низкое напряжение, а для ламповых часто более высокое напряжение. Второй недостаток — недопустимость присоединения заземления к приемнику, питаемому от такого выпрямителя. Если приемник заземлить, ток из электросети пойдет через приемник в землю — могут перегореть предохранители. Кроме того, приемник или усилитель, питаемые от такого выпрямителя и, таким образом, имеющие прямой контакт с электросетью, опасны — можно получить электрический удар.

Рис. 4 Схемы однополупериодного выпрямителя.

Рис. 5 Двухполупериодный выпрямитель с трансформатором.

Оба эти недостатка устранены в выпрямителе с трансформатором (рис. 5). Здесь выпрямляется не напряжение электросети, а напряжение вторичной (II) обмотки сетевого трансформатора Т. Поскольку эта обмотка изолирована от первичной сетевой обмотки I, радиоконструкция не имеет контакта с сетью и к ней можно подключать заземление. В выпрямителе на (рис. 5) четыре диода, включенные по так называемой мостовой схеме. Диоды являются плечами выпрямительного моста. Нагрузка Rн включена в диагональ 1 — 2 моста. В таком выпрямителе в течение каждого полупериода работают поочередно два диода противоположных плеч моста, включенных между собой последовательно, но встречно по отношению ко второй паре диодов. Постарайтесь вникнуть и запомнить классическую схему диодного моста! Когда на верхнем (по схеме) выводе вторичной обмотки положительный полупериод напряжения, ток идет через диод V2, нагрузку Rн, диод V3 к нижнему выводу обмотки II (график а). Диоды V1 и V4 в это время закрыты. В течение другого полупериода переменного напряжения, когда плюс на нижнем выводе обмотки II, ток идет через диод V4, нагрузку Rн, диод V1 к верхнему выводу обмотки (график б). В это время диоды V2 и V3 закрыты и, естественно, ток через себя не пропускают. И вот результаты: меняются знаки напряжения на выводах вторичной обмотки трансформатора, а через нагрузку выпрямителя идет ток одного направления (график в). В таком выпрямителе полезно используются оба полупериода переменного тока, поэтому подобные выпрямители называют двухполупериодными. Эффективность работы двухполупериодного выпрямителя по сравнению с однополупериодным налицо: частота пульсаций выпрямленного тока удвоилась, «провалы» между импульсами уменьшились. Среднее значение напряжения постоянного тока на выходе такого выпрямителя равно примерно переменному напряжению, действующему во всей вторичной обмотке трансформатора. А если выпрямитель дополнить фильтром, сглаживающим пульсации выпрямленного тока, выходное напряжение увеличится в 1,4 раза, т. е. примерно на 40%. Именно такой выпрямитель я позже буду рекомендовать вам для питания транзисторных конструкций. Теперь о точечном диоде. Внешний вид одного из таких приборов и его устройство (в значительно увеличенном виде) показаны на (рис. 6). Это диод серии Д9. Буква «Д» в его маркировке означает диод, а цифра 9 — порядковый заводской номер конструкции. Выпрямительным элементом диода служат тонкая и очень маленькая (площадью около 1 мм квадратных) пластина полупроводника германия или кремния типа n и вольфрамовая проволочка, упирающаяся острым концом в пластину. Они припаяны к отрезкам посеребренной проволоки длиной примерно по 50 мм, являющимися выводами диода. Вся конструкция находится внутри стеклянной трубочки диаметром около 3 и длиной меньше 10 мм, запаянной с концов. После сборки диод формуют — пропускают через контакт между пластиной полупроводника и острием вольфрамовой проволочки ток определенного значения. При этом под острием проволочки в кристалле полупроводника образуется небольшая область с дырочной электропроводностью. Получается электронно — дырочный переход, обладающий односторонней проводимостью тока. Пластина полупроводника является катодом, а вольфрамовая проволочка — анодом точечного диода.

Рис. 6 Схематическое устройство и внешний вид точечного диода серии Д9.

Вывод анода диодов серии Д9 обозначают цветными метками на их корпусах. Электроды точечного диода серии Д2 обозначают символом диода на одном из его ленточных выводов. У точечного диода площадь соприкосновения острия проволочки с поверхностью пластины полупроводника чрезвычайно мала — не более 50мкм. Поэтому токи, которые точечные диоды могут выпрямлять в течение продолжительного времени, малы. Точечные диоды радиолюбители используют в основном для детектирования модулированных колебаний высокой частоты, поэтому их часто называют высокочастотными диодами. Как для плоскостных, так и для точечных диодов существуют максимально допустимые значения прямого и обратного токов, зависящие от прямого и обратного напряжений и определяющие их выпрямительные свойства и электрическую прочность. Это их основные параметры. Плоскостной диод Д226В, например, может продолжительное время выпрямлять ток до 300 мА. Но если его включить в цепь, потребляющую ток более 300 мА, он будет нагреваться, что неизбежно приведет к тепловому пробою р — n перехода и выходу диода из строя. Диод будет пробит и в том случае, если он окажется в цепи, в которой на него будет подаваться обратное напряжение более чем 400 В. Допустимый выпрямленный ток для точечного диода Д9А 65 мА, а допустимое обратное напряжение 10 В. Основные параметры полупроводниковых диодов указывают в их паспортах и справочных таблицах. Превышение предельных значений приводит к выходу приборов из строя. Основные параметры наиболее распространенных точечных и плоскостных полупроводниковых диодов можно найти здесь.

Стабилитрон и его применение

Стабилитрон это тоже диод, но предназначен он не для выпрямления переменного тока, хотя и может выполнять такую функцию, а для стабилизации, т.е. поддержания постоянства напряжения в цепях питания радиоэлектронной аппаратуры. Внешний вид одной из конструкций наиболее распространенных среди радиолюбителей стабилитронов и его графическое обозначение показаны на (рис. 8). По устройству и принципу работы кремниевые стабилитроны широкого применения аналогичны плоскостным выпрямительным диодам. Но работает стабилитрон не на прямом участке вольт — амперной характеристики, как выпрямительные или высокочастотные диоды, а на обратной ветви вольт — амперной характеристики, где незначительное обратное напряжение вызывает значительное увеличение обратного тока через прибор. Разобраться в сущности действия стабилитрона вам поможет его вольт — амперная характеристика, показанная на (рис. 8, а). Здесь (как и на рис. 2) по горизонтальной оси отложены в некотором масштабе обратное напряжение Uобр., а по вертикальной оси вниз — обратный ток Iобр. Напряжение на стабилитрон подают в обратной полярности, т. е. включают так, чтобы его анод был соединен с отрицательным полюсом источника питания. При таком включении через стабилитрон течет обратный ток Iобр. По мере увеличения обратного напряжения обратный ток растет очень медленно — характеристика идет почти параллельно оси Uобр. Но при некотором напряжении Uобр. (на рис. 8, а — около 8 В) р — n переход стабилитрона пробивается и через него начинает течь значительный обратный ток. Теперь вольт — амперная характеристика резко поворачивает и идет вниз почти параллельно оси Iобр. Этот участок и является для стабилитрона рабочим. Пробой же р — n перехода не ведет к порче прибора, если ток через него не превышает некоторого допустимого значения.

Рис. 8 Стабилитрон и его графическое обозначение на схемах.

Рис. 9 Вольт — амперная характеристика стабилитрона (а) и схема параметрического стабилизатора напряжения (б).

На (рис. 8 ,б) приведена схема возможного практического применения стабилитрона. Это так называемый параметрический стабилизатор напряжения. При таком включении через стабилизатор V течет обратный ток Iобр., создающийся источником питания, напряжение которого может изменяться в значительных пределах. Под действием этого напряжения ток Iобр., текущий через стабилитрон, тоже изменяется, а напряжение на нем, а значит, и на подключенной к нему нагрузке Rн остается практически неизменным — стабильным. Резистор R ограничивает максимально допустимый ток, текущий через стабилитрон. Со стабилизаторами напряжения вам неоднократно придется иметь дело на практике. Вот наиболее важные параметры стабилитрона: напряжение стабилизации Uст., ток стабилизации Iст., минимальный ток стабилизации Icт.min и максимальный ток стабилизации Icт.max. Параметр Uст. — это то напряжение, которое создается между выводами стабилизатора в рабочем режиме. Наша промышленность выпускает кремниевые стабилитроны на напряжение стабилизации от нескольких вольт до 180 В. Минимальный ток стабилизации Iст. min — это наименьший ток через прибор, при котором начинается устойчивая работа в режиме пробоя (на рис. 8, а — штриховая линия Iст.min), с уменьшением этого тока прибор перестает стабилизировать напряжение. Максимально допустимый ток стабилизации Iст.max — это наибольший ток через прибор (не путайте с током, текущим в цепи, питающейся от стабилизатора напряжения), при котором температура его р — n перехода не превышает допустимой (на рис. 8, а — штриховая линия Icт.max) — Превышение тока Iст.max ведёт к тепловому пробою р — n перехода и, естественно, к выходу прибора из строя.

Для лучшего понимания материала данного урока и чтобы лучше закрепить в памяти ваше представление о свойствах диодов, предлагаю провести такой опыт. В электрическую цепь, составленную из батареи 3336Л (в народе называю квадратной батареей) или кроны, лампочки накаливания, рассчитанной на напряжение 3,5 В или 6.3 В если это крона и ток накала 0,28 А, включите любой Диод из серии Д7, Д226, КД226, КД220, и др. так, чтобы анод диода был соединен непосредственно или через лампочку с положительным выводом батареи, а катод — с отрицательным выводом (рис. а). Лампочка должна гореть почти так же, как если бы диода небыло в цепи. Измените порядок включения электродов диода в цепь на обратный (рис. б). Теперь лампочка гореть не должна. А если горит, значит, диод оказался с пробитым р — n переходом. Такой диод можно разломать, чтобы посмотреть, как он устроен, — для работы как выпрямитель он все равно непригоден.

Но, надеюсь, диод был хорошим и опыт удался. Почему при первом включении диода в цепь лампочка горела, а при втором не горела? В первом случае диод был открыт, так как на него подавалось прямое напряжение Uпp., сопротивление диода было мало и через него протекал прямой ток Iпр., значение которого определялось нагрузкой цепи — лампочкой. Во втором случае диод был закрыт, так как к нему прикладывалось обратное напряжение Uобр., равное напряжению батареи. Сопротивление диода было очень большое, и в цепи тек лишь незначительный обратный ток Iобр., который не мог накалить нить лампочки. В этом опыте лампочка выполняла двоякую функцию. Она, во — первых, была индикатором наличия тока в цепи, а во — вторых, ограничивала ток в цепи до 0,28 А и таким образом защищала диод от перегрузки.

 

Опыт с диодом.

 

Переходим к следующему уроку !

Что такое диод и как он работает?

Содержание:

Диод – это прибор, состоящий из двух электродов с односторонней проводимостью. Их используют в выпрямителях электрического тока, в различной радиоаппаратуре, блоках питания и прочих электрооборудовании. В основе его работы лежит такое физическое явление, как полупроводимость. Они имеют самую различную мощность, а также могут быть объединены в диодные мосты, что повышает их эффективность.

Любой диод имеет катод и анод. На схемах эта радиодеталь обозначается в форме треугольника со стрелкой на катод. В данной статье будет рассмотрен принцип работы диода, как он работает, для чего служит и какую структуру он имеет. В качестве дополнения, статье имеет в себе два видеоролика и одну научно-популярную статья о диодах.

Что такое диод.

Что такое полупроводниковый диод – выпрямитель переменного тока

Диодами называют двухэлектродные приборы, обладающие односторонней проводимостью электрического тока. Это их основное свойство используют, например, в выпрямителях, где диоды преобразуют переменный ток электросети в ток постоянный для питания радиоаппаратуры, в приемниках — для детектирования модулированных колебаний высокой частоты, то есть преобразования их в колебания низкой (звуковой) частоты.

Наглядной иллюстрацией этого свойства диода может быть такой опыт. В цепь, составленную из батареи 3336Л и лампочки от карманного фонаря (3,5 В X 0,26 А), включи любой плоскостной диод, например, из серии Д226 или Д7, но так, чтобы анод диода, обозначаемый условно треугольником, был бы соединен непосредственно или через лампочку с положительным полюсом батареи, а катод, обозначаемый черточкой, к которой примыкает угол треугольника, с отрицательным полюсом батареи. Лампочка должна гореть.

Размеры диодов.

Измени полярность включения батареи на обратную — лампочка гореть не будет. Если сопротивление диода измерять омметром, го в зависимости от того, как подключить его к зажимам прибора, омметр покажет различное сопротивление: в одном случае малое (единицы или десятки ом), в другом — очень большое (десятки и сотни килоом). Этим и подтверждается односторонняя проводимость диода.

У диода два электрода: катод — отрицательный и анод — положительный (рис. 13). Катодом служит пластинка германия, кремния или какого-либо другого полупроводника, обладающего электронной проводимостью, или сокращенно полупроводник n-типа (n — начальная буква латинского слова negativus — «отрицательный»), а анодом – часть объема этой же пластинки, но- с так называемой дырочной про-водимостью, или сокращенно полупроводник р-типа (р — начальная буква латинского слова positivus — «положительный»).

Между электродами образуется так называемый р-n переход — пограничная зона, хорошо проводящая ток от анода к катоду и плохо в обратном направлении (за направление тока принято направление, противоположное движению электронов). Диод может находиться в одном из двух состояний: открытом, то есть пропускном, либо закрытом, то есть непропускном. Диод бывает открыт, когда к нему приложено прямое напряжение Uпр, иначе, его анод соединен с плюсом источника напряжения, а катод — с минусом.

В этом случае сопротивление р-n перехода диода мало и через него течет прямой ток IПр, сила которого зависит от сопротивления нагрузки (в нашем опыте — лам-почка от карманного фонаря). При другой полярности питающего напряжения на р-n переход диода прикладывается обратное напряжение Uобр. В этом случае диод закрыт, его сопротивление велико и в цепи течет лишь незначительный обратный ток диода Iобр. О зависимости тока, проходящего через диод, от значения и полярности напряжения на его электродах лучше всего судить по вольтамперной характеристике диода, которую можно снять опытным путем.

Разные типы диодов.

Как работает диод

Можно физически сами диоды не видеть, но результат их действия окружает нас повсюду. Эти устройства позволяют управлять потоком тока в указанном направлении. Существует много различных вариантов исполнения диодов. В каких случаях это бывает необходимо? Ниже будут рассмотрены примеры и в некоторой степени принцип работы полупроводниковых диодов. Если добавить две металлические обкладки к P и N рабочим областям материала, то получатся электроды анод и катод. Схема подключения электродов к источнику может работать следующим образом:

[stextbox id=’info’]подача напряжения с батарейки к электроду N обеспечивает притяжение позитронов, соответственно к P электроду – электронов; отсутствие напряжения все возвращает в исходное состояние; смена полярности подаваемого напряжения обеспечивает притяжение электронов в обратном направлении к плюсовой пластине, а позитронов – к минусовой. В последнем случае избыточные заряды скапливаются на металлических обкладках, тогда как в центре самого материала образуется мертвая изолирующая зона. [/stextbox]

Таким образом, центральный участок материала становится диэлектриком. В таком направлении устройство не пропускает ток. Слово происходит от di (double) + -ode.  Определение терминов катод и анод диода, относящихся к контактам, известно каждому человеку. Катод – отрицательный электрод, анод – положительный. Если подать на анод плюс, а на катод – минус, то диод откроется, и электроток по нему потечет. Таким образом, диод – это устройство, которое имеет два электрода: катод и анод. Простое нелинейное электронное устройство, состоящее из двух разных полупроводников. Как устроен диод, хорошо видно на изображении.

Виды диодов.

Диоды и их разновидности

Мы очень часто применяем в своих схемах диоды, а знаете ли вы как он работает и что из себя представляет? Сегодня в “семейство” диодов входит не один десяток полупроводниковых приборов, носящих название “диод”.  Диод представляет собой небольшую емкость с откачанным воздухом, внутри которой на небольшом расстоянии друг от друга находится анод и второй электрод – катод, один из которых обладает электропроводностью типа р, а другой – n.

Чтобы представить как работает диод, возьмем для примера ситуацию с накачиванием колеса при помощи насоса. Вот мы работаем насосом, воздух закачивается в камеру через ниппель, а обратно этот воздух выйти через ниппель не может. По сути воздух, это тот же электрон в диоде, вошел электрончик, а обратно выйти уже нельзя. Если вдруг ниппель выйдет из строя то колесо сдуется, будет пробой диода. А если представить что ниппель у нас исправный, и если мы будем нажимая на пипку ниппеля выпускать воздух из камеры, причем нажимая как нам хочется и с какой длительностью – это будет управляемый пробой. Из этого можно сделать вывод что диод пропускает ток только в одном направлении (в обратном направлении тоже пропускает, но совсем маленький).

Материал в тему: как определить мощность тока.

Внутреннее сопротивление диода (открытого) – величина непостоянная, она зависит от прямого напряжения приложенного к диоду.  Чем больше это напряжение, тем больше прямой ток через диод, тем меньше его пропускное сопротивление. Судить о сопротивлении диода можно по падению напряжения на нем и току через него. Так, например, если через диод идет прямой ток Iпр. = 100 мА (0,1 А) и при этом на нем падает напряжение 1В, то (по закону Ома) прямое сопротивление диода будет: R = 1 / 0,1 = 10 Ом.

Отмечу сразу, что вдаваться в подробности и сильно углубляться, строить графики, писать формулы мы не будем – рассмотрим все поверхностно. В данной статье рассмотрим разновидности диодов, а именно светодиоды, стабилитроны, варикапы, диоды Шоттки и др. Треугольная часть является АНОД’ом, а черточка это КАТОД. Анод это плюс, катод – минус. Диоды например, используют в блоках питания для выпрямления переменного тока, при помощи диодного моста  можно превратить переменной ток в постоянный, применяются  для защиты разных устройств от неправильной полярности включения и т. п.

Какие разновидности диодов существуют.

Существует несколько основных видов диодов:

• Диод Шоттки. Диоды Шоттки имеют очень малое падение напряжения и обладают повышенным быстродействием по сравнению с обычными диодами. Ставить вместо диода Шоттки обычный диод не рекомендуется, обычный диод может быстро выйти из строя. Обозначается на схемах такой диод так:
• Стабилитрон. Стабилитрон препятствует превышению напряжения выше определённого порога на конкретном участке схемы. Может выполнять как защитные так и ограничительные функции, работают они только в цепях постоянного тока. При подключении следует соблюдать полярность. Однотипные стабилитроны можно соединять последовательно для повышения стабилизируемого напряжения или образования делителя напряжений. Основным параметром стабилитронов является напряжение стабилизации, стабилитроны имеют различные напряжения стабилизации, например 3в, 5в, 8.2в, 12в, 18в и т.п.
• Варикап. Варикап (по другому емкостной диод) меняет своё сопротивление в зависимости от поданного на него напряжения. Применяется как управляемый конденсатор переменной емкости, например, для настройки высокочастотных колебательных контуров.
• Тиристор. Тиристор имеет два устойчивых состояния: 1) закрытое, то есть состояние низкой проводимости, 2) открытое, то есть состояние высокой проводимости. Другими словами он способен под действием сигнала переходить из закрытого состояния в открытое. Тиристор имеет три вывода, кроме Анода и Катода еще и управляющий электрод – используется для перевода тиристора во включенное состояние. Современные импортные тиристоры выпускаются и в корпусах ТО-220 и ТО-92. Тиристоры часто используются в схемах для регулировки мощностей, для плавного пуска двигателей или включения лампочек. Тиристоры позволяют управлять большими токами. У некоторых типов тиристоров максимальный прямой ток достигает 5000 А и более, а значение напряжений в закрытом состоянии до 5 кВ. Мощные силовые тиристоры вида Т143(500-16) применяются в шкафах управления эл.двигателями, частотниках.
• Симистор. Симистор используется в системах, питающихся переменным напряжением, его можно представить как два тиристора, которые  включены встречно-параллельно. Симистор пропускает ток в обоих направлениях. Светодиод. Светодиод излучает свет при пропускании через него электрического тока. Светодиоды применяются в устройствах индикации приборов, в электронных компонентах (оптронах), сотовых телефонах для подсветки дисплея и клавиатуры, мощные светодиоды используют как источник света в фонарях и т.д. Светодиоды бывают разного цвета свечения, RGB и т. д.
• Инфракрасный  диод. Инфракрасные светодиоды (сокращенно ИК диоды) излучают свет в инфракрасном диапазоне . Области применения инфракрасных светодиодов это оптические контрольно-измерительные приборы, устройства дистанционного управления, оптронные коммутационные устройства, беспроводные линии связи. Ик диоды обозначаются так же как и светодиоды. Инфракрасные диоды излучают свет вне видимого диапазона,  свечение ИК диода можно увидеть и посмотреть например через камеру сотового телефона, данные диоды так же применяют в камерах видеонаблюдения, особенно на уличных камерах чтобы в темное время суток была видна картинка.
• Фотодиод. Фотодиод преобразует свет попавший на его фоточувствительную область, в электрический ток, находит применение в преобразовании света в электрический сигнал.

Схема выпрямления

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.

Интересно почитать: все о законе Ома.

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.

Выпрямительный диод.

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 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.

Интересно почитать! Что такое варистор и где его применяют.

Что означает ВАХ диода?

ВАХ диода это просто напросто вольтамперная характеристика диода. Она описывает зависимость тока от напряжения прикладываемого к диоду.  Давайте рассмотрим это обстоятельство чуток подробнее. Слева у нас показан вольтамперной характеристики для резистора. Как видите, зависимость тока от напряжения линейная, чем больше напряжение приложенное к резистору  тем больше ток.

Для диода кривая зависимости явно отличается. Если мы подключим к аноду положительный потенциал, а к катоду отрицательный  и будем плавно повышать напряжение то будет происходить следующее. Ток в начальный момент времени будет очень мал поэтому диод еще не будет открыт по полной. Но если мы будем прибавлять напряжение то это приведет к полному открытию диода.

ВАХ диода.

Хорошо, а что же случится если мы подключим диод иначе? Положительный потенциал приложим к катоду, а отрицательный к аноду. В этом случае график ВАХ диода у нас буквально перевернется и картина будет следующая. При плавном повышении напряжения ток будет повышаться, но величина тока будет настолько незначительной, что им зачастую пренебрегают. Этот ток при обратном подключении называют еще током утечки.

[stextbox id=’info’]Только есть здесь один нюанс.  Если мы будем и дальше повышать обратное напряжения на диоде, то можно добиться резкого повышения тока. На вольтамперной характеристике этот момент выглядит в виде небольшого «хвостика» причудливо оттопыренного в конце. Это так называемый обратимый пробой диода. Такой пробой не страшен, если напряжение уменьшить то ток снова уменьшится и будет вновь очень незначительным. Явление подобного обратимого пробоя является  побочным и  для диода его всегда стараются сводить к минимуму.[/stextbox]

Как видите всю эту информацию мы получили лишь используя график ВАХ, но будет полезно все это проверить своими руками на практике. Действительно, соберите несложную схему и  сделайте несколько замеров мультиметром, это пойдет на пользу. Вот только диод нужно уметь правильно подключать, ато ведь его легко можно пожечь, так что читайте дальше -поведаю обо всем.

Для чего используют диоды и как включать в цепь?

О том как функционирует диод мы поговорили, вот только пока непонятно как его можно применять и вообще для чего все это.  Для начала рассмотрим простейший пример включения диода в электрическую цеп, причем в переменке. И для начала простой вопрос, зачем здесь резистор? Внимательный читатель посмотрит вольтамперную характеристику диода и все станет ясно. Ток в диоде без дополнительной нагрузке начнет очень быстро расти, возникнет подобие короткого замыкания от чего диоду может не поздоровиться. Дабы не произошло подобного конфуза применяют токоограничивающий резистор.

Материал в тему: что такое электрическая цепь.

Свойство односторонней проводимости диода применяется не просто широко а повсеместно. В состав любого блока питания входят диоды как сами по себе так и в составе диодного моста. Ведь в любом блоке питания происходит один очень важный момент, а именно происходит превращение переменного тока в постоянный. А вот эту ответственную миссию берут на себя именно диоды. Полное превращение мы рассмотрим когда будем обсуждать диодные мосты, но как ведет себя диод в переменном токе мы сейчас увидим. Схема все та же что и была, диод и резистор включенные в цепь переменного тока.

Заключение

Рейтинг автора

Написано статей

Более подробно о диодах, их структуре и применении рассказано в статье «Что такое диод и как он работает». Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. А также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов. Для этого приглашаем читателей подписаться и вступить в группу.

В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию во время подготовки материала:

www.radiostorage.net

www.electrikam.com

www.beam-robot.ru

www.elquanta.ru

www.popayaem.ru

www.vsbot.ru

www.cxem.net

www.eltechbook.ru

Предыдущая

ПолупроводникиВиды и устройство оптронов (оптопар)

Диоды: их разновидности и особенности применения

Предыдущая статья Следующая статья

25. 09.2019

Развитие техники дало миру много открытий, которые успешно применяются и сегодня. Одно из них – обычный диод. Что такое диоды и где они используются, вы можете узнать прямо сейчас.

История создания

Идея создания силового диода принадлежит сразу двум ученым-изобретателям, но занимались они работой параллельно:

1. Британия, 1873 год – исследование Фредерика Гутри над открытием принципа работы термионных диодов (еще их называют лампами вакуумного типа с прямым накалом).
2. Годом позже в Германии – изобретение Карлом Фердинандом Брауном кристаллических или как их называют твердотельных диодных элементов.

Однако изобретение не диода связывают с их именами, чаще встречается утверждение, что принцип работы 13 февраля 1880 года открыл Томас Эдисон. Позже (в 1883 году) ученый получил на него патент. Последующего развития в трудах Эдисона тема диодов не получила.

Но были и другие имена. Например, Джэдиш Боус, используя и совершенствуя твердотельные диоды, которые изобрел Браун, сконструировал устройство, позже использовавшееся в конструкции радио.  

Разные ученые занимались исследованием и совершенствованием диодов, их стоит также упомянуть:

• Британец Джон Флеминг, 16 ноября 1904 год – ученый запатентовал на термиоидный диод;
• 20 ноября 1906 года, Пикард – патент на кремниевый кристаллический диод;
• 1919 год, Вильям Генри Иксл – введение в список слов термина «диод».

Виды полупроводниковых диодов, которые используются в наши дни

В наше время таким устройством, как «диод» никого не удивишь, и применяются они в различных бытовых и специальных приборах. Но что это такое, знают далеко не все.

Конструктивно диод – это небольшая камера (то есть емкость), из которой предварительно откачали воздух. Внутри этой камеры на некотором расстоянии друг от друга располагаются два электрода с противоположными зарядами – катод и анод. При этом электроды характеризуются разной электропроводностью – один p-типа, другой n. На схемах диода анод изображается треугольником, а катод – чертой.

Принцип работы полупроводникового диода следующий:

• при подключении к электропитанию электрон попадает в диод;
• накапливается до определенного уровня;
• электроны выходят из диода, то есть получается пробой, но полностью контролируемый.

Из этого следует вывод, что пропускаемый ток движется только в одном направлении. Однако это не абсолютно, то есть электрический ток пропускается и в обратном направлении также, но в очень малом количестве.

Стоит привести некоторые характеристики диодов. Например, сопротивление внутри диодной камеры непостоянное и зависит от напряжения, под которым устройство находится. Логично предположить, что чем выше напряжение, тем меньше сопротивление.

Виды диодов и их применение на практике

Диоды в зависимости от типа имеют очень широкое применение в технике и приборостроении. К примеру, они применимы при изготовлении различных блоков питания с целью выравнивания переменного тока. В данном случае используются диодные мосты, которые объединяют в себе по 4 диода. Мосты из диодов используются в радиоаппаратуре, устройствах для зарядки разного типа.

Также диодный мост применим в качестве защиты прибора от подключения тока неправильной полярности. Но наиболее часто мосты используются для преобразования тока из переменного в постоянный – это двухполупериодное выпрямление. При этом на выходе образовывается стабильное пульсирующее напряжение. Проблему пульсации обычно решают диодами, в цепи которых есть электрические конденсаторы.

Какие бывают диоды: виды и их особенности

Известны следующие типы диодов:

• Электровакуумные или кенотроны. Очень часто этот вид называют радиолампами, потому что в основном они используются именно при изготовлении радиотехники. Обладают достаточно высокой мощностью и производительностью.
• Газонаполненные или газотроны (иногда их называют игнитронами или стабилитронами). Основное их предназначение состоит в препятствовании граничному повышению напряжения. То есть он используется для контроля напряжения на конкретном участке схемы. Функция может быть как ограничительная, так и защитная. Подключая диоды данного вида, стоит помнить о полярности тока. Есть специальная маркировка на этих деталях – 3в, 5в, 18в и прочие – это разновидности напряжения стабилизации.
• Полупроводниковые диоды (самые популярные и широко применимые). В этом типе существует много подтипов. Среди самых популярных – тиристоры, которые имеют свойство переходить в открытое и закрытое состояние (то есть характеризоваться высокой и низкой проводимостью соответственно). В отличие от прочих видов, они кроме анода и катода имеют также один управляющий электрод. Выпускаются в двух основных видах корпуса – ТО-220 и ТО-92. Также тиристоры имеют разновидности – например, семисторы или триаки. Семисторы – это пара тиристоров, которые составляют прибор со встречно-параллельным включением и пропускают электроток в оба направления.
• Светодиоды, то есть диоды, которые светятся, когда через них пропускают электрический ток. Чаще всего они используются для индикации в различных приборах и технике. Они имеют высокую эффективность и популярность. Достаточно мощные светодиоды применимы в качестве источников дополнительного или аварийного освещения. Кроме этого, они дают большое разнообразие по температуре свечения, то есть могут обеспечить любой световой эффект.
• Выпрямители с горячими носителями или диоды Шоттки. Эти устройства характеризуются невысоким значением падения напряжения и повышенным быстродействием. На схемах этот тип обозначается особым значком. Также при выходе из строя такого диода не стоит заменять его другим (например, универсальным), потому что это приведет к поломке прибора.
• Полупроводниковые лазеры (в некотором смысле имеют больше сходств со светодиодами). Также довольно часто используются инфракрасные диоды. Их главная особенность состоит в том, что они излучают невидимый человеческому глазу электромагнитный луч. В основном используются в организации охранных систем (камеры видеонаблюдения) и при изготовлении контрольно-измерительных приборов, но в быту также (например, пульты управления от бытовой техники). Еще они используются при производстве коммуникационной техники и при прокладке линий беспроводной связи. Проверить исправность, а также разглядеть свечение такого диода можно только через камеру мобильного гаджета, направив объектив на включенный элемент.
• Выпрямительные, то есть те приборы, которые преобразовывают электрический ток с переменным значением в постоянный.
• Варикапы или емкостные. Эти устройства имеют особенность – менять показатели сопротивления при подаче тока различного напряжения. Используются как конденсаторы с переменной емкостью.
• Универсальные – это высокочастотные диоды, которые в основном применяются в преобразовании высокочастотных сигналов.

Также есть фотодиоды – это полупроводники с p-n переходом, которые воспринимают оптическое излучение. Значение обратного тока зависит от интенсивности светопотока. Используется во многих приборах – как бытового применения, так и специального. В зависимости от сферы применения различают конкретные режимы работы. Бывают следующие режимы – фотогенератор и фотопреобразователь.

Также они отличаются по ряду других параметров. Например, по технике исполнения различают плоскостные и точечные. По параметру конструкции есть одноэлементные и диодные. Различия есть и в параметрах мощности, что обозначено соответствующими кодами в маркировке изделий.

Особенности производства диодов

В зависимости от вида диодного прибора существуют разные методы их изготовления. Но ни одно производство невозможно без соблюдения некоторых требований. Главное требование при производстве любого диода – это высокое качество материалов, которые используются при изготовлении этих приборов.

Все главные требования и стандарты, которыми руководствуются при изготовлении полупроводниковых приборов, изложены в ГОСТе 17465-80. Общие положения по этим деталям стоит искать в ГОСТе 18986.0-74. Также отдельные нормативы изложены в других ГОСТах, которые больше детализируют изготовление, проверку и использование диодов и диодных мостов конкретных видов.

Возврат к списку

Обратная связь

Похожие статьи

---

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.

Выпрямительный диод и стабилитрон — презентация онлайн

Похожие презентации:

3D печать и 3D принтер

Видеокарта. Виды видеокарт

Анализ компании Apple

Трансформаторы тока и напряжения

Транзисторы

Устройство стиральной машины LG. Электрика

Конструкции распределительных устройств. (Лекция 15)

Электробезопасность. Правила технической эксплуатации электроустановок

Магнитные пускатели и контакторы

Работа на радиостанциях КВ и УКВ диапазонов. Антенны военных радиостанций. (Тема 5.1)

1. ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЙ ДИОД И СТАБИЛИТРОН

2.

Вводная страничка• Полупроводниковым диодом называют
нелинейный электронный прибор с двумя
выводами. В зависимости от внутренней
структуры, типа, количества и уровня
легирования внутренних элементов диода и
вольт-амперной характеристики свойства
полупроводниковых диодов бывают
различными. В данной презентации будут
рассмотрены следующие типы
полупроводниковых диодов:
выпрямительные диоды на основе p-n
перехода и стабилитроны.
Содержание
• выпрямительные диоды
• стабилитроны

4. Выпрямительные диоды.

• Основу выпрямительного диода составляет обычный
электронно-дырочный переход. Вольт-амперная
характеристика такого диода имеет ярко выраженную
нелинейность, приведенную на рисунке 1
Рис. 1. а) вольт-амперная характеристика;
б) конструкция корпуса
• В прямом смещении ток диода
инжекционный, большой по величине и
представляет собой диффузионную
компоненту тока основных носителей.
• При обратном смещении ток диода
маленький по величине и представляет
собой дрейфовую компоненту тока
неосновных носителей.
• В состоянии равновесия суммарный ток,
обусловленный диффузионными и
дрейфовыми токами электронов и дырок,
равен нулю.

6. Выпрямление в диоде

• Одним из главных свойств
полупроводникового диода на основе p-n
перехода является резкая асимметрия вольтамперной характеристики: высокая
проводимость при прямом смещении и
низкая при обратном. Это свойство диода
используется в выпрямительных диодах. На
рисунке 2 приведена схема,
иллюстрирующая выпрямление переменного
тока в диоде.

7. Рис. 2. Схема, иллюстрирующая выпрямление переменного тока с помощью диода

8. В связи с применением выпрямительных диодов к их характеристикам и параметрам предъявляются следующие требования:

а) малый обратный ток ;
б) большое обратное напряжение;
в) большой прямой ток;
г) малое падение напряжения при
протекании прямого тока.

9. Для того чтобы обеспечить эти требования, выпрямительные диоды выполняются из полупроводниковых материалов с:

• большой шириной запрещенной зоны , что уменьшает
обр. I
• большим удельным R, что увеличивает допустимое
обр. U
Для получения в прямом направлении больших I
малых падений U следуетувеличивать площадь p-n
перехода и уменьшать толщину базы.
Выпрямительные диоды изгот-ся из германия
(Ge) и кремния (Si) с большим удельным R, причем
Si является наиболее перспективным материалом.

10. Стабилитроны

• Стабилитроном называется полупроводниковый диод, вольтамперная характеристика которого имеет область резкой
зависимости тока от напряжения на обратном участке вольтамперной характеристики.
ВАХ стабилитрона имеет вид, представленный на рисунке 3.
Рис. 3 Вольт-амперная характеристика (а)
и конструкция корпуса (б) стабилитрона
• При достижении напряжения на
стабилитроне, называемого
напряжением стабилизации Uстаб, ток
через стабилитрон резко возрастает.
• Дифференциальное сопротивление
Rдиф идеального стабилитрона на этом
участке ВАХ стремится к 0, в реальных
приборах величина Rдиф составляет
значение:Rдиф ≈ 2÷50 Ом.
• Основное назначение стабилитрона стабилизация напряжения на нагрузке, при
изменяющемся напряжении во внешней
цепи.
• В связи с этим последовательно со
стабилитроном включают нагрузочное
сопротивление, демпфирующее изменение
внешнего напряжения.
• Поэтому стабилитрон называют также
опорным диодом.
• Напряжение стабилизации Uстаб зависит от
физического механизма, обуславливающего
резкую зависимость тока от напряжения.
Различают два физических механизма
пробоя p-n перехода, ответственных за
такую зависимость тока от напряжения:
• лавинный
• туннельный
• Для стабилитронов с туннельным
механизмом пробоя напряжение
стабилизации Uстаб невелико и
составляет величину менее 5 вольт:
Uстаб < 5 В.
• Для стабилитронов с лавинным
механизмом пробоя напряжение
стабилизации обычно имеет большие
значения и составляет величину более
8 вольт:
Uстаб > 8 В.

15. Приборные характеристики стабилитронов

• Основными характеристиками стабилитрона
являются ток Iст и напряжение Uст
стабилизации, дифференциальное
сопротивление стабилитрона rст и
температурная зависимость этих
параметров.
На рисунке 4 приведены дифференциальные
параметры различных стабилитронов.

Рис.4 Дифференциальные параметры различных стабилитронов:
а) зависимость дифференциального сопротивления от прямого тока
2С108;
б) зависимость изменения напряжения стабилизации от температуры
для различных типономиналов стабилитрона 2С108;
в) зависимость дифференциального сопротивления от прямого тока
2С351

17. ЛИТЕРАТУРА

• К.В. Ибрагим Основы электронной
техники 1997г
• www.bru.mogilev.by
• www.electronics.bntu.edu.by

English     Русский Правила

Диоды и схемы диодов — Учебные пособия

Работа с диодами

Что такое диод?

• Диод представляет собой полупроводниковый прибор с двумя выводами, образованный двумя легированными областями кремния, разделенными переходом pn .

• Область p называется анодом и подключается к токопроводящей клемме. Область n называется катодом и соединена со второй проводящей клеммой.

Рис. 1. Базовая структура диода и условное обозначение

Работа диода

Прямое смещение

• Прямое смещение — это условие, при котором ток проходит через переход pn .

• На рис. 2 показан источник постоянного напряжения, подключенный проводящим материалом (контактами и проводом) через диод в направлении, обеспечивающем прямое смещение. Внешнее напряжение смещения обозначается как V _BIAS . Резистор ограничивает прямой ток до значения, которое не повредит диод.

Рисунок 2: Диод, подключенный для прямого смещения

• Требования для прямого смещения:
  • Отрицательная сторона V _BIAS подключена к области n диода, а положительная сторона подключена к области p .
  • В _BIAS должен быть больше барьерного потенциала.

• Область обеднения сужается из-за уменьшения количества отрицательных и положительных ионов по мере движения основных носителей к пн развязка.

• Падение напряжения, равное потенциалу барьера ( 0,7 В для кремниевого диода; 0,3 В для германиевого диода) возникает на переходе pn , поскольку электроны отдают количество энергии, эквивалентное потенциалу барьера когда они пересекают область истощения.

Работа диода

Обратное смещение

Рис. 3: Диод, подключенный для обратного смещения

• Положительная сторона V _BIAS подключен к области n диода, а отрицательная сторона подключена к области p . Обратите внимание, что область истощения показана намного шире, чем при прямом смещении или равновесии.

Вольт-амперная характеристика диода

Вольт-амперная характеристика для прямого смещения

Рис. 4. Измерения прямого смещения показывают общие изменения прямого напряжения и прямого тока при увеличении напряжения смещения _Ф =0.

По мере увеличения V _BIAS I _F и напряжение на диоде (V _F ) увеличиваются. Часть V _BIAS сбрасывается на ограничительный резистор.

Когда V _BIAS увеличивается до значения, при котором V _F достигает примерно 0,7 В (барьерный потенциал), I _F начинает быстро увеличиваться.

As V _BIAS продолжает увеличиваться, I _F также очень быстро увеличивается, но V _F увеличивается только постепенно выше 0,7 В. Это небольшое увеличение V _F связано с падением напряжения на внутреннем сопротивлении полупроводникового материала.

График ВАХ

Рис. 5: Зависимость напряжения и тока в диоде с прямым смещением.

• I _F увеличивается очень незначительно, пока прямое напряжение на pn-переходе не достигнет примерно 0,7 В в изломе кривой.

• После этого момента прямое напряжение остается почти постоянным и составляет примерно 0,7 В, но быстро увеличивается. Как упоминалось ранее, наблюдается небольшое увеличение V _F выше 0,7 В.

• Точка A соответствует состоянию нулевого смещения. Точка B наступает, когда V _F меньше барьерного потенциала на 0,7 В. Точка C наступает, когда V _F примерно равно барьерному потенциалу.

• Поскольку V _BIAS и I _F продолжают увеличиваться выше колена, V _F увеличится немного выше 0,7 В. В действительности V _F может достигать примерно 1 В, в зависимости от прямого Текущий.

Вольт-амперная характеристика диода

ВАХ для обратного смещения

1. При 0 В на диоде, I _R =0.

2. По мере постепенного увеличения напряжения обратного смещения I _R и напряжение на диоде увеличивается.

3. Когда приложенное напряжение смещения увеличивается до значения, при котором обратное напряжение на диоде (V _R ) достигает значения пробоя (V _BR ), I _R начинает быстро увеличиваться.

4. Поскольку напряжение смещения продолжает увеличиваться, I _R также увеличивается очень быстро, но напряжение на диоде увеличивается очень незначительно выше V _BR .

График ВАХ

Рис. 6: Характеристика ВАХ для диода с обратным смещением

• Очень мало I _R (обычно ) до тех пор, пока V _R не достигнет приблизительно V _{колена кривой.}

• После этого момента V _R остается примерно на уровне V _BR , но I _R увеличивается очень быстро, что приводит к перегреву и возможному повреждению, если ток не будет ограничен безопасным уровнем.

• В _BR зависит от уровня легирования, который устанавливает производитель, в зависимости от типа диода. Типичный выпрямительный диод имеет напряжение пробоя более 50 В. Некоторые специализированные диоды имеют напряжение пробоя всего 5 В.

Вольт-амперная характеристика диода

полная вольт-амперная характеристика диода.

Влияние температуры

• Для диода с прямым смещением при увеличении температуры I _F увеличивается для заданного значения V _F . Наоборот, при данном значении I _F , V _F уменьшается.

• Для диода с обратным смещением при повышении температуры I _R увеличивается.

Модели диодов

Модель идеального диода

• Наименее точное приближение; может быть представлен простым переключателем

• С прямым смещением: диод действует как замкнутый (ВКЛ. ) переключатель; с обратным смещением: диод действует как разомкнутый (ВЫКЛ.) переключатель, как показано на рис. 8.

Рис. 8: Идеальная модель диода

• всеми пренебрегают, эта модель подходит для устранения большинства неисправностей, чтобы определить, правильно ли работает диод.

• Предполагается, что диод имеет нулевое напряжение при прямом смещении: В _F =0 В. Прямой ток определяется напряжением смещения и ограничительным резистором по закону Ома.

Модели диодов

Практическая модель диода или модель с постоянным падением напряжения

• включает барьерный потенциал _F ), равный барьерному потенциалу (0,7 В) положительной стороной к аноду.

• При проведении на диоде возникает падение напряжения 0,7 В.

Рис. 9: Практическая модель диода

• С обратным смещением: диод эквивалентен разомкнутому выключателю, как и в идеальной модели. Барьерный потенциал не влияет на обратное смещение.

• Поскольку барьерный потенциал включен, а динамическое сопротивление не учитывается, предполагается, что на диоде при прямом смещении присутствует напряжение: V _F = 0,7 В.

• Прямой ток определяется путем применения сначала закона Кирхгофа для напряжения к рисунку 9(a):

• Предполагается, что диод имеет нулевой обратный ток: В _Р = В _{СМЕЩЕНИЕ} .

• Практичная модель полезна при устранении неисправностей в низковольтных цепях. В этих случаях падение 0,7 В на диоде может быть значительным, и его следует учитывать.

Модели диодов

Полная модель диода

• наиболее точное приближение; включает барьерный потенциал, малое прямое динамическое сопротивление ( r’ _d ) и большое внутреннее обратное сопротивление ( r’ _R )

• эквивалентное напряжение барьерного потенциала (V _B ) и r’ _d .

Рис. 10: Полная модель диода

• С обратным смещением: диод работает как разомкнутый переключатель, включенный параллельно с r’ _R . Барьерный потенциал не влияет на обратное смещение.

• Предполагается, что диод находится под напряжением при прямом смещении. Это напряжение (V _F ) состоит из V _B плюс небольшое падение напряжения на динамическом сопротивлении.

• Падение напряжения из-за динамического сопротивления увеличивается по мере увеличения тока.

• Для полной модели кремниевого диода применяются следующие формулы:

Однополупериодные выпрямители

Что такое однополупериодный выпрямитель?

• Однополупериодный выпрямитель пропускает ток через нагрузку только в течение половины цикла. Он преобразует входное напряжение переменного тока (обычно 120 В, 60 Гц) в пульсирующее постоянное напряжение, называемое двухполупериодным выпрямленным напряжением.

Однополупериодные выпрямители

Работа однополупериодного выпрямителя

• Диод подключен к источнику переменного тока и к нагрузочному резистору R _L , образуя однополупериодный выпрямитель.

• Когда синусоидальное входное напряжение (V _в ) становится положительным, диод смещается в прямом направлении и проводит ток через нагрузочный резистор.

Рисунок 11: При положительном чередовании VinРисунок 12: При отрицательном чередовании Vin

Однополупериодные выпрямители

Среднее значение однополупериодного выходного напряжения

• Среднее значение однополупериодного выпрямленного выходного напряжения — это значение, измеренное вольтметром постоянного тока. Математически это площадь под кривой в течение полного цикла, деленная на число радианов в полном цикле:

Влияние барьерного потенциала на выходной сигнал однополупериодного выпрямителя

• Когда практически Модель диода используется с барьерным потенциалом 0,7 В, В _в должны преодолеть барьерный потенциал, прежде чем диод станет смещенным в прямом направлении.

• Это приводит к полуволновому выходному сигналу с пиковым значением, которое на 0,7 В меньше, чем пиковое значение входа. Выражение для пикового выходного напряжения:

Пиковое обратное напряжение (PIV)

Двухполупериодные выпрямители

Что такое двухполупериодный выпрямитель?

• Двухполупериодный выпрямитель пропускает однонаправленный (односторонний) ток через нагрузку в течение всего входного цикла.

• Результатом двухполупериодного выпрямления является выходное напряжение с частотой, в два раза превышающей входную частоту, которое пульсирует каждый полупериод входного сигнала.

Рисунок 13: Двухполупериодный выпрямитель

Двухполупериодные выпрямители

Двухполупериодный выпрямитель с отводом от средней точки

Рисунок 14: Двухполупериодный выпрямитель с отводом от средней точки

• Во время положительных полупериодов D 0 равен с прямым смещением, а D ₂ с обратным смещением. Путь тока проходит через D ₁ и нагрузочный резистор R _L .

• Во время отрицательных полупериодов D ₂ смещен в прямом направлении, а D ₁ смещен в обратном направлении. Текущий путь проходит через D ₂ и R _L.

• Поскольку выходной ток во время положительной и отрицательной частей входного цикла имеет одно и то же направление через нагрузку, выходное напряжение, развиваемое на нагрузочном резисторе, является двухполупериодным. выпрямленное постоянное напряжение.

• Выходное напряжение двухполупериодного выпрямителя с отводом от средней точки всегда составляет половину от общего вторичного напряжения за вычетом падения на диоде.

Двухполупериодные выпрямители

Мостовой двухполупериодный выпрямитель

• В мостовом выпрямителе используются четыре диода, подключенных, как показано на рис. 15.

Рис. 15: Мостовой выпрямитель

• смещены в прямом направлении и проводят ток. На RL возникает напряжение, похожее на положительную половину входного цикла. В это время диоды Д ₃ и Д ₄ смещены в обратном направлении.

• Во время отрицательного полупериода входа D ₃ и D ₄ смещены в прямом направлении и проводят ток. D ₁ и D ₂ имеют обратное смещение. В результате этого действия на резисторах R _L появляется двухполупериодное выпрямленное выходное напряжение.

Выходное напряжение моста

• Два диода всегда включены последовательно с нагрузочным резистором как во время положительного, так и отрицательного полупериода. С учетом падений на диоде выходное напряжение равно

Пиковое обратное напряжение

• Поскольку выходное напряжение идеально равно вторичному напряжению,

• Если включены падения напряжения на диодах с прямым смещением, пиковое обратное напряжение на каждом диоде с обратным смещением, выраженное в В _{p( out)} равно

• Если пренебречь падением напряжения на диоде, для мостового выпрямителя требуются диоды с вдвое меньшим значением PIV, чем в выпрямителе с отводом от средней точки для того же выходного напряжения.

Диодные ограничители и фиксаторы

Диодные ограничители

• Диодные схемы, называемые ограничителями или ограничителями, иногда используются для отсекания частей напряжения сигнала выше или ниже определенных уровней.

• На рис. 16 показан диодный положительный ограничитель, который ограничивает или отсекает положительную часть входного напряжения.

Рис. 16: Положительный ограничитель диода

• Когда входное напряжение становится положительным, диод смещается в прямом направлении и проводит ток. Точка A ограничивается значением +0,7 В, когда входное напряжение превышает это значение.

• Когда V _в снова становится ниже 0,7 В, диод смещается в обратном направлении. V _out выглядит как отрицательная часть V _in , с величиной, определяемой делителем напряжения, образованным R ₁ и R _L :

• . часть входного напряжения отсекается. Когда V _в превышает -0,7 В, диод больше не смещен в прямом направлении; и на R 9 появляется напряжение0039 L пропорционально V _в .

Ограничители со смещением

• Уровень, до которого ограничивается переменное напряжение, можно отрегулировать путем добавления напряжения смещения V _BIAS последовательно с диодом. Напряжение в точке A должно равняться V _BIAS + 0,7 В, прежде чем диод станет смещенным в прямом направлении и начнет проводить ток.

• Как только диод начинает проводить ток, напряжение в точке A ограничивается значением В _BIAS + 0,7 В, чтобы отсекать все входное напряжение выше этого уровня.

• Чтобы ограничить напряжение до указанного отрицательного уровня, диод и напряжение смещения должны быть подключены, как показано ниже. В этом случае напряжение в точке A должно упасть ниже -V _BIAS — 0,7 В, чтобы сместить диод в прямом направлении и инициировать действие ограничения.

Смещение делителя напряжения

Рис. 17. Диодные ограничители со смещением делителя напряжения

Диодные ограничители и фиксаторы

Диодные фиксаторы

Рис. 18. Работа положительного фиксатора

• Когда входное напряжение изначально становится отрицательным, диод смещается в прямом направлении, позволяя конденсатору заряжаться почти до пика входного напряжения.

• Сразу после отрицательного пика диод смещен в обратном направлении, потому что катод удерживается около В _p(in) -0,7 В за счет заряда конденсатора.

• Конденсатор может разряжаться только через высокое сопротивление R _л . Таким образом, от пика одного отрицательного полупериода до следующего конденсатор разряжается очень мало. Сумма, которая сбрасывается, зависит от стоимости R _L .

• Если диод перевернуть, отрицательное постоянное напряжение добавляется к входному напряжению для получения выходного напряжения, как показано на рис. 19.

Рис. заключается в том, что конденсатор сохраняет заряд, приблизительно равный пиковому значению входа за вычетом падения напряжения на диоде.

Напряжение конденсатора действует, по сути, как батарея, включенная последовательно с входным напряжением. Постоянное напряжение конденсатора добавляется к входному напряжению за счет наложения.

Стабилитроны

Рисунок 20: Стабилитрон и условное обозначение

Работа стабилитрона

• Стабилитроны действуют как обычные диоды при прямом смещении.

• Когда обратное напряжение становится равным номинальному напряжению Зенера, стабилитроны предназначены для того, чтобы пропускать ток в обратном направлении.

• Стабилитроны предназначены для работы в области пробоя.

• Зенеровский диод, работающий при пробое, действует как регулятор напряжения, поскольку он поддерживает почти постоянное напряжение, равное напряжению Зенера, на своих выводах в заданном диапазоне значений обратного тока.

• Это постоянное падение напряжения на стабилитроне, вызванное обратным пробоем, представлено символом напряжения постоянного тока.

Разница между стабилитроном и обычным выпрямительным диодом

Диод — это электронное устройство с двумя выводами, которое проводит электричество в одном направлении. Он имеет высокое сопротивление на одном конце и низкое сопротивление на другом конце. Диоды используются для защиты цепей путем ограничения напряжения, а также для преобразования переменного тока в постоянный. Диоды имеют две клеммы, которые известны как анод и катод.

Что такое стабилитрон?

Стабилитрон может обеспечить стабильное опорное напряжение. Эти диоды могут работать с обратным смещением и пробиваются при определенном напряжении. Эти диоды в основном используются в источниках питания для обеспечения опорного напряжения.

В режиме прямого смещения разрешает ток, а в режиме обратного смещения блокирует ток. После того, как это напряжение подавляет точку пробоя (при обратном смещении), диод попадает в область Зенера, где он проводит без повреждений. Течение в этой области называют лавинным течением.

Что такое обычный выпрямительный диод?

Выпрямитель — это устройство, которое используется для преобразования напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока. Он состоит из диода, понижающего трансформатора и фильтра. Это простой диод с p-n переходом, который обычно используется для выпрямления в полумостовых и мостовых выпрямителях.

Difference between Zener Diode and Normal Rectifier Diode:

	Zener diode	Normal Rectifier Diode
1.	Zener диод может обеспечить стабильное опорное напряжение. Эти диоды могут работать с обратным смещением и пробиваются при определенном напряжении. Эти диоды в основном используются в источниках питания для обеспечения опорного напряжения.	Выпрямитель — это устройство, которое используется для преобразования напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока. Он состоит из диода, понижающего трансформатора и фильтра. Это простой диод с p-n переходом, который обычно используется для выпрямления в полумостовых и мостовых выпрямителях.
2.	Это диод с p-n переходом с сильно легированным по сравнению с обычным диодом	Это простой диод с p-n переходом	Используются для выпрямления полумостовых и полномостовых выпрямителей.
4.	Используется в качестве регулятора напряжения в электронных устройствах.	Используются в компьютерах, батареях и т.д.
5.	Проводит ток в обоих направлениях и может восстанавливаться, в отличие от выпрямительных диодов.	Они используются только для обеспечения протекания тока/напряжения только в одном направлении.
6.	Низкая допустимая нагрузка по току стабилитрона.	Высокая допустимая нагрузка по току выпрямительного диода.
7.	Стабилитрон имеет низкое обратное пиковое напряжение.	Имеет высокое обратное пиковое напряжение.
8.	Его также называют пробивным диодом	Его также называют кремниевым диодом.

Примеры вопросов 

Вопрос 1. Почему стабилитрон не используется в качестве выпрямителя?

Ответ:

Мы не используем стабилитрон в схеме выпрямителя, потому что в схеме выпрямителя требуется высокое максимальное пиковое обратное напряжение. Диод Зенера имеет низкое обратное пиковое напряжение в отличие от других обычных диодов. По этой причине стабилитрон не используется в целях выпрямления.

Вопрос 2. Стабилитрон на 6 В показывает нормальное напряжение при токе 24 мА. При этом токе добавочное сопротивление равно 5 Ом. Найти V _зо стабилитрона?

Ответ:

, V _Z = 6V

CURCE I = 24MA

Сопротивление R = 5 Ом

V _Z = V _ZO

V _Z = V _ZO

V _Z = V _Ом

V _Z = V _ZO

V _Z = V _ZO

V _Z = V _{. ZO} + (24*10 ^-3 *5)

6 = V _ZO + 120*10 ^-3

V _ZO = 6. 5.8.100

V _ZO = 5. 5.8.8.8888 V _ZO = 5. 5.8.88.888. V

Следовательно, V _zo стабилитрона 5,88В

Вопрос 3: Объясните, как стабилитрон поддерживает постоянное напряжение на нагрузке?

Ответ: 

Стабилитроны могут вести себя как батарея постоянного тока в состоянии «ВКЛ». Если стабилитроны шунтированы через нагрузку с сопротивлением RL и напряжение на стабилитронах больше, чем напряжение стабилитрона Vz, когда стабилитрон находится во включенном состоянии, любые изменения напряжения на стабилитроне связаны с изменениями в ни напряжение питания, ни сопротивление нагрузки не могут изменить выходное напряжение. Следовательно, стабилитрон поддерживает постоянное напряжение на нагрузке.

Вопрос 4: Каково применение стабилитрона?

Ответ:  

Стабилитроны используются в регуляторах напряжения. В момент, когда напряжение нагрузки приближается к напряжению пробоя, резистор, включенный последовательно, ограничивает ток через диод, когда возникает избыточное напряжение, когда диод проводит ток.

Вопрос 5: Каковы применения выпрямительного диода?

Ответ:

• Они используются в источниках питания для преобразования переменного тока в постоянный, и этот процесс называется выпрямлением.
• Используются во всех электронных устройствах внутри блоков питания.
• Также используются в цепях, где через диоды проходит большой ток.
• Они также используются в трансформаторах.
• Используется в АМ-радио в качестве детектора, т.к. на его выходе есть звуковой сигнал.
• Используются в схемах зажигания, схемах генерации импульсов, умножителях напряжения, а также для модуляции.

Вопрос 6: Каков принцип работы выпрямительного диода?

Ответ: 

Выпрямительные диоды пропускают электрический ток только в одном направлении и в основном используются для питания электронных устройств. Эти диоды могут выдерживать более высокий ток, чем обычные диоды.

Различия между диодом и диодом с барьером Шоттки

Существуют различные типы диодов (электронные компоненты, которые необходимо правильно использовать в зависимости от их расположения и применения). Например, диоды с барьером Шоттки часто используются в схемах питания, от которых требуется высокая эффективность и компактность.

В этой статье мы объясним такие темы, как «Что такое диод с барьером Шоттки?» — Когда ты их используешь? и «Чем они отличаются от обычных диодов».

Содержание

• Что такое диод с барьером Шоттки?
• Диоды с барьером Шоттки используются в низковольтных импульсных силовых цепях
• Является ли диод с барьером Шоттки универсальным диодом?
• Чем они отличаются от диодов быстрого восстановления (FRD)?
• Краткий обзор того, как использовать диоды в цепях питания

Что такое диод с барьером Шоттки?

Диод с барьером Шоттки — это диод, в котором используется явление, называемое барьером Шоттки, при котором электричество течет только в одном направлении при соединении полупроводника и металла. Поскольку их структура отличается от PN-перехода, состоящего из полупроводников P-типа/N-типа обычных диодов, их электрические характеристики отличаются от характеристик обычных диодов.

Диоды с барьером Шоттки характеризуются тем, что по сравнению с диодами, выполненными на PN-переходе, время их перехода из открытого состояния в закрытое (время обратного восстановления trr) меньше, а их прямое напряжение V _F ниже.

Эта характеристика очень удобна для работы на высоких частотах, например, при переключении источников питания, и они являются незаменимым электронным компонентом для повышения эффективности и миниатюризации токовых цепей питания.

Структура диода с барьером Шоттки (слева) и схема электрических характеристик (справа). На стыке полупроводника и металла есть электрическая стена, называемая барьером Шоттки, которая позволяет электричеству течь только в одном направлении.

Артикул: Диод с барьером Шоттки | Что такое диод? | Советы путешественникам по электронике | ROHM Co., Ltd.

Диоды с барьером Шоттки — это электронные компоненты, которым присвоены уникальные символы схемы, чтобы их можно было четко идентифицировать на схемах. Линия катодной части изогнута в форме буквы S, когда анод виден с левой стороны, хотя некоторые редакторы схем имеют квадратную форму буквы S вместо изогнутой линии. В аналогичных электронных компонентах есть стабилитрон (его катодная часть имеет Z-образную форму), поэтому будьте осторожны, чтобы не перепутать их.

Будьте осторожны, не перепутайте диоды Зенера и диоды с барьером Шоттки, так как они имеют схожие схематические обозначения.

Диоды с барьером Шоттки используются в низковольтных переключающих силовых цепях

Я объяснил, что характеристики диодов с барьером Шоттки — это их «быстрое обратное время восстановления» и «низкое прямое напряжение», и что эти характеристики могут быть использованы при переключении цепи питания.

Импульсные источники питания могут быть меньшего размера, поскольку частота переключения выше, но должны использоваться электронные компоненты, способные работать с более высокими частотами. Диоды с барьером Шоттки имеют малое время обратного восстановления и могут работать при высокоскоростном переключении.

Кроме того, поскольку прямое напряжение низкое и потери при выпрямлении малы, можно сконфигурировать импульсные схемы питания, которые являются компактными, высокоэффективными и выделяют мало тепла.

Благодаря этим характеристикам диоды с барьером Шоттки используются на вторичных сторонах преобразователей ACDC и низковольтных преобразователей постоянного тока.

Можно ли где-нибудь использовать диоды с барьером Шоттки?

Пока что диоды с барьером Шоттки звучат как высокоэффективные универсальные диоды, но следует отметить, что их можно использовать не во всех типах схем.

Во-первых, диоды с барьером Шоттки имеют предел около 200В (а для многих изделий предел примерно до 40В) даже для изделий с высоким выдерживаемым напряжением, поэтому их нельзя использовать для контроля высоких напряжений.

Еще большую проблему представляет тенденция к тепловому разгону. Диоды с барьером Шоттки имеют большой ток утечки в выключенном состоянии, при этом ток утечки может увеличиваться из-за влияния тепла.

В цепи высокого напряжения нельзя игнорировать влияние тока утечки. Если тепловая конструкция неадекватна, увеличение тока утечки из-за выделения тепла не остановит порочный круг, который еще больше повышает температуру, что приводит к тепловому разгону. Обратите внимание, что этот тепловой разгон произойдет даже ниже гарантированной температуры.

Артикул: Диод с барьером Шоттки | Что такое диод? | Советы путешественникам по электронике | ROHM Co., Ltd.

Несмотря на то, что диоды с барьером Шоттки кажутся высокопроизводительными, они представляют собой электронные компоненты с низким выдерживаемым напряжением, которые легко подвержены воздействию тепла, поэтому проверьте место их использования, а также напряжение цепи и постарайтесь использовать их в правильных местах.

Чем они отличаются от диодов быстрого восстановления (FRD)?

Диод, аналогичный диоду с барьером Шоттки, представляет собой продукт, называемый Диод быстрого восстановления (FRD) . Диоды с быстрым восстановлением также являются диодами с быстрым временем обратного восстановления. Итак, чем они отличаются от диодов с барьером Шоттки?

Диоды с быстрым восстановлением имеют быстрое время обратного восстановления и высокое выдерживаемое напряжение, но также имеют недостаток, заключающийся в высоком прямом напряжении V _F , поэтому они используются в схемах, где высокие напряжения, которые нельзя использовать с диодами с барьером Шоттки, недопустимы. применяемый.

Спецификация диодов с быстрым восстановлением на 10 А в корпусе TO220FN. Обратное напряжение высокое, а обратный ток (ток утечки) низкий. Однако прямое напряжение V _F высокий.

Артикул: ROHM Super-Fast Recovery Diode RF1001T2DNZ

Спецификация диода Шоттки на 10 А, также в корпусе TO220FN. Прямое напряжение V _F низкое, обратное напряжение составляет всего 40 В, а обратное напряжение велико. Важно правильно их использовать, так как они имеют характеристики, противоположные характеристикам FRD

. Артикул: ROHM Schottky Barrier Diode RB085T-40NZ

. решается полупроводниковыми карбидами кремния нового поколения (SiC). Поскольку SiC-диод с барьером Шоттки (SiC-SBD) имеет как выдерживаемое напряжение 1200 В, так и низкое прямое напряжение, использование SiC-SBD вместо диода с быстрым восстановлением может увеличиться в будущем.

Артикул: SiC SBD | Что такое SiC Power Devices? | Электроника мелочи | ROHM Co., Ltd. – ROHM Semiconductor

Краткое описание того, как использовать диоды в цепях электропитания

Наконец, мы представим краткое описание диодов с барьером Шоттки, введение других диодов и их правильное использование в источниках питания. схемы.

Диод с барьером Шоттки (SBD)

• Часто используется для низковольтных импульсных источников питания. Он используется для диодов, которые выпрямляют на вторичных сторонах преобразователей постоянного и переменного тока.
Диоды Шоттки
• имеют низкое прямое напряжение (V _F ) и отличное время обратного восстановления.
• Поскольку напряжение V _F меньше 1 В даже при большом произведении тока, прямые потери малы, а эффективность преобразования высока.
• Однако при подаче обратного напряжения возникает большая утечка, и на нее легко воздействует тепло, поэтому в зависимости от условий может произойти тепловой разгон.

Выпрямительный диод

• Также применимы диоды и мостовые диоды, используемые для выпрямления обычных коммерческих источников питания.
• В _F обычно составляет 1 В или меньше, а время обратного восстановления меньше, чем у двух вышеупомянутых диодов. Тем не менее, производительность переключения не требуется, поскольку основным применением является выпрямление 50/60 Гц.

Диод с быстрым восстановлением (FRD)

• Используется для первичной обмотки преобразователей переменного тока в постоянный и инверторных цепей благодаря отличным характеристикам переключения и высокому выдерживаемому напряжению.
• Отличные характеристики переключения, но V _F высокие. У V _F при больших токах около 2В.
• Высокое выдерживаемое напряжение в обратном направлении. Кроме того, он может выдерживать высокое выдерживаемое напряжение 800 В.

Стабилитрон

• В цепях электропитания используется для защиты от перенапряжения и обнаружения перенапряжения на вторичной стороне преобразователя постоянного тока.
• Напряжение остается постоянным даже при изменении тока и обычно используется в противоположном направлении.
• Хотя другие диоды в основном используются для выпрямления, стабилитроны используются в качестве цепей постоянного напряжения и защитных устройств.

 

Посетите нас в социальных сетях

Что такое диод и как он работает?

Диод — это электронный компонент, который позволяет электрическому току проходить только в одном направлении через две его клеммы (анод и катод).

В идеале можно считать, что он имеет нулевое сопротивление в первом случае и бесконечное сопротивление во втором случае.

Содержание

1. Символ полупроводникового диода
   • Диод символ
2. Как работает диод
3. типов диодов 9006
4. DIODE
5. VARICAP OR VARARER DIODE
6. DIODE DIODE
7. VARICAP OR VARARER DIODE
DIODE DIODE
8. ORARER DIODE
DIODE
9. ORARER DIODE
DIODE. Диод Шоттки
10. Диод Шокли
11. Применение диодов
    • Волновой мостовой выпрямитель
      • Мост Греца

Несколько раз мы обсуждали различные типы диодов и их применение, но мы не определяли подробно, как работают эти электронные компоненты или какие другие типы существуют помимо светодиодов.

Полупроводниковый диод

Хотя существует несколько типов диодов, этим термином обычно называют полупроводниковый диод, наиболее распространенный. Другим типом могут быть термоэлектронные диоды, работа которых основана на вакуумных вентилях и генерации электронов в одной клемме посредством эффекта джоуля, но мы не будем вдаваться в подробности здесь.

Мы сосредоточимся на изучении твердотельных (полупроводниковых) диодов, поскольку они являются технологической основой светодиодного освещения. Тем не менее, мы не будем подробно описывать научные основы этой технологии, чтобы облегчить чтение.

Этот тип диода в основном представляет собой соединение двух полупроводниковых материалов с особыми характеристиками (p-n переход) . Один из материалов (n-типа) представляет собой отрицательно заряженную область (электроны). Другой (р-тип) заряжен положительно (дырки).

Символ диода

Электрический символ диода представляет собой равносторонний треугольник с линией, проходящей через одну его вершину одинаковой длины и параллельной противоположной стороне. Его форма похожа на стрелу.

Электронный символ диода

Интересно, что направление, в котором указывает символ, является противоположным направлением, в котором движется ток.

Соединение этих двух областей определяет поведение диода. Кроме того, именно в каждой из этих областей подключена каждая клемма устройства.

Как работает диод

Как мы только что видели, принцип работы этого устройства определяет его работу. Вообще говоря, можно сказать, что диод ведет себя двояко:

• Подобно короткому замыканию, пропускающему электричество (прямая поляризация).
• В качестве разомкнутой цепи, препятствующей прохождению тока (обратная поляризация).

Различные типы диодов могут проявлять уникальное поведение в зависимости от применяемой поляризации, что позволяет использовать их в самых разных приложениях, как мы увидим ниже.

Типы диодов

Существует множество различных диодов, которые имеют особые характеристики в зависимости от их внешнего вида, материалов, примесей и т. д. Эти диоды используются в очень специфических приложениях.

Некоторые из наиболее распространенных и которые мы обсудим более подробно: лазерный диод, Ганн, варикап и, конечно же, светодиод.

Диод Ганна

Применяются в высокочастотной электронике и характеризуются отрицательным сопротивлением при определенных условиях. Диоды Ганна используются в конструкции генераторов СВЧ.

В зависимости от используемых материалов могут быть достигнуты частоты колебаний выше 10 ГГц, а с диодами из нитрида галлия — до 3 ТГц.

Варикап или варакторный диод

Они сконструированы таким образом, что при обратной полярности они ведут себя как переменный конденсатор, емкость которого зависит от приложенного напряжения.

Они используются в настраиваемых цепях, где изменения емкости необходимы.

Светодиод

Они отличаются тем, что рекомбинации носителей заряда генерируют фотоны , элементарные частицы, формирующие свет.

Как мы уже упоминали в других случаях, существуют различные типы светодиодов, которые составляют основу современных систем освещения.

Лазерный диод

Подобно светодиодам, этот тип диода является наиболее распространенным способом генерации лазера. Они применяются во многих областях, таких как: оптоволоконная связь, указатели, принтеры или считыватели штрих-кодов, и многие другие.

Стабилитрон

Стабилитрон предназначен для работы с обратной поляризацией. Вместо того, чтобы отключать ток, как обычный диод, он начинает проводить ток в обратном направлении, когда достигается определенное напряжение. Точку, в которой это напряжение стабилизируется, часто называют напряжением Зенера.

Этот тип полупроводникового диода является основной частью регуляторов постоянного напряжения.

Диод Шоттки

Диод Шоттки назван в честь немецкого физика Вальтера Х. Шоттки. Его главная особенность заключается в том, что он может очень быстро переключаться из состояния отсечки в состояние проводимости.

Используется в интегральных схемах, где требуются высокие скорости переключения.

Диод Шокли

Диод Шокли отличается от предыдущих тем, что содержит четыре чередующихся слоя полупроводников P и N вместо двух. Они используются в цифровых приложениях, таких как счетчики и схемы таймеров.

У него даже есть статуя в Маунтин-Вью (Калифорния) перед зданием, где раньше располагались Shockley Semiconductor Laboratories.

Применение и применение диодов

Как мы видели, в зависимости от типа диода, области применения очень разнообразны, они используются в освещении, радиодемодуляторах, устройствах защиты от перенапряжений или логических вентилях (основное электронное устройство в конструкции микрочипов), но одно из наиболее распространенных находится в источниках питания, где они действуют как волновые выпрямители.

Волновой мостовой выпрямитель

Наиболее распространенными мостовыми выпрямителями являются двухполупериодные и двухполупериодные мостовые выпрямители. Однополупериодный выпрямитель устраняет отрицательную часть переменного тока.

Точно так же двухполупериодный выпрямитель преобразует отрицательную часть тока в положительную.

Мост Гретца

Наиболее распространенной конфигурацией является конфигурация с четырьмя диодами, известная как мост Гретца или двухволновой мостовой выпрямитель. Диодные мосты такого типа очень распространены, например, в источниках питания постоянного тока.

Как мы видим, диоды — это устройства с бесконечным количеством применений, и они больше, чем мы думаем, присутствуют во всех видах повседневных устройств, от лампочек до проигрывателей Blu-ray.

Диод и резистор последовательно

Схема Диод и резистор последовательно

Диоду нужен резистор для ограничения тока. Без него вряд ли получится отрегулируйте ток через диод таким образом, чтобы диод мог работать правильно. В этой статье мы показываем, как диод и резистор ведут себя вместе и как их характеристические кривые взаимодействовать друг с другом.

Характеристики стандартного диода

Давайте сначала посмотрим на диод без последовательно включенного резистора. Диоды в SMD и сквозном монтаже выглядят так, как показано на рисунке на рисунке 1. Обычно диод имеет на одной стороне штриховую метку, указывающую, где находится катод. Символ на диоде также есть черточка, обозначающая катод. Направление стрелки символа указывает направление в через который диод пропускает ток: От анода к катоду.

Рисунок 1: Варианты корпусов диодов

На рисунке 2 показан символ диода на источнике напряжения. Напряжение V _D падает на диоде и через диод протекает ток I _D .

Не рекомендуется эксплуатировать диод в Сюда. Диоды всегда следует комбинировать с последовательным резистором.

Но теперь мы посмотрим, как диод реагирует, когда работает последовательно без резистора в следующих разделах. Отсюда мы увидим, какие преимущества дает дополнительный резистор.

Рис. 2: Кривая диодов

На рис. 3 показана характеристическая кривая диода. Характеристические кривые — лучший способ описать функция компонента. Характеристическая кривая диода показывает зависимость между током и напряжение. Например. что через диод может протекать ток 100мА при падении на нем 0,7В. Если только На диоде падает 0,1 В, ток диода 0 мА, а при 2 В — 2 А.

Мы видим, что изменение напряжения ниже 0,55В практически не влияет на ток. Выше 0,7В ток очень сильно возрастает при небольшом повышении напряжения.

Рисунок 3: Диод на источнике напряжения без последовательного резистора

Как не превысить максимальный ток диода.

Чтобы понять важность резистора, который мы подключаем последовательно с диодом, нам нужно знать, что каждый диод имеет максимально допустимый ток. В техпаспорте на диод есть обычно находится в разделе «Абсолютные максимальные оценки». Это определяется, например. как на рис. 4. Диод этого листа данных допускает максимальный ток 300 мА. Это означает, что для этой характеристики диода кривой, что мы должны позаботиться о том, чтобы V _D не превышает 0,75В.

Рис. 4. Абсолютные максимальные номиналы диода

Если мы хотим использовать диод с характеристикой, показанной на рис. 3, например, при 100мА, нам нужно напряжение ровно 0,7В. Но если напряжение увеличивается всего на 5%, до 0,735В, имеем уже ток 200мА. Эта чувствительность показана на рисунке 5.

Однако на практике вряд ли возможно установить столь точное напряжение и ток по следующим причинам:

• Отклонение источника напряжения
• Температурная стабильность источника напряжения
• Неизвестный уровень источника напряжения (например, для аккумуляторов с разным уровнем заряда)
• Отклонение кривой характеристики диода при различных температурах
• Разнонаправленность характеристики диода

Рис. 5: Кривая диода между 0,7 В и 0,735 В

Последовательный резистор, добавленный к диоду, поддерживает стабильный ток

Чтобы стабилизировать ток на нужном значении, к диоду последовательно подключаем резистор, которая имеет менее чувствительную характеристику и определяет отношение тока к напряжению при последовательном соединении. В этом примере резистор имеет линейную характеристику 33 Ом, как на рисунке 6.

Рис. 6: Характеристическая кривая резистора 33 Ом

Grafische Bestimmung des Stromes und von VR und VD

Если теперь этот резистор подключить последовательно к диоду, получится очень ясный принцип:

• Один и тот же ток протекает через оба компонента
• Оба компонента разделяют напряжение питания

Поскольку кривая характеристики диода является экспоненциальной, а кривая характеристики сопротивления линейной, изменение напряжения приведет к тому, что большая часть разности напряжений будет воздействовать на резистор, потому что одно и то же изменение тока должно произойти в обоих компонентах.

Рис. 7: Диод с резистором в последовательной цепи

Для данных V _CC и R (в следующем примере V _cc = 5 В и R = 33 Ом) можно составить формулу для тока диода:

Ток диода можно не только считать по характеристической кривой диода, но и также определяется сопротивлением и напряжением питания. На рис. 8 показана формула для этого.

Рис. 8: Напряжение и ток диода при фиксированных Vcc и R

Эта формула для I _D является линейной. Поэтому мы можем использовать любое значение для V _D и определить прямую линию из V _D ,I _D — пар, вычисленных из них. Эта прямая показывает, как ведет себя ток диода, когда диод подключен к V _cc и Р.

На рисунке 9 вычисляем I _D для большего теоретического напряжения диода В _D = 0 и В _D = В _cc

Рисунок 9: Две точки на линейной функции

На рисунке 10 мы создаем линейную функцию из более теоретических экстремальных значений рисунка 9. Эта функция описывает зависимость тока диода V _куб.см и R.

Рисунок 10: I _D при заданном V _куб.см и R

Обе характеристические кривые рис. 5 и 10 описывают ток диода в зависимости от напряжения на диоде. Точкой пересечения обеих кривых является точка, где обе имеют одинаковый ток I _D и одинаковую напряжение диода В _D . Эта точка является рабочей точкой диода. Рис. 11 объединяет две кривые, и на рис. 12 показано увеличенное изображение пересечения.

Рисунок 11: Точка пересечения характеристик резистора и диода

Из рисунка 12 мы можем прочитать V _D и I _D . Если диод подключить к резистору 33 Ом в серия и V _cc — 5В, через диод протекает ток 130мА и V _D — 0,72В.

Рис. 12: Увеличение точки пересечения

X

Рисунок 1: Варианты корпусов диодов

Х

Рисунок 2: Кривая диода

X

Рисунок 3: Диод на источнике напряжения без резистора последовательно

X

Рис. 4. Абсолютные максимальные номиналы диода

X

Рисунок 5: Диодная кривая между 0,7 В и 0,735 В

X

Рисунок 6: Характеристика резистора 33 Ом

X

Рисунок 7: Диод с резистором в последовательной цепи

X

Рис. 8: Напряжение и ток диода при фиксированных Vcc и R

X

Рисунок 9: Две точки на линейной функции

X

Рис. 10: I _D при заданных V _{куб. см} и R

X

Рисунок 11: Точка пересечения характеристик резистора и диода

X

Рис. 12. Увеличение точки перехвата

Это тоже может вас утомить:

Все значения и коды
Резисторы серии E3
Все значения и коды
Резисторы серии E6
Все значения и коды
Резисторы серии E48
Основы для ботаников
Цветовой код резистора

Использование диода — символ, применение, примеры и часто задаваемые вопросы

Диод — это электронное/полупроводниковое устройство с двумя выводами. Диод используется как электрический компонент, в котором ток имеет однонаправленное течение только в том случае, если диод работает при заданном напряжении.

 

Этот компонент имеет две клеммы, одна из которых имеет высокое сопротивление, а другая — низкое сопротивление.

 

У нас есть другой тип диода, который называется идеальным, потому что он имеет нулевое сопротивление только в одном направлении и бесконечное сопротивление в другом сопротивлении.

 

На этой странице мы рассмотрим примеры диодов, их использование и применение диодов.

Что такое диоды?

Диоды состоят из полупроводников, таких как кремний или германий, которые были вставлены для создания PN-связей. Полупроводники P-типа и N-типа объединяются для создания PN-перехода. Буквы P и N обозначают положительные и отрицательные значения соответственно. Полупроводники имеют положительную стоимость в виде дырок и отрицательную стоимость в виде свободных электронов.

Стрелка представляет собой диод и указывает направление, в котором может течь сила. Когда ток течет таким образом, он называется прямым смещением. Когда вы переходите на другую сторону, на стрелке появляется полоса, указывающая на то, что волна заблокирована. Реверсивные диоды с током, протекающим в неправильном месте. Фактически, обратимые диоды сначала ограничивают протекание тока, но в конечном итоге разрешают другие, если поток слишком велик в неправильном направлении.

Светодиоды — это светоизлучающие диоды, предназначенные для излучения света. Когда стабилитроны с обратным смещением, они работают вместо того, чтобы разрушать себя. Варисторы представляют собой обратимые стабилитроны и могут выдерживать 1000 вольт. Варакторы работают так же, как конденсаторы, изменяющие напряжение.

Использование диодов

Диоды используются в различных приложениях. Удаляя составляющую сигнала, некоторые из них преобразуют переменный ток в постоянный ток. Они известны как выпрямители при использовании в этом положении. Они действуют как электрические выключатели и могут блокировать скачки напряжения, что делает их идеальными для хирургической защиты. Их нанимают для цифровой логики. Блок питания и удвоители напряжения также выполнены с его помощью. Датчики, а также свет на осветительных приборах и лазерах основаны на светодиодах. Варакторы используются для электронной настройки, а варисторы используются для сжатия переходных процессов в линиях переменного тока. Стабилитроны используются в качестве регуляторов напряжения, варакторы используются для электронной настройки, а варисторы используются для сжатия переходных процессов в линиях переменного тока.

Транзисторы и операционные усилители построены на основе диодов. P-n-переход является наиболее распространенным типом диодов. Один (n) объект с электронами в качестве зарядного проводника замыкает второй объект (p) с дырками (обедненными электронами областями, действующими как хорошо заряженные частицы) в качестве носителей заряда на этом типе диода. Сужающееся пространство образуется там, где они соединяются, где электроны рассеиваются, чтобы заполнить дыры на p-стороне. Это эффективно останавливает поток электронов. Когда на p-сторону этого перехода подается положительное напряжение, электроны могут легко двигаться от него, чтобы заполнить дырки, и ток течет в диод. Площадь усадки увеличивается по мере взаимодействия отрицательного смещения (т. Е. На p-сторону подается отрицательное напряжение), что затрудняет движение электронов.

Электронная трубка из прессованного стекла или металла с двумя электродами — плохо заряженным катодом и хорошо заряженным анодом — была первым диодом. Они используются в электронных схемах, таких как радио- и телевизионные приемники, в качестве фильтров и приемников. Когда анод (или пластина) получает положительное напряжение, электроны, выпущенные из горячего катода, перемещаются к пластине, а затем обратно к катоду с внешним источником питания. Электроны не могут быть удалены с катода, когда на пластину подается неправильное напряжение, и по пластине не протекает ток. В результате электроны могут течь от катода к пластине, но не от пластины к катоду в диоде. Когда пластина подвергается воздействию переменного напряжения, ток течет только тогда, когда пластина правильная. Когда переменное напряжение регулируется или преобразуется в постоянный ток, говорят, что оно регулируется.

Символ диода

(Изображение будет загружено в ближайшее время)

 

Для чего используется диод?

Одним из наиболее важных применений диодов является использование их в качестве электронного компонента для регулирования однонаправленного потока тока.

 

Примеры диодов

Ниже приведены примеры использования диодов в повседневной жизни:

 

Стабилитроны — используются для регулирования напряжения для защиты цепей от скачков высокого напряжения,

 

Лавинные диоды. Используются для электронной настройки радио- и телеприемников.

 

Варакторные диоды используются для генерации радиочастотных колебаний

 

Туннельные диоды —  Эти диоды используются в качестве радиочастотных цепей.

 

Диоды Ганна, диоды IMPATT

 

Светодиод или светоизлучающий диод для получения света при положительной форме волны напряжения.

 

PIN-диоды имеют стандартные области как P-типа, так и N-типа, но пространство между двумя областями представляет собой собственный полупроводник, и эти диоды не легированы.

 

Диоды переменной емкости для настройки.

Знаете ли вы?

Диод выглядит как разомкнутая цепь с отрицательным напряжением, что похоже на короткое замыкание. Поскольку диод показывает некоторую неэффективность, график между током и напряжением выглядит нелинейным.

 

Одно из невероятных и простых полупроводниковых устройств с двумя выводами, такое как диод, имеет жизненно важное значение в современной электронике.

 

Итак, мы находим применение диода в различных областях, вот некоторые из них:

Применение диода

• Перекрытие напряжения: превращение переменного тока в напряжения постоянного тока

• Подписывающие 9161_{11111111111111699116999}999999_{69969691699169969. INGINGINGINGINGSING111168}

  . Как свободный ход индуктивной энергии

Для чего используются диоды?

Ниже приведены примеры применения диода в реальной жизни:

1. Выпрямление напряжения

Мы используем диоды для преобразования переменного тока в постоянный. Один или четыре диода могут преобразовывать бытовую электроэнергию 110 В в постоянный ток, образуя полуволновой (один диод) или двухполупериодный (четыре диода) выпрямитель.

 

Итак, как это происходит?

 

Диод пропускает только половину волны переменного тока. Когда эта волна напряжения заряжает конденсатор, выходное напряжение кажется устойчивым напряжением постоянного тока с небольшой формой волны напряжения.

 

Использование двухполупериодного выпрямителя делает этот процесс более эффективным, направляя импульсы переменного тока таким образом, что как положительные, так и отрицательные половины входной синусоиды рассматриваются как только положительные импульсы, конструктивно удваивая частоту входных импульсов на конденсатор. , что помогает держать его заряженным и передавать более стабильное напряжение.

 

2. Диоды и конденсаторы 

Диоды и конденсаторы могут создавать умножители переменного напряжения для получения небольшого напряжения переменного тока и умножать их для создания очень высоких выходных напряжений.

 

Выходы переменного и постоянного тока возможны при использовании правильной конфигурации конденсаторов и диодов.

 

3. Диод, используемый в качестве фонарика

Светодиодный фонарик представляет собой светящийся светодиод, который светится при наличии положительного напряжения.

 

4. Фотодиод

Фотодиод улавливает ток или свет через коллектор (например, устройство с мини-солнечной панелью) и преобразует его в небольшой ток.

Для чего используется диод?

1. Диод как средство управления током

Основная функция, для которой используется диод, заключается в управлении током и обеспечении его протекания в правильном направлении.

 

Одной из областей, где обнаружена способность диодов к управлению током, является их хороший эффект при переключении с питания, поступающего от источника питания, на питание от батареи.

 

Когда устройство подключено к сети и заряжается, как и сотовый телефон или источник бесперебойного питания, устройство получает питание только от внешнего источника питания, а не от аккумулятора, а когда устройство подключено к сети, питание потребляет аккумулятор. и перезаряжается. Как только источник питания удаляется, батарея питает устройство, так что пользователь не замечает перебоев.

 

2. Диод, используемый для демодуляции сигналов

Чаще всего диоды используются для удаления отрицательной составляющей сигнала переменного тока.

 

Поскольку отрицательная часть волны переменного тока обычно идентична положительной половине, в процессе удаления части волны теряется очень мало информации; следовательно, что приводит к более эффективной обработке сигналов.