Title

Поиск по сайту Авторизация Логин: Пароль: Запомнить меня Забыли свой пароль?

Главная  >  ЗАКАЗЧИКАМ  >  ГОТОВЫЕ ИЗДЕЛИЯ  >  СТАБИЛИТРОНЫ Актуально с 2021г Обозначение Аналог Функциональное назначение Тип корпуса PDF 2С1002А91 BZT52С2V0S Диод Зенера 2 В КД-36/SOD123 pdf1   pdf2 2С1002Б91 BZT52С4V7S Диод Зенера 4,7В КД-36/SOD123 pdf1  pdf2 2С1002В91 BZX384B5V1 Диод Зенера 5,1В КД-36/SOD123 pdf1  pdf2 2С1002Г91 MM5Z5V1ST1 Диод Зенера 5,1В КД-36/SOD123 pdf1  pdf2 2С4001А91 MMSZ5221В Диод Зенера 2,4В КД-36/SOD123 pdf1  pdf2 2С4001Д91 MMSZ5234В Диод Зенера 6,2В КД-36/SOD123 pdf1  pdf2 2С4002А91 BZB984C5V1 Диод Зенера 5,1В КД-36/SOD123 pdf1  pdf2 2С4003А91 BZV55C3V3 Диод Зенера 3,3В КД-36/SOD123 pdf1  pdf2 2С4003Б91 BZX55C4V7 Диод Зенера 4,7В КД-36/SOD123 pdf1  pdf2 2С4003В91 BZX55C5V1 Диод Зенера 5,1В КД-36/SOD123 pdf1  pdf2 2С4003Е91 BZX79C6V2 Диод Зенера 6,2В КД-36/SOD123 pdf1  pdf2 2С4004А91 BZV55C3V3 Диод Зенера 3,3В КД-36/SOD123 pdf1  pdf2 2С4004Б91 BZV55B3V9 Диод Зенера 3,9В КД-36/SOD123 pdf1  pdf2 2С4004В91 BZV55C4V7 Диод Зенера 4,7В КД-36/SOD123 pdf1  pdf2 2С4004Г91 BZV55C5V1 Диод Зенера 5,1В КД-36/SOD123 pdf1  pdf2 2С4004Д91 BZV55C5V6 Диод Зенера 5,6В КД-36/SOD123 pdf1  pdf2 2С4005А91 BZV55C6V8 Диод Зенера 6,8В КД-36/SOD123 pdf1  pdf2 2С4005Б91 MMSZ5235В Диод Зенера 6,8В КД-36/SOD123 pdf1  pdf2 2С5001Б91 BZX55C12V Диод Зенера 12В КД-36/SOD123 pdf1  pdf2 2С5002А91 BZV55B12 Диод Зенера 12В КД-36/SOD123 pdf1  pdf2 2С5004Б91 BZX55C18 Диод Зенера 18В КД-36/SOD123 pdf1  pdf2 2С5004В91 BZX55C20 Диод Зенера 20В КД-36/SOD123 pdf1  pdf2 2С5005Г91 BZT52C24-V Диод Зенера 24В КД-36/SOD123 pdf1  pdf2 2С5005Д91 MMSZ5258 Диод Зенера 36В КД-36/SOD123 pdf1  pdf2 2С5005Е91 MMSZ5259 Диод Зенера 39В КД-36/SOD123 pdf1  pdf2 Обозначение Аналог Функциональное назначение Тип корпуса PDF 2С1003А9 BZX84C2V4 Диод Зенера  2,4В КТ-46/SOT-23 pdf1   pdf2 2С1003Б9 BZX84C2V7 Диод Зенера  2,7В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С1003В9 BZX84A3V0 Диод Зенера  3В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С1003Г9 BZX84C3 Диод Зенера  3В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С1003Д9 BZX84C3V0 Диод Зенера  3В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С1003Е9 BZX84C3V3,Т1 Диод Зенера  3,3В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С1003Ж9 BZX84C3V9 Диод Зенера  3,9В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С1003И9 BZX84A5V1 Диод Зенера  5,1В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С1003К9 BZX84B5V6-V Диод Зенера  5,6В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С1004А9 BZX384C6V8 Диод Зенера  6,8В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С1004Б9 BZX384C7V5-V Диод Зенера  7,5В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С1005А9 BZX84C6V8LT1 Диод Зенера  6,8В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С1005Б9 BZX84C75 Диод Зенера  75В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С1005В9 BZX84A8V2. 215 Диод Зенера  8,2В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С1005Г9 BZX84C8V2 Диод Зенера  8,2В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С1005Д9 BZX84C9V1 Диод Зенера  9,1В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С2001А9 BZT52C10S Диод Зенера  10В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С2001Б9 BZX384C10 Диод Зенера  10В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С2001В9 BZT52С12 Диод Зенера  12В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С2001Г9 BZX384C12 Диод Зенера  12В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С2002А9 BZX84A10 Диод Зенера  10В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С2002Б9 BZX84C10 Диод Зенера  10В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С2002В9 BZX84C10LT1 Диод Зенера  10В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С2002Г9 BZX84C12 Диод Зенера  12В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С2003А9 BZX384C15 Диод Зенера  15В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С2003Б9 MM5Z16V1ST1 Диод Зенера  16В КТ-46/SOT-23 pdf1   pdf2 2С2003В9 BZT52С36S Диод Зенера  36В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С2003Г9 BZT52С39S Диод Зенера  39В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С2004А9 BZX84C15 Диод Зенера  15В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С2004Б9 BZX84C16 Диод Зенера  16В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С2004В9 BZX84С22LT1 Диод Зенера  22В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С2004Г9 BZX84C24 Диод Зенера  24В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С2004Д9 BZX84C24LT1 Диод Зенера  24В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С4001Б9 BZX284C3V3 Диод Зенера  3,3В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С4001В9 BZX585C4V7 Диод Зенера  4,7В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С4001Г9 BZX284C5V6 Диод Зенера  5,6В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С5003А9 BZX284C12 Диод Зенера  12В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С5003Б9 BZX585C12 Диод Зенера  12В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С5004И9 BZX585B Диод Зенера  51В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С5005А9 BZX284C15 Диод Зенера  15В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С5005Б9 BZX284C18 Диод Зенера  18В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С5005В9 BZX284C20 Диод Зенера  20В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 2С5006А9 BZX585B51. 115 Диод Зенера  51В КТ-46/SOT-23 pdf1  pdf2 Обозначение Аналог Функциональное назначение Тип корпуса PDF 2С4003Г92 1N4734A Диод Зенера 5,6В КД-42/ DO214АА pdf1   pdf2 2С4003Ж92 BZV85-C5V1 Диод Зенера 5,1В КД-42/ DO214АА pdf1  pdf2 2С5001А92 1N4740A Диод Зенера 10В КД-42/ DO214АА pdf1   pdf2 2С5001В92 BZX85C12 Диод Зенера 12В КД-42/ DO214АА pdf1  pdf2 2С5001Г92 1N5927B Диод Зенера 12В КД-42/ DO214АА pdf1   pdf2 2С5004Г92 GLL4751 Диод Зенера 30В КД-42/ DO214АА pdf1  pdf2 2С5004Д92 DL4752A Диод Зенера 33В КД-42/ DO214АА pdf1   pdf2 2С5004К92 1N4757A Диод Зенера 51В КД-42/ DO214АА pdf1   pdf2 Обозначение Аналог Функциональное назначение Тип корпуса PDF 2С4003Д93 1N5339BG Диод Зенера  5,6В КД-45 pdf1  pdf2 2С5004А93 SMBJ5354B Диод Зенера  17В КД-45 pdf1  pdf2 2С5004Е93 1N5365B Диод Зенера  36В КД-45 pdf1  pdf2 2С5004Ж93 SMBJ5366B Диод Зенера  39В КД-45 pdf1  pdf2 2С5004Л93 1N5378B  Диод Зенера  100В КД-45 pdf1  pdf2 Обозначение Аналог Функциональное назначение Тип корпуса PDF 2СП101Б ˗˗˗ Диод Зенера – УАПС 6,1В; δUст ≤ ±100 ppm КД-4-1 pdf1   pdf2 2СП201Б ˗˗˗ Диод Зенера – УАПС 6,1В; δUст ≤ ±100 ppm КД-4-1 pdf1  pdf2 2СП501Д ˗˗˗ Диод Зенера – УАПС 6,1В; δUст ≤ ±100 ppm КД-4-1 pdf1  pdf2 2СП401Е ˗˗˗ Диод Зенера – УАПС 6,1В; δUст ≤ ±100 ppm КД-4-1  pdf1   pdf2 2СП101А ˗˗˗ Диод Зенера – УАПС 6,1В; δUст ≤ ±50 ppm КД-4-1 pdf1   pdf2 2СП201А ˗˗˗ Диод Зенера – УАПС 6,1В; δUст ≤ ±50 ppm КД-4-1  pdf1   pdf2 2СП501Г ˗˗˗ Диод Зенера – УАПС 6,1В; δUст ≤ ±50 ppm КД-4-1 pdf1  pdf2 2СП401Д ˗˗˗ Диод Зенера – УАПС 6,1В; δUст ≤ ±50 ppm КД-4-1 pdf1  pdf2 2СП401Б ˗˗˗ Диод Зенера – УАПС 6,1В; δUст ≤ ±10 ppm КД-4-1 pdf1  pdf2 2СП401Г ˗˗˗ Диод Зенера – УАПС 6,1В; δUст ≤ ±10 ppm КД-4-1 pdf1  pdf2 2СП501А ˗˗˗ Диод Зенера – УАПС 6,1В; δUст ≤ ±10 ppm КД-4-1 pdf1  pdf2 2СП501Б ˗˗˗ Диод Зенера – УАПС 6,1В; δUст ≤ ±10 ppm КД-4-1 pdf1  pdf2 2СП501В ˗˗˗ Диод Зенера – УАПС 6,1В; δUст ≤ ±10 ppm КД-4-1 pdf1  pdf2 2СП401А ˗˗˗ Диод Зенера – УАПС 6,1В; δUст ≤ ±5 ppm КД-4-1 pdf1  pdf2 2СП401В ˗˗˗ Диод Зенера – УАПС 6,1В; δUст ≤ ±3 ppm КД-4-1 pdf1  pdf2 2СП301А ˗˗˗ Диод Зенера – УАПС 6,1В; δUст ≤ ±2 ppm КД-4-1 pdf1  pdf2 До 2021: Тип прибора Тип корпуса Напряжение стабилизации, В Зарубежный аналог 2С175Ж-2C224Ж КД-2 7. 5-24 BZY83C8V KС175Ж-КС224Ж КД-2 7.5-24 BZY83C8V 2С175Ц-2С212Ц КД-2 7.5-12 1N4100 КС175Ц-КС212Ц КД-2 7.5-12 1N4104 КС407А-КС407Е КД-2 3.3-6.8 1N3506 КС406А-КС508Д КД-2 8. 2-24 BZX79C5V6 2С433А1-2С456А1 КД-3А 3.3-5.6 BZ056 2C433A1OC-2C456A1OC KD-3A 3.3-5.6 BZ056 КС433А1-КС456А1 КД-3А 3.3-5.6 BZ056 2С468А1 КД-3А 6.8-36.0 BZ85C30 2C482A1OC-2C536A1OC КД-3А 6. 8-36.0 1N3785A КС482А1—КС536А1 КД-3А 6.8-36.0 BZ85C30 2С551А1-2С600А1 2С551А1ОСМ-2С600А1ОСМ КД-3А 50.0-100.0 BZY85C51 КС551А1-КС600А1 КД-3А 50.0-100.0 BZY85C51 КС509А-КС509В КД-3А 15. 0-20.0 HZ18P 2С133А-2С168А КД-4-1 3.3-6.8 BZX79C5V6 2C133AOC-2C168AOC КД-4-1 3.3-6.8 BZX79C5V6 КС133А-КС168А КД-4-1 3.3-6.8 BZX79C5V6 2С133В-2С156Г КД-4-1 3.3-5.6 HZ4,7 2C133ВOC-2С156ГOC КД-4-1 3. 3-5.6 Hz4.7 КС133Г-КС156Г КД-4-1 3.3-5.6 BZ5,6 2С101А-2С101Д КД-21 3.3-6.8 — КС412А КД-2 6.2 DVE5033-11 КС409А КД-2 5.6 1N5524D KC415A КД-4-1 2. 4 — KC413Б КД-2 4.3 DVE4588-01 2С124Д-1 — 2С143Д-1 бескорпусные 2.4-4.3 — КС124Д-1 — КС143Д-1 бескорпусные 2.4-4.3 — 2С101А-1 — 2С101Д-1 бескорпусные 3.3-6.8 — 2С147T-1 — 2С156У-1 бескорпусные 4. 7-5.6 BZ4,7 КС147T-1 — КС156У-1 бескорпусные 4.7-5.6 BZ4,7 2С168К-1 — 2С212К-1 бескорпусные 6.8-12.0 — КС175Ц-1 — КС212Ц-1 бескорпусные 7.5-12.0 — 2С156Б9 пластмассовый (для монтажа на поверхность) 5,6 — 2С211А9  пластмассовый (для монтажа на поверхность) 11. 0 —

Диоды, стабилитроны, варикапы, фото- и светодиоды

Диоды

Диоды – полупроводники, которые пропускают ток в одном направлении. Выводы диода называются анодом А и катодом К. На рис. 4 показано условное обозначение диода. Если приложено положительное напряжение U_АК > 0, то диод работает в прямом направлении. При отрицательном напряжении U_АК < 0, диод заперт. Обратный ток всегда на несколько порядков меньше, чем прямой.

Режим работы диода определяется его вольт-амперной характеристикой (ВАХ) I(U_АК). Типовая характеристика диода представлена на рис. 5.

 

 

Рис. 4. Условное обозначение диода

 

 

Рис. 5. Типовая ВАХ диода

 

Прямой ток резко возрастает при малых положительных напряжениях U_АК. Однако он не должен превышать определенного максимального значения I_макс, так как иначе произойдет перегрев и диод выйдет из строя. Приближенно ход характеристики может быть описан значениями прямого напряжения U_D при токах порядка 0,1I_макс. Для германия U_D находится в пределах от 0,2 до 0,4 В, для кремния – от 0,5 до 0,8 В.

Из рис. 5 видно, что обратный ток при напряжениях | U_АК | > U_{обр.макс} возрастает до значений, соизмеримых с прямым током. Обычные диоды в этой области не могут работать, так как в них происходит локальный перегрев, приводящий к выходу их из строя. Максимальное обратное напряжение определяется конструкцией диода и находится в пределах U_{обр.макс} = (10÷10⁴) В.

Характеристику диода можно аппроксимировать с помощью экспоненциальной функции [3]:

, (2. 1)

где – теоретический обратный ток, Т – абсолютная температура p–n-пере­хода, – термический потенциал. При комнатной температуре

Поправочный коэффициент m учитывает отклонение от теории диода Шокли. Он находится в пределах 1÷2.

Уравнение (2.1) описывает характеристику реального диода только в прямом направлении и для небольших токов. Реальный обратный ток диода значительно превосходит теоретическую величину .

Величина (рис. 5) часто определяется как прямое напряжение диода в точке перегиба прямой ветви характеристики. Но в действительности перегиб прямой ветви характеристики является кажущимся. Перегиб появляется вследствие отображения экспоненциальной функции (2.1) в линейном масштабе по оси абсцисс. При отображении в логарифмическом масштабе точка перегиба отсутствует.

С помощью формулы (2.1) несложно рассчитать, что при увеличении прямого напряжения на 60 мВ прямой ток возрастает в 10 раз.

Поскольку и зависят от температуры, то прямое напряжение для фиксированного значения тока также зависит от температуры. Эта зависимость описывается приближенным соотношением:

,

т. е. при увеличении температуры на 1К прямое напряжение на диоде уменьшается примерно на 2 мВ. Это свойство позволяет использовать диод в качестве датчика температуры.

Пропорциональное уменьшение прямого напряжения с температурой при постоянной величине тока означает, что с увеличением температуры ток возрастает по экспоненциальному закону, если приложенное напряжение постоянно.

Экспоненциальную температурную зависимость имеет и обратный ток. Он удваивается при увеличении температуры на 10К. При изменении температуры на 100 К обратный ток соответственно возрастет в тысячу раз.

В динамическом режиме работы переключение диода из проводящего состояния в закрытое происходит не мгновенно, так как при этом р–n-переход должен освободиться от накопленного заряда.

Для уменьшения времени переключения можно использовать диоды Шоттки. Эти диоды имеют переход металл-полупроводник, который тоже обладает выпрямительным эффектом. Накопление заряда в переходе этого типа весьма мало. Поэтому время переключения может быть уменьшено до значений порядка 100 пс. Другой особенностью этих диодов является малое (по сравнению с обычными кремниевыми диодами) прямое напряжение, составляющее около 0,3 В.

Стабилитроны

В диодах обычного типа обратный ток существенно возрастает при превышении максимального обратного напряжения. Обратная ветвь характеристики стабилитрона имеет крутой излом, обусловленный резким ростом тока. Этот излом соответствует напряжению стабилизации . На рис. 6, а показано условное обозначение стабилитрона, а на рис. 6, б приведена его вольт-амперная характеристика.

 

а) б)

Рис. 6. Условное обозначение (а) и ВАХ (б) стабилитрона

Стабилитроны обеспечивают диапазон напряжений стабилизации
3–200 В; их прямое напряжение составляет ~ 0,6 В. Как видно из рис. 6, обратное сопротивление диода при малых обратных напряжениях < велико. При достижении напряжения стабилизации обратный ток резко возрастает. Эффект стабилизации основан на том, что большое изменение тока вызывает малое изменение напряжения . Стабилизация тем лучше, чем круче идет кривая и, соответственно, чем меньше дифференциальное внутреннее сопротивление:

.

Стабилитроны с ≈ 8 В имеют наименьшее дифференциальное внутреннее сопротивление; с уменьшением это сопротивление возрастает. Таким образом, стабилизирующий эффект при малых напряжениях стабилизации проявляется в меньшей степени [2].

Варикапы

Емкость p–n-перехода диода с увеличением обратного напряжения уменьшается. На рис. 7, а показано условное обозначение варикапа, а на рис. 7, б представлены графики зависимости емкости от напряжения для разных типов варикапов [2].

 

а) б)

 

Рис. 7. Условное обозначение варикапа (а)
и зависимость емкости p–n-перехода от напряжения (б)

 

Максимальная емкость варикапа в зависимости от его типа составляет
5–300 пФ. Отношение минимальной и максимальной емкостей равно 1:5. Благодаря достаточно высокой добротности варикапы используются для построения колебательных контуров с управляемой напряжением резонансной частотой в области СВЧ.

Фотодиоды

Обратный ток диода возрастает при освещении p–n-перехода. Этот эффект может использоваться для фотометрических измерений. С этой целью фотодиод помещают в корпус с прозрачным окном. На рис. 8, а показано условное обозначение фотодиода, на рис. 8, б представлено семейство вольт-амперных характеристик в зависимости от уровня освещённости [2].

а) б)

 

Рис. 8. Условное обозначение (а) и семейство ВАХ (б) фотодиода

 

Для фотодиодов характерно наличие тока короткого замыкания, который пропорционален его освещенности, поэтому в отличие от фоторезисторов фотодиод может использоваться без дополнительного источника питания. Чувствительность фотодиодов обычно составляет около 0,1 мкА/лк. При подаче на фотодиод запирающего напряжения фототок практически не изменяется. Такой режим работы фотодиода предпочтителен, когда требуется получить большое быстродействие, так как с ростом запирающего напряжения уменьшается собственная емкость р–n-перехода.

При увеличении освещенности напряжение холостого хода кремниевого фотодиода увеличивается приблизительно до 0,5 В. Как видно из характеристик на рис. 8, б, под нагрузкой напряжение на фотодиоде снижается очень незначительно, пока величина тока нагрузки остается меньше величины тока короткого замыкания для данной освещенности. Благодаря этому фотодиоды пригодны для получения электрической энергии. Для этих целей изготавливаются специальные фотодиоды с большой площадью p–n-перехода, которые называются солнечными элементами.

Область спектральной чувствительности кремниевых фотодиодов находится между 0,6 и 1 мкм, а германиевых фотодиодов – между 0,5 и 1,7 мкм. Графики относительной спектральной чувствительности глаза человека и фотодиодов приведены на рис. 9.

 

 

Рис. 9. Графики относительной спектральной чувствительности η

германиевых и кремниевых фотодиодов

 

Достоинством фотодиодов является высокое быстродействие. Граничная частота модуляции светового потока для обычных фотодиодов составляет около 10 МГц, а для специальных фотодиодов, используемых в волоконно-опти­чес­ких линиях связи – порядка нескольких ГГц.

Светодиоды

Светодиоды изготавливаются не на основе кремния или германия, как большинство полупроводниковых элементов, а на основе арсенида-фосфида галлия (с валентной связью типа А₃В₅). Эти диоды излучают свет при протекании через них прямого тока. Область спектрального излучения диодов имеет довольно узкие границы. Ее положение зависит от используемого полупроводникового материала. Условное обозначение светодиода показано на рис. 10.

 

 

Рис. 10. Условное обозначение светодиода

 

Основные параметры светодиодов приведены в таблице [2].

Основные параметры светодиодов

Цвет свечения	Длина волны (в точке максимума интенсивности излучения), нм	Материал полупроводника	Прямое падение напряжения при токе 10 мА, В	Сила света при токе 10 мА и угле излучения ±45º, мкд	Мощность излучения при токе 10 мА, мкВт
Инфра-красный		Арсенид галлия	1,3…1,5	–	100…500
Красный		Арсенид-фосфид галлия	1,6…1,8	0,4…1	1…2
Оранжевый		Арсенид-фосфид галлия	2,0. ..2,2	2…4	5…10
Желтый		Арсенид-фосфид галлия	2,0…2,2	1…3	3…8
Зеленый		Фосфид галлия	2,2…2,4	0,5… 3	1,5…8

 

Коэффициент полезного действия инфракрасных светодиодов составляет 1–5 %, у остальных типов светодиодов он не превышает 0,05 %. Яркость свечения в широком диапазоне пропорциональна прямому току светодиода. Тока в несколько миллиампер уже достаточно для отчетливой индикации, поэтому светодиоды удобно использовать в качестве элементов индикации в полупроводниковых схемах. Светодиодные индикаторы изготавливаются в виде семисегментных или точечных матриц.

Следует отметить, что в последнее время широкое распространение получили сверхъяркие светодиоды и светодиодные индикаторы с мощностью излучения в несколько десятков и даже сотен мВт.

---

Дата добавления: 2021-12-14; просмотров: 95; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

---

Стабилитрон символ картинки свободный вектор

Этот сайт использует куки. Продолжая просматривать, вы соглашаетесь на использование нами файлов cookie и других технологий отслеживания. Узнайте больше здесь.

Пожаловаться

Скачать (12,3 КБ)

• Символ электроники диод ярко цепи Iec Junction Pn

• Электронный символ для клеток символы электрического электроники привело электрические ярко цепи Iec прерыватель цепи зуммер

• Ампер метр символ картинки

• Светодиодные символ картинки

• Мощность питания клеток электрической цепи символ батареи картинки

• Вольт метр символ картинки

• npn транзистор символ картинки

• Символ батареи картинки

• NPN транзистор символ альтернативные картинки

принцип работы, маркировка, обозначение, параметры, свойства

Устройство

Полупроводниковые стабилитроны пришли на смену морально устаревшим стабилитронам тлеющего разряда – ионным газоразрядным электровакуумным приборам. Для изготовления стабилитронов используются кремниевые или германиевые кристаллы (таблетки) с проводимостью n-типа, в которые добавляют примеси сплавным или диффузно-сплавным способом. Для получения электронно-дырочного p-n перехода используются акцепторные примеси, в основном алюминий. Кристаллы заключают в корпуса из полимерных материалов, металла или стекла.

Кремниевые сплавные стабилитроны Д815 (А-И) выпускаются в металлическом герметичном корпусе, который является положительным электродом. Такие элементы имеют широкий интервал рабочих температур – от -60°C до +100°C. Кремниевые сплавные двуханодные стабилизирующие диоды КС175А, КС182А, КС191А, КС210Б, КС213Б выпускают в пластмассовом корпусе. Кремниевые сплавные термокомпенсированные детали КС211 (Б-Д), используемые в качестве источников опорного напряжения, имеют пластмассовый корпус.

SMD стабилитроны, то есть миниатюрные компоненты, предназначенные для поверхностного монтажа, изготавливаются в основном в стеклянных и пластиковых корпусах. Такие элементы могут выпускаться с двумя и тремя выводами. В последнем случае третий вывод является «пустышкой», никакой смысловой нагрузки не несет и предназначается только для надежной фиксации детали на печатной плате.

Цветовая маркировка диодов в корпусах SOD-123

Диоды в корпусах SOD-123 кодируются цветными кольцами, расположенными со стороны катода. Соответствующие этим цветам, марки диодов показаны в таблице.

Полупроводниковый стабилитрон, или диод Зенера, представляет собой диод особого типа. При прямом включении обычный диод и стабилитрон ведут себя аналогично. Разница между ними проявляется при обратном включении. Обычный диод при подаче обратного напряжения и превышении его номинального значения просто выходит из строя. А для стабилитрона подключение обратного напряжения и его рост до установленной точки является штатным режимом. При достижении определенной точки обратного напряжения в стабилитроне возникает обратимый пробой. Через устройство начинает течь ток. До наступления пробоя стабилитрон находится в нерабочем состоянии и через него протекает только малый ток утечки. На электросхемах стабилитрон обозначается как стрелка-указатель, на конце которой имеет черточка, обозначающая запирание. Стрелка указывает направление тока. Буквенное обозначение на схемах – VD.

Полоса на катоде	Прибор
Красная (Red)	BA620, BB620
Желтая (Yellow)	BA619, BB619
Зеленая (Green)	BA585
Голубая (Blue)	BA582, 583, 584
Белая (White)	BA512, 515, BB515, 811

Принцип действия

Стабилитрон был открыт американским физиком Кларенсом Мелвином Зенером, именем которого его и назвали. Электрический пробой p-n перехода может быть обусловлен туннельным пробоем (в этом случае пробой носит название Зенеровского), лавинным пробоем, пробоем в результате тепловой неустойчивости, который наступает из-за разрушительного саморазогрева токами утечки.

И инженеры конструируют эти элементы таким образом, чтобы возникновение туннельного и/или лавинного пробоя произошло задолго до того, как в них возникнет вероятность теплового пробоя.

Величина напряжения пробоя зависит от концентрации примесей и способа легирования p-n-перехода. Чем больше концентрация примесей и чем выше их градиент в переходе, тем ниже обратное напряжение, при котором образуется пробой.

• Туннельный (зенеровский) пробой
  появляется в полупроводнике в тех случаях, когда напряженность электрического поля в p-n зоне равна 106 В/см. Такая высокая напряженность может возникнуть только в высоколегированных диодах. При напряжениях пробоя, находящихся в диапазоне 4,5…6,7 В, сосуществуют туннельный и лавинный эффекты, а вот при напряжении пробоя менее 4,5 В остается только туннельный эффект.
• В стабилитронах с небольшими уровнями легирования или меньшими градиентами легирующих добавок присутствует только лавинный механизм пробоя
  , который появляется при напряжении пробоя примерно 4,5 В. А при напряжении выше 7,2 В остается только лавинный эффект, а туннельный полностью исчезает.

Как было сказано ранее, при прямом подключении стабилитрон при прямом включении ведет себя так же, как и обычный диод, – он пропускает ток. Различия между ними возникают при обратном подключении.

Обычный диод при обратном подключении запирает ток, а стабилитрон при достижении обратным напряжением величины, которая называется напряжением стабилизации, начинает пропускать ток в обратном направлении. Это объясняется тем, что при подаче на стабилитрон напряжения, которое превышает U ном. устройства, в полупроводнике возникает процесс, называемый пробоем. Пробой может быть туннельным, лавинным, тепловым. В результате пробоя ток, протекающий через стабилитрон, возрастает до максимального значения, ограниченного резистором. После достижения напряжения пробоя ток остается примерно постоянным в широком диапазоне обратных напряжений. Точка, в которой напряжение запускает ток, может очень точно устанавливаться в процессе производства легированием. Поэтому каждому элементу присваивают определенное напряжение пробоя (стабилизации).

Стабилитрон используется только в режиме «обратного смещения», то есть его анод подключается к «-» источника питания. Способность стабилитрона запускать обратный ток при достижении напряжения пробоя применяется для регулирования и стабилизации напряжения при изменении напряжения питания или подключенной нагрузки. Использование стабилитрона позволяет обеспечить постоянное выходное напряжение для подключенного потребителя при перепадах напряжения ИП или меняющемся токе потребителя.

Цветовая маркировка диодов в корпусах SOD-80

Корпус SOD-80, известный также как MELF, представляет из себя маленький стеклянный цилиндр с металлическими выводами.
Примеры маркировки диодов.

Маркировка 2Y4 к 75Y (E24 серия) BZV49 1W кремниевый стабилитрон (2.4 – 75V) Маркировка C2V4 к C75 (E24 серия) BZV55 500mW кремниевый стабилитрон (2.4 – 75V)

Катодный вывод помечен цветным кольцом.

Маркировка приборов цветными кольцами.

Вывод катода	Прибор
Черный (Black)	BAS32, BAS45, BAV105 LL4148, 50, 51,53, LL4448 BB241,BB249
Черный и кочичневый (Black Brown)	LL4148, LL914
Черный и оранжевый (Black Orange)	LL4150, BB219
Коричневый и зеленый (Brown Green)	LL300
Коричневый и черный (Brown Black)	LL4448
Красный (Red)	BA682
Красный и оранжевый (Red Orange)	BA683
Красный и зеленый (Red Green)	BA423L
Красный и белый (Red White)	LL600
Оранжевый и желтый (Orange Yellow)	LL3595
Желтый (Yellow)	BZV55,BZV80,BZV81 series zeners
Зеленый (Green)	BAV105, BB240
Зеленый и черный (Green Black)	BAV100
Зеленый и кочичневый (Green Brown)	BAV101
Зеленый и красный (Green Red)	BAV102
Зеленыый и оранжевый (Green Orange)	BAV103
Серый (Gray)	BAS81, 82, 83, 85, 86
Белый (White)	BB219
Белый и зеленый (White Green)	BB215

Вольт-амперная характеристика

ВАХ стабилитрона, как и обычного диода, имеет две ветви – прямую и обратную. Прямая ветвь является рабочим режимом для традиционного диода, а обратная характеризует работу стабилитрона. Стабилитрон называют опорным диодом, а источник напряжения, в схеме которого есть стабилитрон, называют опорным.

На рабочей обратной ветви опорного диода выделяют три основные значения обратного тока:

• Минимальное
  . При силе тока, которая меньше минимального значения, стабилитрон остается закрытым.
• Оптимальное
  . При изменении тока в широких пределах между точками 1 и 3 значение напряжения меняется несущественно.
• Максимальное
  . При подаче тока выше максимальной величины опорный диод перегреется и выйдет из строя. Максимальное значение тока ограничивается максимально допустимой рассеиваемой мощностью, которая очень зависит от внешних температурных условий.

Тиристоры

На основе базового символа диода построены и условные обозначения тиристоров (от греческого thyra — дверь и английского (resi)stor — резистор). Это диоды, представляющие собой чередующиеся слои кремния с электропроводностью типов р и п. Таких слоев в тиристоре четыре, т. е. он имеет три р-п перехода (структура р-п-р-п).

Тиристоры нашли широкое применение в различных регуляторах переменного напряжения, в релаксационных генераторах, коммутирующих устройствах и т. д.

Рис. 7. Тиристор и его обозначение на принципиальных схемах.

Тиристоры с выводами только от крайних слоев структуры называют динисторимн и обозначают символом диода, перечеркнутым отрезком линии, паралельной черточке-катоду (рис 7,а). Такой же прием использован и при построении обозначения симметричного динистора (рис. 7, б), проводящего ток (после включения) в обоих направлениях.

Тиристоры с дополнительным (третьим) выводом (от одного из внутрених слоен структуры) называют тринисторами. Управление по катоду в обозначении этих приборов показывают ломаной линией, присоединенной к символу катода (рис. 7,в), по аноду — линией, продолжающей одну из сторон треугольника, символизирующего анод (рис. 7,г).

Условное обозначение симметричного (двунаправленного) трииистора получают из символа симметричного динистора добавлением третьего вывода (рис. 7,(5).

Области применения

Основная область применения этих элементов – стабилизация постоянного напряжения в маломощных ИП или в отдельных узлах, мощность которых не более десятков ватт. С помощью опорных диодов обеспечивают нормальный рабочий режим транзисторов, микросхем, микроконтроллеров.

В стабилизаторах простой конструкции стабилитрон является одновременно источником опорного напряжения и регулятором. В более сложных конструкциях стабилитрон служит только источником опорного напряжения, а для силового регулирования применяется внешний силовой транзистор.

Термокомпенсированные стабилитроны и детали со скрытой структурой востребованы в качестве дискретных и интегральных источников опорного напряжения. Для защиты электрической аппаратуры от перенапряжений разработаны импульсные лавинные стабилитроны. Для защиты входов электрических приборов и затворов полевых транзисторов в схему устанавливают рядовые маломощные стабилитроны. Полевые транзисторы с изолированным затвором (МДП) изготавливаются с одним кристаллом, на котором расположены: защитный стабилитрон и силовой транзистор.

SMD маркировка электрических элементов

Принцип нанесения обозначений состоит в зашифрованной передаче сведений о размерах и электрических параметрах чипа. Существует условное деление по количеству выводов и величине корпуса элементов:

Количество выводов	Маркировка корпуса по возрастанию размера	Краткое описание
Двухконтактные	SOD (например, SOD128, SOD323 и т.п.) или WLCSP2	Пассивные чипы цилиндрической или квадратной формы, танталовые конденсаторы, диоды
Трехконтактные	DPAK, D2PAK, D3PAK	Автор данного корпуса — компания Моторола. Все элементы имеют одинаковую форму, но разный размер. Используются для полупроводниковых элементов, выделяющих тепловую энергию
Четырехконтактные и более	WLCSP(N) (литера N обозначает число выводов), SOT, SOIC, SSOP, CLCC, LQFP, DFN,DIP / DIL,Flat Pack,TSOP,ZIP	Контакты этих чипов размещены по двум противоположным боковым сторонам корпуса
Элементы с числом контактов более четырех	LCC, PLCC, QFN, QFP, QUIP	Выводы расположены по всем четырем сторонам корпуса
Выводы размещены в виде решетки	BGA, uBGA	Микросхемы, предназначенные для пайки с помощью специальной пасты
Безвыводные элементы	μBGA, LFBGA	Оснащены только контактными пластинками или каплями припоя

Интересно! Современное производство охватывает практически все типы электронных элементов, выпускаемых в формате SMD — резисторы, диоды, индукционные и емкостные компоненты. Важным узлом является стабилитрон SMD, без которого не обходятся блоки питания, контроллеры и прочие ответственные устройства.

Чип конденсаторы

Существуют два основных типа конденсаторов — электролитические (корпус имеет форму цилиндра) и керамические или танталовые (корпус выполнен в виде параллелепипеда). На маркировке электролитов всегда присутствуют значения емкости и напряжения, а на керамических образцах — нет. Минус (катод) электролитов обозначен полоской, расположенной на верхней стороне корпуса.

Основные характеристики

В паспорте стабилизирующего диода указывают следующие параметры:

• Номинальное напряжение стабилизацииUст
  . Этот параметр выбирает производитель устройства.
• Диапазон рабочих токов
  . Минимальный ток – величина тока, при которой начинается процесс стабилизации. Максимальный ток – значение, выше которого устройство разрушается.
• Максимальная мощность рассеивания
  . В маломощных элементах это паспортная величина. В паспортах мощных стабилитронов для расчета условий охлаждения производитель указывает: максимально допустимую температуру полупроводника и коэффициент теплового сопротивления корпуса.

Помимо параметров, указываемых в паспорте, стабилитроны характеризуются и другими величинами, среди которых:

• Дифференциальное сопротивление
  . Это свойство определяет нестабильность устройства по напряжению питания и по току нагрузки. Первый недостаток устраняется запитыванием стабилизирующего диода от источника постоянного тока, а второй – включением между стабилитроном и нагрузкой буферного усилителя постоянного тока с эмиттерным повторителем.
• Температурный коэффициент напряжения
  . В соответствии со стандартом эта величина равна отношению относительного изменения напряжения стабилизации к абсолютному изменению наружной температуры. В нетермостабилизированных стабилитронах при нагреве от +25°C до +125°C напряжение стабилизации сдвигается на 5-10% от первоначального значения.
• Дрейф и шум
  . Эти характеристики для обычных стабилитронов не определяются. Для прецизионных устройств они являются очень важными свойствами. В обычных (непрецизионных) стабилитронах шум создают: большое количество посторонних примесей и дефекты кристаллической решетки в области p-n перехода. Способы снижения шума (если в этом есть необходимость): защитная пассивация оксидом или стеклом (примеси направляются вглубь кристалла) или перемещением вглубь кристалла самого p-n-перехода. Второй способ является более радикальным. Он востребован в диодах с низким уровнем шума со скрытой структурой.

Параметры

0,5W корпус DO35 1,0W корпус DO41

Стабилитрон 1.0V 0.5W BZX55C 1V0

Стабилитрон 2.4V 0.5W BZX55C 2V4, BZX79 C2V4

Стабилитрон 2.7V 0.5W BZX55C 2V7, BZX79 C2V7

Стабилитрон 3.0V 0.5W BZX55C 3V0, BZX79 C3V0

Стабилитрон 3.3V 0.5W BZX55C 3V3, BZX79 C3V3

Стабилитрон 3. 3V 1.3W 1N4728A, BZV85C-3V3

Стабилитрон 3.6V 0.5W BZX55C 3V6, BZX79 C3V6

Стабилитрон 3.6V 1.3W 1N4729A, BZV85C-3V6

Стабилитрон 3.9V 0.5W BZX55C 3V9, BZX79 C3V9

Стабилитрон 3.9V 1.3W 1N4730A, BZV85C-3V9

Стабилитрон 4.3V 0.5W BZX55C 4V3, BZX79 C4V3

Стабилитрон 4.3V 1.3W 1N4731A, BZV85C-4V3

Стабилитрон 4.7V 0.5W BZX55C 4V7, BZX79 C4V7

Стабилитрон 4.7V 1.3W 1N4732A, BZV85C-4V7

Стабилитрон 5.1V 0.5W BZX55C 5V1, BZX79 C5V1

Стабилитрон 5.1V 1.3W 1N4733A, BZV85C-5V1

Стабилитрон 5.6V 0.5W BZX55C 5V6, BZX79 C5V6

Стабилитрон 5.6V 1.3W 1N4734A, BZV85C-5V6

Стабилитрон 6.2V 0.5W BZX55C 6V2, BZX79 C6V2

Стабилитрон 6.2V 1.3W 1N4735A, BZV85C-6V2

Стабилитрон 6.8V 0.5W BZX55C 6V8, BZX79 C6V8

Стабилитрон 6.8V 1.3W 1N4736A, BZV85C-6V8

Стабилитрон 7. 5V 0.5W BZX55C 7V5, BZX79 C7V5

Стабилитрон 7.5V 1.3W 1N4737A, BZV85C-7V5

Стабилитрон 8.2V 0.5W BZX55C 8V2, BZX79 C8V2

Стабилитрон 8.2V 1.3W 1N4738A, BZV85C-8V2

Стабилитрон 9.1V 0.5W BZX55C 9V1, BZX79 C9V1

Стабилитрон 9.1V 1.3W 1N4739A, BZV85C-9V1

Стабилитрон 10V 0.5W BZX55C,79 10V, 1N5240, 1N758

Стабилитрон 10V 1.3W 1N4740A, BZV85C-10V

Стабилитрон 11V 0.5W BZX55C 11V, BZX79 C11V

Стабилитрон 12V 0.5W BZX55C 12V, BZX79 C12V

Стабилитрон 12V 1.3W 1N4742A, BZV85C-12V

Стабилитрон 13V 0.5W BZX55C 13V, BZX79 C13V

Стабилитрон 13V 1.3W 1N4743A, BZV85C-13V

Стабилитрон 15V 0.5W BZX55C 15V, BZX79 C15V

Стабилитрон 15V 1.3W 1N4744A, BZV85C-15V

Стабилитрон 18V 0.5W BZX55C 18V, BZX79 C18V

Стабилитрон 18V 1.3W 1N4746A, BZV85C-18V

Стабилитрон 20V 0. 5W BZX55C 20V, BZX79 C20V

Стабилитрон 20V 1.3W 1N4747A, BZV85C-20V

Стабилитрон 22V 0.5W BZX55C 22V, BZX79 C22V

Стабилитрон 22V 1.3W 1N4748A, BZV85C-22V

Стабилитрон 24V 0.5W BZX55C 24V, BZX79 C24V

Стабилитрон 24V 1.3W 1N4749A, BZV85C-24V

Стабилитрон 27V 0.5W BZX55C 27V, BZX79 C27V

Стабилитрон 27V 1.3W 1N4750A, BZV85C-27V

Стабилитрон 30V 0.5W BZX55C 30V, BZX79 C30V

Стабилитрон 30V 1.3W 1N4751A, BZV85C-30V

Стабилитрон 33V 0.5W BZX55C 33V, BZX79 C33V

Стабилитрон 33V 1.3W 1N4752A, BZV85C-33V

Стабилитрон 36V 0.5W BZX55C 36V, BZX79 C36V

Стабилитрон 36V 1.3W 1N4753A, BZV85C-36V

Стабилитрон 39V 1.3W 1N4754A, BZV85C-39V

Стабилитрон 43V 1.3W 1N4755A, BZV85C-43V

Стабилитрон 47V 0.5W BZX55C 47V, BZX79 C47V

Стабилитрон 47V 1. 3W 1N4756A, BZV85C-47V

Стабилитрон 51V 1.3W 1N4757A, BZV85C-51V

Стабилитрон 56V 1.3W 1N4758A, BZV85C-56V

Стабилитрон 75V 1.3W 1N4761A, BZV85C-75V

Стабилитрон 82V 1.3W 1N4762A, BZV85C-82V

Стабилитрон 91V 1.3W 1N4763A, BZV85C-91V

Стабилитрон 100V 0.5W BZX55C 100V, BZX79 C100V

Стабилитрон R2K 150v do-201

Стабилитрон R2KN Vz=150-170 V

Стабилитрон R2KY Vz=130-155 V

Стабилитрон R2M Vz=135-180 V

Стабилитрон RM25 (MA2560) 56V

Did you find apk for android? You can find new Free Android Games and apps.

Способы включения – последовательное и параллельное

На детали импортного производства в сопроводительных документах ситуации, при которых возможно последовательное или параллельное соединение, не регламентируются. В документации на отечественные опорные диоды можно встретить два указания:

• В приборах маленькой и средней мощности можно последовательно или параллельно подсоединять любое количество односерийных стабилитронов.
• В приборах средней и значительной мощности можно последовательно соединять любое число стабилизирующих диодов единой серии. При параллельном соединении необходимо произвести расчеты. Общая мощность рассеивания всех параллельно подсоединенных стабилитронов не должна быть выше аналогичного показателя одной детали.

Допускается последовательное подключение опорных диодов разных серий в том случае, если рабочие токи созданной цепи не превышают паспортные токи стабилизации для каждой серии, установленной в схеме.

На практике для умножения напряжения стабилизации чаще всего применяют последовательное соединение двух-трех стабилитронов. К этой мере прибегают в том случае, если не удалось достать деталь на нужное напряжение или необходимо создать высоковольтный стабилитрон. При последовательном соединении напряжение отдельных элементов суммируется. В основном этот вид соединения используется при сборке высоковольтных стабилизаторов.

Параллельное соединение деталей служит для того, чтобы повышать ток и мощность. Однако на практике этот вид соединения применяется редко, поскольку различные экземпляры опорных диодов даже одного типа не имеют совершенно одинаковых напряжений стабилизации. Поэтому при параллельном соединении разряд возникнет только в детали с наименьшим напряжением стабилизации, а в остальных пробой не произойдет. Если пробой и возникает, то одни стабилитроны в такой цепи будут работать с недогрузкой, а другие с перегрузкой.

Для стабилизации переменного напряжения стабилитроны соединяются последовательно и встречно. В первый полупериод синусоиды переменного тока один элемент работает как обычный диод, а второй выполняет функции стабилитрона. Во втором полупериоде элементы меняются функциями. Форма выходного напряжения отличается от входного. Ее конфигурация напоминает трапецию. Это связано с тем, что напряжение, превышающее напряжение стабилизации, будет отсекаться и верхушки синусоиды будут срезаны. Последовательное и встречное соединение стабилитронов может применяться в термостабилизированном стабилитроне.

Маркировка SMD диодов, справочник кодовых обозначений

Существующие SMD диоды или другие типы деталей могут называться чипами, или СМД компонентами. В российской схематике и промышленности их нередко именуют ТМП — технология монтажа на поверхность. Количество деталей весьма велико, поэтому обозначения собраны в электронные базы и могут быть сохранены на компьютер для быстрого определения диода или иного компонента. Объемы баз разные, но все они включают по нескольку тысяч обозначений.

Любому практику полезно иметь подобный справочник, чтобы не тратить времени на распознавание маркировки, поиск аналогов или иных вариантов использования. Иногда возникает возможность замены обычных диодов или других деталей на чипы, что дает немалый выигрыш:

• уменьшается размер;
• снижаются паразитные эффекты, проявляющиеся в емкости и индуктивности;
• улучшается работа с сигналами малых уровней.

На первый взгляд, разобраться в многообразии чипов непросто, однако, составители справочников это понимают и объединяют все данные по группам. Отдельно рассматриваются диоды, конденсаторы, резисторы и прочие типы. Это несколько упрощает ориентирование в огромных массивах данных.

Составные стабилитроны

Составной стабилитрон – устройство, применяемой в ситуациях, когда необходимы токи и мощность большего значения, чем это допускают технические условия. В этом случае между стабилизирующим диодом и нагрузкой подсоединяют буферный усилитель постоянного тока. В схеме коллекторный переход транзистора включен параллельно стабилизирующему диоду, а эммиттерный переход – последовательно.

Схема обычного составного стабилитрона не предназначена для применения на прямом токе. Но добавление диодного моста превращает составной стабилитрон в систему двойного действия, которая может работать и при прямом, и при обратном токе. Такие стабилитроны еще называют двойными или двуханодными. Стабилитроны, которые могут работать с напряжением только одной полярности, называют несимметричными. А составные стабилитроны, дееспособные при любом направлении тока, называют симметричными.

Как определить полярность светодиода — 2 простых способа

Светодиод – полупроводниковый оптический прибор, пропускающий электрический ток в прямом направлении. При подключении инверсионно тока в цепи не будет, и, естественно, не произойдет свечения. Чтобы этого не случилось, нужно соблюдать полярность светодиода.

Светодиод на схеме обозначается треугольником в кружке с поперечной чертой – это катод, который имеет знак «-» (минус). С противоположной стороны находится анод, имеющий знак «+» (плюс).

Обозначение светодиода в схеме

В монтажных схемах должна присутствовать цоколевка (или распиновка) выводов для идентификации всех контактов соединения.

Как определить полярность диода, держа в руках крохотную лампочку? Ведь для правильного подключения нужно знать, где у него минус, а где плюс. Если распайка выводов будет попутана, схема не заработает.

Визуальный метод определения полярности

Первый способ определения – визуальный. У диода два вывода. Короткая ножка будет катодом, анод у светодиода всегда длиннее. Запомнить легко, так как присутствует начальная буква «к» и в том и другом слове.

Длина выводов светодиода

Когда оба вывода согнуты или прибор снят с другой платы, их длину бывает сложно определить. Тогда можно попробовать разглядеть в корпусе небольшой кристалл, который выполнен из прозрачного материала. Он располагается на небольшой подставке. Этот вывод соответствует катоду.

Также катод светодиода можно определить по небольшой засечке. В новых моделях светодиодных лент и ламп применяются полупроводники для поверхностного монтажа. Имеющийся ключ в виде скоса указывает на то, что это отрицательный электрод (катод).

Иногда на светодиодах стоит маркировка «+» и «-». Некоторые производители отмечают катод точкой, иногда линией зеленого цвета. Если нет никакой отметки или ее трудно разглядеть из-за того, что светодиод был снят с другой схемы, нужно произвести тестирование.

Тестирование с применением мультиметра или аккумулятора

Хорошо, если под рукой есть мультиметр. Тогда определение полярности светодиода произойдет за одну минуту. Выбрав режим омметра (измерение сопротивлений), нетрудно произвести следующее действие. Приложив щупы к ножкам светодиода, производится замер сопротивления. Красный провод должен подключаться к плюсу, а черный – к минусу.

При правильном включении прибор выдаст значение, примерно равное 1,7 кОм, и будет наблюдаться свечение. При обратном включении на дисплее мультиметра отобразится бесконечно большая величина. Если проверка показывает, что в обе стороны диод показывает малое сопротивление, то он пробит, и его следует утилизировать.

Определение полярности светодиода при помощи мультиметра

В некоторые приборах существует специальный режим. Он предназначен для проверки полярности диода. Прямое включение будет сигнализировать подсветкой диода. Этот метод подходит для красных и зеленых полупроводников.

Синие и белые светодиоды выдают индикацию только при напряжении более 3 вольт, поэтому нельзя достигнуть нужного результата. Для их тестирования можно использовать мультиметры типа DT830 или 831, в которых предусмотрен режим определения характеристик транзисторов.

Используя PNP-часть, один вывод светодиода вставляют в коллекторное гнездо, второй – в эмиттерное отверстие. В случае прямого подключения появится индикация, инверсионное включение не даст подобного эффекта.

Как определить полярность светодиода, если под рукой нет мультиметра? Можно прибегнуть к обычной батарейке или аккумулятору. Для этого понадобится еще любой резистор. Это нужно для защиты светодиода от пробоя и выхода из строя. Последовательно соединенный резистор, величина сопротивления которого должна быть примерно 600 Ом, позволит ограничить ток в цепи.

Проверка полярности при помощи источника питания

И еще несколько советов:

• если известна полярность светодиода, впредь нельзя подавать на него обратное напряжение. В противном случае есть вероятность пробоя и выхода из строя. При правильной эксплуатации светодиод будет служить исправно, так как он долговечен, а также его корпус хорошо защищен от попадания влаги и пыли;
• некоторые типы светодиодов чувствительны к воздействию статического электричества (синие, фиолетовые, белые, изумрудные). Поэтому их нужно предохранять от влияния «статики»;
• при тестировании светодиода мультиметром желательно это действие произвести быстро, касание к выводам должно быть кратковременным, чтобы избежать пробоя диода и вывода его из строя.

Виды стабилитронов

На современном рынке электроники имеется широкий ассортимент стабилитронов, адаптированных к определенным условиям применения.

Прецизионные

Эти устройства обеспечивают высокую стабильность напряжения на выходе. К ним предъявляются дополнительные требования к временной нестабильности напряжения и температурного коэффициента напряжения. К прецизионным относятся устройства:

• Термокомпенсированные
  . В схему термокомпенсированного стабилитрона входят последовательно соединенные: стабилитрон номинальным напряжением 5,6 В (с плюсовым значением температурного коэффициента) и прямоосвещенный диод (с минусовым коэффициентом). При последовательном соединении этих элементов происходит взаимная компенсация температурных коэффициентов. Вместо диода в схеме может использоваться второй стабилитрон, включаемый последовательно и встречно.
• Со скрытой структурой
  . Ток пробоя в обычном стабилитроне сосредотачивается в приповерхностном кремниевом слое, где находится максимальное количество посторонних примесей и дефектов кристаллической решетки. Эти несовершенства конструкции провоцируют шум и нестабильную работу. В деталях со скрытой структурой ток пробоя «загоняют» внутрь кристалла путем формирования глубокого островка p-типа проводимости.

Быстродействующие

Для них характерны: низкое значение барьерной емкости, всего десятки пикофарад, и краткий период переходного процесса (наносекунды). Такие особенности позволяют опорному диоду ограничивать и стабилизировать кратковременные импульсы напряжения.

Стабилизирующие диоды могут быть рассчитаны на напряжение стабилизации от нескольких вольт до нескольких сотен вольт. Высоковольтные стабилитроны устанавливаются на специальные охладители, способные обеспечить нужный теплообмен и уберечь элемент от перегрева и последующего разрушения.

Основные виды и размеры SMD приборов

Корпуса компонентов для микроэлектроники, имеющие одинаковые номинальные значения, могут отличаться друг от друга габаритами. Их габариты определяются прежде всего по типовому размеру каждого. К примеру: резисторы обозначаются типовыми размеры от «0201» до «2512». Данные 4 цифры в маркировке SMD компонента обозначают кодировку, которая указывает длину и ширину прибора в дюймовом измерении. В размещенной таблице, типовые размеры указаны также и в мм.

Маркировка SMD компонентов — резисторы

Прямоугольные чип-резисторы и керамические конденсаторы
Типоразмер	L, мм (дюйм)	W, мм (дюйм)	H, мм (дюйм)	A, мм	Вт
0201	0.6 (0.02)	0.3 (0.01)	0.23 (0.01)	0.13	1/20
0402	1.0 (0.04)	0.5 (0.01)	0.35 (0.014)	0.25	1/16
0603	1.6 (0.06)	0. 8 (0.03)	0.45 (0.018)	0.3	1/10
0805	2.0 (0.08)	1.2 (0.05)	0.4 (0.018)	0.4	1/8
1206	3.2 (0.12)	1.6 (0.06)	0.5 (0.022)	0.5	1/4
1210	5.0 (0.12)	2.5 (0.10)	0.55 (0.022)	0.5	1/2
1218	5.0 (0.12)	2.5 (0.18)	0.55 (0.022)	0.5	1
2010	5.0 (0.20)	2.5 (0.10)	0.55 (0.024)	0.5	3/4
2512	6.35 (0.25)	3.2 (0.12)	0.55 (0.024)	0.5	1
Цилиндрические чип-резисторы и диоды
Типоразмер	Ø, мм (дюйм)	L, мм (дюйм)	Вт
0102	1.1 (0.01)	2.2 (0.02)	1/4
0204	1.4 (0.02)	3.6 (0.04)	1/2
0207	2.2 (0.02)	5. 8 (0.07)	1

SMD конденсаторы

Конденсаторы выполненные из керамики по размеру одинаковы с резисторами, что касается танталовых конденсаторов, то они определяются по своей, собственной шкале типовых размеров:

Танталовые конденсаторы
Типоразмер	L, мм (дюйм)	W, мм (дюйм)	T, мм (дюйм)	B, мм	A, мм
A	3.2 (0.126)	1.6 (0.063)	1.6 (0.063)	1.2	0.8
B	3.5 (0.138)	2.8 (0.110)	1.9 (0.075)	2.2	0.8
C	6.0 (0.236)	3.2 (0.126)	2.5 (0.098)	2.2	1.3
D	7.3 (0.287)	4.3 (0.170)	2.8 (0.110)	2.4	1.3
E	7.3 (0.287)	4.3 (0.170)	4.0 (0.158)	2.4	1.2

Катушки индуктивности и дроссели SMD

Индуктивные катушки могут быть выполнены в различных конфигурациях корпуса, но их значение индицируется также, исходя из типоразмеров. Такой принцип маркировки SMD и расшифровки кодовых обозначений, дает возможность значительно упростить монтаж элементов на плате в автоматическом режиме, а радиолюбителю свободнее ориентироваться.

dr>

Моточные компоненты, такие как катушки, трансформаторы и прочие, которые мы в большинстве случаев изготавливаем собственноручно, могут просто не уместится на плате. Поэтому такие изделия, также выпускаются в компактном исполнении, которые можно установить на плату.

Определить какая именно катушка требуется вашему проекту, лучше всего воспользоваться каталогом и там подобрать требующийся вариант по типовому размеру. Типовые размеры, определяют с использованием кодового обозначения маркированного 4 числами (0805). Где значение «08» определяет длину, а число «05» показывает ширину в дюймовом измерении. Фактические габариты такого SMD компонента составят 0.08х0.05 дюйма.

Диоды и стабилитроны в корпусе SMD

Что касается диодов, то они также выпускаются в корпусах как цилиндрической формы так и в виде многогранника. Типовые размеры у этих компонентов задаются идентично индуктивным катушкам, сопротивлениям и конденсаторам.

Диоды, стабилитроны, конденсаторы, резисторы
Тип корпуса	L* (мм)	D* (мм)	F* (мм)	S* (мм)	Примечание
DO-213AA (SOD80)	3.5	1.65	048	0.03	JEDEC
DO-213AB (MELF)	5.0	2.52	0.48	0.03	JEDEC
DO-213AC	3.45	1.4	0.42	—	JEDEC
ERD03LL	1.6	1.0	0.2	0.05	PANASONIC
ER021L	2.0	1.25	0.3	0.07	PANASONIC
ERSM	5.9	2.2	0.6	0.15	PANASONIC, ГОСТ Р1-11
MELF	5.0	2.5	0.5	0.1	CENTS
SOD80 (miniMELF)	3.5	1.6	0. 3	0.075	PHILIPS
SOD80C	3.6	1.52	0.3	0.075	PHILIPS
SOD87	3.5	2.05	0.3	0.075	PHILIPS

Транзисторы в корпусе SMD

СМД транзисторы выполнены в корпусах, которые соответствуют их максимальном мощности. Корпуса этих полупроводниковых элементов символично можно разделить на два вида: SOT и DPAK.

Маркировка SMD компонентов

Маркировка электронных приборов в современной технике уже требует профессиональных знаний, и так просто, с кондачка в ней тяжело разобраться, особенно начинающему радиолюбителю. В сравнении с деталями выпускаемыми при Советском Союзе, где маркировка номинального значения и тип прибора наносилась в текстовом варианте, сейчас это просто мета паяльщика. Не надо было держать под рукой кипы справочной литературы, чтобы определить назначение и параметры того или иного прибора.

Однако, технологические процессы в промышленности не стоят на месте и автоматизация производства определяет свои правила. Именно SMD детали в поверхостном монтаже играют главную роль, а роботу нет никакого дела до маркировки деталей заправленных в машину, что туда поместили, то он и припаяет. Маркировка нужна специалисту, который обслуживает этого робота.

Скачать программу для расшифровки обозначения SMD деталей

Регулируемые стабилитроны

При изготовлении стабилизированных блоков питания необходимый стабилитрон может отсутствовать. В этом случае собирают схему регулируемого стабилитрона.

Нужное напряжение стабилизирующего диода подбирают при помощи резистора R1. Для настройки схемы на место резистора R1 подключают переменный резистор номиналом 10 кОм. После получения нужного значения напряжения определяют полученное сопротивление и устанавливают на постоянное место резистор нужного номинала. Для этой схемы можно применить транзисторы КТ342А, КТ3102А.

Варикапы

Электронно-дырочный переход, к которому приложено обратное напряжение, обладает свойствами конденсатора. При этом роль диэлектрика играет сам р-п переход, в котором свободных носителей зарядов мало, а роль обкладок — прилежащие слои полупроводника с электрическими зарядами разного -знака — электронами и дырками. Изменяя напряжение, приложенное к р-п переходу, можно изменять его толщину, а следовательно, и емкость между слоями полупроводника.

Рис. 6. Варикапы и их обозначение на принципиальных схемах.

Это явление использовано в специальных полупроводниковых приборах — варикапах . Варикапы широко применяют для настройки колебательных контуров, в устройствах автоматической подстройки частоты, а также в качестве частотных модуляторов в различных генераторах.

Условное графическое обозначение варикапа (см. рис. 6,а), наглядно отражает их суть: дне параллельные черточки воспринимаются как символ конденсаторе. Кик и конденсаторы переменной емкости, варикапы часто изготовляют и виде блоков (их называют матрицами) с общим катодом и раздельными анодами. Для примера на рис. 6,6 показано обозначение матрицы из двух варикапов, а на рис. 6,в — из трех.

Способы маркировки

На корпусе детали имеется буквенная или буквенно-цифровая маркировка, которая характеризует электрические свойства и назначение устройства. Различают два типа маркировки. Детали в стеклянном корпусе маркируются привычным образом. На поверхности элемента пишут напряжение стабилизации с использованием буквы V, которая выполняет функцию десятичной запятой. Маркировка из четырех цифр и буквы в конце менее понятна. Расшифровать ее можно только с помощью даташита.

Еще один способ обозначения стабилизирующих диодов – цветовая маркировка. Часто применяется японский вариант, который представляет собой два или три цветных кольца. При наличии двух колец, каждое из них обозначает определенную цифру. Если второе кольцо нанесено в удвоенном варианте, то это означает, что между первой и второй цифрой надо поставить запятую.

Расшифровка кодовых обозначений SMD диодов и их электрических элементов

Печатные платы современного вида выглядят не так, как их предшественницы. Практически исчезли знакомые детали с ножками, вставленными в отверстия. Их заменили совсем крошечные компоненты, припаянные поверх платы к специально созданным контактным площадкам. Они именуются SMD (англ. Surface Mounted Device, или устройство, монтируемое на поверхность).

Такие детали намного удобнее — исключается целая и весьма точная операция сверления отверстий при изготовлении платы, достигается компактность. При этом, миниатюрный размер не позволяет нанести на них подробное и привычное наименование. Маркировка SMD диодов выполнена в виде кодовых обозначений, о которых надо поговорить подробнее.

Как отличить стабилитрон от обычного диода

Оба эти элемента имеют схожее обозначение на схеме. На практике отличить стабилитрон от обычного диода и даже узнать его номинал, если оно не более 35 В, можно с помощью приставки к мультиметру.

Схема приставки к мультиметру

Для выполнения генератора с широтно-импульсной модуляцией используется специализированная микросхема MC34063. Чтобы обеспечить гальваническую развязку между ИП и измерительной частью схемы напряжение контролируют на первичной обмотке трансформатора. Это позволяет сделать выпрямитель на VD2. Точка стабилизации выходного напряжения устанавливается с помощью резистора R3. Напряжение на конденсаторе С4 – примерно 40 В. Стабилизатор тока А2 и проверяемый опорный диод составляют параметрический стабилизатор, а мультиметр, подключенный к выводам схемы, позволяет определить напряжение стабилитрона.

Если диод подключить в обратной полярности (анод к «-», а катод к «+»), то мультиметр для обычного диода покажет 40 В, а для стабилитрона – напряжение стабилизации.

Для определения работоспособности стабилитрона с известным номиналом используют простую схему, состоящую из источника питания и токоограничительного резистора на 300…500 Ом. В этом случае с помощью мультиметра определяют не сопротивление перехода, а напряжение. Включают элементы, как показано на схеме, и меряют напряжение на стабилитроне.

Медленно поднимают напряжение блока питания. На значении напряжения стабилизации напряжение на стабилитроне должно прекратить свой рост. Если это произошло, значит, элемент исправен. Если при последующем увеличении напряжения ИП диод не начинает стабилизировать, значит, он не исправен.

Принцип функционирования стабилизационных диодов

Несмотря на то, что смд похож на диод, он по сути является иным элементом электросхемы. Конечно, он может выполнять функцию выпрямителя, но обычно используется для стабилизации напряжения. Данный элемент способен поддерживать в цепи постоянного тока постоянное напряжение. Этот его принцип работы применяется в питании различного радиотехнического оборудования.

Стабилитрон и диод

Внешне смд очень похож на стандартный полупроводник. Схожесть сохраняется и в конструкционных особенностях. Но при обозначении такого радиотехнического элемента, в отличие от диода, на схеме ставится буква Г. Если не вникать в математические расчеты и физические явления, то принцип функционирования smd будет достаточно понятным.

Обратите внимание! При включении такого smd диода нужно соблюдать обратную полярность. Это означает, что подключение проводится анодом к минусу.

Проходя через этот элемент, небольшое напряжение цепи провоцирует сильный ток. При увеличении обратного напряжения ток так же растет, только в этом случае его рост будет наблюдаться слабо. Доходя до отметки, она может быть любой. Все зависит от типа устройства. При достижении отметки происходит «пробой». После случившегося «пробоя» через smd начинает течь обратный ток большого значения. Именно в этот момент и начинается работа данного элемента до времени превышения его допустимого предела.

Как правильно подобрать стабилитрон?

Стабилитроны относятся к стабилизаторам небольшой мощности. Поэтому их необходимо подбирать так, чтобы через них без перегрева мог проходить весь ток нагрузки плюс минимальный ток стабилизации.

Для правильного выбора стабилитрона для электрической схемы необходимо знать следующие параметры: минимальное и максимальное входное напряжение, напряжение на выходе, минимальный и максимальный ток нагрузки. Напряжение стабилизации стабилитрона равно выходному напряжению. А рассчитать максимальный ток, который может пройти через стабилитрон в конкретной схеме, и мощность рассеивания при максимальном токе, лучше всего с помощью онлайн-калькулятора.

Схема для проверки

Рассмотрим еще одну простейшую схему для определения напряжения стабилизации, которая состоит из:

• Регулируемого блока питания. Постоянное напряжение должно изменяться плавно потенциометром от 0 до 50 В (чем выше максимальное напряжение тем больший диапазон элементов вы сможете проверить). Это позволит проверить практически любой маломощный стабилитрон.
• Набор токоограничивающих резисторов. Обычно они имеют номинал 1 Ком, 2,2 Ком и 4,7 Ком, но их может быть и больше. Все зависит от напряжения и тока стабилизации.
• Вольтметр, можно использовать обыкновенный мультиметр.
• Колодка с подпружиненными контактами. Она должна иметь несколько ячеек, чтобы была возможность подключать полупроводники с различными корпусами.

Для проверки подключают стабилитрон по вышеприведенной схеме и постепенно поднимают напряжение на источнике питания от 0. При этом контролируют показания вольтметра. Как только напряжение на элементе перестанет расти, независимо от его увеличения на блоке питания, это и будет стабилизацией по напряжению.

Если на элементе есть маркировка, то полученные при измерении данные сверяют с таблицей в справочнике по параметрам.

Отметим, что стабилитроны могут выпускаться в различном исполнении. Например, КС162 производятся в керамических корпусах, КС133 в стеклянных, Д814 и Д818 в металлических.

Приведем характеристики некоторых распространенных отечественных стабилитронов:

• КС133а напряжение стабилизации равно 3,3 В, выпускаются в стеклянном корпусе;
• КС147а поддерживает напряжение на уровне 4,7 В, корпус стеклянный;
• КС162а– 6,2 В, корпус из керамики;
• КС175а – 7,5 В, имеет керамический корпус;
• КС433а – 3,3 В, выпускают в металлическом корпусе;
• КС515а – 15 В, корпус из металла;
• КС524г – в керамическом корпусе с напряжением 24 В;
• КС531в – 31 В, керамический корпус;
• КС210б – напряжение стабилизации 10 В, корпус из керамики;
• Д814а – 7-8,5 В, в металлическом корпусе;
• Д818б – 9 В, металлический корпус;
• Д817б – 68 В, в корпусе из металла.

Для проверки стабилитрона с большими напряжениями стабилизации применяется другая схема, которая представлена на рисунке снизу.

Проверка производится аналогично описанному способу. Похожие приборы выпускаются китайскими производителями.

Однако, можно собрать простейшую схему для проверки стабилитронов с применением мультиметра. Это хорошо показано на видео далее.

Следует предупредить, что показанную на видео электрическую схему применять не рекомендуется, т.к. она небезопасна и требует соблюдения техники безопасности. В противном случае можно получить травму (в лучшем случае).

Назначение

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

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

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

Немного подробнее о модуле и принципе его работы

Это полупроводниковый диод, который имеет свойство выдавать определенное значение напряжения вне зависимости от подаваемого на него тока. Это утверждение не является до конца верным абсолютно для всех вариантов, потому что разные модели имеют разные характеристики. Если подать очень сильный ток на не рассчитанный для этого модуль SMD (или любой другой тип), он попросту сгорит. Поэтому подключение выполняется после установки токоограничивающего резистора в качестве предохранителя, значение выходного тока которого равняется максимально возможному значению входного тока на стабилизатор.

Он очень похож на обыкновенный полупроводниковый диод, но имеет отличительную черту – его подключение выполняется наоборот. То есть минус от источника питания подается на анод стабилитрона, а плюс – на катод. Таким образом, создается эффект обратной ветви, который и обеспечивает его свойства.

Похожим модулем является стабистор – он подключается напрямую, без предохранителя. Используется в тех случаях, когда параметры входного электричества точно известны и не колеблются, а на выходе получается тоже точное значение.

Дополнительная маркировка стеклянных моделей

Диоды в стеклянных корпусах имеют свои собственные обозначения, которые мы рассмотрим далее. Они настолько простые (в отличие от вариантов с пластиковыми корпусами), что практически сразу же запоминаются наизусть, нет необходимости каждый раз использовать справочник.

Цветовая маркировка используется для пластиковых диодов, например, для SOT-23. Твердый корпус модуля имеет два гибких вывода. На самом корпусе, рядом с вышеописанной полосочкой, дописываются таким же цветом несколько цифр, разделенных латинской буквой. Обычно запись имеет вид 1V3, 9V0 и так далее, разнообразие позволяет подобрать любые параметры по обозначению, как и в SMD.

Что же значит эта кодовая маркировка? Она показывает напряжение стабилизации, на которое рассчитан данный элемент. К примеру, 1V3 показывает нам, что это значение равно 1.3 В, второй же вариант – 9 вольт. Обычно чем больше сам корпус, тем большим стабилизирующим свойством он обладает. На фото ниже показан стабилитрон в стеклянном корпусе с маркировкой катода 5.1 В

Заключение

Правильный подбор параметров стабилитрона позволит получить стабильный ток, который из него подается на цепь. Обязательно подбирайте такие параметры предохранителя, используя соответствующий справочник, чтобы входное напряжение не испортило деталь, ему желательно находиться приблизительно в середине диапазона UCT ± ΔUCT.

Стабилитрон относится к одному из применяемых радиоэлектронных элементов. Каждый более-менее качественный блок питания содержит узел стабилизации напряжения, которое может изменяться при изменении сопротивления нагрузки либо при отклонении входного напряжения от номинального значения.

Стабилизация напряжения выполняется главным образом с целью обеспечения нормального режима работы остальных радиоэлементов устройства, например микросхем, транзисторов, микроконтроллеров и т.п.

Стабилитроны широко используются в маломощных блоках питания либо в отдельных его узлах, мощность которых редко превышает десятки ватт.

Главное преимущество стабилитронов – их малая стоимость и габариты, поэтому они до сих пор не могут вытисниться интегральными стабилизаторами напряжения типа LM7805 или 78L05 и т.п.

Стабилитрон очень похож на диод, поскольку его полупроводниковый кристалл помещен в аналогичный корпус.

Условное графическое обозначение стабилитрона на чертежах электрических схем также похоже на обозначение диода, только со стороны катода добавлена короткая горизонтальная черточка, направленная в сторону анода.

Обозначения работы элемента электросхемы

Схематическое обозначение стабилитрона

Поскольку стабилитрон представляет собой специальный диод, то его обозначение не отличается от них. Схематически smd обозначается следующим образом:

Стабилитрон, как и диод, имеет в своем составе катодную и анодную часть. Из-за этого имеется прямое и обратное включение данного элемента.

На первый взгляд, включение такой диод имеет неправильное, ведь он должен подключаться «наоборот». В ситуации подачи на смд обратного напряжения наблюдается явление «пробоя». В результате чего напряжение между его выводами остается неизменным. Поэтому он должен быть последовательно подключен к резистору с целью ограничения проходящего через него тока, что будет обеспечивать падение «лишнего» напряжения от выпрямителя.

Обратите внимание! Каждый диод, предназначенный для стабилизации напряжения, обладает своим напряжением «пробоя» (стабилизации), а также имеет свой рабочий ток.

Из-за того, что каждый стабилитрон обладает такими характеристиками, для него можно рассчитать номинал резистора, который будет подключаться с ним последовательно. У импортных стабилитронов их напряжение стабилизации представлено в виде маркировки, нанесенной на корпусе (стеклянном или нет). Обозначение такого диода smd всегда начинается с BZY… или BZX…, а их напряжение пробоя (стабилизации) имеет маркировку V. Например, обозначение 3V9 расшифровывается как 3.9 вольта.

Обратите внимание! Минимальное напряжение для стабилизации у таких элементов составляет 2 В.

Проверка транзистор-тестером

Проверить на работоспособность полупроводниковых элементов можно с помощью универсального тестера радиокомпонентов. Часто его называют транзистор-тестером.

Это универсальный измерительный прибор с цифровым индикатором. С помощью транзистор-тестера можно проверить различные радиодетали. К ним относятся резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности. А также и полупроводниковые приборы, транзисторы, тиристоры, диоды, стабилитроны, супрессоры и т.п.

Для проверки работоспособности, зажмите детальку в ZIF-панельке (специальном разъёме с рычагом для зажимания элементов), после чего на дисплее высвечивается схемное обозначение элемента. Однако рассматриваемые в этой статье элементы проверяются как обычные диоды. Поэтому не стоит рассчитывать, что транзистор тестер определит, на какое напряжение стабилитрон. Для этого все равно нужно будет собрать схему типа той, что показана выше или такую как рассмотрим далее.

Рекомендуем посмотреть видео о том, что такое универсальный транзистор-тестер и как им проверять радиоэлектронные компоненты.

Тестер, также как и мультиметр, проверяет целостность р-n перехода и корректно определяет напряжением стабилизации стабилитронов до 4,5 вольт.

При ремонте аппаратуры, рекомендуется элемент стабилизации менять на новый. Не зависимо от наличия исправного p-n перехода. Т.к. высока вероятность, что у диода изменилось напряжение стабилизации или оно может произвольно меняться в процессе работы аппаратуры.

принцип работы стабилитрона, ВАХ, маркировка, характеристики

Основные характеристики

В паспорте стабилизирующего диода указывают следующие параметры:

• Номинальное напряжение стабилизацииUст . Этот параметр выбирает производитель устройства.
• Диапазон рабочих токов . Минимальный ток – величина тока, при которой начинается процесс стабилизации. Максимальный ток – значение, выше которого устройство разрушается.
• Максимальная мощность рассеивания . В маломощных элементах это паспортная величина. В паспортах мощных стабилитронов для расчета условий охлаждения производитель указывает: максимально допустимую температуру полупроводника и коэффициент теплового сопротивления корпуса.

Помимо параметров, указываемых в паспорте, стабилитроны характеризуются и другими величинами, среди которых:

• Дифференциальное сопротивление . Это свойство определяет нестабильность устройства по напряжению питания и по току нагрузки. Первый недостаток устраняется запитыванием стабилизирующего диода от источника постоянного тока, а второй – включением между стабилитроном и нагрузкой буферного усилителя постоянного тока с эмиттерным повторителем.
• Температурный коэффициент напряжения . В соответствии со стандартом эта величина равна отношению относительного изменения напряжения стабилизации к абсолютному изменению наружной температуры. В нетермостабилизированных стабилитронах при нагреве от +25°C до +125°C напряжение стабилизации сдвигается на 5-10% от первоначального значения.
• Дрейф и шум . Эти характеристики для обычных стабилитронов не определяются. Для прецизионных устройств они являются очень важными свойствами. В обычных (непрецизионных) стабилитронах шум создают: большое количество посторонних примесей и дефекты кристаллической решетки в области p-n перехода. Способы снижения шума (если в этом есть необходимость): защитная пассивация оксидом или стеклом (примеси направляются вглубь кристалла) или перемещением вглубь кристалла самого p-n-перехода. Второй способ является более радикальным. Он востребован в диодах с низким уровнем шума со скрытой структурой.

Что такое диод, и для чего он нужен?

Прежде всего, рассмотрим классификацию радиоэлементов. Поскольку вакуумные и газонаполненные диоды являются скорее экзотикой, рассматривать будем лишь полупроводниковые приборы.

Классификация по назначению:

Выпрямительные. Самый распространенный тип элемента. Применяется для получения постоянного тока из переменного. Для этого применяются специальные выпрямительные схемы – мосты.

Выпрямительные сборки настолько популярны, что они выпускаются сразу в готовом виде, диоды имеют общий корпус и четыре контакта с маркировкой.

Детекторные. Используется способность детали детектировать сигнал. Применяется в основном в радиоприемниках. Многие радиолюбители знакомы с термином «детекторный приемник». Его работа построена на детекторном диоде.

Импульсные. Исходя из названия, применяются в импульсных схемах.

Смесительные. Используются в системах преобразования высокочастотных токов в сигналы промежуточной частоты.

Ограничительные. На них строятся схемы защиты аппаратуры от скачков напряжения.

Умножительные. Их сфера применения – умножители напряжения.

Генераторные. Используются в генераторах частоты.

Настроечные и параметрические. Используются в схемах с управляемыми характеристиками, для настройки и поддержания параметров.

В зависимости от назначения, диоды бывают:

• Низкочастотными;
• Высокочастотными;
• Для работы со сверхвысокими частотами (СВЧ).

Классификация конструктивного исполнения:

Диод Шоттки.

В качестве полупроводника используется металл, вместо классического p-n перехода. За счет этого, диод имеет мизерное падение напряжения при прямом токе. Широкое применение такой конструкции ограничено существенным недостатком – при значительном обратном токе диод быстро выходит из строя. Эта особенности учитывается при его проверке.

Как проверить диод Шоттки? Контроль мультиметром в режиме «проверка диода» может показать положительный результат, даже при пробитом полупроводнике. Необходимо замерять сопротивление между рабочими электродами в прямом и обратном подключении в режиме «прозвонка».

Тестер в одном случае показывает низкое сопротивление, а в другом – бесконечно большое. Такой диод исправен.

При подозрении на «пробой» проведите измерение в диапазоне «20 кОм». Сопротивление обратному току должно быть бесконечно большим. При значении 1-2 кОм – диод неисправен.

Посмотрите видео на тему: «Как проверить диод Шоттки мультиметром».

Стабилитрон. Способность давать стабильные токи в режиме пробоя – особенность диода, которая применяется в стабилизаторах напряжения. В данном случае конструктивный недостаток применяется как основная характеристика. Как проверить диод-стабилитрон мультиметром? Также, как обычный диод. Напряжение тестера не способно организовать пробой с обратным током.

Стабистор. Назначение такое же, как у стабилитрона, но зависимость напряжения от силы тока тут меньше. Поэтому стабисторы применяются для меньших напряжений.

Диод Ганна. Эти детали вообще не имеют p-n перехода в полупроводниковом кристалле. Его работа основана на собственных эффектах монокристалла, в отличие от перехода в классическом диоде. Применяется в диапазонах СВЧ

Внимание! Проверка диода мультиметром невозможна. Для этого применяются стенды СВЧ. Варикап

Некая смесь диода с конденсатором. Емкость зависит от обратного напряжения p-n перехода. Применяются в радиосвязи, на них строятся колебательные контуры

Варикап. Некая смесь диода с конденсатором. Емкость зависит от обратного напряжения p-n перехода. Применяются в радиосвязи, на них строятся колебательные контуры.

Фотодиод.

При попадании световой энергии на чувствительный элемент – в p-n переходе возникает разность потенциалов. Замкнув цепь, мы получаем электрический ток. Принцип фотодиодов применен в солнечных элементах электростанций. Широкое распространение эти элементы получили в датчиках освещенности и движения.

Как проверить фото-диод тестером? Подключиться к электродам в режиме измерения постоянного напряжения и направить не кристалл мощный свет. На шкале появится значение напряжения.

Светодиод.

На этом элементе остановимся подробнее. Элемент работает так же, как обычный полупроводниковый диод. Пропускает ток лишь в одном направлении. Однако его кристалл начинает излучать свет при определенной силе тока. Для усиления яркости, место p-n перехода покрывают люминофором. В результате сила света может достигать десятков люменов на одном кристалле.

Подбирая различные материалы, можно получить любой спектр – от инфракрасного до видимого (разных цветов), и ультрафиолетового.

Напряжение стабилитрона

Необходимое напряжение стабилитрона — это то напряжение, при котором происходит пробой. В процессе изготовления стабилитрона, к основным исходным материалам добавляют определенное количество других материалов, присадок, так что во время работы данного прибора пробой происходит при совершенно конкретном значении напряжения.

Если подаваемое на стабилитрон напряжение превышает установленное для него напряжение пробоя на достаточно большую величину, то тепло, которое сопровождает прохождение через стабилитрон чрезмерного тока, может вызывать серьезные повреждения. Для того, чтобы предотвратить подобные неприятности, цепи со стабилитроном обычно имеют установленный последовательно резистор, который должен ограничивать величину тока, протекающего через стабилитрон. Если выбрано правильное значение сопротивления, то ток в цепи не будет превышать максимальное значение тока для стабилитрона.

Если же подаваемое напряжение меньше, того, на которое рассчитан стабилитрон, то сопротивление протеканию тока будет значительным и этот диод будет оставаться в основном в разомкнутом состоянии, однако, когда подаваемое напряжение станет равно или превысит расчетное напряжение стабилитрона, то сопротивление тока окажется преодоленным, и ток потечет через стабилитрон и по цепи.

При различных значениях напряжения выше напряжения стабилитрона, изменение внутреннего сопротивления возникает в результате изменений обедненной области прибора. В результате этого падение напряжения на стабилитроне будет относительно постоянным. Падение напряжения должно поддерживаться на уровне, близком к значению напряжения стабилитрона. Остальное напряжение источника электропитания понижается на последовательно подключенном резисторе.

Поскольку напряжение на стабилитроне значительно превышает напряжения стабилитрона, то цепь, которую мы только что описали, может быть использована для обеспечения подачи регулируемого напряжения на нагрузку. Если нагрузка включена параллельно со стабилитроном, то падение напряжение на нагрузке будет равно падению напряжения на стабилитроне.

Простая цепь с нагрузкой, соединенной параллельно с стабилитроном

Маркировка зарубежных стабилитронов

Обозначение зарубежных стабилитронов, также как диодов осуществляется согласно двум популярным стандартам JEDEC и PRO ELECTRON. Так как в статье по маркировке диодов все подробно описано, не вижу смысла повторять эту информацию, остановлюсь лишь на некоторых особенностях.

Маркировка стабилитронов в стеклянном корпусе, имеющие гибкие выводы, реализуется очень понятным методом. Обычно на корпус наносятся цифры, разделённые латинским символом «V». Например, 4V7 говорит о напряжении стабилизации в 4,7 Вольта; 9V1, соответственно 9,1 В и т.д.

Черное кольцо на корпусе стеклянных стабилитронов это минусовой вывод (катод).

Особенности цветной маркировки стабилитронов.

При маркировке smd стабилитронов используются цветные кольца. Похожая маркировка применяется также для отечественных стабилитронов, но об ней чуть ниже. В зарубежных SMD стабилитронах цветное кольцо наносится со стороны катода. Информацию по расшифровки цветных колец можно найти в той-же статье выше по маркировке диодов или в справочном мануале по маркировке SMD компонентов (чтоб его скачать нужно нажать на зеленую стрелочку, чуть выше).

Некоторые фирмы изготавливаются smd стабилитроны с тремя выводами, при этом один из них не используется. Определить лишний можно с помощью мультиметра.

Цветовая маркировка отечественных стабилитронов и стабисторов

Метка у катодного вывода	Метка у анодного вывода	Рисунок
Д814А1	—	черное широкое кольцо
Д814Б1	—
Д814В1	—	черное узкое кольцо
Д814Г1	—	желтое широкое кольцо
Д814Д1	—	три узких черных кольца
Д818А	—
Д818Б	—
Д818В	—
Д818Г	—
Д818Д	—
Д818Е	—
КС107А	—
КС126А	—
КС126Б	—
КС126В	—
КС126Г	—
КС126Д	—
КС126Е	—
КС126Ж	—
КС126И	—
КС126К	—
КС126Л	—
КС126М	—
КС207А	—
КС207Б	—
КС207В	—
КС133А	голубое кольцо	белое кольцо
2С133А	белое кольцо	черное кольцо
КС133Г	оранжевая метка на торце корпуса	—
КС139А	зеленое кольцо	белое кольцо
2С139А	зеленое кольцо	черное кольцо
КС147А	серое или синее кольцо	белое кольцо
2С147А	—	черное кольцо
КС147Г	зеленая метка на торце корпуса	—
КС156А	оранжевое кольцо	белое кольцо
2С156А	оранжевое кольцо	черное кольцо
КС156Г	красная метка на торце корпуса	—
КС168А	красное кольцо	белое кольцо
2С168А	красное кольцо	черное кольцо
КС175Ж	белое кольцо	—
КС182Ж	желтое кольцо	—
КС191Ж	красное кольцо	—
КС210Ж	зеленое кольцо	—
КС211Ж	серое кольцо	—

Тип стабистора	Метка у выводов катода	Метка у выводов анода	Рисунок
КС212Ж	оранжевое кольцо	—
КС213Ж	черное кольцо	—
КС215Ж	белое кольцо	черное кольцо
КС216Ж	желтое кольцо	черное кольцо
КС218Ж	красное кольцо	черное кольцо
КС220Ж	зеленое кольцо	черное кольцо
КС222Ж	серое кольцо	черное кольцо
КС224Ж	оранжевое кольцо	черное кольцо
2С175Ж	—
2С182Ж	—
2С191Ж	—
2С210Ж	—
2С211Ж	—
2С212Ж	—
2С213Ж	—
2С215Ж	черное кольцо
2С216Ж	черное кольцо
2С218Ж	черное кольцо
2С220Ж	черное кольцо
2С222Ж	черное кольцо
2С224Ж	черное кольцо
КС405А	черное кольцо
КС406А	белое кольцо
КС406Б	оранжевое кольцо
КС407А	голубое кольцо
КС407Б	оранжевое кольцо
КС407В	желтое кольцо
КС407Г	зеленое кольцо
КС407Д	серое кольцо
КС411А	белое кольцо	черное кольцо
КС411Б	синее кольцо	черное кольцо
КС508А	зеленое кольцо
КС508Б	белое кольцо
КС508В	зеленое кольцо
КС508Г	белое кольцо
КС508Д	белое кольцо
КС510А	оранжевое кольцо	зеленое кольцо
КС512А	желтое кольцо	зеленое кольцо
КС515А	белое кольцо	зеленое кольцо
КС516А	зеленое кольцо	черное кольцо
КС518А	голубое кольцо	зеленое кольцо
КС522А	серое кольцо	зеленое кольцо
КС527А	черное кольцо	зеленое кольцо

Как проверить стабилитрон

Полностью его проверить и со 100% уверенностью сказать, что этот стабилитрон исправный цифровым мультиметром нельзя. Его конечно можно проверить также как диод, но можно ошибочно посчитать рабочий стабилитрон испорченным. Это разве возможно?. Проведем небольшой практический эксперимент, возьмем любой стабилитрон с маленьким напряжением стабилизации, например 2,4 вольт. И подсоединим к цифровому мультиметру, а он в обоих направлениях звонится. А весь фокус в том, что на щупах цифрового мультиметра присутствует около 5 вольт, и поэтому в обратном направление его просто пробивает. Поэтому не стоит проверять стабилитроны с низким напряжением стабилизации цифровыми мультиметрами, лучше используйте старый аналоговый тестер, а если его нет можно собрать небольшую схему.

Как отличить стабилизационный диод от обычного полупроводника

Очень часто люди задаются вопросом, как можно отличить стабилитрон от стандартного полупроводника, ведь, как мы выяснили раньше, оба этих элемента имеют практически идентичное обозначение на электросхеме и могут выполнять схожие функции.
Самым простым способом отличить стабилизационный полупроводник от обычного является использование схемы приставки к мультиметру. С его помощью можно не только отличить оба элемента друг от друга, но и выявить напряжение стабилизации, которое характерно для данного смд (если оно, конечно, не превышает 35В).
Схема приставки мультиметра является DC-DC преобразователем, в которой между входом и выходом имеется гальваническая развязка. Эта схема имеет следующий вид:

Схема приставки мультиметра

В ней генератор с широтно-импульсной модуляцией выполняется на специальной микросхеме МС34063, а для создания гальванической развязки между измерительной частью схемы и источником питания контрольное напряжение следует снимать с первичной обмотки трансформатора. Для этой цели имеется выпрямитель на VD2. При этом величина для выходного напряжения или тока стабилизации устанавливается путем подбора резистора R3. На конденсаторе С4 происходит выделение напряжения примерно в 40В.
При этом проверяемый смд VDX и стабилизатор для тока А2 будут формировать параметрический стабилизатор. Мультиметр, который подключили к выводам Х1 и Х2, будет измерять на данном стабилитроне напряжение.
При подключении катода к «-«, а анода к «+» диода, а также к несимметричному смд мультиметра, последний покажет незначительное напряжение. Если подключать в обратной полярности (как на схеме), то в ситуации с обычным полупроводником прибор будет регистрировать напряжение около 40В.

Здесь трансформатор Т1 будет намотан на торообразном ферритовом сердечнике с внешним диаметром в 23 мм. Такая обмотка 1 будет содержать 20 витков, а вторая обмотка — 35 витков провода ПЭВ 0,43

При этом важно при намотке укладывать виток к витку. Следует помнить, что первичная обмотка идет на одной части кольца, а вторая – на другой.
Проводя настройку прибора, подключите резистор вместо smd VDX

Этот резистор должен иметь номинал 10 кОм. А сопротивление R3 нужно подбирать для того, чтобы добиться напряжения в 40В на конденсаторе С4
Вот так можно выяснить, стабилитрон у вас или обычный диод.

Мощность рассеивания стабилитрона

Мощность рассеивания стабилитрона Pст характеризует его способность не перегреваться выше определенной температуры на протяжении длительного времени. Чем выше значение Pст, тем больше тепла способен рассеять полупроводниковый прибор. Мощность рассеивания рассчитывается для самых неблагоприятных условий работы прибора, поэтому в ниже приведенную формулу подставляют максимально возможное в работе Uвх и наименьшие значения Rб и Iн:

Существует ряд стандартных номиналом по данному параметру: 0,3 Вт, 0,5 Вт, 1,3 Вт, 5 Вт и т.п. Чем больше Pст, тем больше габариты полупроводникового прибора.

Схемы включения стабилитрона

Основная схема включения стабилитрона – последовательно с резистором, который задает ток через полупроводниковый прибор и берет на себя излишек напряжения. Два элемента составляют обычный делитель. При изменении входного напряжения падение на стабилитроне остается постоянным, а на резисторе изменяется.

Такая схема может использоваться самостоятельно и называется параметрическим стабилизатором. Он поддерживает напряжение на нагрузке постоянным, несмотря на колебания входного напряжения или потребляемого тока (в определенных пределах). Подобный блок ещё используют в качестве вспомогательной схемы там, где нужен источник образцового напряжения.

Подобное включение также применяется в качестве защиты чувствительного оборудования (датчиков и т.п.) от нештатного появления высокого напряжения в линии питания или измерения (постоянного или случайных импульсов). Все, что выше напряжения стабилизации полупроводникового прибора, «срезается». Такая схема называется «барьером Зенера».

Раньше свойство стабилитрона «срезать» верхушки напряжения широко использовалось в схемах формирователей импульсов. В цепях переменного тока применялись двуханодные приборы.

Но с развитием транзисторной техники и появлением интегральных микросхем такой принцип стал использоваться редко.

Если под рукой отсутствует стабилитрон на нужное напряжение, его можно составить из двух. Общее напряжение стабилизации будет равно сумме двух напряжений.

Хотя в технической документации времен СССР разрешается параллельное включение зенеров в параллель, но с оговоркой, что приборы должны быть однотипные и суммарная фактическая мощность рассеяния в процессе эксплуатации не должна превышать допустимую для единичного стабилитрона. То есть, увеличения рабочего тока при таком условии не добиться.

Для повышения допустимого тока нагрузки используется другая схема. Параметрический стабилизатор дополняется транзистором, и получается эмиттерный повторитель с нагрузкой в цепи эмиттера и стабильным напряжением на базе транзистора .

В этом случае выходное напряжение стабилизатора будет меньше Uстабилизации на величину падения напряжения на эмиттерном переходе – для кремниевого транзистора около 0,6 В. Чтобы скомпенсировать это уменьшение, можно включить последовательно со стабилитроном диод в прямом направлении.

Таким способом (включением одного или нескольких диодов) можно подкорректировать выходное напряжение стабилизатора в большую сторону в небольших пределах. Если надо радикально повысить Uвых, лучше включить последовательно ещё одни стабилитрон.

Сфера применения стабилитрона в электронных схемах обширна. При осознанном подходе к выбору этот полупроводниковый прибор поможет решить множество задач, поставленных перед разработчиком.

Что такое полупроводниковый диод, виды диодов и график вольт-амперной характеристики

Что такое тиристор, как он работает, виды тиристоров и описание основных характеристик

Что такое диодный мост, принцип его работы и схема подключения

Как работает микросхема TL431, схемы включения, описание характеристик и проверка на работоспособность

Описание, технические характеристики и аналоги выпрямительных диодов серии 1N4001-1N4007

Описание характеристик, назначение выводов и примеры схем включения линейного стабилизатора напряжения LM317

Источник

Подробно о цветовой маркировке стабилизирующего диода

Маркировка стабилитрона

Любой диод (стабилитрон и т.д.) на своем корпусе содержит специальную маркировку, которая отражает то, какой материал использовался для изготовления каждого конкретного полупроводника. Такая маркировка может иметь следующий вид:

• буква или цифра;
• буква.

Кроме этого маркировка отражает электрические свойства и назначение прибора. Обычно за это отвечает цифра. Буква, в свою очередь, отражает соответствующую разновидность устройства. Кроме этого маркировка содержит дату изготовления и условное обозначение изделия.
Смд интегрального типа часто содержат полную маркировку. В такой ситуации на корпусе изделия имеется условный код, который обозначает тип микросхемы. Пример расшифровки нанесенной на корпус кодовой маркировки для микросхем приведен на рисунке:

Пример маркировки микросхем

Кроме этого имеется еще и цветовая маркировка. Она существует в нескольких вариантах, но наиболее часто используется японская маркировка (JIS-C-7012). Обозначения цветовой маркировки приведены в следующей таблице.

Обозначения работы элемента электросхемы

Схематическое обозначение стабилитрона

Поскольку стабилитрон представляет собой специальный диод, то его обозначение не отличается от них. Схематически smd обозначается следующим образом:

Стабилитрон, как и диод, имеет в своем составе катодную и анодную часть. Из-за этого имеется прямое и обратное включение данного элемента.

Включение стабилитрона

На первый взгляд, включение такой диод имеет неправильное, ведь он должен подключаться «наоборот». В ситуации подачи на смд обратного напряжения наблюдается явление «пробоя». В результате чего напряжение между его выводами остается неизменным. Поэтому он должен быть последовательно подключен к резистору с целью ограничения проходящего через него тока, что будет обеспечивать падение «лишнего» напряжения от выпрямителя.

Из-за того, что каждый стабилитрон обладает такими характеристиками, для него можно рассчитать номинал резистора, который будет подключаться с ним последовательно. У импортных стабилитронов их напряжение стабилизации представлено в виде маркировки, нанесенной на корпусе (стеклянном или нет). Обозначение такого диода smd всегда начинается с BZY… или BZX…, а их напряжение пробоя (стабилизации) имеет маркировку V. Например, обозначение 3V9 расшифровывается как 3.9 вольта.

Увеличение мощности параметрического стабилизатора

Максимальная выходная мощность простейшего параметрического стабилизатора напряжения зависит от значений I_ст.max и P_max стабилитрона. Мощность параметрического стабилизатора может быть увеличена, если в качестве регулирующего компонента использовать транзистор, который будет выступать в качестве усилителя постоянного тока.

Параллельный стабилизатор

Схема ПСН с параллельным включением транзистора

Схема представляет собой эмиттерный повторитель, параллельно транзистору VT включено сопротивление нагрузки R_H. Балластный резистор R1 может быть включён как в коллекторную, так ив эмиттерную цепи транзистора. Напряжение на нагрузке равно

Схема работает следующим образом. При увеличении тока через резистор R_H, а соответственно и напряжения (U1 = U_CT) на выходе стабилизатора, происходит увеличение напряжения база-эмиттер (U_EB) и коллекторного тока I_K, так как транзистор работает в области усиления. Возрастание коллекторного тока приводит к увеличению падения напряжения на балластном резисторе R1, что компенсирует рост напряжения на выходе стабилизатора (U1 = U_CT). Поскольку ток I_СТ стабилитрона является одновременно базовым током транзистора, очевидно, что ток нагрузки в этой схеме может быть в h_21e раз больше, чем в простейшей схеме параметрического стабилизатора. Резистор R2 увеличивает ток через стабилитрон, обеспечивая его устойчивую работу при максимальном значении коэффициента h31e, минимальном напряжении питания U0 и максимальном токе нагрузки I_Н.

Коэффициент стабилизации будет равен

где R_VT – входное сопротивление эмиттерного повторителя

где R_e и R_b – сопротивления эмиттера и базы транзистора.

Сопротивление R_e существенно зависит от эмиттерного тока. С уменьшением тока эмиттера сопротивление R_e быстро возрастает и это приводит к увеличению R_VT, что ухудшает стабилизирующие свойства. Уменьшить значение R_e можно за счёт применения мощных транзисторов или составных транзисторов.

Последовательный стабилизаттор

Параметрический стабилизатор напряжения, схема которого представлена ниже, представляет собой эмиттерный повторитель на транзисторе VT с последовательно включённым сопротивлением нагрузки R_H. Источником опорного напряжения в данной схеме является стабилитрон VD.

Схема ПСН с последовательным включением транзистора

Выходное напряжение стабилизатора:

Схема работает следующим образом. При увеличении тока через резистор R_H, а соответственно и напряжения (U1 = U_ST) на выходе стабилизатора происходит уменьшение отпирающего напряжения UEB транзистора и его базовый ток уменьшается. Это приводит к росту напряжения на переходе коллектор – эмиттер, в результате чего выходное напряжение практически не изменяется. Оптимальное значение тока опорного стабилитрона VD определяется сопротивлением резистора R2, включённого в цепь источника питания U0. При постоянном значении входного напряжения U0 базовый ток транзистора I_B и ток стабилизации связаны между собой соотношением I_B + I_ST = const.

Коэффициент стабилизации схемы

где R_k – сопротивление коллектора биполярного транзистора.

Обычно k_ST ≈ 15…20.

Коэффициент стабилизации параметрического стабилизатора напряжения может быть существенно увеличен при введении в его схему отдельного вспомогательного источника с U’0 > U1 и применении составного транзистора.

Схема ПСН с составным транзистором и питанием стабилитрона от отдельного источника напряжения

Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.

Механизм и использование стабилитрона, светодиода и фотодиода

Существует множество диодов, но в этом посте мы уделим особое внимание стабилитрону, светодиоду и фотодиоду. Здесь мы обсудим механизм, символы, использование и основные термины, связанные с этими диодами. Итак, давайте углубимся в это.

Содержание

Стабилитрон

Стабилитрон представляет собой высоколегированный диод с p-n переходом, имеющий острое напряжение пробоя , т.е. в отличие от обычных диодов с p-n переходом, он проводит ток при определенном фиксированном обратном напряжении.

Символы цепей

ВАХ

Механизмы пробоя

Лавинный пробой

Если мы еще больше увеличим обратное напряжение смещения, то достигнем определенной точки, после которой приложенное поле становится настолько сильным, что термически генерируемые носители заряда получают достаточную энергию. Когда заряды начинают течь через соединение, они просто ударяются о неподвижные ионы и разрывают ковалентную связь из-за своей высокой энергии. Эта разорванная ковалентная связь создает новую электронно-дырочную пару. Новые носители снова получают достаточную энергию и производят новую электронно-дырочную пару. Этот совокупный процесс называется Лавинный обвал .

Пробой Зенера

Пробой Зенера можно рассматривать как высшую версию Лавинного Пробая. Если вы пропустите сравнительно медленно растущую часть «термически генерируемых носителей заряда», вот что вы получите. Если приложенное обратное напряжение настолько сильное, то оно может напрямую разорвать ковалентную связь. В результате он производит огромное количество электронно-дырочных пар за доли секунд и резко увеличивает ток обратного смещения. Это явление называется Пробой Зенера .

 

Тепловой пробой

Это еще один тип пробоя, при котором тепло, выделяемое током, протекающим через переход при обратном смещении, больше, чем тепло, рассеиваемое переходом. Для этого область соединения быстро нагревается. Если этот процесс оставить на некоторое время, переход будет разрушен перегревом. Это явление называется тепловым пробоем, и оно характерно не только для стабилитрона, но и для любого другого диода.

Сравнительный график теплового, зенеровского и лавинного пробоя

Использование стабилитрона в качестве регулятора напряжения со схемой.

В цепь последовательно включено последовательное сопротивление Rs , а параллельно другое нагрузочное сопротивление RL . Источник входного напряжения (входное напряжение, Vi ) должен быть подключен к стабилитрону в состоянии обратного смещения.

Случай:1

Когда цепь замкнута, на нагрузке присутствует фиксированное выходное напряжение. Это фиксированное напряжение поддерживается до тех пор, пока входное напряжение не станет таким же или большим, чем напряжение Зенера.

Случай:2

Когда входное напряжение такое же или больше, чем напряжение Зенера, характеристики обратного смещения стабилитрона начинают отражаться. При напряжении Зенера ток будет протекать через стабилитрон так же, как и сопротивление рупий . Таким образом, для сохранения падения напряжения на выходе Rs также будет увеличиваться.

Другое применение

Как мы уже говорили, стабилитроны используются в качестве регуляторов напряжения. Другие области применения стабилитронов:

1. Защита от перенапряжения
2. В цепях ограничения
3. В регуляторе напряжения.

Светоизлучающий диод (СИД)

Светодиоды являются одним из наиболее распространенных бытовых устройств, используемых в повседневной жизни. Светодиоды имеют небольшие размеры, высокую стабильность, более длительный срок службы и низкое энергопотребление по сравнению с обычными светодиодами.

Символ цепи

Механизм

Принцип работы светодиодов — отличный пример сохранения импульса. Когда электрон и дырка, имеющие точно равные и противоположные импульсы, рекомбинируют вместе, они испускают свет в виде излучения. В случае Si и Ge рекомбинация происходит косвенно через « центров рекомбинации ». Таким образом, тепло, выделяющееся в этом процессе, нагревает устройство. Следовательно, Si и Ge не используются для изготовления светодиодов.

Вместо Si и Ge используются некоторые «прямозонные полупроводники», такие как фосфид галлия (GaP), фосфид арсенида галлия (GaAsP) и т. д. В полупроводниках этого типа рекомбинация происходит напрямую, поэтому избыточная энергия излучается в виде излучения. Кстати, светодиоды всегда подключаются в режиме прямого смещения.

Различные цвета светодиодов

На рынке существуют светодиоды с различными типами цветов. Цвет светодиода в основном зависит от двух вещей: от ширины запрещенной зоны кристалла и от концентрации примесей.

semiconductor material	formula	band gap(eV)	emitted light
Silicon Carbide, 3C-SiC	SiC	2.3	Yellow
Silicon Carbide, 6H-SiC	SiC	3	Blue
Gallium Phosphide	GaP	2.26	green
Gallium Arsenide Phosphide	GaAsP	–	Red/Yellow
Gallium Arsenide	GaAs	1. 43	Infrared
Nitrogen doped Gallium Phosphide	N+GaP	–	Yelow -Green
Цинк -оксид легированный фосфид галлия	Zno+Gap	—	Красный

Использование

9019.0003

• Системы цифрового отображения
• ПРОИГРЫВАТЕЛИ КОМПАКТ-ДИСК
• Индикаторы напряжения линии электропередач
• Оптоволоконная связь.

 

Фотодиод

Фотодиод представляет собой особый тип фото- (свето)чувствительного диода, в котором ток обратного смещения изменяется под действием падающего светового потока.

Символ цепи

Механизм

Фотодиод обычно закрыт кожухом. В этом корпусе размещена линза, откуда будет исходить свет. Причина такого размещения линзы заключается в том, чтобы сфокусировать свет на фотодиоде.

Как мы знаем, когда диод находится в состоянии обратного смещения, через цепь все еще протекает небольшой ток из-за неосновных носителей заряда. Этот ток называется ток насыщения с обратным смещением или темновой ток . Теперь, если луч света падает на фотодиод, падающие фотоны (свет) разрушают ковалентные связи и создают новые электронно-дырочные пары. Это приводит к увеличению обратного тока насыщения. Он имеет линейную зависимость от интенсивности падающего света.

Types of Photodiode

There are four types of Photodiode-

1. PN Photodiode
2. PIN Photodiode
3. Schottky Photodiode
4. Avalanche Photodiode

Uses

Photodiodes are used in 

• High-speed reading of tapes
• Световые выключатели
• Конвейерная лента для подсчета предметов
• Световые датчики.

Если у вас есть какие-либо вопросы относительно этого сообщения, пожалуйста, прокомментируйте ниже. мы постараемся ответить. Спасибо.

Что такое стабилитрон?

Стабилитрон — высоколегированный диод с p-n переходом, имеющий резкое напряжение пробоя , т. е. в отличие от обычных диодов с p-n переходом, он проводит при определенном фиксированном обратном напряжении.

Какие факторы определяют цвет светодиодов?

Цвет светодиода в основном зависит от двух факторов: от ширины запрещенной зоны кристалла и от концентрации примесей.

Что такое фотодиод?

Фотодиод представляет собой особый тип фото- (свето)чувствительного диода, в котором ток обратного смещения изменяется за счет падающего светового потока.

Каково использование стабилитрона?

В качестве регулятора напряжения, устройства защиты от перенапряжения, в цепях ограничения, в регуляторе напряжения.

Стабилитроны

По технологии

Дискретные и силовые модули МОП-транзисторы Силовые модули Карбид кремния (SiC) Все остальные

Управление энергопотреблением Устройства с питанием от PoE Драйверы ворот Преобразование переменного тока в постоянный Все остальные

Формирование сигнала и управление

Датчики

Блок управления двигателем

Пользовательские и ASSP

Интерфейсы

Беспроводное подключение

Синхронизация, логика и память

Решением

Автомобильный

промышленный

Облако

5G и предприятия

Интернет вещей (IoT)

Мобильный

Узнайте больше о карбиде кремния

(SiC)

Полная экосистема деталей для поддержки широкой запрещенной зоны схемы питания, включая SiC-диоды, SiC-MOSFET и SiC-модули.

Просмотр продукта

---

Быстрые ссылки:

Новые продуктыПродукт Услуги

Автомобильный ADASPowertrain, Safety and SecurityBody Electronics and LED LightingTechnologyЭлектрификация транспортных средств

промышленный Энергетическая инфраструктураТехнологииПромышленная автоматизацияУмные здания

5G и облачная мощь Телекоммуникационная инфраструктураМощность сервера

Интернет вещей (IoT) Возможности подключенияIoT Управление питаниемIoT Платформы прототипированияSensingTechnology

Медицинский Аудиология FocusClinical Point-of-CareПортативные медицинские устройстваМедицинские устройства визуализации

Аэрокосмическая промышленность и оборона Защита от несанкционированного доступа Active ShieldRad Hard Space & Hi-Rel ASICsRad Hard Aerospace ASIC

Товарищества

Партнерство Субару Экосистема Партнеры

Знакомство с датчиком дождя и освещенности решение!

Датчики дождя и света маленькие оптоэлектронные модули, обычно расположенные в задней части автомобиля зеркало.

Просмотр решения

Инструменты и программное обеспечение Инструмент рекомендации продукта+Интерактивные блок-схемыИнструменты оценки/разработкиВеб-дизайнер+Инструменты дизайнаStrata Developer StudioSimulation/SPICE Models

Ресурсы Библиотека видеоТехническая документацияБиблиотека ПОPower Webinars

Техническая поддержкаПоддержка продаж и распространенияЧасто задаваемые вопросы

Свяжитесь с нами Услуги поставщика

Форумы сообщества Bluetooth с низким энергопотреблением

Вам нужна техническая поддержка?

Отправить Проездной билет

---

Вы предпочитаете человека? Позвоните нам!

Америка: 011 421 33 790-2910

EMEA: 00421 33 790-2910

О онсеми Экосистемные партнерыКорпоративный информационный бюллетеньКачество и надежностьЛидерствоИнтеллектуальная собственностьМестоположения

Экологические, социальные и Управление Годовой отчет об устойчивом развитииРазнообразие, равенство и инклюзивность Программа Giving NowЭтика и соблюдение нормативных требованийСоциальная ответственность

Свяжитесь с нами

События ВыставкиВебинары

Новости и СМИ Объявления для прессыВ новостяхБлогБиблиотека изображенийСМИ Контакты

Отношения с инвесторами СобытияУправлениеФинансыИнформация об акцияхНовостиРесурсы

Вы ищете, чем заняться? Присоединяйтесь к нам на выставке VISION!

4-6 октября 2022 г.

onsemi продемонстрирует свои интеллектуальные сенсорные решения для промышленных рынки. Наши специалисты будут доступны на стенде, чтобы обсудить и помочь вам поддержите ваше приложение и вызовы дизайна.

Считайте меня!

Поиск & Подать заявкуНачало карьерыОпыт карьерыКто мы

Стажировки Подать заявку на стажировкуЧасто задаваемые вопросыОтношения с университетами

Преимущества карьеры

Где мы

Главная > Продукты > Дискретные и силовые модули > Стабилитроны

Обзор

Продукция

Техническая документация

Запрос на этот документ уже существует и ожидает утверждения.

Что такое фотодиод? Рабочие, V-I характеристики, области применения

Краткое описание

Что такое фотодиод?

Датчик освещенности, преобразующий световую энергию в электрическую (напряжение или ток). Фотодиод представляет собой тип полупроводникового устройства с PN-переходом. Между p (положительным) и n (отрицательным) слоями находится внутренний слой. Фотодиод принимает световую энергию в качестве входа для генерации электрического тока.

Его также называют фотодетектором, фотодатчиком или детектором света. Фотодиод работает в режиме обратного смещения, т.е. p-сторона фотодиода подключена к отрицательной клемме батареи (или источника питания), а n-сторона к положительной клемме батареи.

Типичными фотодиодными материалами являются кремний, германий, индий-галлий-арсенид-фосфид и индий-галлий-арсенид.

Фотодиод имеет внутри оптические фильтры, встроенную линзу и поверхность. Когда площадь поверхности фотодиода увеличивается, это приводит к меньшему времени отклика. Немногие фотодиоды будут выглядеть как светоизлучающие диоды (LED). Он имеет два терминала, как показано ниже. Меньшая клемма действует как катод, а более длинная клемма действует как анод.

Символ фотодиода аналогичен символу светодиода, но стрелки указывают внутрь, а не наружу в светодиоде. На следующем изображении показан символ фотодиода.

Работа фотодиода

Обычно, когда свет освещает PN-переход, ковалентные связи ионизируются. При этом образуются пары дырок и электронов. Фототоки образуются за счет генерации электронно-дырочных пар. Электронно-дырочные пары образуются, когда на диод попадают фотоны с энергией более 1,1 эВ. Когда фотон входит в обедненную область диода, он поражает атом с высокой энергией. Это приводит к высвобождению электрона из структуры атома. После высвобождения электронов образуются свободные электроны и дырки.

Обычно электрон имеет отрицательный заряд, а дырка — положительный. Энергия истощения будет иметь встроенное электрическое поле. Благодаря этому электрическому полю электронно-дырочные пары удаляются от соединения. Следовательно, дырки движутся к аноду, а электроны движутся к катоду, создавая фототок.

Интенсивность поглощения фотонов и энергия фотонов прямо пропорциональны друг другу. Когда энергия фотографий меньше, поглощение будет больше. Весь этот процесс известен как внутренний фотоэлектрический эффект.

Внутреннее возбуждение и внешнее возбуждение — это два метода, с помощью которых происходит возбуждение фотонов. Процесс собственного возбуждения происходит, когда электрон в валентной зоне возбуждается фотоном в зону проводимости.

Читайте также «Различные типы датчиков»

Режимы работы фотодиода

Фотодиод работает в трех различных режимах. Это:

• Фотогальванический режим
• Фотопроводящий режим
• Режим лавинного диода

Давайте кратко рассмотрим эти режимы.

Фотогальванический режим

Этот режим также называется режимом нулевого смещения. Когда фотодиод работает в низкочастотных приложениях и приложениях сверхвысокого уровня освещенности, этот режим является предпочтительным. Когда фотодиод облучается вспышкой света, создается напряжение. Создаваемое напряжение будет иметь очень маленький динамический диапазон и нелинейную характеристику. Когда фотодиод сконфигурирован с OP-AMP в этом режиме, будет очень меньше изменений в зависимости от температуры.

Режим фотопроводимости

В этом режиме фотодиод работает в режиме обратного смещения. Катод будет положительным, а анод отрицательным. При увеличении обратного напряжения увеличивается и ширина обедненного слоя. Благодаря этому время отклика и емкость перехода будут уменьшены. Сравнительно этот режим работы является быстрым и производит электронный шум.

Трансимпедансные усилители используются в качестве предусилителей для фотодиодов. Режимы таких усилителей поддерживают постоянное напряжение, чтобы фотодиод работал в фотопроводящем режиме.

Режим лавинного диода

В этом режиме лавинный диод работает в условиях высокого обратного смещения. Это позволяет умножить лавинный пробой на каждую фотоэлектронно-дырочную пару. Следовательно, это создает внутреннее усиление в фотодиоде. Внутреннее усиление увеличивает отклик устройства.

Подключение фотодиода во внешней цепи

Фотодиод работает в цепи с обратным смещением. Анод подключен к земле цепи, а катод к положительному напряжению питания цепи. При освещении светом ток течет от катода к аноду.

Когда фотодиоды используются с внешними цепями, они подключаются к источнику питания в цепи. Количество тока, производимого фотодиодом, будет очень маленьким. Этого значения тока будет недостаточно для управления электронным устройством. Поэтому, когда они подключены к внешнему источнику питания, он подает в цепь больший ток. Итак, в качестве источника питания используется аккумулятор. Источник батареи помогает увеличить текущее значение, что повышает производительность внешних устройств

V-I Характеристики фотодиода

Фотодиод работает в условиях обратного смещения. Обратные напряжения отложены по оси X в вольтах, а обратный ток отложен по оси Y в микроамперах. Обратный ток не зависит от обратного напряжения. При отсутствии светового освещения обратный ток будет практически равен нулю. Минимальное количество текущего настоящего называется темным током. Однажды, когда световая освещенность увеличивается, обратный ток также увеличивается линейно.

Применение фотодиодов

• Фотодиоды используются во многих простых повседневных приложениях. Причиной их использования является линейный отклик фотодиода на световую засветку. Когда на датчик падает больше света, он производит большой ток. Увеличение тока будет отображаться на гальванометре, подключенном к цепи.
• Фотодиоды помогают обеспечить электрическую изоляцию с помощью оптронов. Когда две изолированные цепи освещаются светом, для оптической связи цепи используются оптопары. Но цепи будут изолированы электрически. По сравнению с обычными устройствами оптопары работают быстро.
Фотодиоды
• также используются в электронике безопасности, такой как датчики огня и дыма. Он также используется в телевизионных блоках.
• При использовании в камерах они действуют как фотодатчики. Он используется в сцинтилляторах, устройствах с зарядовой связью, фотопроводниках и фотоумножителях.
• Фотодиоды также широко используются в многочисленных медицинских приложениях , таких как инструменты для анализа образцов, детекторы для компьютерной томографии, а также используются в мониторах газов крови.

ECSTUFF4U для инженера-электронщика: что такое фотодиод

Что означает фотодиод?

Фотодиод — это устройство, помогающее преобразовывать световой электрический ток. Он изготовлен из полупроводникового материала и содержит PN-переход, а также предназначен для работы при обратном смещении. Обратное смещение означает, что p-сторона фотодиода подключена к отрицательной клемме батареи, а n-сторона средства подключена к положительной клемме батареи. Его также иногда называют фотодиодным детектором, фотодатчиком или детектором света. Фотодиодная технология успешно и широко используется благодаря своей недорогой прочной конструкции.

Фотодиод очень чувствителен к свету, поэтому, когда свет или фотоны падают на фотодиод, он легко преобразует свет в электрический ток. Солнечный элемент также известен как фотодиод большой площади, потому что он преобразует солнечную энергию или энергию света в электрическую энергию. Однако солнечная батарея работает при ярком свете.

Обозначение фотодиода:

Схематическое обозначение фотодиода приведено ниже. Этот диод предназначен для преобразования модулированного электрического света обратно в тип электрического сигнала. Фотодиод — это один из типов детектора света.

Схематическое обозначение фотодиода

Фотодиод выглядит как светоизлучающий диод. У них есть два конца, один конец меньше, а другой конец длиннее. Более длинный конец диода является выводом анода, а меньший конец диода — выводом катода. Характеристики фотодиода работают в режиме обратного смещения.

Основная функция фотодиода включает следующие способы:

• Долгий срок службы
• Быстрый ответ
• Линейность диода слишком хороша по отношению к падающему свету
• Очень низкий уровень шума
• Высокий коэффициент усиления
• Низкая стоимость
• Длинный спасательный круг
• Меньший размер
• Низкая чувствительность к температуре
• Высокая скорость отклика
• Малый выходной ток
• Легкий
• Изменение выхода в зависимости от изменения температуры
• Широкий спектральный отклик Приложенное обратное напряжение должно быть низким
• Он всегда будет работать в условиях обратного смещения

Типы фотодиодов:

Существуют различные типы фотодиодов, такие как:

На рынке доступно множество различных типов фотодиодов. Все они работают по одному и тому же основному принципу, но работают на разных типах фотодиодов немного по-разному. Фотодиод можно классифицировать на основе его конструкции следующим образом:

• Фотодиод PN — это первый тип фотодиода, который был разработан, но не так широко используется, как другие, из-за лучших рабочих параметров других типов фотодиодов .
• PIN-фотодиод — это один из наиболее широко используемых фотодиодов. Обычно он имеет меньшую емкость и эффективно собирает световые фотоны лучше, чем фотодиоды PN.
• Лавинный фотодиод. Обеспечивает очень высокий уровень усиления, но имеет высокий уровень шума.

Для получения подробной информации:
Подробнее >>

• Фотодиод PN
• PIN фотодиод
• Лавинный фотодиод

Применение фотодиода:

• Система оптоволоконной связи
• Автомобильные устройства
• Панели солнечных батарей
• Медицинские приборы
• Демодуляция
• Экспонометр камеры
• Уличные фонари
• Логическая схема
• Схемы фотодетектора
• Схема распознавания символов
• Телевизоры и пульты дистанционного управления в видеомагнитофонах
• Измерение интенсивности света в науке и промышленности

Более подробная информация

Что означает фотодиод?

Фотодиод — это устройство, помогающее преобразовывать световой электрический ток. Он изготовлен из полупроводникового материала и содержит PN-переход, а также предназначен для работы при обратном смещении. Обратное смещение означает, что p-сторона фотодиода подключена к отрицательной клемме батареи, а n-сторона средства подключена к положительной клемме батареи. Его также иногда называют фотодиодным детектором, фотодатчиком или детектором света. Фотодиодная технология успешно и широко используется благодаря своей недорогой прочной конструкции.

Фотодиод очень чувствителен к свету, поэтому, когда свет или фотоны падают на фотодиод, он легко преобразует свет в электрический ток. Солнечный элемент также известен как фотодиод большой площади, потому что он преобразует солнечную энергию или энергию света в электрическую энергию. Однако солнечная батарея работает при ярком свете.

Обозначение фотодиода:

Схематическое обозначение фотодиода приведено ниже. Этот диод предназначен для преобразования модулированного электрического света обратно в тип электрического сигнала. Фотодиод — это один из типов детектора света.

Схематическое обозначение фотодиода

Фотодиод выглядит как светоизлучающий диод. У них есть два конца, один конец меньше, а другой конец длиннее. Более длинный конец диода является выводом анода, а меньший конец диода — выводом катода. Характеристики фотодиода работают в режиме обратного смещения.

Основная функция фотодиода включает следующие способы:

• Долгий срок службы
• Быстрый ответ
• Линейность диода слишком хороша по отношению к падающему свету
• Очень низкий уровень шума
• Высокий коэффициент усиления
• Низкая стоимость
• Длинный спасательный круг
• Меньший размер
• Низкая чувствительность к температуре
• Высокая скорость отклика
• Малый выходной ток
• Легкий
• Изменение выхода в зависимости от изменения температуры
• Широкий спектральный отклик Приложенное обратное напряжение должно быть низким
• Он всегда будет работать в условиях обратного смещения

Типы фотодиодов:

Существуют различные типы фотодиодов, такие как:

На рынке доступно множество различных типов фотодиодов. Все они работают по одному и тому же основному принципу, но работают на разных типах фотодиодов немного по-разному. Фотодиод можно классифицировать на основе его конструкции следующим образом:

• Фотодиод PN — это первый тип фотодиода, который был разработан, но не так широко используется, как другие, из-за лучших рабочих параметров других типов фотодиодов .
• PIN-фотодиод — это один из наиболее широко используемых фотодиодов. Обычно он имеет меньшую емкость и эффективно собирает световые фотоны лучше, чем фотодиоды PN.
• Лавинный фотодиод. Обеспечивает очень высокий уровень усиления, но имеет высокий уровень шума.

Для получения подробной информации:
Подробнее >>

• Фотодиод PN
• PIN фотодиод
• Лавинный фотодиод

Применение фотодиода:

• Система оптоволоконной связи
• Автомобильные устройства
• Панели солнечных батарей
• Медицинские приборы
• Демодуляция
• Экспонометр камеры
• Уличные фонари
• Логическая схема
• Схемы фотодетектора
• Схема распознавания символов
• Телевизоры и пульты дистанционного управления в видеомагнитофонах
• Измерение интенсивности света в науке и промышленности

Более подробная информация 

Фотодиоды

Google Ads

• Изучив этот раздел, вы сможете:
• Описать Различные методы работы фотодиодов:
• • Фотоэлектрические.
• • Фотопроводящий.
• Опишите базовую конструкцию фотодиодов.
• Опишите работу различных типов фотодиодов:
• • Фоторезисторы.
• • Фотодиоды PIN.
• • Лавинные фотодиоды.
• Опишите типичные ограничения в работе фотодиода.
• • Темновой ток.
• • Шум.
• Опишите причину выбора распространенных материалов, используемых в конструкции фотодиодов.
• • Кремний.
• • Германий.
• • Арсенид галлия.
• • Арсенид индия-галлия.

Рис. 2.7.1 Фотоэлектрические диоды

(солнечные панели)

Основы фотодиодов

Фотодиоды в основном выполняют эффект, противоположный светодиодам и лазерным диодам. Вместо того, чтобы использовать электрический ток для объединения электронов и дырок для создания фотонов, фотодиоды поглощают световую энергию (фотоны) для создания электронно-дырочных пар, тем самым создавая поток электрического тока.

Рис. 2.7.2 Типовые

Фотопроводящие диоды

Семейства фотодиодов

Двумя основными методами получения электричества из света с использованием фотодиодов являются фотоэлектрические и фотопроводящие операции. В обоих методах используются светочувствительные полупроводниковые диоды, главное отличие состоит в том, что фотоэлектрические устройства, в основном используемые в солнечных панелях (рис. 2.7.1), не используют напряжение смещения, подаваемое на диод, а в фотопроводящем режиме (рис. 2.7.2) на фотодиоды подается обратное напряжение смещения от какого-либо внешнего источника.

Применение фотодиодов

Фотопроводящие диоды используются в электронных системах, таких как волоконно-оптическая связь (этот текст был доставлен вам с использованием фотодиодов). В камерах используются фотодиоды для измерения освещенности, а также для управления затвором, фокусировкой и вспышкой. Медицинское использование включает обнаружение рентгеновских лучей и измерение пульса. Фотопроводящие диоды являются предпочтительным датчиком для многих промышленных систем, где необходимо измерять свет, от сканеров штрих-кода и датчиков положения до детекторов дыма и геодезических приборов. В приложениях, связанных с высокочастотными изменениями уровня освещенности, таких как волоконно-оптическая связь, важно поддерживать емкость перехода диода на минимальном уровне, поскольку довольно малая емкость уберет более высокие частоты и серьезно снизит эффективность фотодиодного приемника. Поэтому фотопроводящие диоды изготавливаются небольших физических размеров, которые генерируют очень небольшое количество электрического тока. Фотоэлектрические диоды, напротив, производятся в виде солнечных панелей очень больших размеров, чтобы максимизировать эффективность сбора света. Солнечные панели обязательно имеют гораздо большую емкость перехода, чем фотопроводящие устройства, но их эффективность не снижается, поскольку они предназначены для производства (намного большего) электрического тока при постоянном токе (0 Гц).

Рис. 2.7.3 Базовая конструкция фотодиода

Конструкция фотодиода

Типичная конструкция фотодиода показана на рис. 2.7.3. В этом примере используется метод построения, называемый ионной имплантацией, при котором поверхность слоя N-типа бомбардируется ионами кремния P-типа для получения слоя P-типа толщиной около 1 мкм (микрометр). Во время формирования диода электроны из слоя N-типа притягиваются к материалу P-типа, а дырки из слоя P притягиваются к слою N-типа, что приводит к удалению свободных носителей заряда вблизи PN-перехода, создавая таким образом слой истощения (показан белым цветом на рис. 2.7.3).

Верх (обращенный к свету) диода защищен слоем диоксида кремния (SO ₂ ), в котором есть окно для света, попадающего на полупроводник. Это окно покрыто тонким антибликовым слоем нитрида кремния (SiN), чтобы обеспечить максимальное поглощение света, а анодное соединение из алюминия (Al) предусмотрено для слоя P-типа. Под слоем N-типа находится более сильно легированный слой N+, обеспечивающий низкоомное соединение с катодом.

Работа фотодиода

Рис. 2.7.4 Фотоны создают пары электрон/дырка

Рис. 2.7.5 Дырки и электроны притягиваются

обратным смещением

Рис. 2.7.6 Дырки и электроны образуют

Фотоэлектрический ток

в фотопроводящем режиме обычно используется обратное смещение путем подачи постоянного напряжения, чтобы катод был более положительным, чем анод. Это приводит к расширению обедненного слоя, как показано на рис. 2.7.4 и 2.7.5.

Поскольку слои P и N с обедненным слоем между ними эффективно образуют конденсатор, расширение обедненного слоя уменьшает емкость PN-перехода и увеличивает максимальную частоту, на которой может работать диод; желательное свойство, особенно в фотодиодах, которые работают как приемники цифровой информации.

Когда поверхность фотодиода освещена, как показано на рис. 2.7.4, фотоны поглощаются внутри диода и, в основном в слое обеднения, возбуждают отрицательные электроны в валентном слое атомов, чтобы перейти на более высокий энергетический уровень. в зоне проводимости атома.

Рис. 2.7.7 Диаграмма энергетических зон

действия фотодиода

Это оставляет положительно заряженные дырки в валентной зоне, создавая таким образом «пары электрон/дырка» в обедненном слое. Некоторые электронно-дырочные пары также образуются в слоях P и N, но, кроме тех, которые образуются в слоях N диффузионной области, большая часть будет повторно поглощаться в материалах P и N в виде тепла. Затем электроны в обедненном слое устремляются к положительному потенциалу на катоде, а дырки — к отрицательному потенциалу на аноде, создавая таким образом фототок, как показано на рис. 2.7.6.

Хотя на фиг. 2.7.4–2.7.6 показывают различные этапы преобразования световой энергии в электрический ток, следует понимать, что все эти этапы происходят одновременно и как непрерывный процесс до тех пор, пока освещается приемная поверхность фотодиода. Альтернативным способом иллюстрации работы фотодиода является использование энергетической диаграммы, как показано на рис. 2.7.7. Это отображает энергетические уровни валентной зоны и зоны проводимости атома (кремния) по вертикальной оси диаграммы в зависимости от расстояния между анодом и катодом фотодиода по горизонтальной оси.

На рис. 2.7.7 фотоны, ударяющие по атомам в обедненном слое и в диффузионных областях слоев P и N, показаны как небольшие вспышки энергии, каждая из которых побуждает электрон прыгать (вертикальные синие стрелки) к более высокой энергии. полоса проводимости уровня. Обратите внимание, что электронно-дырочные пары, созданные внутри слоев P и N, повторно поглощаются в виде тепла. Как только электроны и дырки разделены, обратное смещение, приложенное к аноду и катоду диода, берет верх, сдвигая электроны к (положительному) катоду, а дырки к (отрицательному) аноду (большие синие и красные стрелки).

 

Рис. 2.7.8 PIN-фотодиод

Уменьшение емкости перехода

PIN-фотодиод

В этом фотодиоде используется слой собственного (нелегированного или иногда слегка легированного N−) полупроводника между слоями P и N, см. рис. 2.7.8. Это приводит к уменьшению емкости PN-перехода и, следовательно, к повышению максимальной скорости переключения, что особенно подходит для оптоволоконной связи. Сравнительно глубокий собственный слой также обеспечивает больший объем для преобразования фотона в электрон/дырку.

PIN-фотодиоды используются в фотопроводящем режиме с обратным смещением, соотношение между количеством полученного света и производимым электрическим током практически линейно, и они также относительно стабильны в нормальном температурном диапазоне.

Темновой ток и шум

Рис. 2.7.9 Темновой ток и шум

Ток, создаваемый фотодиодным процессом, чрезвычайно мал, в диапазоне от наноампер (нА) до нескольких микроампер (мкА), и хотя зависимость между количеством света, падающего на фотодиод, и производимым током является довольно линейной, в условиях очень слабого освещения создаваемый фототок маскируется нормальным обратным током утечки из-за тепловой активности внутри атомной структуры диода. Этот ток называется «темновым током», поскольку он все еще присутствует, когда диод не горит.

Небольшое значение фотоэлектрического тока, создаваемого фотодиодом, и наличие термически создаваемого темнового тока приводят к тому, что рабочий диапазон фотодиода значительно ограничен при низких уровнях освещенности.

Из-за чрезвычайно низкого уровня сигнала, получаемого от фотодиодов, термический шум также является проблемой, особенно когда фотодиоды могут использоваться для обнаружения низких уровней освещенности. «Минимальный полезный ток» для обнаружения света — это фототок, который равен темновому току плюс тепловой шум, создаваемый диодом, как показано на рис. 2.7.9..

Рис. 2.7.10 Трансимпедансный фотодиодный усилитель

Как правило, очень малый ток сигнала от фотодиода каким-то образом усиливается. На рис. 2.7.10 показана типичная схема усилителя с использованием трансимпедансного операционного усилителя. Этот усилитель имеет низкий входной импеданс и преобразует небольшие изменения тока на входе в гораздо большие изменения напряжения на выходе. Коэффициент усиления задается значением R _f , а C _f помогает избежать нестабильности. Однако также полезно создать максимально возможную амплитуду тока сигнала в фотодиоде, прежде чем он будет усилен внешней цепью. Поскольку любой электронный усилитель также вносит некоторый шум, одним из ответов на это является использование самого фотодиода для получения полезной степени усиления; это цель лавинного фотодиода.

Рис. 2.7.11 Лавинный фотодиод

Лавинный фотодиод

Лавинный фотодиод предназначен для начального усиления фототока внутри самого диода. Это достигается за счет работы с гораздо большим обратным смещением, чем у других фотодиодов. Это может означать, что диод работает вблизи области обратного пробоя своих характеристик. На рис. 2.7.11 показана одна типичная структура лавинного фотодиода. Обратите внимание, что анод P+ сделан отрицательным, а катодный слой N+ положительным, чтобы обеспечить обратное смещение.

Использование такого высокого напряжения обратного смещения (обычно 20 В или более) обеспечивает широкий обедненный слой, который образует большую область сбора, где фотоны создают пары электрон/дырка. Это высокое напряжение на обедненном слое также создает сильное электрическое силовое поле, которое ускоряет электроны по направлению к положительному потенциалу на катоде (и дырки по направлению к аноду).

Усиление ударной ионизацией

Обратите внимание на легирование различных слоев фотодиода. Слой N+ непосредственно под просветляющим слоем сильно легирован. Под ним находится обычно легированный P-слой, образующий PN-переход диода; основная часть диода представляет собой слабо легированный слой P- с сильно легированным слоем P+ рядом с анодным соединением.

Рис. 2.7.12 Ударная ионизация

Уровень легирования полупроводника влияет на его сопротивление, более сильно легированные слои имеют наименьшее сопротивление. Для определенного значения тока, протекающего через диодные слои, которые фактически представляют собой ряд сопротивлений с различными значениями, вызывает разные значения напряжения на разных слоях. Это создает неравномерное электрическое силовое поле на диоде, как показано на рис. 2.7.12.

Чем больше напряженность электрического поля, тем большее ускорение дается электронам в полупроводнике. Внизу диаграммы (рис. 2.7.9) сильно легированный слой P+ рядом с анодом диода имеет низкое сопротивление, что способствует эффективному соединению с металлическим разъемом анода. В области истощения сопротивление полупроводника P- выше, что обеспечивает достаточную напряженность поля для ускорения электронно-дырочных пар, создаваемых фотонами. Из-за глубины этой области необходимо как можно быстрее перемещать носители заряда (электроны и дырки), чтобы фотодиод быстро реагировал на изменения уровня освещенности.

Поскольку электроны притягиваются в лавинную область вокруг более сильно легированного соединения PN+, более высокое сопротивление этих слоев создает более высокое напряжение и, следовательно, более высокую напряженность поля, что еще больше ускоряет электроны. Когда эти сильно ускоренные электроны сталкиваются с валентными электронами в атомах полупроводникового материала, они заставляют эти ранее связанные валентные электроны прыгать в зону проводимости, создавая дополнительные носители заряда. Эти новые носители заряда (электроны) теперь также обладают достаточной энергией, чтобы вытеснить больше электронов ударом и так далее, создавая лавину дополнительных электронов, что, конечно же, создает дополнительный ток.

С помощью этого метода, называемого ударной ионизацией, первоначальный очень слабый ток, создаваемый фотонами, был эффективно усилен. Величина усиления зависит от ускоряющего напряжения, которое может варьироваться от 20 до нескольких сотен вольт. Дополнительными факторами, влияющими на усиление, являются толщина лавинной области и количество электронов, участвующих в процессе ударной ионизации.

Поскольку количество ударов является случайным, величина усиления за любой короткий период времени будет варьироваться, поэтому ее можно указать только как среднее значение. Также из-за случайного характера воздействия фотонов выходной ток будет иметь тенденцию быть шумным из-за быстрых колебаний усиления.

Лавинные фотодиоды не имеют такой хорошей линейной зависимости между принимаемым светом и производимым током, как другие уже описанные фотопроводящие диоды, но это не обязательно является серьезным недостатком в их основном применении, а именно в качестве приемника цифровой информации в оптоволокне. оптическая связь и другие высокоскоростные коммутационные приложения.

Материалы для фотодиодов

В конструкции фотодиодов используются различные полупроводниковые материалы, главным образом для того, чтобы позволить производителям производить ряд фотодиодов, которые реагируют на различные части видимого спектра, а также на ультрафиолетовые и инфракрасные длины волн. На рис. 2.7.13 показаны примерные длины волн, покрываемые некоторыми распространенными полупроводниковыми материалами, используемыми для фотодиодов.

Рис. 2.7.13 Приблизительные диапазоны длин волн распространенных материалов для фотодиодов

Кремниевые фотодиоды

Рис. 2.7.14 Относительная чувствительность

Фотодиодные полупроводники низкое значение емкости перехода, что делает их пригодными для приема цифровых данных с частотами до нескольких гигагерц. Они также генерируют относительно небольшое количество шума темнового тока. Однако они также имеют худшую скорость поглощения фотонов, чем некоторые другие материалы, что снижает их чувствительность.

Хотя кремний можно использовать в широком диапазоне длин волн, от ультрафиолетового (с использованием специально разработанных УФ-версий) до инфракрасного, кремниевые фотодиоды наиболее полезны в диапазоне от 800 до 900 нм, как показано на рис. 2.7.14. .

Германиевые фотодиоды

Несмотря на то, что германий (Ge) был вытеснен во многих устройствах диодов, он полезен в фотодиодах, поскольку обеспечивает светочувствительность на длинах волн более 900 нм, где кремний менее чувствителен, а германий дешевле, чем индий-галлий-арсенид (InGaAs). ), что делает его полезным в фотодиодах с большой площадью обнаружения (диаметром примерно до 1 см). Однако фотодиоды из германия обычно имеют более высокий уровень темнового тока и создают сравнительно больше шума, чем арсенид кремния или индия-галлия, уровень шума также увеличивается при более высоких температурах.

Фотодиоды на основе арсенида индия-галлия

Фотодиоды на основе арсенида индия-галлия обеспечивают дополнительную чувствительность в условиях низкой освещенности, особенно на длинах волн в инфракрасном диапазоне, по сравнению с кремнием или германием. Они производят вдвое меньше шума и более стабильны в широком диапазоне температур, чем германиевые.

К началу страницы

Разница между диодом и фотодиодом (со сравнительной таблицей)

Основное различие между диодом и фотодиодом заключается в том, что диод представляет собой полупроводниковый прибор, проводящий ток при прямом смещении, а фотодиод — при обратном смещении. Проводимость в диоде возможна за счет приложенного извне напряжения, в то время как проводимость в фотодиоде возможна только при его освещении источником света.

Еще одно важное различие между диодом и фотодиодом заключается в том, что диод не может работать при обратном смещении, т.е. через диод не протекает ток при обратном смещении диода. Напротив, фотодиод может работать только в с обратным смещением. Если вы думаете, что фотодиод можно заставить проводить падающий на него свет в режиме прямого смещения, то вы ошибаетесь. Он будет проводить только в режиме обратного смещения.

Существуют и другие важные различия между диодом и фотодиодом, мы обсудим их в сравнительной таблице. Прежде чем начать со сравнительной таблицы, давайте взглянем на дорожную карту этой статьи.

Содержимое: диод и фотодиод

1. Сравнительная таблица
2. Определение
3. Ключевые отличия
4. Заключение

Сравнительная таблица

Параметры	Диод	Фотодиод
Определение	Диод представляет собой устройство с двумя выводами, проводящее при прямом смещении.	Фотодиод представляет собой устройство с двумя выводами, проводящее при обратном смещении.
Символ цепи
Основная функция	Диод в основном используется в качестве переключателя.	Фотодиод используется для преобразования световой энергии в электрическую.
Используемый материал	Германий или кремний, можно использовать любой из этих двух материалов.	Кремний используется для изготовления фотодиодов. Для покрытия используется антибликовый слой нитрида серебра.
Приложения	Используется в клипсаторах, фиксаторах, выпрямителях и т. д.	Используется в оптоэлектронных устройствах, камерах, оптронах и т. д.

Определение

Диод

Диод представляет собой полупроводниковый переход с двумя выводами, образованный соединением полупроводника P-типа с полупроводником N-типа. В результате соединения образуется соединение, обедненное подвижными носителями заряда, т. е. состоящее только из неподвижных носителей заряда.

Эти неподвижные носители заряда ответственны за существование барьерного потенциала между любым из образцов полупроводника. Этот барьерный потенциал есть не что иное, как сильное магнитное поле, созданное против приложенного потенциала внешней батареи.

Когда диод не смещен, т. е. не применяется смещение, ни прямое, ни обратное смещение, то основные носители заряда, т. е. дырки в полупроводниках P-типа и электроны в полупроводниках N-типа, перемещаются через переход из-за градиент концентрации носителей заряда. Градиент концентрации носителей заряда означает концентрацию носителей заряда в обеих областях.

Носители заряда перемещаются от более высокой концентрации к более низкой концентрации, концентрация дырок больше на P-стороне, чем на N-стороне. Поэтому дырки переходят из P-типа в N-тип. Наоборот, электроны, которые являются основными носителями в области N-типа, перемещаются из N-типа в P-тип.

В определенное время, когда не осталось основных носителей для пересечения узла, проводимость прекращается. И носители заряда, которые были перемещены изначально, будут рекомбинировать на стыке. Теперь, если диод должен быть переключен обратно в состояние проводимости, то на него должно быть подано внешнее напряжение.

Но здесь подразумевается еще одно условие, проводимость в диоде не начнется, пока потенциал батареи не превысит потенциал барьера или напряжение колена .

Фотодиод

Фотодиод представляет собой полупроводниковый прибор, который может обеспечивать проводимость, если он освещается источником света. Фотодиод не может работать в режиме прямого смещения; он будет уничтожен, если он будет работать в режиме прямого смещения.

Фотодиод снабжен покрытием из антибликовый слой , такой как нитрид серебра . Функция антибликового слоя заключается в предотвращении отражения света, падающего на фотодиод. Наличие такого слоя повышает эффективность фотодиода за счет улавливания значительной части падающего света.

Падающий свет состоит из фотонов, которые передают свою энергию электронам при столкновении с ними. Таким образом, полупроводниковый материал освещается светом, фотоны ударяются об атомы полупроводника, вследствие чего электроны выбиваются из атома полупроводника. Движение подвижного электрона составляет ток в фотодиоде.

Небольшое количество тока, которое проявляется даже в отсутствие падающего света, называется темновым током. Ток в фотодиоде может быть прекращен только при подаче на диод положительного напряжения.

Когда клеммы фотодиода подключены к внешней цепи, он действует как фотогальваническое устройство, а не фотопроводящее устройство. Это связано с тем, что обратное смещение устройства приводит к тому, что неосновные носители заряда проходят через переход.

Следовательно, когда фотодиод работает без обратного смещения, электроны будут течь от N-клеммы к P-клемме через внешнюю схему. В этом состоянии фотодиод действует как фотогальваническое устройство . Когда устройство работает в режиме обратного смещения, тогда говорят, что оно является фотопроводящим .

Основные различия между диодом и фотодиодом

1. Основное различие между диодом и фотодиодом заключается в том, что диод — это полупроводниковый прибор, проводящий ток, когда приложенное к нему прямое инцидент на нем.
2. Режим смещения диода и фотодиода также отличается и противоречит друг другу; диод работает только в режиме прямого смещения, тогда как фотодиод работает только в режиме обратного смещения.