Рисунок 1 – Внешний вид полупроводникового диода

В зависимости от исходного полупроводникового материала диоды подразделяются на германиевые и кремниевые. Туннельные диоды изготовляются также на основе арсенида галлия GaAs и антимонида индия InSb. Германиевые диоды работают при температурах не выше +80 °С, а кремниевые – до +140 °С

По конструктивно-технологическому признаку диоды делятся на плоскостные (рис.2б) и точечные (рис.2а). Наиболее распространены плоскостные сплавные диоды, применение которых затруднительно лишь на повышенных частотах. У плоскостного диода площадь p-n-перехода достигает десятков и сотен мм².

Рисунок 2 – Устройство точечного (а) и плоскостного (б) полупроводникового диода

Точечные диоды имеют маленькую площадь электронно-дырочного перехода. Преимуществом точечных диодов является низкое значение емкости p-n-перехода, дающая возможность их работы на высоких сверхвысоких частотах.

По назначению полупроводниковые диоды подразделяются на выпрямительные (как разновидность выпрямительных – силовые), импульсные, высокочастотные и сверхвысокочастотные, стабилитроны, туннельные, варикапы, фото- и светодиоды.

Выпрямительные диоды предназначены для выпрямления переменного тока низкой частоты (50-100 000 Гц). В настоящее время широко применяются кремниевые выпрямительные диоды с р—n-переходом плоскостного типа, имеющие во много раз меньшие обратные токи и большие обратные напряжения по сравнению с германиевыми.

Выпрямительные диоды подразделяются на диоды малой (Iпр. ср ≤ 0,3 А), средней (0,3 А < Iпр. ср ≤ 10 А) и большой (Iпp.ср > 10 А) мощности.

Для повышения допустимого обратного напряжения выпускаются высоковольтные столбы, в которых несколько диодов включены последовательно. Кроме того, производством серийно выпускаются выпрямительные блоки, которые содержат как последовательно, так и параллельно (для повышения прямого тока) соединенные диоды.

Высокочастотные диоды являются приборами универсального назначения. Они могут работать в выпрямителях переменного тока широкого диапазона частот (до нескольких сотен мегагерц), а также в модуляторах, детекторах и других нелинейных преобразователях электрических сигналов. Высокочастотные диоды содержат, как правило, точечный р—n-переход.

Импульсные диоды являются разновидностью высокочастотных диодов и предназначены для использования в качестве ключевых элементов в быстродействующих импульсных схемах. Помимо высокочастотных свойств импульсные диоды должны обладать минимальной длительностью переходных процессов при включении и выключении. Изготовляются точечные и плоскостные диоды.

Стабилитроны– это кремниевые плоскостные диоды, работающие в режиме электрического пробоя и предназначенные для стабилизации напряжения. К основным параметрам стабилитронов относится напряжение стабилизации, т.е. U_ст – напряжение на стабилитроне при указанном номинальном токе стабилизации I_ст._ном

Варикапомназывается специально сконструированный полупроводниковый диод, применяемый в качестве конденсатора переменной емкости. Значение емкости варикапа определяется емкостью его р—n-перехода и изменяется при изменении приложенного к переходу (диоду) напряжения.

Фотодиод – полупроводниковый фотоэлектрический прибор с внутренним фотоэффектом, отображающим процесс преобразования световой энергии в электрическую.

Светодиоды (электролюминесцентные диоды) преобразуют энергию электрического поля в нетепловое оптическое излучение, называемое электролюминесценцией. Основой светодиода является р—n-переход, смещаемый внешним источником напряжения в проводящем направлении. При таком смещении электроны из n-области полупроводника инжектируют в р-область, где они являются неосновными носителями, а дырки – во встречном направлении. В последующем происходит рекомбинация избыточных неосновных носителей с электрическими зарядами противоположного знака. Рекомбинация электрона и дырки соответствует переходу электрона из энергетического уровня Ее в энергетическое состояние уровня Еу с меньшим запасом энергии.

Туннельный диод – это полупроводниковый диод, в котором используется явление туннельного пробоя при включении в прямом направлении. Характерной особенностью туннельного диода является наличие на прямой ветви вольтамперной характеристики участка с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Туннельные диоды могут работать на очень высоких частотах – более 1 ГГц.

Рисунок 3 – ВАХ туннельного диода

Узнать еще:

Понятие полупроводникового диода, их классификация, УГО — Мегаобучалка

Полупроводниковый диод – называется полупроводниковый прибор с 2 выводами и одним р-n переходом.

Классификация диодов:

· по технологии изготовления: точечные, сплавные, микро справные;

· по конструктивному исполнению: плоскостные, точечные;

· по используемому материала: кремневые, германиевые, арсенид-галлиевые;

· по функциональному назначению: выпрямительные, стабилитроны, варикапы, фотодиоды, светодиоды, туннельные;

· по мощности: маломощные(до 0.3А), средней мощности(до 10А), мощные(более 10А).

· по частоте: НЧ(до 1 кГц), ВЧ(до 300МГц), СВЧ(более 300МГц).

Стабилитроном называется диод, напряжение на котором сохраняется с определенной точностью при изменении проходящего через него в заданном диапазоне тока. Он предназначен для стабилизации напряжения в цепях постоянного тока.Рабочим участком стабилитрона является участок электрического обратимого пробоя. Принцип работы стабилитрона заключается в том, что при изменении изменяется ток, протекающий через стабилитрон, а напряжение на стабилитроне и подключенной параллельно к нему нагрузке практически не меняется.

Варикапами называют полупроводниковые диоды, действие которых основано на использовании зависимости емкости перехода от обратного напряжения.Варикапы используются в качестве элемента с электрически управляемой емкостью.В варикапах изменение обратного напряжения, приложенного к p-n переходу, приводит к изменению барьерной емкости между областями p-n .

Фотодиоды представляют собой фотогальванический приемник излучения без внутреннего усиления, фоточувствительный элемент которого содержит структуру полупроводникового диода.Фотодиод выполнен так, что его p-n переход одной стороной обращен к стеклянному окну, через который поступает свет, и защищен от воздействия света с других сторон.

Светодиодом называют полупроводниковый прибор с одним электронно-дырочным переходом, предназначенный для непосредственного преобразования электрической энергии в энергию некогерентного светового излучения.

11.Выпрямительные диоды: определение, назначение, УГО, основные параметры, ВАХ.

Выпрямительные диоды предназначены для преобразования переменного тока в постоянный (пульсирующий). Это полупроводниковый прибор с одним выпрямляющим электрическим переходом и двумя выводами. При этом используется основное свойство p-n перехода.В качестве материала используют кремний, германий. Основной характеристикой диода является вольт-амперная характеристика (ВАХ).

Основными параметрами являются:

· постоянное прямое напряжение;

· максимально допустимое обратное напряжение;

· постоянный обратный ток;

· средний выпрямленный ток;

· максимально допустимая мощность рассеиваемая диодом;

ВАХ:

12.Стабилитроны: определение, назначение, УГО, основные параметры, ВАХ, схема включения стабилитрона.

Стабилитроном называется диод, напряжение на котором сохраняется с определенной точностью при изменении проходящего через него в заданном диапазоне тока. Он предназначен для стабилизации напряжения в цепях постоянного тока.Рабочим участком стабилитрона является участок электрического обратимого пробоя. Принцип работы стабилитрона заключается в том, что при изменении изменяется ток, протекающий через стабилитрон, а напряжение на стабилитроне и подключенной параллельно к нему нагрузке практически не меняется.

Характеристики стабилитронов:

· Напряжение стабилизации — значение напряжения на стабилитроне при прохождении заданного тока стабилизации. Пробивное напряжение диода, а значит, напряжение стабилизации стабилитрона зависит от толщины p-n-перехода или от удельного сопротивления базы диода. Поэтому разные стабилитроны имеют различные напряжения стабилизации (от 3 до 400 В).

· Температурный коэффициент напряжения стабилизации — величина, определяемая отношением относительного изменения температуры окружающей среды при постоянном токе стабилизации. Значения этого параметра у различных стабилитронов различны. Коэффициент может иметь как положительные так и отрицательные значения для высоковольтных и низковольтных стабилитронов соответственно. Изменение знака соответствует напряжению стабилизации порядка 6В.

· Дифференциальное сопротивление — величина, определяемая отношением приращения напряжения стабилизации к вызвавшему его малому приращению тока в заданном диапазоне частот.

· Максимально допустимая рассеиваемая мощность — максимальная постоянная или средняя мощность, рассеиваемая на стабилитроне, при которой обеспечивается заданная надёжность.

· Минимально допустимый ток стабилизации (Iст min). Величина минимально допустимого тока стабилизации (Iст min) задает минимальный ток, при котором гарантируется ввод p-n-перехода стабилитрона в режим устойчивого пробоя и, как следствие, стабильное значение напряжения стабилизации Uст.

· Максимально допустимый ток стабилизации (Iст max). Максимально допустимый ток стабилизации (Iст max) — это максимальный ток, при котором гарантируется надежная работа стабилитрона. Он определяется максимально допустимой рассеиваемой мощностью прибора.

13.Варикапы: определение, назначение, УГО, основные параметры, ВАХ.

Варикапами называют полупроводниковые диоды, действие которых основано на использовании зависимости емкости перехода от обратного напряжения.Варикапы используются в качестве элемента с электрически управляемой емкостью.В варикапах изменение обратного напряжения, приложенного к p-n переходу, приводит к изменению барьерной емкости между областями p-n .

Параметры:

· общая емкость – измеренная емкость при определенном обратном напряжении;

· коэффициент перекрытия по емкости – при двух некоторых значениях напряжения отношения емкостей варикапа.

· температурный коэффициент емкости – относительное изменение емкости, вызванное сменой температуры.

· предельная частота – та, на которой реактивная составляющая варикапа становится равна активной.

ВАХ:

14.Фотодиоды: определение, назначение, УГО, основные параметры, ВАХ.

Фотодиод — полупроводниковый диод, в корпусе которого имеется окно для освещения р-п перехода. Под действием света изменяется сила тока в цепи, значение сопротивления диода и возникает электродвижущая сила, так что освещенный фотодиод является источником электрической энергии.

Параметры:

· чувствительность — отражает изменение электрического состояния на выходе фотодиода при подаче на вход единичного оптического сигнала.

· Шумы — помимо полезного сигнала на выходе фотодиода появляется хаотический сигнал со случайной амплитудой и спектром — шум фотодиода. Он не позволяет регистрировать сколь угодно малые полезные сигналы. Шум фотодиода складывается из шумов полупроводникового материала и фотонного шума.

Характеристики:

· вольт-амперная характеристика (ВАХ)

· спектральные характеристики

· световые характеристики

· постоянная времени

· темновое сопротивление

· инерционность

15.Светодиоды: определение, назначение, УГО, основные параметры, ВАХ.

Светодиодом называют полупроводниковый прибор с одним электронно-дырочным переходом, предназначенный для непосредственного преобразования электрической энергии в энергию некогерентного светового излучения.Светодиоды. Принцип действия светодиодов основан на излучении p-n переходом света при прохождении через него прямого тока. . Излучение света может лежать в видимой части спектра или в инфракрасном диапазоне.

Параметры:

· Яркость свечения — отношение силы света к площади светящейся поверхности, кд/м;

· Цвет свечения

· Номинальный прямой ток

· Номинальное прямое напряжение

· Максимально допустимый прямой ток

В условных обозначениях приборов этого подкласса третий элемент имеет следующие значения (в том числе не только для светодиодов, но и для других излучающих оптоэлектронных приборов): 1 — для излучающих диодов инфракрасного диапазона; 2 — для излучающих модулей; 3 — для светоизлучающих диодов; 4 — для знаковых индикаторов; 5 — для знаковых табло; 6 — для шкал; 7 — для экранов.

Конструктивное исполнение светодиодов разное, и цоколевка выводов зависит от него (разные толщины анода и катода; ключ, определяющий один из выводов; и т. д.).

17.Туннельные диоды: определение, назначение, УГО, основные параметры, ВАХ.

Туннельный диод — это полупроводниковый диод на основе вырожденного полупроводника, в котором туннельный эффект приводит к появлению на вольт-амперной характеристике при прямом напряжении участка отрицательной дифференциальной проводимости. проводит хорошо ток в состоянии обратного смещения (исключение составляет область пробоя). Но в материале туннельного диода имеются присадки в гораздо большем объеме, нежели в обычном диоде, а его p-n переход очень узкий. Туннельный диод в силу того, что имеет большое количество присадок и очень узкий p-n переход, исключительно хорошо проводит ток в обе стороны.

Основными параметрами являются:

· напряжение пика (Uп)

· ток пика (Iп)

· напряжение впадины (Uв)

· ток впадины (Iв)

· отношение токов (Iп/Iв)

· напряжение раствора (Uрр)

…

ВАХ:

18.Система обозначений полупроводниковых диодов.

система обозначений полупроводниковых приборов отражает назначение, физические свойства, материал полупроводника, конструктивно-технологические признаки и др. В основе обозначений лежит буквенно-цифровой код, состоящий из пяти позиций.

Позиция 1 — Буква или цифра исходного полупроводникового материала:

· Г или 1 – германий или его соединения;

· К или 2 – кремний или его соединения;

· А или 3 – соединения галлия;

· И или 4 – соединения индия

Позиция 2 Буква — подкласс приборов:

· Д – диоды выпрямительные и импульсные;

· Ц – выпрямительные столбы и блоки;

· В – варикапы;

· И – туннельные диоды;

· А – сверхвысокочастотные диоды;

· С – стабилитроны;

· Г – генераторы шума;

· Л – излучающие оптоэлектронные приборы;

· О – оптопары.

Позиция 3 Цифра – функциональные возможности.

Позиция 5 Число – порядковый номер разработки. Обычно используются двузначные числа от 01 до 99; если порядковый номер превышает число 99, то применяют трехзначное число от 101 до 999.

Позиция 6 Буква – классификация по параметрам (квалификационная литера). Применяют буквы русского алфавита, кроме букв З, О, Ч, Ы, Ш, Щ, Ю, Ь, Ъ, Э.

Дополнительные символы
Цифры: 1…9 – для обозначения модификаций прибора, приводящих к изменению его конструкции или электрических параметров; Буква С – для обозначения сборок – наборов в общем корпусе однотипных приборов, не соединенных электрически или соединенных одноименными выводами; Цифры, написанные через дефис – для обозначения следующих модификаций конструктивного исполнения бескорпусных приборов: -1 – с гибкими выводами без кристаллодержателя; -2 –с гибкими выводами на кристаллодержателе; -3 – с жесткими выводами без кристаллодержателя; -4 – с жесткими выводами на кристаллодержателе; -5 – с контактными площадками без кристаллодержателя и без выводов; -6 – с контактными площадками на кристаллодержателе без выводов.

19. Биполярный транзистор: виды, структура, УГО.

Биполярный транзистор (далее просто транзистор) представляет собой полупроводниковый прибор, имеющий два р-н-перехода в одном монокристалле полупроводника. Эти переходы образуют в полупроводнике три области с различными типами электропроводимости. Одна крайняя область называется эмиттером (Э), другая крайняя — коллектором (К), средняя — базой (Б). В зависимости от порядка чередования р- и «-областей различают транзисторы со структурами типа р-п-р и п-р-п.

Переход р-п, образованный эмиттером и базой, называется эмиттерпым, образованный коллектором и базой — коллекторным.

20.Схемы включения, характеристики и параметры биполярного транзистора.

существуют три схемы включения транзистора: с общим эмиттером (ОЭ), общей базой (ОБ), общим коллектором (ОК).

Входные характеристики — это зависимость силы входного тока транзистора от входного напряжения при постоянном выходном напряжении. Разделение токов и напряжений на входные и выходные зависит от схем включения транзистора.

Выходные характеристики — это зависимость выходного тока транзистора от выходного напряжения при постоянном входном токе.

Все параметры транзисторов можно разбить на несколько групп: постоянного тока; в режиме малого сигнала; частотные; в режиме большого сигнала; предельных режимов.

Параметры:

· Обратный ток коллектора — ток через коллекторный переход при заданном обратном напряжении коллектор — база и разомкнутом выводе эмиттера.

· Напряжение насыщения коллектор — эмиттер — напряжение между выводами коллектора и эмиттера транзистора в режиме насыщения при заданных силах тока базы и коллектора.

· Статический коэффициент передачи тока по схеме с ОЭ — отношение постоянного тока К к току Б при заданных постоянном обратном напряжении коллектор — эмиттер.

· Коэффициент передачи тока в режиме малого сигнала в схеме с ОЭ — отношение изменения выходного тока к вызвавшему его изменению входного тока в режиме короткого замыкания выходной цепи по переменному току.

· Предельная частота коэффициента передачи тока — частота, при которой модуль коэффициента передачи тока снижается на 3 дБ по сравнению с его значением на низкой частоте.

· Граничная частот коэффициента передачи тока — частота, при которой модуль коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ равен единице.

· Максимально допустимое постоянное напряжение коллектор – эмиттер.

· Максимально допустимая сила тока коллектора.

· Максимально допустимая рассеиваемая мощность коллектора.

· Емкость коллекторного и эмиттерного переходов

21.Понятие полевого транзистора, классификация и УГО.

Полевыми транзисторами называют активные полупроводниковые приборы, в которых выходным током управляют с помощью электрического поля. Эти транзисторы относятся к классу униполярных. Основу полевого транзистора составляет полупроводник электронной (п) или дырочной (р) проводимости.

Для полевых транзисторов обычно рассматриваются семейства выходных и проходных характеристик.

Выходные характеристики — это зависимость силы тока стока от напряжения между стоком и истоком UCM при постоянном напряжении между затвором и истоком (напряжение смещения).

Проходная характеристика — это зависимость силы тока от напряжения смещения при постоянном напряжении UCM.

Параметры:

· Напряжение отсечки — напряжение между затвором и истоком транзистора с управляющим р-н-переходом или с изолированным затвором и встроенным каналом, когда ток достигает заданного низкого значения, т. е. практически равен нулю

· Пороговое напряжение — напряжение между затвором и истоком транзистора с изолированным затвором и индуцированным каналом, при котором ток достигает заданного низкого значения.

· Ток стока — ток в цепи сток — исток при напряжении сток — исток, равном напряжению насыщения при заданном напряжении и превышающем его.

· Начальный ток стока — ток стока при напряжении 0 и при напряжении на стоке, равном или превышающем напряжение насыщения

· Крутизна характеристики S(gms) — отношение изменения силы тока стока к изменению напряжения на затворе при коротком замыкании по переменному току на выходе транзистора в схеме с общим истоком.

· Коэффициент усиления по мощности (отношение мощности на выходе к мощности на входе при определенной частоте радиосигнала и схеме включения).

· Максимально допустимые параметры: напряжение затвор — исток; напряжение сток — исток; ток стока; мощность рассеивания.

Существуют два вида полевых транзисторов: с управляющим р-н-переходом; с изолированным затвором.

У полевых транзисторов с управляющим р-п-переходом с противоположных сторон основного полупроводника (в котором образуется проводящий канал) создается область противоположной проводимости. Она является затвором и управляет с помощью электрического поля током через канал.

В зависимости от типа канала полевые транзисторы с управляющим р-н-переходом бывают п-типа и р-типа.

Выпрямительные диоды. Общие сведения.

  Диоды отечественные  

Общие сведения

Содержание

Предисловие

Классификация полупроводниковых диодов

Система условных обозначений диодов малой мощности

Система условных обозначений силовых диодов

Условные графические обозначения диодов (ГОСТ 2.730-73)

Термины, определения и буквенные обозначения параметров

Основные стандарты на полупроводниковые диоды

Предисловие

        Несмотря на интенсивное развитие микроэлектроники, дискретные полупроводниковые приборы, и в частности различные группы диодов, находят широкое применение в радиоэлектронной аппаратуре. Отечественной промышленностью выпускается различные виды диодов широкой номенклатуры, которая постоянно пополняется.

        В справочнике приведены параметры и предельные электрические режимы эксплуатации диодов. Кратко изложены принципы работы диодов, система их классификации. Приведены их условные графические и буквенные обозначения, даны определения электрических параметров. Приведены их типовые характеристики, дающие представления о характере изменения параметров и режимов от условий применения приборов.

        Для удобства поиска все диоды разделены по функциональному назначению и выделены в таблицы. Табличный способ представления справочных данных позволяет использовать настоящий справочник при создании автоматизированных баз данных по полупроводниковым приборам.

        Справочник рассчитан на широкий круг радиолюбителей и может быть полезен специалистам, занимающихся разработкой, ремонтом и эксплуатацией радиоэлектронной и электротехнической аппаратуры, для предварительного выбора диодов при разработке различных схем применения.

Классификация полупроводниковых диодов

        Классификация современных полупроводниковых диодов по их назначению, физическим свойствам, основным электрическим параметрам, конструктивно-технологическим признакам, исходному полупроводниковому материалу находит отображение в системе условных обозначений их типов и типономиналов.

        По мере возникновения новых видов и классификационных групп приборов развивалась и совершенствовалась система их условных обозначений, которая с 1964 г. трижды претерпевала изменения.

        В настоящее время в эксплуатации находится большое число диодов, имеющих различные обозначения и маркировку, хотя их функциональное обозначение одинаково. Необходимо отметить, что с самого начала разработок и производства диодов сложились две системы их условного обозначений, которые с определенными изменениями действуют и в настоящее время. Одна система распространяется на диоды малой мощности, применяемая (в основном) в различных цепях радиоэлектронной аппаратуры, другая — на силовые диоды, средний ток которых превышает 10 А, используемые в преобразователях электроэнергии.

Схема «Классификация» диода | Основы электроники

можно классифицировать по функциям схемы, в которой они используются, или, чаще, по форме, которая определяется размером изделий, в которых они будут установлены. Сложность заключается в том, что между ними нет прямой связи, и вы должны постоянно держать их в уме.

Тем не менее, вы можете рассматривать функцию как основу, и поскольку эта функция может поддерживаться множеством различных форм, она может быть далее классифицирована по этим формам.

Классификация по рабочей частоте

Это самая основная классификация. Диоды классифицируются в соответствии с их характеристиками и предлагаются в нескольких различных типах, включая выпрямители, переключающие диоды, диоды с барьером Шоттки, стабилитроны (постоянное напряжение) и диоды, предназначенные для высокочастотных приложений. И хотя стабилитроны с постоянным напряжением обычно используются в качестве элементов защиты, с повышением точности периферийных схем и большей миниатюризацией приложений защиты возникает потребность в элементах защиты TVS, которые обеспечивают более высокую производительность.

Классификация по структуре

Если мы классифицируем по структуре, это позволяет классифицировать по различным конфигурациям диодных элементов. В настоящее время основными конструкциями являются плоские плоские диоды и мезодиоды высокого напряжения пробоя.

Планарный тип

Сегодня наиболее популярным методом создания полупроводникового перехода является формирование окисленного слоя на кремниевой подложке, открытие отверстий в необходимых местах и ​​последующее введение примесей в отверстия для диффузного перехода.Поскольку окисленная мембрана на кремнии устойчива к проникновению примесей, соединения могут быть выполнены только в необходимых местах. Кроме того, участки поверхности кремниевой подложки, где могут возникать стыки, защищены этой окисленной мембраной, что делает структуру очень устойчивой к внешним загрязнениям.

За счет введения примесей (бора или фосфора) в кремниевый полупроводник путем диффузии тепла (путем проникновения примесей в полупроводник при высоких температурах) этот тип диодов относится к конфигурация, в которой области как p-типа, так и n-типа диффузны с примесями.На стыках образуется барьер, называемый электрическим потенциальным барьером, который производит выпрямление электрического тока.

Диоды с барьером Шоттки используют электрический потенциальный барьер, образующийся на стыке металлов и полупроводников. Знания о том, что выпрямляющие свойства присутствуют на стыках металлов и полупроводников, существуют уже давно, но человеком, который теоретически объяснил это явление, был физик по имени Вальтер Шоттки, и эта структура теперь носит его имя.По сравнению с pn переходом выпрямителя с диффузным переходом, неосновные носители заряда отсутствуют, а время обратного восстановления чрезвычайно короткое. Это обеспечивает превосходную эффективность выпрямления на высоких частотах, низкое прямое напряжение (Vf) и минимальные потери мощности. Вот почему диоды Шоттки часто используются в приложениях для высокочастотного выпрямления.

Mesa Тип

Благодаря структуре, имеющей форму геологической мезы, эта конфигурация допускает очень большие пробивные напряжения (Vr).По этой причине мезодиоды часто используются для выпрямления. Однако даже несмотря на то, что напряжение пробоя может быть очень высоким, поскольку структура вызывает обнажение pn перехода, обратный ток (ток утечки) часто намного больше (хуже), чем у планарных диодов. Для Рома MSR, GSR и RLR являются диодами этой конфигурации.

Классификация по форвардному току

При классификации диодов по прямому току (IF) диоды с прямым током (IF) менее 1 ампера называются малосигнальными диодами, а с прямым током (IF) 1 ампер или более — средней мощностью. / Силовые диоды.

Классификация по интеграции

Одной из сильных сторон ROHM является то, что она предлагает диодные матрицы. В отличие от дискретных типов, диодные матрицы представляют собой объединение многих диодов.

Классификация по форме

Диоды бывают разных форм, чтобы соответствовать разным корпусам, типам монтажа и функциям. Двумя основными типами являются свинцовый тип и тип поверхностного монтажа.

Классификация диодов | Полупроводник | SHINDENGEN ELECTRIC MFG.CO., LTD

Классификация диодов

можно классифицировать по материалам и характеристикам, а также по форме, внутренней проводке и т. Д. Диоды
можно классифицировать следующим образом, если сосредоточить внимание на материалах и характеристиках.

бывают разных форм в зависимости от области применения, функциональности и других переменных, но в целом их можно классифицировать как типа со сквозным отверстием и типа для поверхностного монтажа.
Кроме того, основная классификация диодов, классифицируемых по характеристикам внутренней проводки, — это Мостовые диоды .

【Дискретный】
Общее название транзисторов, диодов, тиристоров и других однофункциональных элементов, которые служат компонентами полупроводниковой продукции.

【Силовой модуль】
Компонент, который формирует силовую цепь за счет комбинации нескольких силовых полупроводников, таких как транзисторы, диоды, тиристоры и т. Д.
Shindengen предлагает силовые модули с 4 или 6 диодами.

Общие выпрямительные диоды

Диоды, в которых используются кремниевые переходы pn , которые производятся для выпрямления переменного тока промышленной частоты (50/60 Гц).

Первоначально все кремниевые диоды относились к этому типу, однако расширение области применения и повышение рыночного спроса на с более высокой скоростью и с малым рассеиванием привело к разработке диодов с быстрым восстановлением, диодов с барьером Шоттки и т. Д.

【Полупроводник P-типа】
Его можно просто описать как полупроводник, который имеет положительные электрические свойства.

【Полупроводник N-типа】
Его можно описать просто как полупроводник с отрицательными электрическими свойствами.

【pn переход】
Относится к сечению, в котором область полупроводника P-типа и область полупроводника N-типа контактируют друг с другом. Переходы
pn не «соединяют» полупроводник P-типа и полупроводник N-типа вместе, а скорее формируются путем создания P-области и N-области на одной кремниевой пластине.

Диоды быстрого восстановления

Это диод с p-n переходом (общий выпрямительный диод), который был ускорен.

Когда диод изменяется с прямого смещения на обратного смещения , ток проходит в обратном направлении в течение фиксированного периода времени.
Этот ток называется током восстановления , а период времени, в течение которого протекает этот ток, называется временем обратного восстановления .

【прямое смещение】
Относится к приложению положительного напряжения к анодной стороне диода и отрицательного напряжения к катодной стороне.
Ток будет течь через диод.

【обратное смещение】
Относится к приложению положительного напряжения к катодной стороне диода и отрицательного напряжения к анодной стороне.
Ток не проходит через диод.

【ток восстановления】
Относится к току, протекающему через диод в обратном направлении в течение времени обратного восстановления.

【обратное время восстановления】
Относится ко времени от момента изменения напряжения в обратном направлении до уменьшения тока.
Обозначается как «trr».

Время обратного восстановления для обычных выпрямительных диодов составляет от нескольких микросекунд до нескольких десятков микросекунд. С точки зрения человеческого восприятия, это чрезвычайно короткий период времени, однако это время нельзя игнорировать в зависимости от используемой схемы. Например, при выпрямлении переменного тока промышленной частоты 50 Гц и 60 Гц эффекта почти не будет, однако это время слишком велико для выпрямления импульсного источника питания 100 кГц и не может быть использовано, потому что рассеивание обратного восстановления было бы слишком большим.Диоды с быстрым восстановлением — это диодов, которые были ускорены на , чтобы сократить время обратного восстановления до нескольких десятков наносекунд до нескольких сотен наносекунд.

【потери при обратном восстановлении】
Относится к рассеянию, которое происходит в результате протекания тока восстановления.
Этим рассеянием легче управлять, чем короче время обратного восстановления.

Диоды с барьером Шоттки

В этом диоде используется металл и полупроводник N-типа с барьером Шоттки вместо pn перехода.

Когда через диод протекает ток, происходит падение напряжения, называемое «прямое напряжение» , которое вызывает рассеяние мощности и выделение тепла. Это рассеяние мощности называется «прямое рассеяние» .
Эффективно сделать прямое напряжение как можно меньшим для управления прямым рассеянием. Диоды с барьером Шоттки имеют меньшее прямое напряжение , чем диоды с pn-переходом, поэтому их можно использовать для значительного уменьшения прямого рассеяния.
Кроме того, у них нет времени обратного восстановления и очень высокая скорость, поэтому они обладают превосходными характеристиками, но у них также есть недостаток , заключающийся в том, что их трудно сделать устойчивыми к высоким напряжениям. , поэтому они используются в качестве высокоэффективные диоды, выдерживающие напряжения до 200 В.

переход с барьером Шоттки】
В этом диоде используется барьер Шоттки, образованный переходом между металлом и полупроводником N-типа.
Они названы в честь немецкого физика Вальтера Шоттки, открывшего их свойства.
Они также называются МС-переходами (переходами металл-полупроводник), когда их называют pn-переходами.

【прямое напряжение】
Относится к падению напряжения, которое возникает, когда ток течет от анода к катоду.
Обозначается как «V _F ».

【прямые потери】
Относится к рассеиваемой мощности, которая возникает в результате тока I _F , протекающего в прямом направлении, и прямого напряжения V _F .
Прямое рассеяние = В _F × I _F [Вт]

Стабилитроны

В них используется характеристика диодов , заключающаяся в том, что они не пропускают ток в обратном направлении и используются для формирования цепей постоянного напряжения и поглощения импульсного напряжения. Те, которые используются для поглощения импульсного напряжения, также иногда называют TVS (ограничитель переходного напряжения), чтобы различать их.

— это диоды, которые активно используют характеристики пробоя стандартных диодов .
Они пропускают ток от катода к аноду, в отличие от стандартных диодов, для достижения постоянного напряжения и защиты цепей путем поглощения энергии. Стабилитроны
Shindengen — это кремниевые TVS, которые защищают схемы от перенапряжения, скачков сброса нагрузки и т.д., и отличаются от обычных стабилитронов тем, что они могут выдерживать более высокие количества энергии и реагировать быстрее, чем варисторы. Стабилитроны общего назначения используют характеристики постоянного напряжения за счет постоянного небольшого потока тока, но TVS отличаются тем, что они обычно не пропускают ток и работают только при необходимости.

【пробой】
Относится к явлению, когда ток, превышающий заданное напряжение, быстро течет при увеличении напряжения, приложенного к обратному смещению диода.
Напряжение во время этого явления называется «напряжением пробоя».

【сброс нагрузки】
Относится к скачку (переходное высокое напряжение), которое происходит в результате отключения автомобильного аккумулятора.
Этот выброс содержит большое количество энергии, поэтому он может повредить электронные устройства и компоненты.

Мостиковые диоды ・ Модули питания

Мостовые диоды — это основная классификация диодов, классифицируемых по характеристикам внутренней проводки, а не по характеристикам диодов.

Поскольку они обычно используются для двухполупериодного выпрямления коммерческих источников питания, большинство встроенных диодов являются выпрямительными диодами общего назначения, однако есть также продукты, в которых есть встроенные диоды с барьером Шоттки для использования во вторичном выпрямлении переключения. источники питания и т. д. Существуют также изделия с 6 встроенными диодами для использования в выпрямлении 3-фазного переменного тока .
Помимо мостовых диодов, Shindengen также предлагает диодные модули (силовые модули) для использования в широком спектре приложений.

【двухполупериодное выпрямление】
Относится к выпрямлению как положительных, так и отрицательных волн переменного тока, чтобы ток протекал в одном направлении.
Выпрямление только положительной части называется полуволновым выпрямлением.

【трехфазный переменный ток】
Относится к способу передачи электроэнергии для эффективной передачи большого количества электроэнергии. Этот метод позволяет получить большое количество энергии от небольшого тока, поэтому он используется для передачи электричества устройствам, которые требуют большого количества энергии, таким как промышленные электрические устройства и т. Д.
Для сравнения, метод, используемый для домашнего использования, называется «однофазным».

Обзор, символы, работа и применение

Диод — это электрическое устройство с двумя выводами, которое позволяет передавать ток только в одном направлении. Диод также известен своим свойством однонаправленного тока, когда электрический ток может течь в одном направлении. В основном, диод используется для выпрямления сигналов в радиодетекторах или в источниках питания.Они также могут использоваться в различных электрических и электронных схемах, где требуется «односторонний» результат диода. Большинство диодов изготовлено из полупроводников, таких как Si (кремний), но в некоторых случаях также используется Ge (германий). Иногда полезно резюмировать существующие типы диодов. Некоторые из типов могут перекрываться, но различные определения могут оказаться полезными, чтобы сузить область и предложить обзор различных типов диодов.

Какие бывают типы диодов?

Существует несколько типов диодов, и они доступны для использования в электронике, а именно; обратный диод, диод БАРРИТТ, диод Ганна, лазерный диод, светоизлучающие диоды, легированные золотом диоды , кристалл диод , PN переход, диод Шокли , ступенчатый восстанавливающий диод, туннельный диод, варакторный диод и стабилитрон .

Подробное описание диодов

Расскажем подробнее о принципе работы диода .

Обратный диод

Этот тип диода также называют обратным диодом, и он не очень широко используется. Обратный диод представляет собой диод с PN-переходом, который работает аналогично туннельному диоду. Сценарий квантового туннелирования несет важную ответственность за проведение тока в основном в обратном направлении. С помощью изображения энергетической зоны можно узнать точную работу диода.

Полоса, которая лежит на самом верхнем уровне, называется зоной проводимости, тогда как полоса нижнего уровня называется валентной зоной. Когда к электронам прикладывается энергия, они стремятся набрать энергию и двигаться к зоне проводимости. Когда электроны переходят из валентной зоны в зону проводимости, их место в валентной зоне остается с дырками.

В состоянии нулевого смещения занятая валентная зона противоположна занятой зоне проводимости.В то время как в состоянии обратного смещения P-область имеет движение вверх, соответствующее N-области. Теперь занятая полоса в P-секции контрастирует с пустой полосой в N-секции. Таким образом, электроны начинают туннелировать из занятой зоны в P-секции в свободную зону в N-секции.

Итак, это означает, что протекание тока происходит также и при обратном смещении. В состоянии прямого смещения N-область имеет движение вверх, соответствующее P-области. Теперь занятая полоса в N-секции контрастирует с вакантной полосой в P-секции.Таким образом, электроны начинают туннелировать из занятой зоны в N-секции в свободную зону в P-секции.

В этом типе диода формируется область отрицательного сопротивления, которая используется в основном для работы диода.

Диод BARITT

Расширенный член этого диода — диод времени прохождения через барьер, который является диодом BARITT. Он применим в микроволновых приложениях и позволяет проводить много сравнений с более широко используемым диодом IMPATT.Эта ссылка показывает четкое описание того, что такое диод BARRITT, его работа и реализации.

Диод Ганна

Диод Ганна — это диод с PN переходом, этот тип диода представляет собой полупроводниковое устройство с двумя выводами. Обычно он используется для создания микроволновых сигналов. Пожалуйста, обратитесь к приведенной ниже ссылке, чтобы узнать о работе, характеристиках и применении диода Ганна.

Лазерный диод

Лазерный диод не имеет аналогичного процесса, как у обычного светодиода (светоизлучающего диода), потому что он излучает когерентный свет.Эти диоды широко используются для различных целей, таких как DVD, CD-приводы и лазерные указатели для PPT. Хотя эти диоды недорогие, чем другие типы лазерных генераторов, они намного дороже светодиодов. У них тоже неполная жизнь.

Светоизлучающий диод

Термин LED означает светоизлучающий диод, это один из самых стандартных типов диодов. Когда диод подключен с прямым смещением, ток течет через переход и генерирует свет.Есть также много новых светодиодных разработок, которые меняются, они представляют собой светодиоды и OLED. Одна из основных концепций светодиода — это его ВАХ. Разберемся подробнее с характеристиками светодиодов.

Прежде чем светодиод излучает свет, он требует протекания тока через диод, потому что это диод, основанный на токе. Здесь интенсивность света прямо пропорциональна прямому направлению тока, протекающего через диод.

Когда диод проводит ток в прямом смещении, тогда должен быть установлен резистор, ограничивающий ток, чтобы защитить диод от дополнительного протекания тока. Следует отметить, что не должно быть прямого соединения между источником питания и светодиодом, когда это вызывает мгновенное повреждение, потому что это соединение позволяет протекать чрезмерно сильному току и сжигать устройство.

Каждый тип светодиодного устройства имеет свои собственные потери прямого напряжения через PN переход, и это ограничение определяется типом используемого полупроводника.Это определяет величину падения напряжения для соответствующей величины передаваемого тока, как правило, для значения тока 20 мА.

В большинстве сценариев светодиоды работают от минимальных уровней напряжения при последовательном включении резистора, Rs используется для ограничения прямого тока до защищенного уровня, который обычно составляет от 5 мА до 30 мА, когда требуется усиление. яркость.

Различные светодиоды излучают свет в соответствующих областях УФ-спектра, поэтому они генерируют разные уровни интенсивности света.О конкретном выборе полупроводника можно узнать по всей длине волны излучения фотонов и, следовательно, по произведенному соответствующему свету. Цвета светодиода следующие:

Таким образом, точный цвет светодиода определяется расстоянием излучаемой длины волны. А длина волны известна по конкретному составу полупроводника, который используется в PN-переходе во время его производственного процесса. Таким образом, стало ясно, что цвет свечения светодиода не зависит от используемого мутного пластика. Но также они увеличивают яркость света, когда они не освещены током. С помощью комбинации различных полупроводниковых, газообразных и металлических веществ можно получить следующие светодиоды:

• Арсенид галлия (GaAs) инфракрасный
• Фосфид арсенида галлия (GaAsP) варьируется от красного до инфракрасного и оранжевого
• Алюминий, арсенид-фосфид галлия (AlGaAsP), который имеет ярко-красный, оранжевый тип красного, оранжевого и желтого цветов.
• Фосфид галлия (GaP) существует в красном, желтом и зеленом цветах
• Фосфид алюминия-галлия (AlGaP) — в основном зеленого цвета
• Нитрид галлия (GaN), доступный в зеленом и изумрудно-зеленом цветах
• Нитрид галлия-индия (GaInN), близкий к ультрафиолетовому, смешанный цвет синего, зеленого и синего
• Карбид кремния (SiC) доступен в синем цвете в качестве подложки
• Селенид цинка (ZnSe) существует в синем цвете
• Нитрид алюминия-галлия (AlGaN), ультрафиолетовый

Фотодиод

Фотодиод используется для обнаружения света.Обнаружено, что когда свет попадает на PN-переход, он может создавать электроны и дырки. Как правило, фотодиоды работают в условиях обратного смещения, когда даже небольшое количество тока, проистекающего из света, можно просто заметить. Эти диоды также можно использовать для выработки электроэнергии.

PIN диод

Этот тип диодов отличается своей конструкцией. Он имеет стандартные области P-типа и N-типа, но область между двумя областями, а именно собственный полупроводник, не имеет легирования.Область собственного полупроводника имеет эффект увеличения площади обедненной области, что может быть полезно для переключения приложений.

Отрицательные и положительные носители заряда из областей N- и P-типа, соответственно, перемещаются во внутреннюю область. Когда эта область полностью заполнена электронными дырками, диод начинает проводить. В состоянии обратного смещения широкий внутренний слой диода может предотвращать и выдерживать высокие уровни напряжения.

На повышенных уровнях частоты PIN-диод будет работать как линейный резистор. Он работает как линейный резистор, потому что у этого диода недостаточное время обратного восстановления . Это причина того, что сильно заряженная электрическая область «I» не успевает разрядиться во время быстрых циклов. А на минимальных частотах диод работает как выпрямительный диод, где у него достаточно времени для разрядки и выключения.

PN Соединительный диод

Стандартный PN переход можно рассматривать как обычный или стандартный тип диодов, используемых сегодня.Это самый известный из различных типов диодов, используемых в электрической сфере. Но эти диоды могут применяться в качестве малосигнальных типов для использования в ВЧ (радиочастоты) или других слаботочных приложениях, которые можно назвать сигнальными диодами. Другие типы могут быть спроектированы для приложений высокого напряжения и высокого тока и обычно называются выпрямительными диодами. В диоде с PN-переходом необходимо избегать условий смещения. В основном есть три условия смещения, и это зависит от приложенного уровня напряжения.

• Прямое смещение — здесь положительная и отрицательная клеммы подключены к типам P и N.
• Обратное смещение — здесь положительная и отрицательная клеммы подключены к типам N и P диода.
• Нулевое смещение — это называется смещением «0», потому что на диод не подается внешнее напряжение.

Прямое смещение PN переходного диода

В состоянии прямого смещения PN-переход возникает, когда положительный и отрицательный края батареи подключены к типам P и N.Когда диод работает в режиме прямого смещения, тогда внутренние и приложенные электрические поля на переходе имеют противоположные пути. Когда эти электрические поля суммируются, то уровень величины последующей выходной мощности меньше, чем у приложенного электрического поля.

Это соединение приводит к минимальному резистивному пути и более тонкой области истощения. Сопротивление области истощения становится более незначительным, когда значение приложенного напряжения больше.Например, в кремниевом полупроводнике, когда значение приложенного напряжения составляет 0,6 В, значение сопротивления обедненного слоя становится совершенно незначительным, и ток через него будет беспрепятственно протекать.

Обратное смещение PN переходного диода

Здесь соединение состоит в том, что положительный и отрицательный края батареи подключены к областям N-типа и P-типа. Это формирует PN-переход с обратным смещением. В этой ситуации приложенные и внутренние электрические поля имеют одинаковое направление.Когда оба электрических поля суммируются, тогда результирующая траектория электрического поля аналогична траектории внутреннего электрического поля. В результате образуется более толстая и увеличенная резистивная область истощения. Область истощения становится более чувствительной и толстой, когда прикладываемый уровень напряжения становится все больше и больше.

Характеристики V-I PN-переходного диода

Кроме того, еще более важно знать характеристики V-I диода с PN переходом.

Когда диод работает в состоянии смещения «0», что означает, что на диод не подается внешнее напряжение. Это означает, что потенциальный барьер ограничивает прохождение тока.

Тогда как, когда диод работает в условиях прямого смещения, будет более тонкий потенциальный барьер. В диодах силиконового типа, когда значение напряжения составляет 0,7 В, и в диодах германиевого типа, когда значение напряжения составляет 0,3 В, ширина потенциального барьера уменьшается, и это позволяет току течь через диод.

В этом случае будет происходить постепенное увеличение значения тока, и результирующая кривая будет нелинейной, поскольку приложенный уровень напряжения преодолевает потенциальный барьер. Когда диод преодолевает этот потенциальный барьер, диод функционирует в нормальном состоянии, и форма кривой постепенно становится резкой (приобретает линейную форму) с увеличением значения напряжения.

Когда диод работает в режиме обратного смещения, будет повышенный потенциальный барьер.Поскольку в переходе будут присутствовать неосновные носители заряда, это позволяет протекать обратному току насыщения. Когда есть повышенный уровень приложенного напряжения, неосновные носители заряда обладают повышенной кинетической энергией, которая оказывает влияние на основные носители заряда. На этом этапе происходит пробой диода, что может привести к его повреждению.

Диод Шоттки

Диод Шоттки имеет меньшее прямое падение напряжения, чем обычные кремниевые диоды с PN переходом.При малых токах падение напряжения может составлять от 0,15 до 0,4 вольт, в отличие от 0,6 вольт для диода a-Si. Для достижения этих характеристик они разработаны иначе, чем обычные диоды, имеющие контакт металл-полупроводник. Эти диоды широко используются в выпрямителях, ограничивающих диодах, а также в ВЧ приложениях.

Шаг восстанавливающий диод

Ступенчатый восстанавливающий диод — это тип микроволнового диода, который используется для генерации импульсов на очень ВЧ (высоких частотах).Эти диоды зависят от диода, который имеет очень быструю характеристику выключения для их работы.

Tunnel Diode

Туннельный диод используется в микроволновых устройствах, где его характеристики превосходят характеристики других устройств того времени.

В электрической области туннелирование означает прямое движение электронов через минимальную ширину обедненной области от зоны проводимости к валентной зоне. В диоде с PN-переходом обедненная область создается как электронами, так и дырками.Из-за этих положительных и отрицательных носителей заряда в обедненной области создается внутреннее электрическое поле. Это создает силу на пути, противоположном внешнему напряжению.

При туннельном эффекте, когда есть минимальное значение прямого напряжения, значение прямого тока будет больше. Он может работать как в прямом, так и в обратном режиме смещения. Из-за высокого уровня легирования он также может работать в режиме обратного смещения. С уменьшением барьерного потенциала напряжение пробоя в обратном направлении также уменьшается и приближается к нулю.При таком минимальном обратном напряжении диод может дойти до пробоя. Из-за этого образуется область отрицательного сопротивления.

Варакторный диод или варикап-диод

Варакторный диод — это один из видов полупроводникового твердотельного СВЧ-устройства, который используется там, где выбирается переменная емкость, которая может быть достигнута путем управления напряжением. Эти диоды еще называют варикозными диодами. Даже при том, что o / p переменной емкости может быть продемонстрировано обычными диодами с PN-переходом.Но этот диод выбран для получения предпочтительных изменений емкости, поскольку это разные типы диодов. Эти диоды сконструированы и усовершенствованы таким образом, чтобы допускать широкий диапазон изменений емкости.

Стабилитрон

Стабилитрон используется для обеспечения стабильного опорного напряжения. В результате он используется в огромных количествах. Он работает в условиях обратного смещения и обнаружил, что при достижении определенного напряжения он выходит из строя. Если ток ограничен резистором, он активирует стабильное напряжение, которое будет генерироваться.Этот тип диодов широко используется в качестве опорного напряжения в источниках питания.

В составе стабилитрона существуют различные методы. Некоторые из них используются для увеличения рассеиваемой мощности, тогда как другие используются для монтажа на краю. Обычно стабилитрон состоит из минимального стеклянного покрытия. У этого диода есть полоса на одном крае, которая обозначает его как катод.

работает так же, как диод, при работе в режиме прямого смещения.В то время как при обратном смещении будет возникновение минимального тока утечки. Когда происходит увеличение обратного напряжения до напряжения пробоя, это создает ток, протекающий через диод. Текущее значение будет достигнуто до максимума, и это будет зафиксировано последовательным резистором.

Применение стабилитрона

Стабилитроны находят широкое применение, и лишь немногие из них:

• Используется как ограничитель напряжения для регулирования уровней напряжения при минимальном значении нагрузки
• Применяется в приложениях, требующих защиты от перенапряжения
• Используется в схемах отсечения

Ниже приведены некоторые другие типы диодов, которые критически используются в различных приложениях:

• Лазерный диод
• Лавинный диод
• Диод подавления переходных напряжений
• Золото легированный тип диода
• Тип диода постоянного тока
• Диод Пельтье
• Кремниевый выпрямительный диод

Каждый диод имеет свои преимущества и применение.Немногие из них широко используются в различных приложениях в нескольких областях, тогда как некоторые из них используются только в нескольких приложениях. Таким образом, речь идет о различных типах диодов и их использовании. Мы надеемся, что вы лучше понимаете эту концепцию или для реализации электрических проектов, пожалуйста, дайте свои ценные предложения, комментируя в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос, Какова функция диода?

▷ Типы силовых диодов

В предыдущей статье мы закончили обсуждение разницы в реальности между идеальными диодами и настоящими диодами.Мы узнали, что в идеале мы предполагаем, что обратный ток или ток утечки в диоде равен нулю. Теперь прочтите статью о различных типах диодов.

Вы тоже можете присылать свои статьи или учебные пособия, обсуждения, обзоры продуктов и т. Д. Просто отправьте нам письмо.

Введение

Диод полностью останавливает любой ток утечки, не считая разрыва переходного барьера. Но поскольку в этом мире все не идеально, мы действительно сталкиваемся с некоторыми проблемами, связанными с неидеальным поведением в отношении обратного тока утечки в диодах.

Итак, чтобы отрегулировать это, мы связываем время обратного восстановления с каждым диодом, которое отмечает время, необходимое диоду для восстановления от обратного тока.

Но обратное время восстановления ведет к потере стоимости диода. Диод, требующий меньшего времени обратного восстановления, будет дороже, чем простой диод с большим временем обратного восстановления.

Выбор диода

Теперь возникает вопрос: как решить, нужен ли нам более дешевый диод или диод со сравнительно большим временем обратного восстановления?Итак, ответ на этот вопрос заключается в том, что этот выбор зависит от вашего приложения.

• Во многих приложениях влияние времени обратного восстановления несущественно. Это не имеет большого значения, вызвать задержку или какой-либо ущерб. По этой причине там можно легко использовать недорогие диоды, а значит, и сэкономить ваши деньги.
• С другой стороны, некоторые приложения чувствительны и, следовательно, требуют диода, который показывает поведение, близкое к идеальному. Для этого нужно компенсировать деньги, чтобы добиться наилучшего результата.

На следующем графике показаны характеристики обратного восстановления диода:

Основная классификация диодов

Таким образом, в зависимости от характеристик обратного восстановления диодов и технологии их изготовления силовые диоды классифицируются на три основные категории, а именно:

1. Стандартные диоды или диоды общего назначения :

Стандартные диоды или диоды общего назначения имеют сравнительно высокое время обратного восстановления по сравнению с другими диодами.По этой причине они используются в приложениях, которые не чувствительны ко времени и обычно работают на низких скоростях.

Обычно время обратного восстановления для диодов общего назначения варьируется от 20 микросекунд до 30 микросекунд, что довольно много. Типичные низкоскоростные применения диодов общего назначения включают в себя силовой диод, используемый в качестве выпрямителя или в преобразователе, где входная частота довольно мала.

2. Диоды быстрого восстановления :

Как следует из названия, это тип силовых диодов, которые имеют относительно более быстрое время обратного восстановления, которое обычно варьируется от 2 микросекунд до 5 микросекунд.Благодаря такому короткому времени восстановления их можно легко использовать в приложениях с высокоскоростным переключением, где время имеет большое значение.

Благодаря свойству быстрого обратного восстановления, они также сравнительно дороги по сравнению с диодами общего назначения.

3. Диоды Шоттки :

Иногда мы сталкиваемся с проблемой хранения заряда в pn-переходе. В диоде Шоттки это можно свести к минимуму. Диод Шоттки устанавливает барьерный потенциал, т.е.е. металлический слой нанесен на кремний n-типа.

Поскольку выпрямление зависит от основных носителей заряда, этот слой предотвращает рекомбинацию этих основных носителей заряда, и таким образом может быть достигнуто быстрое восстановление.

Заключение

Это были некоторые из основных типов полупроводниковых силовых диодов и основа их классификации. Они были кратко обсуждены, чтобы вы могли сделать выбор, какой тип диода вам нужно выбрать для вашего приложения.

В следующей статье этого урока я расскажу о подключении диодов. Так что следите за обновлениями и будьте в курсе событий по коммутационным устройствам Semiconductor Power!

Насир.

Типы диодов »Электроника

Существует много различных типов диодов, различающихся не только технологиями, но и силовыми диодами, диодами для поверхностного монтажа и многим другим.

Diode Tutorial:
Типы диодов Характеристики и рейтинг диодов PN переходный диод ВЕЛ PIN-диод Диод с барьером Шоттки Солнечный элемент / фотоэлектрический диод Варактор / варикап Стабилитрон

Полупроводниковый диод — это широко используемый компонент электроники, который сегодня можно найти во многих конструкциях электронных схем.

Хотя существует много разных типов диодов, которые используют одну и ту же базовую структуру области материала p-типа, встречающейся с областью материала n-типа, различные типы оптимизированы для обеспечения различных характеристик, которые могут использоваться различными способами. во многих конструкциях электронных схем.

Независимо от типа диода, основная идея диода важна сегодня в электронной промышленности, будь то использование для производства коммерческого или промышленного оборудования, для использования любителями или для тех, кто изучает электронику.

Диоды используются в самых разных областях. Они могут быть для простого исправления сигнала; они могут использоваться в качестве силовых диодов для выпрямления мощности, обнаружения сигналов, различных форм радиочастотного проектирования, генерации света, генерации лазерного излучения, обнаружения света и многого другого.

Диоды также могут иметь множество различных корпусов: диоды для поверхностного монтажа, диоды с обычными выводами и некоторые силовые диоды могут даже быть прикреплены болтами к радиатору. Диоды бывают всех форм и размеров.

История создания полупроводниковых диодов

Первые диоды, которые будут использоваться, были обнаружены еще в начале 1900-х годов, когда технология беспроводной связи только зарождалась. The Cat’s Whisker был одним из первых диодов, которые начали использовать. Он состоял из очень тонкого куска проволоки (самого кошачьего уса), который можно было поместить на кусок материала полупроводникового типа (обычно минеральный кристалл), чтобы получился диод точечного контакта. Это широко использовалось до середины и конца 1920-х годов, когда термоэлектронная или вентильная технология стала достаточно дешевой, чтобы ее можно было широко использовать в радиоприемниках.

Примерно во время Второй мировой войны для разрабатываемых радаров потребовались новые диоды. Полупроводниковые диоды предоставили один вариант, поскольку их размер означал, что они могли лучше работать на частотах, необходимых для радара.

Обозначение диодной цепи

Как и все электронные компоненты, диоды имеют обозначение цепи, которое используется в электронных схемах. Базовое обозначение диода представляет собой треугольник, острием которого соприкасается короткая линия, перпендикулярная проводу на принципиальной схеме.

Иногда треугольник и даже линия показаны просто контуром, а иногда они показаны как закрашенные черные фигуры.

Иногда символ диодной цепи отображается только в виде контура и без закрашенных фигур. Форма контура также приемлема.

Существует много различных типов диодов, и некоторые из них используют символы схемы, которые немного изменены по сравнению с символом основного диода для обозначения их функции: диод Шоттки, варакторный диод и ряд других попадают в эту категорию.

Устройства для поверхностного монтажа или с выводами

Диоды бывают всех форм и размеров. Традиционно многие из этих электронных компонентов помещались в небольшую стеклянную трубку, в которой заключался сам полупроводниковый диод. Сейчас диоды содержатся в самых разных корпусах.

Все еще существуют свинцовые корпуса и стеклянные диоды, но есть также много пластиковых корпусов. Они могут различаться по размеру в зависимости от требуемой рассеиваемой мощности.

В наши дни, когда большая часть печатных плат собирается с использованием технологии поверхностного монтажа, существует целый ряд диодов, доступных в качестве компонентов для поверхностного монтажа, то есть диодов SMD. Существует множество стандартных корпусов для SMD-диодов, включая корпус SOT-23, который используется для множества небольших дискретных диодов. Используются только два из трех имеющихся контактов, что позволяет правильно сориентировать диод.

Поскольку эти SMD-диоды имеют небольшие размеры, на диоде нет места для включения полного номера детали, и для их различения используется сокращенный номер.

Хотя в большинстве сборок печатных плат используется технология поверхностного монтажа, существуют и другие области производства электроники, которые нуждаются в диодах с гораздо более высокой токовой нагрузкой. Эти диоды могут содержаться в корпусах, которые крепятся болтами к радиаторам.

Типы диодов

Существует множество различных типов диодов, которые производятся и используются в различных конструкциях электронных схем, ВЧ-схемах, а также часто и в цифровых схемах. Каждый тип имеет разные свойства, что делает их подходящими для разных схем.

• Обратный диод: Этот тип диода иногда также называют обратным диодом. Хотя этот диод не получил широкого распространения, он представляет собой разновидность диода с PN переходом, который очень похож на туннельный диод по своей работе. Он находит несколько специализированных приложений, где могут быть использованы его особые свойства, как правило, на сверхвысоких частотах.

  Обратный диод — это, по сути, разновидность туннельного диода, в котором одна сторона перехода менее легирована, чем другая.

  
  

• Диод BARITT: Эта форма диода получила свое название от слов «диод времени прохождения через барьер инжекции». Он используется в микроволновых приложениях и имеет много общего с более широко используемым диодом IMPATT.

  
  

• Диод Ганна: Хотя этот тип диода не является диодом в форме PN перехода, он представляет собой полупроводниковое устройство с двумя выводами.Обычно он используется для генерации микроволновых сигналов и использовался во многих радиочастотных конструкциях в качестве простой и эффективной формы микроволнового генератора.

  Диоды Ганна

  также известны как устройства с переносом электронов или TED. Хотя этот электронный компонент называется диодом, он не имеет PN перехода и технически не является диодом в том смысле, в котором он используется в полупроводниковой технологии. Вместо этого устройство использует эффект, известный как эффект Ганна (названный в честь первооткрывателя Дж. Б. Ганна).

  Хотя диод Ганна обычно используется для генерации микроволновых радиочастотных сигналов, этот электронный компонент может также использоваться для усилителя в том, что иногда называют усилителем с переносом электронов или TEA.

  
  

• Кошачий ус: Как уже упоминалось, этот тип диодов был первым типом, получившим широкое распространение. Он состоял из небольшой проволоки, помещенной на кусок минерального кристалла. Это создало небольшой диод с точечным контактом, который, хотя и ненадежный, был достаточно хорош, чтобы можно было слышать радиопередачи при использовании в «кристаллическом наборе».«

  Типичный кристаллический детектор / детектор кошачьих усов

  Хотя детекторы Cat Whisker не были особенно надежными, они были первой формой полупроводниковых диодов и указали путь к более поздним диодам. . . и принцип светодиода был даже соблюден Х. Дж. Раундом в 1908 году на одном из них.

• Диод IMPATT: Диод IMPATT или СВЧ-диод IMPact с лавинной ионизацией и временем прохождения используется в некоторых радиочастотных конструкциях, где для микроволновых сигналов требуется простой генератор.

  Технология диодов IMPATT не так широко используется в наши дни, но этот электронный компонент способен генерировать сигналы обычно от 3 до 100 ГГц или более. Одним из основных преимуществ этого микроволнового диода является относительно высокая мощность (часто десять ватт и более), которая намного выше, чем у многих других типов микроволновых диодов. Его выходная мощность намного выше, чем у диода Ганна.

  
  
• Лазерный диод: Этот тип диода отличается от обычного светоизлучающего диода тем, что он излучает лазерный (когерентный) свет.Эти электронные компоненты используются во многих приложениях, включая приводы компакт-дисков и DVD-дисков. Хотя эти диоды намного дешевле, чем другие формы лазерных генераторов, они дороже обычных светодиодов.
  

• Светодиоды: Светодиод или светодиод — это один из самых популярных типов диодов. При прямом смещении и токе, протекающем через переход, возникает свет. Первоначальный цвет этих диодов был красным, но сейчас доступно большинство цветов.Это достигается за счет использования различных смесей полупроводников по обе стороны от PN перехода.

  
  

• Фотодиод: Когда свет попадает на PN-переход, он может создавать электроны и дырки, вызывая протекание тока. В результате можно использовать полупроводники для обнаружения света. Эти типы диодов также могут использоваться для выработки электроэнергии. Для некоторых приложений PIN-диоды очень хорошо работают в качестве фотоприемников.

  
  

• PIN-диод: Этот тип диода имеет области кремния P-типа и N-типа, но между ними есть область собственного полупроводника (т.е.е. без допинга). Это увеличивает размер так называемой области истощения. Этот тип диодов используется в ряде приложений, включая радиочастотные переключатели и фотодиоды.

  
  

• Диод с точечным контактом: Диод этого типа работает так же, как и простой диод с PN переходом, но его конструкция намного проще. Они состоят из куска полупроводника n-типа, на который помещается острый конец металлической проволоки определенного типа (металл III группы для химиков).Часть металла мигрирует в полупроводник и образует PN-переход.

  Эти диоды имеют очень низкий уровень емкости и идеально подходят для многих радиочастотных (RF) приложений. У них также есть то преимущество, что они очень дешевы в производстве, хотя их характеристики не особенно воспроизводимы.

• PN-переход: Стандартный PN-переход можно рассматривать как нормальный или стандартный тип диодов, используемых сегодня.Этот электронный компонент встроен во многие конструкции электронных схем, а также используется во многих конструкциях радиочастотных схем. Эти диоды могут быть малосигнальными для использования в радиочастотах или других слаботочных приложениях, или другие типы могут быть сильноточными и высоковольтными, которые могут использоваться для силовых приложений.

  
  

• Диоды Шоттки: Этот тип диодов имеет меньшее прямое падение напряжения, чем обычные кремниевые диоды с PN переходом.При низких токах падение может быть где-то между 0,15 и 0,4 вольт, в отличие от 0,6 вольт для кремниевого диода.

  Для достижения этих характеристик они сконструированы иначе, чем обычные диоды, имеющие контакт металл-полупроводник. Они широко используются в качестве ограничивающих диодов и в ВЧ конструкциях, часто как детекторы сигналов. Они также используются в качестве силовых диодов для выпрямления переменного тока в источниках питания и т.п. Меньшие потери, вызванные меньшим падением, имеют большое значение для повышения эффективности.

  
  

• Солнечный элемент / фотоэлектрический диод: Солнечные элементы используются все чаще, так как существует больше приложений для преобразования солнечной энергии в электрическую. Солнечные элементы основаны на диодах с PN-переходом и способны преобразовывать энергию света, падающего на диод, в электрическую энергию. Хотя уровни эффективности не особенно высоки, технология совершенствуется, а уровни эффективности повышаются.

  
  

• Ступенчатый восстанавливающий диод: Форма микроволнового диода, используемого для генерации и формирования импульсов на очень высоких частотах. Для работы этих диодов требуется очень быстрое выключение диода.

  
  

• Диод TRAPATT: Этот тип диода имеет много общего с IMPATT и фактически принадлежит к тому же семейству. Он предлагает более низкий уровень шума, но не достигает таких высоких частот.

  
  
• Туннельный диод: Хотя сегодня туннельный диод не используется широко, он использовался в микроволновых приложениях, где его характеристики превосходили характеристики других устройств того времени.
  

• Варикапные или варакторные диоды: Этот тип диодов используется в радиочастотных приложениях. На диод помещено обратное смещение, поэтому ток через переход не протекает.Однако ширина обедненного слоя варьируется в зависимости от величины смещения, приложенного к нему.

  Диод можно представить как две обкладки конденсатора с обедненным слоем между ними. Поскольку емкость изменяется в соответствии с шириной обедненного слоя, и это можно изменять, изменяя обратное смещение на диоде, можно управлять емкостью диода.

  
  

• Стабилитрон / диод опорного напряжения: Стабилитрон — очень полезный тип диодов.Он работает под обратным смещением и при достижении определенного напряжения выходит из строя. Если ток ограничен резистором, это позволяет получить стабильное напряжение. Поэтому этот тип диодов широко используется для обеспечения опорного напряжения в регулируемых источниках питания.

  
  

Существует очень много разных типов диодов, каждый из которых подходит для своего применения. Мало того, что технология различается для разных типов диодов, они также могут содержаться в разных корпусах: некоторые из них могут быть свинцовыми, а другие могут крепиться болтами на радиаторах, а в зависимости от количества сборки печатной платы, в которой используются автоматизированные методы производства, диоды для поверхностного монтажа сейчас используется в огромных количествах.

Другие электронные компоненты:
Резисторы Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы ВЧ разъемы Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты». . .

Основы, типы, символы, характеристики, приложения и комплектации

Хотя резисторы, конденсаторы и индукторы образуют основные элементы схемы, именно полупроводниковое устройство фактически хранит магию внутри.В каждой электронной схеме есть десятки полупроводниковых устройств, таких как диоды, транзисторы, регуляторы, операционные усилители, переключатели питания и т. Д. Внутри них. У каждого из них есть свои свойства и применение. В этой статье давайте рассмотрим самый простой полупроводниковый прибор — диоды .

Возможно, вы уже слышали болтовню о том, что «Диоды — это полупроводниковые устройства с двумя выводами, которые проводят только в одном определенном направлении, позволяя току проходить через них…», но почему это так? И какое это имеет отношение к нам при разработке схемы? Какие существуют типы диодов и в каком приложении мы должны их использовать? Держитесь крепче, потому что вам ответят на все эти вопросы, когда вы прочитаете эту статью.

Что такое диод?

Начнем с ответа на самый простой вопрос. Что такое диод ?

A Диод, как я уже говорил ранее, представляет собой полупроводниковый цилиндрический элемент с двумя выводами. Существует много типов диодов , но наиболее часто используемый из них показан ниже.

Эти две клеммы называются Анод и Катод , мы рассмотрим символ и то, как идентифицировать клеммы позже, но пока просто помните, что любой диод будет иметь только две клеммы (по крайней мере, большинство из них) и они анод и катод.Еще одно золотое правило диодов заключается в том, что они позволяют току проходить через них только в одном направлении, а именно от анода к катоду. Это свойство диода делает его полезным во многих приложениях.

Чтобы понять, почему они действуют только в одном направлении, мы должны посмотреть, как они устроены. Диод изготавливается путем соединения двух одинаково легированных полупроводников P-типа и полупроводников N-типа. Когда эти два материала соединяются вместе, происходит что-то интересное, они образуют еще один небольшой промежуточный слой, называемый слоем истощения.Это связано с тем, что слой P-типа имеет избыточное отверстие, а слой N-типа имеет избыточные электроны, и они оба пытаются диффундировать друг в друга, образуя блокировку с высоким сопротивлением между обоими материалами, как на изображении, показанном ниже. Этот слой блокировки называется слоем истощения.

Этот слой истощения (блокировка) должен быть разрушен, если ток должен протекать через диод. Когда на анод подается положительное напряжение, а на катод — отрицательное напряжение, говорят, что диод находится в прямом смещенном состоянии.В этом состоянии положительное напряжение закачивает больше дырок в область P-типа, а отрицательное напряжение закачивает больше электронов в область N-типа, что вызывает пробой обедненного слоя, заставляя ток течь от анода к катоду. Это минимальное напряжение, необходимое для того, чтобы диод проводил в прямом направлении, называется напряжением прямого пробоя.

В качестве альтернативы, если отрицательное напряжение приложено к аноду, а положительное напряжение приложено к катоду, говорят, что диод находится в состоянии обратного смещения.В этом состоянии отрицательное напряжение будет накачивать больше электронов в материал P-типа, а материал N-типа получит больше дырок от положительного напряжения, что сделает слой обеднения еще более прочным и, таким образом, не позволит току течь через него. Имейте в виду, что эти характеристики применимы только к идеальному диоду (теоретическому), практически будет протекать небольшой ток даже в режиме обратного смещения. Об этом мы поговорим позже.

Приведенная выше анимация иллюстрирует работу диода в цепи , есть две схемы, в каждой из которых мы пытаемся зажечь светодиод от батареи.В одной цепи диод смещен в прямом направлении, а в другой — в обратном. Когда симуляция выполняется, вы можете заметить, что только диод с прямым смещением позволяет току течь, хотя он, таким образом, светит светодиодом, диод с обратным смещением не позволяет току проходить через него.

Типы диодов, расположение выводов и символы

Теперь, когда мы разобрались с основами диодов, важно знать, что существуют разные типы диодов, каждый из которых имеет свои особые свойства и применение.В этой статье мы рассмотрим только три основных типа диодов: выпрямительный диод, стабилитрон и диод Шоттки. Изображение, клеммы и символы всех диодов приведены в таблице ниже

Как показано в таблице, выпрямительный диод и диод Шоттки внешне похожи, но диод Шоттки обычно больше по размеру, чем обычные диоды.С другой стороны, стабилитрон можно легко идентифицировать по его характерному оранжевому цвету и серой линии на нем, как показано в таблице выше.

Выводы анода и катода можно определить по серой линии на диоде, контакт рядом с серой линией будет катодом. Точно так же с символами нижняя часть треугольника всегда будет анодом, а другая — катодом. Это очень важно помнить, так как при интерпретации схемы подключения диода всегда считалось самооценкой.

Терминология и характеристики диодов

Когда вы выбираете диод для своей схемы или пытаетесь понять работу диода в схеме, вы должны учитывать спецификации диода, которые можно найти в его техническом описании. Чтобы понять, что на самом деле означают значения, давайте рассмотрим несколько часто используемых терминологий.

Падение напряжения в прямом направлении (Vf): Когда диод работает в режиме прямого смещения, он позволяет току течь через них.В этом состоянии на диоде будет некоторое падение напряжения, это падение напряжения называется прямым падением напряжения. Для идеального диода он должен быть как можно ниже.

Максимальный ток в прямом направлении (если): мы уже знаем, что диод позволяет току проходить через него, когда он находится в прямом смещении, на какой максимальный допустимый ток отвечает Максимальный прямой ток. Обычно следует убедиться, что этот ток больше, чем ток нагрузки вашей цепи.

Обратный ток пробоя (Vr): Хорошо, вот уловка, о которой я вам говорил: диод не пропускает ток через себя, когда он смещен в обратном направлении. Это верно, но не для всех значений напряжения. Таким образом, максимальное напряжение, до которого диод может выдержать пробой, называется обратным напряжением пробоя. Обычно значения такого напряжения будут очень высокими, например, если обратное напряжение пробоя составляет 500 В, диод не позволит току проходить через него в обратном смещенном состоянии, пока напряжение не превысит эти 500 В.

Обратный ток смещения (Ir): Хотя это правда, что диод не позволяет току течь, хотя в режиме обратного смещения значение тока не будет в идеале равным нулю. Через диод по-прежнему будет протекать очень небольшой и незначительный (в зависимости от схемы) ток. Этот ток называется током с обратным смещением. Значение этого тока будет в диапазоне мА или даже в мкА. Для идеального диода значение этого тока должно быть как можно меньше.Ток называется обратным током утечки.

Время обратного восстановления: предположим, что вы работаете с диодом в режиме прямого смещения, а затем переключаете его в режим обратного смещения, изменяя полярность напряжения. Теперь диод не будет внезапно останавливаться, ему потребуется некоторое время, чтобы перекрыть прохождение тока через него. Это время называется временем обратного восстановления.

Характеристики клемм (I-V) переходного диода: есть еще другие параметры, такие как рассеиваемая мощность, тепловое сопротивление и т. Д.связанный с диодом. Эти значения также можно найти в паспорте диода. Чтобы узнать больше о диоде, давайте посмотрим на важный график диода, который представляет собой кривую зависимости тока от напряжения. Кривая I-V идеального диода будет выглядеть примерно так.

Здесь в первом квадранте вы можете увидеть диод, работающий в режиме прямого смещения, а в третьем квадранте диод работает в области обратного смещения и пробоя. Ось X графика показывает напряжение на диоде, а ось Y показывает ток через диод.В режиме прямого смещения вы можете заметить, что диод начинает проводить (пропускать ток) только тогда, когда напряжение на диоде (V _D ) больше 0,5 В, это значение прямого напряжения диода для кремния. На диоде это прямое напряжение может достигать 0,7 В, как показано на графике выше.

Во время обратного смещения напряжение на диоде имеет отрицательный потенциал, поэтому ток также отображается в отрицательном направлении. Здесь, как вы можете видеть, диод не пропускает ток (за исключением небольшого значения), пока не будет достигнуто напряжение пробоя (V _BD ).

Цепи приложений

имеют широкий спектр применения в зависимости от их свойств и типа. Давайте попробуем охватить наиболее важные применения выпрямителя, стабилитрона и диода Шоттки с их принципиальными схемами.

Выпрямительный диод

Выпрямительный диод или общий диод — это наиболее часто встречающийся диод в любой цепи питания, будь то простой линейный источник питания или цепь SMPS. Как следует из названия, эти диоды используются для выпрямления в таких схемах, как двухполупериодный и полуволновой выпрямитель.Кроме того, они также используются в качестве диодов свободного хода в коммутационных устройствах и схемах преобразователей.

Схема выпрямителя

Выпрямительные диоды используются как в полуволновых, так и в полнополупериодных выпрямительных диодах. Давайте посмотрим на схему полуволнового выпрямителя для простоты. Принципиальная схема и график для однополупериодного выпрямителя показаны ниже

Источник входного напряжения Vs представляет собой синусоидальную волну переменного тока со среднеквадратичным напряжением 220 В.Эта волна переменного тока может быть выпрямлена с помощью одного диода. Как показано на графике, во время положительного полупериода диод смещен в прямом направлении, и, следовательно, выходное напряжение присутствует на нагрузке, а ток течет в положительном направлении. Но во время отрицательного полупериода диод смещен в обратном направлении, и, следовательно, ток не достигает нагрузки, а выходное напряжение остается на уровне 0 В, как показано на графике выше. Таким образом, ток всегда может течь только в одном направлении и, таким образом, преобразовывать переменный ток в постоянный.

Конечно, у этой схемы много недостатков, например, выходное напряжение неравномерно и практически не используется. Но теперь, когда у вас есть идея, вы можете изучить полные мостовые выпрямители с четырьмя диодами, которые обычно используются в схемах линейных регуляторов. Также схема выпрямителя будет иметь конденсатор на конце для фильтрации пульсаций, если вы хотите узнать больше о конденсаторах, прочитайте введение в статью о конденсаторах.

Стабилитрон

Стабилитрон широко используется в двух схемах, одна — как грубый стабилизатор напряжения, а другая — как схема защиты от перенапряжения.У стабилитрона есть два важных параметра, на которые следует обратить внимание: напряжение стабилитрона и мощность. Обычно доступные значения диодов: 3,9 В, 4,7 В, 5,1 В, 6,8 В, 7,5 В и 15 В.

В приведенной ниже схеме входное напряжение может варьироваться от 0 В до 12 В, но выходное напряжение никогда не будет превышать 5,1 В, поскольку обратное напряжение пробоя (напряжение стабилитрона) стабилитрона составляет 5,1 В. Когда входное напряжение меньше 5,1 В, выходное напряжение будет равно входному напряжению, но когда оно превысит 5.1 В выходное напряжение будет стабилизировано до 5,1 В.

Это свойство схемы можно использовать для защиты выводов АЦП (схема защиты от перенапряжения), которые имеют напряжение 5 В, поскольку вывод может считывать напряжение от 0 до 5 В, но если оно превышает 5 В, стабилитрон не допускает превышения напряжения. Точно так же ту же схему можно использовать для регулирования 5,1 В для нагрузки при высоком входном напряжении. Но ограничение по току для такой схемы намного меньше.

При разработке схемы с использованием стабилитрона следует учитывать одну важную вещь — стабилитрон.Этот резистор используется для ограничения тока через стабилитрон, защищая его от нагрева и повреждения. Номинал стабилитрона зависит от напряжения стабилитрона и номинальной мощности стабилитрона. Формула для расчета резистора серии Зенера Rs показана ниже

Для стабилитрона 1N4734A значение Vz составляет 5,9 В, а Pz — 500 мВт, теперь при напряжении питания (Vs) 12 В значение Rs будет

Rs = (12-5.9) / Iz

Iz = Pz / Vz = 500 мВт / 5.9 В = ~ 85 мА

Следовательно, Rs = (12-5,9) / 85 = 71 Ом

Rs = 71 Ом (приблизительно)

Диод Шоттки

Диод Шоттки также используется в схемах защиты, таких как схема защиты от обратной полярности, из-за низкого падения напряжения в прямом направлении. Давайте посмотрим на общую схему защиты от обратной полярности

Когда Vcc и земля подключены с правильной полярностью, диод проводит в прямом направлении, и НАГРУЗКА получает питание.Преимущество здесь в том, что прямое падение напряжения на диоде очень меньше, скажем, около 0,04 В по сравнению с 0,7 В на выпрямительном диоде. Таким образом, на диоде не будет больших потерь мощности, также диод Шоттки может пропускать больший ток, чем обычный диод, и он также имеет более высокую скорость переключения, поэтому может использоваться в высокочастотной цепи. Теперь, когда я это сказал, у вас может возникнуть вопрос.

В чем разница между диодом Шоттки и общим диодом?

Ну да, диод Шоттки имеет более высокую скорость переключения, низкие потери проводимости и более высокий прямой ток, чем обычный диод.Это может звучать лучше, чем обычный диод, но у него есть один существенный недостаток. То есть он имеет низкое обратное напряжение пробоя, из-за этой особенности его нельзя использовать в схемах выпрямителя, так как схемы выпрямителя всегда будут иметь высокое обратное напряжение, появляющееся на нем во время переключения.

Специальные диоды

Помимо обычно используемых выпрямителей, стабилитронов и диодов Шоттки типа существуют и другие специальные диоды, которые имеют специальное применение, позволяющее быстро пробегать их.

LED: Да, светоизлучающий диод (LED), как следует из названия, является диодом. Вы должны быть уже знакомы с этими вещами, поскольку они обычно встречаются и используются. Опять же, существует много типов светодиодов, но круглый светодиод диаметром 5 мм является наиболее часто встречающимся.

Мостовой выпрямитель: как мы знаем, выпрямительный диод используется в схеме выпрямителя, а для полной мостовой схемы выпрямителя нам потребуются четыре диода, подключенные упорядоченным образом. Сама эта установка доступна в корпусе, называемом выпрямительным диодом.RB156 — один из таких примеров.

Фотодиод: Фотодиод — это диод, который позволяет току проходить через него в зависимости от падающего на него света. Он используется в качестве датчика для обнаружения света, его обычно можно найти в следящих за линией, роботах, избегающих препятствий, и даже в качестве счетчика объектов или устройства датчика скорости. Вы можете узнать больше о фотодиоде по этой ссылке.

Лазерный диод: Лазерный свет также является разновидностью диода, подобного светодиоду. Они имеют те же свойства, что и диоды, но в режиме прямого смещения они излучают свет с падением напряжения на них, действуя как нагрузка.Лазерный диод 650 нм — это наиболее распространенный лазерный диод.

TVS-диод: Еще одним важным специальным типом диодов является TVS-диод, который означает подавитель переходного напряжения. Это особый тип диода, который обычно используется в цепях питания для борьбы с скачками напряжения и защиты цепи. Эти диоды также называются переходными диодами или тиректорами.

Варакторные диоды: Варакторные диоды используются как переменные конденсаторы.Когда этот диод работает в режиме обратного смещения, шириной обедненной области можно управлять, что заставляет его действовать как конденсатор. Эти диоды также называются варикаповыми диодами и обычно используются в радиочастотных схемах.

Различные типы комплектов диодов

Теперь, когда мы изучили все основы работы с диодами, я считаю, что теперь вы можете выбрать диод, который требуется для вашей схемы. Но до сих пор мы видели один диод со сквозным отверстием, который обычно доступен и хорош для прототипов, но в большинстве продуктов вы не найдете их в корпусах с отверстиями.Сейчас мы обсудим множество различных типов диодных пакетов.

Комплект для сквозных отверстий

Это обычно используемые макетные и перфорированные платы. Эти пакеты называются DO-7, DO-35, DO-41, DO-204 и т. Д., Из которых DO-41 является наиболее распространенным. Эти пакеты также называются осевыми свинцовыми диодами .

Стили поверхностного монтажа

В большинстве готовых изделий, готовых к производству, используются компоненты SMD и .Они дешевле, чем сквозные, и имеют небольшой форм-фактор. SOD-323, SOD-523, SOD-123 SOD-80C — одни из самых популярных диодных SMD-корпусов. В большинстве конструкторов силовых цепей по-прежнему используются сквозные отверстия, поскольку они имеют высокую допустимую нагрузку по току и меньше проблем с электромагнитными помехами, поэтому SMD обычно предпочтительнее в цифровых схемах.

3-контактный болт крепления

Также существует несколько специальных диодов с тремя выводами, которые используются в продвинутых приложениях, таких как космическая промышленность.Они обладают высоким током и коммутационной способностью. Их можно найти в пакетах TO-64, TO-208, TO-254. Между банками имеется паз, позволяющий прикрепить их болтами к корпусу раковины, они также называются диодами с болтовым креплением.

Почему диоды важны? — MVOrganizing

Почему диоды важны?

Проведение электрического тока в одном направлении Несмотря на то, что диоды являются не более чем простыми двухконтактными полупроводниковыми приборами, они жизненно важны для современной электроники.Некоторые из их наиболее распространенных приложений включают преобразование переменного тока в постоянный, изоляцию сигналов от источника питания и микширование сигналов.

Каковы области применения диодов?

Области применения диодов: системы связи в качестве ограничителей, ограничителей, затворов; компьютерные системы как логические вентили, фиксаторы; системы электроснабжения в виде выпрямителей и инверторов; телевизионные системы в качестве фазовых детекторов, ограничителей, фиксаторов; схемы радара, такие как схемы регулировки усиления, усилители параметров и т. д.

Для чего используются диоды Шоттки?

используются из-за их низкого напряжения включения, быстрого времени восстановления и малых потерь энергии на высоких частотах.Эти характеристики делают диоды Шоттки способными выпрямлять ток, облегчая быстрый переход из проводящего состояния в состояние блокировки.

Что означают диоды?

Диод, электрический компонент, который позволяет току течь только в одном направлении. На принципиальных схемах диод представлен треугольником с линией, пересекающей одну вершину.

Какие два основных типа диодов?

Различные типы диодов

• Малосигнальный диод.
• Большой сигнальный диод.
Стабилитрон
• .
• Светоизлучающий диод (LED)
• диоды постоянного тока.
• Диод Шоттки.
• Диод Шокли.
• шаговых восстанавливающих диодов.

Что такое диод и пример?

Определение диода — это электронное устройство с двумя передающими выводами, которое позволяет электрическому току течь в одном направлении, блокируя ток в противоположном направлении. Пример диода — светодиод, светодиод.

Как еще называют диод?

Найдите другое слово для диода. На этой странице вы можете найти 21 синоним, антоним, идиоматическое выражение и родственные слова для диода, например: выпрямительная лампа, выпрямительный клапан, транзистор, выпрямитель, кристаллический выпрямитель, конденсатор, резистор, МОП-транзистор, диоды, vcsel и светодиоды.

Какие бывают классификации диодов?

Типы диодов

• Лавинный диод. Этот тип диода проводит в обратном направлении, когда напряжение обратного смещения превышает напряжение пробоя.
• Светоизлучающий диод (LED)
• Лазерный диод.
• Фотодиод.
• Диод Шоттки.
• Туннельный диод.
• Варикап или варакторный диод.
Стабилитрон
• .

Какие бывают специальные типы диодов?

Есть несколько диодов, которые предназначены для определенных целей. Существует множество таких типов, как диоды для подавления переходных напряжений, диоды с добавлением золота, супербарьерные диоды, диоды с точечным контактом, диоды Пельтье и т. Д.Но кроме них есть несколько выдающихся диодов, которые находят множество применений.

Что делает диод особенным?

Некоторые полупроводниковые переходы, состоящие из особых химических комбинаций, излучают лучистую энергию в спектре видимого света, когда электроны меняют уровни энергии. Проще говоря, эти переходы светятся при прямом смещении. Диод, специально спроектированный так, чтобы светиться как лампа, называется светоизлучающим диодом или светодиодом.

Как узнать, какой у меня диод?

Номинал диода можно определить по его цветовой схеме.Диоды позволяют проводить электрический ток в одном направлении, блокируя ток в обратном направлении. На диодах есть цветные полоски, которые помогут вам прочитать значение на диоде.

Как определить диоды Шоттки?

Поменяйте местами измерительные провода мультиметра, подключив положительный измерительный провод к катоду, а общий измерительный провод к аноду диода. Посмотрите, издает ли мультиметр звуковой сигнал. Если мультиметр не подает звуковой сигнал, диод Шоттки исправен.

В чем разница между диодом и выпрямителем?

Диод — это электронный компонент, который позволяет току течь только в одном направлении. Это двухконтактный полупроводниковый прибор. Выпрямитель — это устройство, которое используется для преобразования переменного напряжения в постоянное. Диод используется в качестве переключателя, а выпрямитель используется для преобразования переменного напряжения в постоянное.

Стабилитрон — это выпрямительный диод?

В отличие от обычного диода с p-n переходом, стабилитрон имеет низкое пиковое обратное напряжение.Это нежелательное свойство для выпрямительной схемы. По этой причине стабилитроны не используются для выпрямления, а в основном используются в приложениях, требующих регулирования напряжения.

Смещен ли стабилитрон в прямом направлении?

действует как обычные диоды с p-n переходом в условиях прямого смещения. Стабилитрон пропускает электрический ток в прямом направлении, как обычный диод, но также допускает электрический ток в обратном направлении, если приложенное обратное напряжение больше, чем напряжение стабилитрона.

Каков принцип стабилитрона?

Стабилитрон — это кремниевый полупроводниковый прибор, который позволяет току течь в прямом или обратном направлении.