Переменный диод: Что такое диод или как из переменного тока получить постоянный? | Лампа Эксперт — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Что такое диод или как из переменного тока получить постоянный? | Лампа Эксперт

Выпрямитель нужен, чтобы из переменного тока получить постоянный. Существует несколько схем выпрямителей на полупроводниковых диодах, а в общем их делят на две группы: однополупериодные и двухполупериодные. Эти названия говорят о том сколько полуволн переменного напряжения поступает в нагрузку – одна или две.

Немного определений и теории

Начнем с того, что разберемся с какими определениями нам придется столкнуться.

В электросети протекает переменный ток. Его величина изменяется по синусоидальному закону, это также называют «синусоидальное напряжение» или просто «синусоида». Такое напряжение (ток) изменяется плавно от нуля до амплитудного значения, затем обратно до нуля и опять до амплитудного значения, но с обратным знаком. В одном периоде синусоиды есть две полуволны — «прямая» и «обратная» или «верхняя» и «нижняя».

Переменный синусоидальный ток, определение основных величин

По энциклопедическому определению, постоянный ток — это направленное движение заряженных частиц скорость и направление которых не изменяется. Это разновидность однонаправленного тока.

Но на практике зачастую ток непостоянен, а изменяется в процессе работы потребителя (нагрузки), а также на выходе выпрямителей есть пульсации, а у гальванических элементов просадки под нагрузкой. Получается, что сам по себе «постоянный ток», так как сказано в «определении» используется далеко не везде. Когда говорят «блок питания постоянного тока» часто подразумевают постоянное напряжение.

Здесь нужно выделить еще несколько понятий:

1.Однонаправленный ток — протекает в одном направлении, может быть произвольным по величине.

2.Выпрямленное напряжение (или ток) – постоянно по знаку, но может изменяться по величине. Если не используются фильтры, то пульсирует с удвоенной частотой переменного напряжение, которое выпрямляли. Так на выходе выпрямителя сетевого напряжения частота пульсаций будет 50×2=100 Гц.

3.Стабилизированное напряжение (или ток) — постоянно по знаку и величине.

Постоянный и пульсирующий ток

В англоязычной технике и литературе переменный ток обозначается как AC (alternative current), а постоянный — DC (direct current).

Полупроводниковые диоды и выпрямители

В современных электронных устройствах для выпрямления используются полупроводниковые диоды.

Диодом в широком смысле называется любое устройство, у которого есть два вывода. Однако если говорить более конкретно, то полупроводниковый диод — это устройство, в котором сформирован лишь один p-n-переход.

Внутреннее устройство диода и диаграмма потенциалов

Основной особенностью полупроводниковых диодов является то, что они проводят ток в одном направлении, а если проложить обратное напряжение (т.н. «обратное смещение»), то ток не проводится до тех пор, пока не наступает тепловой или электрический пробой p-n-перехода с последующим выходом из строя элемента (за исключением стабилитронов, например). Различают множество видов диодов: выпрямительные, импульсные, детекторные, ограничительные и другие, но сегодня нас интересуют именно выпрямительные диоды.

Диоды еще называют «полупроводниковый неуправляемый вентиль», неуправляемый он, потому что вы не можете дать команду чтобы начал или прекратил протекать электрический ток.

Итак, выпрямительный диод – это устройство, которое пропускает ток в одном направлении. Это явление используется для преобразования переменного тока в постоянный, а также для изолирования цепей постоянного тока, например, когда нужно подать несколько сигналов, не зависящих друг от друга, от разных источников.

На схеме диод обозначается в виде стрелки, направление которой указывает куда будет протекать ток. В старых схемах чаще встречается обозначение в вид стрелки в кружочке.

Условное графическое обозначение по ГОСТ и буквенное обозначение диодов

Как это работает?

Кратко рассмотрим, когда диод проводит ток, а когда не проводит, если вам интересно узнать, почему это происходит, рекомендую прочесть одну из лучших книг об электронике «Транзистор? Это же просто…» Е. Айсберга, не обращайте внимания, что она 1964 года — это вечная классика и фундаментальные основы, которые автор преподнес в необычной и лёгкой форме.

Как отмечалось выше, диод состоит из двух областей, p и n — их называют анодом (p-область) и катодом (n-область). Между n- и p-областью находится запирающий слой — так называемый потенциальный барьер.

В прямом смещении p-n-перехода, когда к аноду подключают полюс, а к катоду минус источника питания то этот запирающий слой сужается и через него начинает протекать ток. Но просто подать напряжение недостаточно, важно чтобы его величины было достаточно, для открытия кремниевых диодов нужно 0.7-0.8 вольт, а для германиевых — 0.3-0.4 вольта.

При обратном включении, то есть при подключении плюса к катоду, а минуса к аноду, всё происходит наоборот — запирающий слой расширяется, и носители заряда не могут его преодолеть, соответственно ток не протекает.

Что такое прямое и обратное включение диода

На реальных диодах катод обычно помечается полосой или кольцом.

Внешний вид диода и расположение анода и катода

Особенности диода отлично иллюстрирует вольт-амперная характеристика, сокращенно её называют «ВАХ».

ВАХ диода

На рисунке выше Красным цветом выделены участки и виды пробоев (лавинный, туннельный и тепловой) на обратной ветви. В правой верхней части вы видите прямую ветвь ВАХ, т.е. зависимость тока от напряжения в прямом смещении.

Из неё вы должны понять то, что ток через диод при малом напряжении почти не протекает, но когда оно достигает определенной величины начинает протекать, при этом сила тока не имеет линейной зависимости от приложенного напряжения (при малом увеличении напряжения происходит сильное приращение тока), и ограничивается только сопротивлением нагрузки. При обратном смещении ток практически не протекает (очень незначительный) и так происходит до тех пор, пока не наступит пробой. Различают 3 вида пробоя:

Лавинный пробой – при нём диод начинает пропускать ток, он обратимый, то есть если с диода снять напряжение, то он не сгорит.
Туннельный пробой также обратим Этот и предыдущий вид используют в стабилитронах. Это другой вид диодов, они предназначены для работы в обратном смещении, а этот участок вольт-амперной характеристики у стабилитронов шире, чем у выпрямительного диода.
Тепловой пробой – при нём происходит необратимое разрушение p-n-перехода. Диод либо пробивает, т.е. он становится проводником, либо перегорает, в этом случае происходит обрыв цепи.

На этом рисунке вы можете рассмотреть прямую ветвь ВАХ подробнее — на участке 1 диод еще закрыт, а на участке 2 переходит в открытое состояние

Схемы выпрямителей

В однофазных цепях используется одна из трёх схем выпрямления переменного тока, они носят такие названия:

Однополупериодный выпрямитель, а в технической литературе можно встретить сокращенный вид «1ф1п», что обозначает «1 фаза 1 полупериод».
Двухполупериодный выпрямитель, он же «схема Гретца», сокращенно — 2ф2п.
Двухполупериодный выпрямитель со средней точкой. Используется реже, чем предыдущая, так как требует использовать трансформатор со средней точки (отвод от середины обмоток).

Однополупериодный выпрямитель состоит из диода, последовательно включенного с нагрузкой. Здесь в нагрузку Rн поступает, как ни странно, один полупериод от питающего напряжения, вторые полпериода или обратная полуволна синусоиды через диод не проходит. Схема хороша тем, что нужен только один диод, но у неё ряд недостатков: напряжение на нагрузке снижается в 2 раза и высокий коэффициент пульсаций. Для их сглаживания нужен конденсатор неоправданно большой ёмкости, что повышает и габариты, и конечную стоимость изделия.

Схема однополупериодного выпрямителя, напряжение на её входе и выходе

Двухполупериодный выпрямитель или диодный мост состоит уже из четырёх диодов. Здесь они работают «по диагонали», то есть одну полуволну проводят левый верхний и правый нижний диод, а обратную – левый нижний и правый верхний диоды (положения указаны условно, относительно приведенной схемы). Напряжение в нагрузке равно напряжению на входе моста, но оно уже не переменное, а выпрямленное пульсирующее. Чтобы сгладить пульсации параллельно нагрузки устанавливают конденсатор (один или несколько, соединенных параллельно). При этом используются электролитические конденсаторы, из-за их большой ёмкости при относительно небольших размерах.

Схема диодного моста, напряжение на её входе и выходе

Второй вариант двухполупериодного выпрямителя — это выпрямитель со средней точкой. Здесь к средней точке трансформатора присоединяется один вывод нагрузки, а ко второму выводу нагрузки присоединяются катоды двух диодов. Напряжение на концах вторичной обмотки относительно средней точки находится в противофазе (условно на диаграмме они обозначены как Uвходное1 и Uвходное2).

Так как напряжения сдвинуты друг относительно друга на половину периода и диоды пропускают лишь по одной его полуволне, то на нагрузку попадает выпрямленное двухполупериодное напряжение Uвыходное, как в предыдущем варианте. Вы можете видеть что в первые полпериода через диод VD2 протекает ток, во вторую половину — диод закрывается и начинает протекать ток через диод VD1.

Преимущества такой схемы — меньше потерь из-за меньшего числа ключей, но недостаток весьма серьезный — нужен трансформатор со средней точкой, если в производственных масштабах это не составляет особых проблем, то для радиолюбителя может оказаться сложным найти такой. Но

Схема выпрямителя со средней точкой, напряжение на её входе и выходе

Заключение

На этом закончим статью о выпрямителях и диодах. Если вам что-то осталось непонятным или вы бы хотели раскрыть подробнее какой-то конкретный вопрос — пишите об этом в комментариях, не забывайте ставить «лайки» и подписываться на канал, ведь это очень важно для нас.

Что такое силовой диод?

Силовой диод — это кристаллическое полупроводниковое устройство, используемое в основном для преобразования переменного тока (AC) в постоянный ток (DC), процесс, известный как выпрямление. Установленный в цепях питания практически всего современного электрического и электронного оборудования, функция силового диода схожа с механическим односторонним клапаном. Он проводит электрический ток с минимальным сопротивлением в одном направлении, известном как его прямое направление, в то же время предотвращая протекание тока в противоположном направлении. Как правило, они способны пропускать до нескольких сотен ампер в прямом направлении, силовые диоды имеют гораздо большие PN-переходы и, следовательно, более высокую пропускную способность прямого тока, чем их меньшие родственники сигнальных диодов, используемые в бытовой электронике для регулирования и уменьшения тока. Это делает силовые диоды более подходящими для применений, где используются большие токи и более высокие напряжения.

Производители обычно производят ряд силовых диодов, подходящих для конкретных применений. Они рассчитаны в соответствии с максимальным током, который они могут переносить в прямом направлении, и максимальным обратным напряжением, которое они могут выдержать. Из-за сопротивления происходит небольшое падение напряжения при пропускании электрического тока через силовой диод в прямом направлении. И наоборот, силовой диод может выдержать только определенную величину напряжения, протекающего в обратном направлении, прежде чем он сломается и перестанет функционировать.

Силовые диоды изготавливаются в основном из кремния, хотя также используются небольшие количества других материалов, таких как бор, арсенид галлия, германий или фосфор. Один силовой диод может быть использован для преобразования переменного тока в постоянный, но при этом получается то, что известно как переменный полуволна постоянного тока. Чаще всего два, три или более диодов соединяются в цепи для получения двухполупериодного переменного тока. Наиболее важным из них является мостовой выпрямитель, в котором четыре подключенных диода преобразуют как положительные, так и отрицательные участки волны переменного тока в постоянный ток, производя тем самым двухполупериодное выпрямление.

Электроэнергетические компании по всему миру обычно используют трехфазный переменный ток для распределения электроэнергии. Хотя он обеспечивает переменный постоянный ток от входного переменного тока, двухполупериодный или мостовой выпрямитель не обеспечивает постоянный ток при постоянном напряжении, необходимом для питания большинства современного электрического и электронного оборудования. Следовательно, резервуарный конденсатор обычно подключается к выходному концу выпрямителя, чтобы сгладить рифленое напряжение. Например, в типичном домашнем хозяйстве США трехфазный переменный ток от главных электрических цепей проходит через три пары силовых диодов. Результирующий постоянный ток затем сглаживается и подается на напряжение, достаточно постоянное для использования, путем пропускания его через сглаживающий конденсатор.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Переменный ток в постоянный диод для высокой мощности преобразователя

Цена FOB для Справки:	18,00- 40,00 $ / шт.
MOQ:	1 шт.
Условия Платежа:	T/T, PayPal, Western Union
Производительность:	500, 000 PCS/Yr
Упаковка:	372926.5cm or as Your Requirement

Описание Продукции

Основная Информация

Номер Моделя: SD2000C
Технология производства : Дискретное Устройство
Материал : Элементарный Полупроводник
Тип : Беспримесный Полупроводник
Обработка сигнала : Аналоговый Цифровой Composite и функции

Дополнительная Информация.

Trademark: shangjing
Packing: 37*29*26.5cm or as Your Requirement
Standard: CE ISO Rohs

Origin: Zhejiang China
HS Code: 85411000
Production Capacity: 500, 000 PCS/Yr

Описание Продукции

Диод восстановления стандартных(капсула версия)
Функции
Все диффузных te chinics
Керамическое уплотнение типа
Bifacial установок с водяным охлаждением
Типичные области применения

Большая мощность трансформатора
Сварочный аппарат
Управление электродвигателем привода
Зарядное устройство

Тип	VRRM	Если(AV)	IRRM	VFM/ММФ	Rth(J-hs)	Tjm	М 2	Наброски бюджета
		THS55 °C		25° C
	V	A	Ма	V/A	° C /W	° C	Кн
Карта памяти SD200C	200-3000	200	16	1.8/600	0,090	150	3.3-5.5	E1/E2
Карта памяти SD300C	200-3000	300	30	1.8/900	0,065	150	5.3-10	E1/E2
Карта памяти SD400C	200-3000	400	40	1.8/1200	0,040	150	10-20	E1/E2
Карта памяти SD500C	200-5000	500	40	1.8/1500	0,040	150	10-20	E2/E3/E5
Карта памяти SD600C	200-5000	600	40	1.8/1800	0.033	150	10-20	E3/E5
Карта памяти SD800C	200-5000	800	80	2.2/2400	0,022	150	19-26	E5/E6
Карта памяти SD1000C	200-5000	1000	80	2.0/3000	0,022	150	19-26	E5/E6/E8
Карта памяти SD1200C	200-5000	1200	120	2.2/3000	0,020	150	21-30	E8
Карта памяти SD1500C	200-5000	1500	120	2.0/3000	0,020	150	21-30	E8/E9
Карта памяти SD2000C	200-5000	2000	160	2.2/4000	0,016	150	30-40	E11/E12/E13
Карта памяти SD2500C	200-5000	2500	200	2.2/5000	0,011 дюйма	150	35-47	E11/E12/E13
Карта памяти SD3000C	200-5000	3000	160	2.0/5000	0,016	150	30-40	E11/E12/E13
Карта памяти SD3500C	200-5000	3500	200	2.0/5000	0,011 дюйма	150	35-47	E14/E15
Карта памяти SD4000C	200-5000	4000	200	2.0/5000	0,009	150	70-85	E14/E15
Карта памяти SD5000C	200-5000	5000	200	2.5/5000	0.0135	170	70-85	E14/E15

Тип Продуктов

Диодный мост какие диоды использовать

Тема: как выбрать диод для получения постоянного тока из переменного.

Порой, когда дело приходится иметь с блоками питания (их ремонтом, сборкой своими руками) сталкиваешься с его выпрямительной частью, которая из переменного напряжения делает постоянное. Эта часть есть не что иное как диодный выпрямительный мост. Для технарей электротехников известно, что это такое и какова функция этого элемента электрических схем. Для непосвященных поясню — большинство электротехники содержат в своих схемах блок питания, который понижает сетевое напряжение 220 вольт в меньшее, что используется устройствами (3, 5, 9, 12, 24 вольта, это наиболее распространенные величины пониженных напряжений). В сети используется переменный ток, а практически все электронные схемы работают на постоянном. Так вот, для преобразования переменного напряжения в постоянное и используется диодный мост.

Выпрямительные диодные мосты бывают готовыми сборками в едином корпусе, а бывают и самодельными, которые спаиваются из четырех одинаковых диодов. А какие диоды нужны для самодельного диодного моста и как правильно подобрать их для выпрямителя? Все достаточно просто. Основными параметрами для выбора диодов на мост являются напряжение (обратное) и сила тока (которую они могут через себя пропускать без перегрева).

Напомню, что диоды при прямом подключении (плюс диода к плюсу прилагаемого напряжения, а минус диода к минусу прилагаемого напряжения) к питанию пропускают через себя электрический ток. В этом режиме (открытом) на них оседает небольшое напряжение в пределах около 0,6 вольт. Как и любые другие проводники они имеют свое внутреннее сопротивление (что и обуславливает это небольшое падение напряжения на них в открытом состоянии). Чем оно больше, тем меньшую силу тока диод способен через себя пропустить. Если же на диод приложить постоянное обратное напряжение (на плюс диода подать минус источника, и на минус диода подать плюс источника), то диод будет работать в режиме запирания. Он не будет через себя пропускать постоянный ток (будет закрыт).

Так вот, есть максимальная величина обратного напряжения, которую диод может выдержать не входя в режим электрического и теплового пробоя. Именно это обратное напряжение и нужно учитывать при выборе диодов на выпрямительный мост. Если на диодный мост будет подаваться напряжение 220 вольт переменного тока, значит диоды моста должны быть рассчитаны на большее напряжение (с запасом не менее 25%). А лучше вовсе брать с достаточно большим запасом. Это убережет полупроводники от попадания на них случайных скачков напряжения, идущие от сети. Сейчас на обычные, небольшие блоки питания ставят диоды серии 1n4007, у которых обратное напряжение равно 1000 вольтам, а долговременный ток они могут выдерживать до 1 ампера (при температуре 75 градусов).

Второй, и пожалуй главной характеристикой выпрямительного диода является сила тока, которую он может пропускать через себя длительное время (без перегрева). Изначально вы должны знать, на какой максимальный ток рассчитан ваш блок питания. И только после этого уже нужно подбирать выпрямительные диоды на мост. К примеру, вы решили сделать себе самодельный регулируемый блок питания с выходным напряжением до 15 вольт и максимальным током в 6 ампер. Следовательно, под такой источник питания нужно брать диоды, рассчитанные на силу тока порядка 10 ампер (плюс определенный запас по току). Ток в 6 ампер как бы относительно немалый. Он будет нагревать диоды выпрямительного моста. Значит под эти диоды, мост еще нужно предусмотреть охлаждающий радиатор.

Напомню, что большинство полупроводниковых компонентов сделаны из кремния, а этот материал имеет максимальную рабочую температуру 150—170 °C. Выход за эти пределы разрушаю полупроводник, в нашем случае диоды диодного моста. Лучше держать температуру диодов в пределах до 75 °C. Поставьте на мост небольшой радиатор и посмотрите не выходит ли температура при максимальной нагрузки блока питания за допустимые пределы.

Диодных мостов и диодов (под них) существует достаточно большое количество. При выборе сначала в поисковике найдите справочную таблицу диодов и диодных мостов, где указаны основные технические характеристики выпрямителей. Выберите наиболее подходящий компонент с учетом номинального обратного напряжения и силы тока. Если вы поставите на диодный мост диоды с большими номинальными токами и напряжениями, ничего страшного, это будет даже лучше, как бы излишний запас. Но подбирать меньшие или впритык лучше не стоит.

Видео по этой теме:

Диодный мост – электрическое устройство, предназначенное выпрямления тока, то есть для преобразования переменного тока в постоянный.

Содержание статьи

Диодные мосты – важная часть электронных приборов, питающихся от бытовой электросети напряжением 220 В и частотой 50 (60) Гц. Его второе название – двухполупериодный выпрямитель. Диодный мост состоит из полупроводниковых выпрямительных диодов или из диодов Шоттки. Элементы могут отдельно распаиваться на плате. Однако современный вариант – объединение диодов в одном корпусе, который носит название «диодная сборка». Диодные мосты активно используются в электронике, трансформаторных и импульсных блоках питания, люминесцентных лампах. В сварочные аппараты устанавливают мощные полупроводниковые сборки, которые крепятся к теплоотводящему устройству.

Схема диодного моста из 4 диодов

Что такое диодный мост и из каких элементов он состоит

Диодный мост в схемах, применяемых в сетях с однофазным напряжением, состоит из четырех диодов, представляющих собой полупроводниковый элемент с одним p-n переходом. Ток в таком полупроводнике проходит только в одном направлении при подключении анода к плюсу источника, а катода – к минусу. Если подключение будет обратным, ток закрывается. Диодный мост для трехфазного электрического тока отличается наличием шести диодов, а не четырех. Существенные различия в принципе работы между мостовыми схемами для однофазных и трехфазных сетей отсутствуют.

Диод Шоттки – еще один вид полупроводниковых элементов, используемых в диодных мостах. Его основным отличием является переход металл-полупроводник, называемый «барьером Шоттки». Как и переход p-n, он обеспечивает проводимость в одну сторону. Для изготовления устройств Шоттки применяют арсенид галлия, кремний и металлы: золото, платину, вольфрам, палладий. При приложении небольших напряжений – до 60 В – диод Шоттки отличается малым падением напряжения на переходе (не более 0,4 В) и быстродействием. При бытовом напряжении 220 В он ведет себя как обычный кремниевый выпрямительный полупроводник. Сборки из таких полупроводниковых устройств часто устанавливаются в импульсных блоках питания.

Как работает диодный мост: для чайников, просто и коротко

На вход диодного моста подается переменный ток, полярность которого в бытовой электросети меняется с частотой 50 Гц. Диодная сборка «срезает» часть синусоиды, которая для прибора «является» обратной, и меняет ее знак на противоположный. В результате на выходе к нагрузке подается пульсирующий ток одной полярности.

Обозначение диодного моста на схеме

Частота этих пульсаций в 2 раза превышает частоту колебаний переменного тока и равна в данном случае 100 Гц.

Работа диодного моста

На рисунке а) изображена обычная синусоида напряжения переменного тока. На рисунке б) – срезанные положительные полуволны, полученные при использовании выпрямительного диода, который пропускает через себя положительную полуволну и запирается при прохождении отрицательной полуволны. Как видно из схемы, одного диода для эффективной работы недостаточно, поскольку «срезанная» отрицательная часть полуволн теряется и мощность переменного тока снижается в 2 раза. Диодный мост нужен для того, чтобы не просто срезать отрицательную полуволну, а поменять ее знак на противоположный. Благодаря такому схемотехническому решению, переменный ток полностью сохраняет мощность. На рисунке в) – пульсирующее напряжение после прохождения тока через диодную сборку.

Пульсирующий ток строго назвать постоянным нельзя. Пульсации мешают работе электроники, поэтому для их сглаживания после прохождения диодного моста в схему нужно включить фильтры. Простейший тип фильтра – электролитические конденсаторы значительной емкости.

На печатных платах и принципиальных схемах диодный мост, в зависимости от того, как он устроен (отдельные элементы или сборка), может обозначаться по-разному. Если он состоит из отдельно впаянных диодов, то их обозначают буквами VD, рядом с которыми указывают порядковый номер – 1-4. Буквами VDS обозначают сборки, иначе –VD.

Чем можно заменить диодный мост-сборку

Вместо диодного моста, собранного в одном корпусе, можно впаять в схему 4 кремниевых выпрямительных диода или 4 полупроводника Шоттки. Однако вариант диодной сборки более эффективен, благодаря:

меньшей площади, занимаемой сборкой на схеме;
упрощению работы сборщика схемы;
единому тепловому режиму для всех четырех полупроводниковых устройств.

Различные варианты сборки диодного моста

У такого схемотехнического решения есть и минус – в случае выхода из строя хотя бы одного полупроводника придется заменять всю сборку.

Для чего нужен диодный мост в генераторе автотехники

Диодный мост в генераторе

Это схемотехническое решение используется в электрических схемах автомобилей и мотоциклов. Диодный мост, устанавливаемый на генераторе переменного тока, нужен для преобразования вырабатываемого им переменного напряжения в постоянное. Постоянный ток служит для подзарядки АКБ и питания всех электропотребителей, имеющихся в современном транспорте. Требуемая мощность полупроводников в мостовой схеме определяется номинальным током, вырабатываемым генератором. В зависимости от этого показателя, полупроводниковые приборы разделяют на следующие группы по мощности:

маломощные – до 300 мА;
средней мощности – от 300 мА до 10 А;
высокомощные – выше 10 А.

Для автотехники обычно применяют мосты из кремниевых диодов, способных отвечать эксплуатационным требованиям в широком температурном диапазоне – от -60°C до +150°C.

Чем заменить диодный мост в генераторе

В большинстве моделей авто- и мототехники мостовые сборки впаивают в алюминиевый радиатор, поэтому в случае выхода из строя их придется выпаивать и выпрессовывать из радиаторной пластины и заменять на новый. Поскольку это довольно сложная процедура, лучше избегать возникновения факторов, из-за которых сгорает диодный мост. Наиболее часто встречающиеся причины этой проблемы:

на плату попала жидкость;
грязь вместе с маслом проникла к полупроводникам и вызвала короткое замыкание;
изменение положения полюсов контактов на АКБ.

Видео: принцип работы диодного моста

Дио́дный мо́ст — электрическое устройство, предназначенное для преобразования («выпрямления») переменного тока в пульсирующий (постоянный). Такое выпрямление называется двухполупериодным [1] .

Содержание

Порядок работы [ править | править код ]

На вход (Input) схемы подаётся переменное напряжение (не обязательно синусоидальное). В каждый из полупериодов ток проходит только через 2 диода, 2 других — заперты:

В результате, на выходе (DC Output) получается напряжение, пульсирующее с частотой, вдвое большей частоты питающего напряжения:

Эта же схема может быть использована при питании ответственных нагрузок постоянным током в целях их защиты от переполюсовки.

Выпрямитель [ править | править код ]

Преимущества [ править | править код ]

Двухполупериодное выпрямление с помощью моста (по сравнению с однополупериодным) позволяет:

получить на выходе напряжение с повышенной частотой пульсаций, которое проще сгладить фильтром на конденсаторе
избежать постоянного тока подмагничивания в питающем трансформаторе
увеличить коэффициент использования габаритной мощности трансформатора (для однополупериодного выпрямителя он составляет около 0,45, так как через нагрузку протекает только один полупериод переменного тока), что позволяет сделать его магнитопровод меньшего сечения.

Недостатки [ править | править код ]

Происходит двойное падение напряжения по сравнению с однополупериодным выпрямлением (прямое напряжение диода × 2 ≈ 1 В), это иногда нежелательно в низковольтных схемах. Одновременно удваиваются потери энергии (рассеяние тепла) на выпрямительных диодах, что ощутимо снижает КПД мощных низковольтных (на напряжение в несколько вольт) выпрямителей. Частично этот недостаток может быть преодолён за счет использования диодов Шоттки с малым падением напряжения. Также меньшими потерями энергии при мощном низковольтном выпрямлении обладает двухполупериодный выпрямитель со средней точкой, в котором ток в каждом полупериоде протекает не через два, а через один диод.
При перегорании одного из диодов схема превращается в однополупериодную, что может быть не замечено вовремя, и в устройстве появится скрытый дефект.

Конструкция [ править | править код ]

Маркировка [ править | править код ]

материал диодов:

1 или Г — германий или его соединения
2 или К — кремний или его соединения
3 или А — соединения галлия
4 или И — соединения индия

Ц — мост

число (2…4 цифры) Обозначают порядковый номер разработки данного типа моста.

буква

Новый спиновой диод для всепогодного машинного зрения

Физики из МФТИ предложили схему спинового диода, «зажатого» между слоями различных антиферромагнетиков. Оказалось, что сопротивлением и резонансной частотой такого прибора можно управлять, «поворачивая» антиферромагнетики. Этот подход позволяет в несколько раз увеличить диапазон частот, на которых устройство выпрямляет переменный ток, а чувствительность прибора оказывается сравнима с чувствительностью полупроводниковых диодов. Статья опубликована в Physical Review B.

Константин Звездин, старший научный сотрудник лаборатории физики магнитных гетероструктур и спинтроники для энергосберегающих информационных технологий МФТИ, руководитель проекта «Спинтроника» Российского квантового центра, комментирует: «Обычные спиновые диоды со свободными ферромагнитными слоями могут работать на фиксированных частотах, не превышающих двух-четырёх гигагерц. В данной работе мы предложили схему спинового диода, в котором ферромагнитные слои связаны со слоями антиферромагнетиков, что позволяет увеличить частотный диапазон устройства примерно до 10 гигагерц, причём без значительной потери чувствительности. Это существенно расширяет область возможного использования спиновых диодов, открывая для них такие приложения, как, например, всепогодное машинное зрение, основанное на микроволновой голографии».

Спиновой диод

Все современные электронные устройства — диоды, транзисторы, операционные усилители и так далее — работают с электрическим током. Другими словами, все они тем или иным образом управляют потоками заряженных частиц (электронов и дырок). Например, в полупроводниковом диоде соединение областей с повышенной концентрацией электронов и дырок (p-n-переход) приводит к тому, что прибор может пропускать электрический ток только в одну сторону. Используя эту особенность диодов, можно собрать выпрямитель — устройство, которое превращает переменный ток в постоянный.

В то же время, помимо заряда, электроны обладают ещё одним важным свойством: у них есть спин. Спин — это чисто квантовая величина, аналогичная моменту импульса, которым обладают вращающиеся тела из классической механики. В обычном электрическом токе спины электронов направлены хаотично, однако их можно выстроить в одном направлении и получить спиновый ток. Наука, которая занимается изучением спиновых токов, называется спинтроникой. В настоящее время учёные уже научились изготавливать спинтронные наногенераторы, детекторы микроволнового излучения и магнитного поля, которые превосходят свои электронные аналоги.

Аналогом полупроводникового диода в спинтронике является спиновый диод — прибор, который умеет выпрямлять проходящий через него ток. Спиновый диод представляет собой два тонких слоя ферромагнетиков, разделённых слоем диэлектрика, в основе его работы лежат эффекты туннельного магнетосопротивления и вращения в результате переноса спина (spin-transfer torque effect). Если кратко, эти эффекты заключаются в следующем. При пропускании обычного тока через первый слой ферромагнетика спины электронов выстраиваются вдоль намагниченности ферромагнетика, то есть ток становится спиновым. Затем электроны туннелируют через диэлектрик и сталкиваются со вторым ферромагнитным слоем. В зависимости от угла между намагниченностью слоя и спинами электронов, частицы лучше или хуже проходят через него — следовательно, сопротивление прибора зависит от ориентации магнитных слоёв (первый эффект). Одновременно с этим электроны стараются повернуть второй слой, чтобы проходить через него было проще (второй эффект). Поэтому если пропускать через диод переменный ток, намагниченность его слоёв — а следовательно, и сопротивление — будет колебаться одновременно с величиной тока, и в результате ток выпрямляется.

Благодаря этим эффектам можно изготавливать спиновые диоды с чувствительностью более ста тысяч вольт на ватт, хотя максимальная чувствительность обычных полупроводниковых диодов Шоттки не превышает 3 800 вольт на ватт. Чувствительность — это отношение напряжения выходящего постоянного тока к мощности прикладываемого переменного тока; грубо говоря, она описывает, насколько хорошо устройство выпрямляет ток. Тем не менее, есть у спиновых диодов и недостатки. Например, их чувствительность сильно зависит от частоты переменного тока, резко возрастая около резонансного значения и оставаясь близкой к нулю вдали от него. Кроме того, резонансные частоты всех изготовленных ранее спиновых диодов не превышают двух гигагерц. В то же время для некоторых приложений — например, для микроволновой голографии — нужны диоды, работающие на бóльших частотах.

А если «зажать» антиферромагнетиком?

В данной работе учёные из МФТИ описывают способ, с помощью которого можно задавать резонансную частоту спинового диода при изготовлении, а также повысить рабочую частоту. Для этого физики предлагают «зажать» диод между двумя антиферромагнитными слоями. Благодаря обменному закреплению (exchange pinning) слои ферромагнетиков и антиферромагнетиков оказываются связаны, что позволяет управлять углом между намагниченностями ферромагнетиков — а значит, сопротивлением и резонансной частотой прибора. Чтобы проверить работоспособность предложенной схемы, учёные численно смоделировали спиновый диод со слоями толщиной порядка нескольких нанометров, а затем исследовали его свойства.

Рис. 1. Схема спинового диода: угол φ отвечает углу между осями антиферромагнетиков, угол θ — углу между намагниченностями ферромагнитных слоёв.

Кратко поясним, что такое ферромагнетик и антиферромагнетик. В каждом из этих материалов спины атомов обладают дальним порядком — другими словами, на достаточно больших расстояниях структура материала повторяется. В ферромагнетиках спины всех атомов выстроены параллельно заданной оси, а в антиферромагнетиках — антипараллельно. Конечно, в жизни всё немного сложнее, и в действительности при ненулевой температуре на эти картинки накладываются тепловые колебания, поворачивающие спины в случайных направлениях. При превышении определённой температуры дальний порядок полностью разрушается, и вещество становится парамагнетиком, в котором спины всех атомов направлены произвольно. Для ферромагнетиков такая температура называется точкой Кюри, для антиферромагнетиков — точкой Нееля. Кроме того, обычно спины выстраиваются вдоль заданной оси не во всём объёме вещества, а в макроскопических областях, называемых доменами.

Изучили, что получили

Для начала учёные изучили, как угол между намагниченностями ферромагнитных слоёв θ зависит от угла между осями антиферромагнетиков φ (AFM pinning angle), который можно контролировать на этапе изготовления диода, поворачивая антиферромагнетики. Вообще говоря, эти углы не совпадают, хотя и связаны друг с другом (рис. 2). Оказалось, что угол между намагниченностями можно изменять только в диапазоне от 110 до 170 градусов, причём в промежутке от 110 до 140 градусов зависимость является нелинейной. Тем не менее, этого диапазона оказывается достаточно, чтобы контролировать свойства диода.

Рис. 2. Рассчитанная учёными зависимость между углами θ и φ. Credits: A. A. Khudorozhkov et al. / Phys. Rev. B

Затем исследователи выяснили, как зависит чувствительность диода от частоты переменного тока при фиксированном угле между намагниченностями слоёв. Оказалось, что около резонансной частоты чувствительность резко возрастает, при этом достигая значений порядка тысячи вольт на ватт. Это значение меньше максимальной чувствительности изготовленных ранее спиновых диодов, однако всё ещё достаточно велико, чтобы сравниться с обычными полупроводниковыми диодами.

Гораздо более важным является то, что резонансную частоту нового диода можно изменять от 8,5 до 9,5 гигагерц, контролируя угол φ во время изготовления прибора. Впрочем, стоит отметить, что пока учёные рассмотрели предложенную схему только теоретически. Следующим шагом будет изготовление экспериментального образца и непосредственная проверка предсказанных свойств.

Рис. 3. Зависимость чувствительности диода от частоты переменного тока для разных значений угла φ. Величина постоянного тока составляет 99 процентов от критического (внешний график) либо равна нулю (внутренний график). Credits: A. A. Khudorozhkov et al. / Phys. Rev. B

Ранее учёные из МФТИ научились закручивать магнитные вихри в спинтронных устройствах, образованных ферромагнетиком и топологическим изолятором. Топологический изолятор — это материал, который проводит электрический ток только по поверхности, а внутри является обычным изолятором.

Работа поддержана Российским научным фондом.

Введение в электронику. Диоды

Серия статей известного автора множества радиолюбительских публикаций Дригалкина В.В. для начинающих радиолюбителей

Доброго дня уважаемые радиолюбители!
Приветствую вас на сайте “Радиолюбитель“

Диоды

Данный элемент пропускает ток только в одном направлении. У диода два вывода: анод и катод. Если подключить к нему батарею полюсами: плюс – к аноду, минус – к катоду, в направлении от анода к катоду потечет ток. Сопротивление диода в этом направлении небольшое. Если же попробовать изменить полюса батарей, то есть включить диод “наоборот”, то ток через диод не пойдет. В этом направлении диод имеет большое сопротивление. Таким образом, проводимость диода сильно зависит от полярности приложенного напряжения. А это позволяет производить выпрямление переменного тока, детектировать1 сигналы и т.п.

Разновидностей диодов существует несколько. Самый используемый в любых конструкциях – полупроводниковый. Вернее это название классификации, которая включает несколько классов диодов, среди них, в частности, – выпрямительные, импульсные, стабилитроны.

Выпрямительный полупроводниковый диод предназначенный для преобразования переменного тока в постоянный. Они используются в схемах управления и коммутации для ограничения паразитных выбросов напряжений, в качестве элементов электрической развязки цепей и т.д.

Диодный мост – определенная последовательность соединения четырех выпрямительных диодов, предназначенная для преобразования (“выпрямления”) переменного тока в пульсирующий постоянный. Диодный мост может быть выполнен из отдельных диодов, или в виде монолитной диодной сборки (см. Рис. 16,ж). Преимуществом такой сборки является простота монтирования на плате. Используется в блоках питания.

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.

Детектирование (от лат. detectio – открытие, обнаружение) – преобразование электрических колебаний, в результате которого получаются колебания более низкой частоты или постоянный ток. Применяется в радиоприёмных устройствах для выделения колебаний звуковой частоты, в телевидении – сигналов изображения и т.д

Импульсные диоды являются разновидностью высокочастотных диодов и предназначены для использования в качестве ключевых элементов в быстродействующих импульсных схемах. Помимо высокочастотных свойств импульсные диоды обладают минимальной длительностью переходных процессов при включении и выключении. Импульсные диоды применяются в качестве ключевых элементов в схеме при малых длительностях импульсов и переходных процессов (микросекунды и доли микросекунд) .

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. Это позволяет использовать его в усилителях, генераторах синусоидальных и релаксационных колебаний, переключающих схемах. Разновидностью туннельных диодов являются обращенные диоды. Обращенным называют полупроводниковый диод на основе полупроводника с критической концентрацией примеси, в котором проводимость при обратном напряжении значительно больше, чем при прямом вследствие туннельного эффекта. Большой обратный ток и нелинейность вблизи нулевой точки позволяют использовать такие туннельные диоды в качестве пассивного элемента радиотехнических устройств, детекторов и смесителей для работы при малом сигнале и как ключевые устройства для импульсных сигналов малой амплитуды.

Стабилитроны предназначенные для стабилизации уровня напряжения при изменении величины протекающего через диод тока, они подразделяются на маломощные и средней мощности с допустимой мощностью рассеивания до 0,3 Вт и от 0,3 до 5 Вт соответственно. Эти полупроводниковые приборы имеют два вывода: анод и катод. В прямом направлении (от анода к катоду) стабилитрон работает как диод, свободно пропуская ток. А в обратном направлении он сначала не пропускает ток (как и диод), а при увеличении подаваемого на него напряжения вдруг “пробивается ” и начинает пропускать ток. Напряжение “пробоя” называют напряжением
стабилизации. Она будет оставаться неизменной даже при значительном увеличении входного напряжения. Благодаря этому свойству стабилитрон применяется во всех случаях, если надо получить стабильное напряжение питания какого-либо устройства при колебаниях, например сетевого напряжения. Этот прибор ранее был очень популярен в блоках питания.

Подобно стабилитрону работает стабистор. Отличительной особенностью стабисторов по сравнению со стабилитронами является меньшее напряжение стабилизации , которое составляет примерно 0,7 В. Последовательное соединение двух или трёх стабисторов даёт возможность получить удвоенное или утроенное значение напряжения стабилизации. Некоторые типы стабисторов представляют собой единый набор с последовательным соединением отдельных элементов. Стабисторам присущ отрицательный температурный коэффициент сопротивления, то есть напряжение на стабисторе при неизменном токе уменьшается с увеличением температуры. В связи с этим стабисторы используют для температурной компенсации стабилитронов с положительным коэффициентом напряжения стабилизации.

Варикап – полупроводниковый диод, действие которого основано на использовании зависимости емкости от обратного напряжения, предназначен для применения в качестве элемента с электрически управляемой емкостью. Заметим, что у всех диодов по мере увеличения обратного напряжения емкость перехода уменьшается. Отличительная особенность варикапов состоит в том, что эта зависимость выражена более ярко — емкость может изменяться в 3—5 раз. Основными параметрами варикапов являются величина номинальной емкости и напряжения смещения (постоянное обратное напряжение, при котором емкость перехода равна номинальной
емкости) . Они используются в приемниках, генераторах и других радиоустройствах в качестве конденсатора переменной емкости.

Схемотехническое изображение диода (см. Рис. 1 справа) наглядно передает его проводимость: треугольник (символ анода) вместе с пересекающей его линией электрической связи образуют подобие стрелки, указывающей направление проводимости . Перпендикулярная этой стрелке черточка символизирует катод. По другому обстоят дела с диодным мостом. Правильнее будет сказать, что он имеет вход и выход. Первый обозначен на схеме знаком(и) “~”, второй – “+” и “-“. На вход подается переменный ток, а на выходе получаем ток строго одной полярности.

В зависимости от использованного полупроводникового материала различают диоды германиевые, кремниевые и арсенид-галиевые. Германиевые диоды применяют в основном для детектирования слабых высокочастотных сигналов, а для выпрямителей используют кремниевые диоды.

Перейти к следующей статье: Транзисторы

ВЫПРЯМИТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА — КиберПедия

Цель работы:научиться выбирать типы полупроводниковых диодов для схем выпрямителей переменного тока.

Подготовка к работе:

В промышленности и в быту для питания силовых и осветительных электроустановок используется главным образом переменный ток. Однако для электрохимических производств, электрифицированного транспорта, сварочных работ, зарядки аккумуляторов, питания электронной аппаратуры и т.д. требуется ток постоянный. Но применение генераторов постоянного тока для этих целей не всегда целесообразно. Поэтому используются устройства, преобразующие переменный ток в постоянный. Такие устройства называют выпрямителями, а процесс преобразования переменного тока в постоянный получил название выпрямления.

В данной работе рассматриваются выпрямители переменного тока, собранные на полупроводниковых диодах.

Существуют различные схемы выпрямителей: однополупериодная, двухполупериодная, мостовая, трехфазная и т.д.

При решении задач следует помнить, что основными параметрами диодов являются допустимый ток I_доп._, на который рассчитан диод, и обратное напряжение U_обр., которое выдерживает диод без пробоя в непроводящий период. Обычно при составлении реальной схемы выпрямителя задаются значением мощности потребителя Р_g (Вт), получающего питание от данного выпрямителя, и выпрямленным напряжением U_g (В), при котором работает потребитель постоянного тока.

Отсюда нетрудно определить ток потребителя

(1)

Сравнивая ток потребителя с допустимым током диода I_доп., выбирают диоды для схемы выпрямителя.

Для однополупериодного выпрямителя ток через диод равен току потребителя, т.е. надо соблюдать условие

Для двухполупериодной и мостовой схем выпрямления ток диода равен половине тока потребителя, т.е. следует соблюдать условие

Для трехфазного выпрямителя ток через диод составляет треть тока потребителя, следовательно, необходимо, чтобы :

Напряжение, действующее на диод в непроводящий период, U_В зависит от той схемы, которая применяется:

для однополупериодного и двухполупериодного выпрямителя (2)

для трехфазного выпрямителя , (3)

для мостового выпрямителя . (4)

При выборе диода, следовательно, должно соблюдаться условие: .

Пример решения задачи:

Составить схему мостового выпрямителя, использовав один из четырех диодов:

Таблица 1

Тип диода	I_доп. (А)	U_обр. (В)
Д 218	0,1
Д 222	0,4
КД 202 Н
Д 215 Б

Мощность потребителя Р_g = 300 Вт, напряжение U_g = 200 В.

Решение:

1. Определим ток потребителя

2. Напряжение, действующее на диод в непроводящий период для мостовой схемы выпрямителя.

=1,57 ∙ 200 = 314 В

3. Выбираем диод из условия: ,

4. Этим условиям удовлетворяет диод КД 202 Н

5. Составляем схему мостового выпрямителя (рис.1). В этой схеме каждый из диодов имеет параметры диода КД202Н; I_доп.=1 А; U_обр= 500 В.

Рис.1

Ход выполнения работы:

Переписать условие задачи. Данные для своего варианта выписать из таблицы 2. Параметры диодов взять из таблицы 3. Решение необходимо выполнять по действиям с нумерацией и краткими пояснениями.

Ответить на контрольные вопросы.

Задача: Составить схему выпрямителя, использовав один из трех диодов (а,б,в)

Таблица 2

Вариант	Схемы выпрямления	Типы диодов	Р_g, Вт	U_g, В
а	б	в
	Трехфазная	Д224	Д207	Д214Б
	Однополупериодная	Д242Б	Д224А	Д221
	Мостовая	Д218	Д222	Д232Б
	Трехфазная	Д215	Д234Б	Д218
	Однополупериодная	Д209	Д303	Д7Г
	Мостовая	Д221	Д214Б	Д244
	Трехфазная	Д244А	Д7Г	Д210
	Однополупериодная	Д224Б	Д302	Д205
	Мостовая	Д215	Д242А	Д210
	Трехфазная	Д304	Д244	Д226

Таблица3

Контрольные вопросы:

1. Для чего необходимы выпрямители?

2. Назовите основные параметры полупроводниковых диодов.

3. Начертите вольт-амперную характеристику диода.

ЛИТЕРАТУРА

1. Данилов И.А., Иванов П.М.

Общая электротехника с основами электроники: Учебное пособие для студентов неэлектротехн. спец. средних спец. учеб. заведений.- изд. 6-е. стер. -М.: «Высш. Школа», 2005.-752 с.: ил.

2.Немцов М.В., Светлакова И.И.

Электротехника / Серия «Учебники, учебные пособия». Ростов-на-Дону: Феникс, 2004.-567с.

3. Задачник по электротехнике и электронике: учеб. пособие для студ. сред. проф. образования / В.И. Полещук. – 4-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2008.-224 с.

4. Кацман М.М.

Электрические машины: Учеб. для учащихся электротехн. спец. техникумов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1990.- 463 с.: ил.

5. Пиотровский Л.М.

Электрические машины. Учебник для техникумов. Изд. 7-е, стереотипное. Л., «Энергия», 1975. 504 с.: ил.

6. Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е.

Промышленная электроника: Учебник для вузов / Под ред. В.А.Лабунцова. – М.: Энергоатомиздат, 1988.- 320с.: ил.

7. Задачник по электротехнике: Учеб. пособие для нач. проф. образования: Учеб. пособие для сред. проф. образования / П.Н.Новиков, В.Я. Кауфман, О.В. Толчеев и др. – М.: Издательский центр «Академия», 2003.-336 с.: ил.

8. Березкина Т.Ф. и др.

Задачник по общей электротехнике с основами электроники: Учеб. пособие для неэлектротехн. спец. техникумов. / Т.Ф. Березкина, Н.Г. Гусев, В.В. Масленников. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1991. – 380 с.: ил.

9. Прошин В.Н.

Лабораторно-практические работы по электротехнике: учеб. пособие для нач. проф. образования / 2-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2007.-192 с.

10. Рабочая тетрадь к лабораторно-практическим работам по электротехнике: учеб. пособие для нач. проф. образования / В.М. Прошин.- 3-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. -80 с.

Варакторный диод — варикаповый диод »Электроника

Варикап-диод или варакторный диод обеспечивает возможность создания регулируемой по напряжению переменной емкости в цепи.

Учебное пособие по варикапу / варикапу Включает:
Варактор / варикап Резкие и чрезмерно резкие варакторы Технические характеристики варактора (даташит) Схемы варакторных диодов

Другие диоды: Типы диодов

Варакторные или варикапные диоды используются в основном в радиочастотных или радиочастотных цепях для обеспечения переменной емкости, управляемой напряжением.Эти электронные компоненты могут использоваться различными способами, когда уровень емкости должен регулироваться напряжением.

Варакторные диоды могут использоваться не только для аналогового управления напряжением, например, в контуре фазовой автоподстройки частоты, но также могут использоваться в сочетании с микропроцессорами, где напряжение может генерироваться в цифровом виде, а затем преобразовываться в аналоговое напряжение для управления диод с помощью цифро-аналогового преобразователя, АЦП.

На самом деле применения варакторных диодов практически безграничны, и они используются во множестве различных схем для множества различных схем, как для общей конструкции электронных схем, так и для проектирования ВЧ.

Хотя используются оба названия: варактор и варикап диод, они оба имеют одинаковую форму. Название varactor означает переменный реактор или реактивное сопротивление, а varicap означает переменную емкость (переменный конденсатор).

Применение варакторных диодов

Варакторные диоды широко используются во многих ВЧ-конструкциях. Они обеспечивают метод изменения емкости в цепи путем приложения управляющего напряжения. Это дает им почти уникальные возможности, и в результате варакторные диоды широко используются в ВЧ-индустрии.

Хотя варакторные диоды или варикап-диоды могут использоваться во многих различных схемах, они находят применение в двух основных областях:

Генераторы, управляемые напряжением, ГУН: Генераторы, управляемые напряжением, используются во многих различных ВЧ-схемах. Одна из основных областей — это генератор внутри фазированной автоподстройки частоты. В свою очередь, они могут использоваться как FM-демодуляторы или в синтезаторах частот. Варакторный диод является ключевым компонентом генератора, управляемого напряжением.
RF фильтры: Использование варакторных диодов позволяет настраивать фильтры. Следящие фильтры могут потребоваться во входных схемах приемника, где они позволяют фильтрам отслеживать частоту входящего принятого сигнала. Опять же, это можно контролировать с помощью управляющего напряжения. Обычно это может быть обеспечено микропроцессорным управлением через цифро-аналоговый преобразователь.
Частотные и фазовые модуляторы: Варакторные диоды могут использоваться в частотных и фазовых модуляторах.В частотных модуляторах они могут быть размещены поперек резонансного элемента внутри генератора, а звук подается на диод. Таким образом, его емкость будет изменяться в соответствии со звуком, вызывая смещение частоты сигнала вверх и вниз в соответствии с изменениями емкости и, следовательно, в соответствии со звуком.
Для фазовой модуляции сигнал с фиксированной частотой может быть пропущен через схему фазового сдвига и диод, встроенный в него. Опять же, звук подается на диод, и это вызывает сдвиг фазы в соответствии с вариациями звука.

Что касается схем, в которых используются варакторные диоды, они включают в себя генераторы контуров фазовой автоподстройки частоты и, следовательно, многие типы синтезаторов частот в фильтрах, где управление частотой фильтра должно управляться цифровым способом. Их можно даже использовать в некоторых типах схем умножителя гармоник.

Работа переменного конденсатора

Ключ к пониманию того, как работает варактор или варикап диод, — это посмотреть, что такое конденсатор и что может изменить его емкость.Как видно из схемы ниже, конденсатор состоит из двух пластин, между которыми находится изолирующий диэлектрик.

. . . емкость и количество заряда, которое может быть сохранено, зависят от площади пластин и расстояния между ними. . . .

Емкость конденсатора зависит от площади пластин — чем больше площадь, тем больше емкость, а также расстояние между ними — чем больше расстояние, тем меньше уровень емкости.

Диод с обратным смещением не имеет тока, протекающего между областью P-типа и областью N-типа. Область N-типа и области P-типа могут проводить электричество и могут рассматриваться как две пластины, а область между ними — область обеднения — изолирующий диэлектрик. Это точно так же, как конденсатор выше.

Как и в случае с любым диодом, при изменении обратного смещения изменяется и размер обедненной области. Если обратное напряжение на варакторном диоде или варикапе увеличивается, область истощения диода увеличивается, а если обратное напряжение на варакторном диоде уменьшается, область истощения сужается.Следовательно, изменяя обратное смещение на диоде, можно изменить емкость.

Изменение емкости варакторного диода при обратном смещении

Варакторный диод имеет нелинейную кривую емкости — емкость варакторного диода обратно пропорциональна квадратному корню из напряжения на нем. Это означает, что первоначальные изменения обратного напряжения приводят к гораздо большему изменению емкости, чем при более высоких напряжениях.

Типовая кривая емкости напряжения для варакторного диода

Символ цепи варактора или варикапа

Варакторный диод или варикап диод показан на принципиальных схемах или схемах с использованием символа, который объединяет символы диода и конденсатора.Таким образом, очевидно, что он используется как конденсатор переменной емкости, а не как выпрямитель.

Обозначение схемы варакторного диода

При работе с любой схемой электронной схемы необходимо следить за тем, чтобы варакторный диод оставался смещенным в обратном направлении. Это означает, что катод будет положительным по отношению к аноду, то есть катод варактора будет более положительным, чем анод. Таким образом, варактор будет действовать как конденсатор, а не диод в цепи.

Эквивалентная схема варакторного диода

Как и любой другой компонент, варакторный диод не является идеальным конденсатором, но включает в себя различные паразитные элементы.Это верно для варакторного диода, и поэтому полезно иметь возможность моделировать диод как эквивалентную схему. Конденсатор и паразитные элементы необходимо понимать и учитывать в конструкции электронной схемы.

Эквивалентная схема варакторного диода

Видно, что в эквивалентной схеме варакторного диода есть несколько элементов — различные элементы схемы представляют собой основные элементы, которые видны при использовании диода.

Различные элементы следующие:

C _J (В): Этот элемент варакторного диода представляет фактическую переменную емкость перехода, которая является основным требуемым элементом диода.
R _S (В): Это последовательное сопротивление внутри диода, которое изменяется в зависимости от приложенного напряжения.
C _P: Этот элемент схемы представляет паразитную емкость, в основном возникающую из-за емкости вокруг самого основного диодного перехода. Этому способствуют соединительные провода внутри упаковки.
L _P: Эта последовательная емкость в основном возникает из-за соединительных проводов внутри корпуса варакторного диода.Несмотря на небольшой размер, он все равно будет заметен в высокочастотных радиочастотных цепях.

Последовательное сопротивление выводов диода незначительно, особенно если диод работает в режиме обратного смещения, а уровни емкости относительно малы, и поэтому последовательное сопротивление оказывает незначительное влияние.

Типы варакторных диодов

При исследовании высокоэффективных варакторных диодов для конкретных радиочастотных приложений часто можно встретить термины резкие и сверхбыстрые варакторные диоды.

Эти термины относятся к переходу и, следовательно, к характеристикам варакторного диода — сверхбыстрые диоды, как следует из названия, с очень резким изменением легирования, которое приводит к очень резкому переходу — на самом деле, это гиперактивный переход!

Технические характеристики варактора

Хотя варакторный диод сформирован из PN перехода и имеет те же основные характеристики, существуют некоторые специфические характеристики и параметры, которые необходимы для определения его характеристик как переменной емкости.

Эти характеристики включают значение емкости и поведение при изменении емкости-напряжения.

Характеристика обратного пробоя также имеет большое значение, потому что часто требуются довольно высокие обратные напряжения, чтобы уменьшить емкость диода до нижних значений.

Еще одним очень важным параметром является добротность или добротность диода, так как это может существенно повлиять на характеристики всей схемы. Низкие уровни добротности могут снизить избирательность фильтра или отрицательно повлиять на фазовый шум генератора, использующего варактор.

Варакторные диоды

— очень полезные компоненты, которые можно использовать множеством разных способов, особенно в ВЧ схемах. Возможность управлять емкостью в цепи путем изменения напряжения имеет очень много применений и позволяет создавать такие элементы, как контуры фазовой автоподстройки частоты, косвенные синтезаторы частоты, различные типы частотных и фазовых модуляторов и многие другие схемы.

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».. .

Что такое диод переменного конденсатора — как он работает?…

В наших обсуждениях диодов мы узнали, что PN-переход — это граница между полупроводниками P-типа и N-типа, когда они объединены. Когда формируется PN-переход, также образуется область истощения носителей заряда, называемая областью истощения. Из-за области истощения диод развивает «переходную емкость» .

Когда на диод подается обратное смещение, его емкость перехода меняется.Эта характеристика диода была использована инженерами при разработке специального диода под названием Varicap . Его также иногда называют варакторным диодом, переменным конденсатором или диодом реактивного сопротивления, или даже настроечным диодом, почему вскоре станет ясно, почему. Впрочем, в дальнейшем мы будем называть эти штуки варикаповыми диодами.

Основные операции

Рис. 1. Основные части конденсатора

Чтобы легко понять, как работает варикап-диод, мы можем представить его как конденсатор.Конденсатор в основном состоит из двух проводящих пластин и диэлектрика между пластинами. Теперь эти части могли быть представлены и в варикап-диоде. Области P-типа и N-типа диода являются проводящими пластинами, а область обеднения — диэлектриком. Из-за сходства конструкции диод проявляет емкостные свойства.

Рис. 2. Варикап-диод в виде конденсатора

Теперь, когда мы можем представить варикап-диод в виде конденсатора, мы можем теперь посмотреть на параметры, которые влияют на его емкость.В конденсаторе на емкость влияют площадь пластины (A), диэлектрическая проницаемость () и расстояние между пластинами (d). Это выражается в формуле:

Следовательно, емкость варикапа также может быть выражена той же формулой, где:

A — площадь поперечного сечения PN перехода или P-типа и N-типа. материал
Ɛ — диэлектрическая проницаемость полупроводника
d — ширина обедненной области

Вы можете видеть, что емкость увеличивается с увеличением площади, или если диэлектрическая проницаемость больше, или если пластины ближе друг к другу.И наоборот, по мере уменьшения площади пластин и диэлектрической проницаемости или увеличения расстояния между пластинами емкость уменьшается. Другими словами, это означает, что емкость варикапа прямо пропорциональна площади поперечного сечения его перехода и обратно пропорциональна ширине его обедненной области. На реальных варикап-диодах можно изменять только ширину обедненной области для изменения ее емкости.

Рисунок 3а. Увеличение обратного смещения расширяет диэлектрик, тем самым уменьшая емкость.

Как указывалось ранее, одной из характеристик диода при обратном смещении является изменение области обеднения. Когда обратное смещение на варикап-диоде увеличивается, область обеднения расширяется, увеличивая разделение между областями P-типа и N-типа, тем самым уменьшая его емкость. Когда обратное смещение уменьшается, область обеднения сужается, уменьшая разделение между областями P-типа и N-типа, тем самым увеличивая ее емкость. Следовательно, изменение величины приложенного обратного смещения на варикап-диоде приводит к изменению его емкости.

Рисунок 3b. Уменьшение обратного смещения сужает диэлектрик, тем самым увеличивая емкость.

Условное обозначение

На схематических диаграммах варикап обычно представлен объединенными диодом и конденсатором. Номинальная емкость варикапа обычно составляет от нескольких пикофарад до нескольких сотен пикофарад.

Рисунок 4. Обозначение варикап-диода.

Применение

Из-за малых значений емкости варикап-диоды обычно используются в высокочастотных приложениях.К ним относятся такие приложения, как модуляторы FM, синтезаторы FM, генераторы, управляемые напряжением (VCO), схемы фазовой автоподстройки частоты (PLL), спутниковые приемники, устройства автоматического регулирования частоты, параметрические усилители и регулируемые полосовые фильтры. Диод варикапа обычно используется в цепи настройки в этих упомянутых приложениях, поскольку он функционирует как переменный конденсатор в цепи.

Вот пример, это схема параллельного резонансного полосового фильтра, в которой диод варикапа используется для регулировки резонансной частоты в заданном диапазоне.

Рис. 5. Схема параллельного резонансного фильтра, в которой варикап диод используется для регулировки резонансной частоты в заданном диапазоне.

Здесь варикап-диод (D) действует как конденсатор переменной емкости, который образует параллельный резонансный контур с катушкой индуктивности (L). Резонансная частота параллельного резонансного контура выражается как:

В этом случае C для емкости фактически является емкостью D, диода варикапа. В схеме на диод варикапа подается обратное смещение источником напряжения V _BIAS через резистор R ₃.Величина обратного смещения, подаваемого на варикап-диод, регулируется переменным резистором R ₂. Здесь R ₂ сконфигурирован для работы в качестве делителя напряжения, поэтому поворот его ручки изменит напряжение, подаваемое на диод варикапа. Поворот ручки R ₂ вверх увеличивает обратное смещение, приложенное к варикапу, таким образом, емкость варикапного диода уменьшается. Используя приведенную выше формулу, уменьшение емкости приведет к увеличению резонансной частоты.

С другой стороны, поворот ручки R ₂ вниз уменьшает обратное смещение, приложенное к варикапу, таким образом, емкость варикапа увеличивается.Опять же, как показывает формула, увеличение емкости приведет к уменьшению резонансной частоты. Конденсаторы С ₁ и С ₂ в цепи оказывают незначительное влияние на резонансную частоту. Они нужны только для того, чтобы блокировать прохождение постоянного тока от источника напряжения на вход источника и выходную нагрузку схемы.

В этом руководстве мы обсудили варикап-диод и то, какие характеристики диода были оптимизированы для его разработки. Мы также обсудили, чем диод похож на конденсатор и как он действует как переменный конденсатор при изменении величины приложенного к нему обратного смещения.Мы также показали вам его схематический символ, познакомили с некоторыми из его приложений и обсудили, как он используется в цепи. Если вы нашли этот учебник интересным или полезным, поставьте ему лайк, а если у вас есть вопросы, оставьте его в комментариях ниже. Увидимся в нашем следующем уроке!

Что такое варакторный диод? — Определение, символ, работа, характеристика и схема настройки

Определение: Диод, внутренняя емкость которого изменяется с изменением обратного напряжения. Такой тип диода известен как варакторный диод.Он используется для хранения заряда. Варакторный диод всегда работает в режиме обратного смещения, и это полупроводниковый прибор, зависящий от напряжения

Устройство, зависящее от напряжения, означает, что выходной сигнал диода зависит от его входного напряжения. Варакторный диод T используется там, где требуется переменная емкость, и эта емкость регулируется с помощью напряжения. Варакторный диод также известен как варикап, вольт-конденсатор, переменная емкость по напряжению или настраивающий диод.

Обозначение варакторного диода

Обозначение варакторного диода аналогично обозначению диода с PN-переходом. Диод имеет два вывода: анод и катод. Один конец символа состоит из диода, а другой конец имеет две параллельные линии, которые представляют проводящие пластины конденсатора. Зазор между пластинами показывает их диэлектрик.

Работа варакторного диода

Варакторный диод изготовлен из полупроводникового материала n-типа и p-типа.В полупроводниковом материале n-типа электроны являются основными носителями заряда, а в материале p-типа дырки являются основными носителями заряда. Когда полупроводниковые материалы p-типа и n-типа соединяются вместе, образуется p-n-переход, и на PN-переходе создается область обеднения. Положительные и отрицательные ионы составляют область истощения. Эта область блокирует ток, поступающий из PN-области.

Варакторный диод работает только при обратном смещении. Из-за обратного смещения ток не течет.Если диод подключен в прямом смещении, ток начинает течь через диод, и их обедненная область становится меньше. Область обеднения не позволяет ионам перемещаться из одного места в другое.

Варакторный диод используется для накопления заряда, а не для протекания заряда . При прямом смещении общий заряд, накопленный в диоде, становится нулевым, что нежелательно. Таким образом, варакторный диод всегда работает в режиме обратного смещения.

Формула дает емкость варакторного диода,

Где, ε — Диэлектрическая проницаемость полупроводникового материала.
А — площадь PN-перехода
Вт — ширина обедненной области

Емкость варакторного диода увеличивается с увеличением n и области p-типа и уменьшается с увеличением области обеднения. Увеличение емкости означает, что в диоде хранится больше зарядов. Для увеличения емкости заряда область истощения (которая действует как диэлектрик конденсатора) диода должна быть небольшой.

Характеристика варакторного диода

Характеристическая кривая варакторного диода показана на рисунке ниже.График показывает, что при увеличении напряжения обратного смещения область обеднения увеличивается, а емкость диода уменьшается.

Преимущества варакторного диода

Преимущества варакторного диода.

Варакторный диод производит меньше шума по сравнению с другим диодом.
Он дешевле и надежнее.
Варакторный диод имеет небольшие размеры и меньший вес.

Варакторный диод в цепи настройки

На рисунке ниже показано, что D ₁ и D ₂ — это два варакторных диода.Эти диоды обеспечивают переменное сопротивление в параллельном резонансном контуре. V _c — это напряжение постоянного тока, используемое для управления обратным напряжением диода.

Где,

L — индуктивность цепи, измеряется в Генри. Резонансная частота схемы выражается как C ₁ и C ₂ — максимальное напряжение диода

Варакторный диод — определение, обозначение, конструкция и работа

Варактор определение диода

Варактор диод p-n переходной диод, емкость которого изменяется путем изменения обратного Напряжение.Прежде чем перейти к варакторным диодам, давайте сначала взглянем на конденсатор.

Что такое конденсатор?

Конденсатор электронный компонент, который хранит электрическую энергию или электрический заряд в виде электрического поле.

основной конденсатор состоит из двух параллельных проводящих пластин разделены диэлектриком.Две токопроводящие пластины действуют как электроды, а диэлектрик действует как изолятор.

проводящий пластины являются хорошими проводниками электричества, поэтому легко пропустить через них электрический ток. С другой стороны, диэлектрик плохо проводит электричество, поэтому не пропускать через него электрический ток, но это позволяет поле или электрическая сила.

Когда напряжение подается на конденсатор таким образом, чтобы отрицательная клемма АКБ подключена справа боковой электрод или пластина и положительный вывод аккумулятор подключается к левому боковому электроду, конденсатор начинает накапливать электрический плата.

Потому что этого питающего напряжения запускается большое количество электронов. течет от отрицательной клеммы аккумулятора через токопроводящий провод.Когда эти электроны попадают в правую боковая пластина, большое количество атомов в правой боковой пластине получает лишние электроны. Мы знаем это любой объект с большим количеством электронов (отрицательный носители заряда), чем протоны (носители положительного заряда) говорят, что он заряжен отрицательно. На правой боковой пластине есть большее количество электронов, чем протонов.Итак, правая сторона пластина становится отрицательно заряженной из-за увеличения лишние электроны.

свободные электроны в правой боковой пластине или электроде будут пытаться перейти в диэлектрик. Однако диэлектрик блокирует эти электроны.

As в результате на поверхности накапливается большое количество электронов. правая боковая пластина.Таким образом, правая боковая пластина становится отрицательно заряженный электрод.

диэлектрик блокирует поток носителей заряда (свободных электронов) но допускает электрическую силу со стороны отрицательно заряженного электрод.

Вкл. с другой стороны, электроны на левой боковой пластине испытать сильную притягательную силу положительного клемма аккумуляторной батареи.В результате большое количество электроны покидают левую боковую пластину и текут в направлении положительный полюс аккумуляторной батареи. В результате положительный Заряд накапливается на левой боковой пластине.

положительные и отрицательные заряды, накопленные на обеих пластинах оказывают друг на друга силу притяжения. Эта сила притяжения между пластинами не что иное, как электрическое поле между тарелки.

ср знайте, что емкость — это способность хранить электрические плата. Таким образом, на обеих пластинах хранится заряд. Таким образом, там существует емкость на обеих пластинах.

Что такое варакторный диод?

термин варактор происходит от переменного конденсатора. Варактор диод работает только при обратном смещении.Варактор диод действует как переменный конденсатор при обратном смещении.

Варактор диод также иногда называют варикап-диодом, настройка диод, диод с переменным реактивным сопротивлением или переменная емкость диод.

варакторный диод изготовлен таким образом, чтобы лучшее свойство переходной емкости, чем у обычных диоды.

Варактор конструкция диода

варакторный диод состоит из p-типа и n-типа полупроводник. В полупроводнике n-типа свободные электроны основные носители и дыры являются миноритарными перевозчиками. Итак, свободные электроны несут большая часть электрического тока в полупроводнике n-типа.В р-типе полупроводник, дырки являются основными носителями и свободны электроны являются неосновными носителями. Так что дыры несут больше всего электрического тока в полупроводнике p-типа.

Когда полупроводник p-типа контактирует с n-типом полупроводник, a p-n между ними образуется стык. Это p-n переход разделяет полупроводник p-типа и n-типа.

в p-n переход, истощение регион создан. Область истощения — это область где подвижные носители заряда (свободные электроны и дырки) отсутствующий.

обедненная область состоит из положительных и отрицательных ионов (заряженные атомы). Эти положительные и отрицательные ионы не переходить с одного места на другое.

область обеднения блокирует свободные электроны с n-стороны и дырок со стороны р. Таким образом, область истощения блокирует электрический ток. через p-n переход.

Варактор символ диода

символ варакторного диода показан на рисунке ниже. В Условное обозначение варакторного диода практически аналогично нормальный диод p-n перехода.

Два параллельные линии на катодной стороне представляют два проводящих пластины и пространство между этими двумя параллельными линиями представляет собой диэлектрик.

Беспристрастный варакторный диод

ср известно, что в полупроводнике n-типа большое количество свободные электроны присутствуют и в полупроводнике p-типа, присутствует большое количество дырок.Свободные электроны и дыры всегда пытаются переместиться из области с более высокой концентрацией в область с более низкой концентрацией.

Для свободные электроны, n-область — область более высокой концентрации а p-область — область более низкой концентрации. Для дырок, p-область — это область с более высокой концентрацией, а n-область — область более низкой концентрации.

Следовательно, в свободные электроны всегда пытаются перейти из n-области в p-область аналогично дырки всегда пытаются переместиться из p-области в n-регион.

Когда нет напряжения, большое количество свободных электронов в n-области отталкиваются друг от друга и движутся навстречу p-область.

Когда свободные электроны достигают p-n перехода, они испытывают сила притяжения от дырок в p-области.Как в результате свободные электроны пересекают p-n-переход. в Подобным образом отверстия также пересекают p-n переход. Из-за поток этих носителей заряда течет крошечный ток через диод на некоторое время.

Во время этого процесса, некоторые нейтральные атомы около перехода на n-стороне теряет электроны и становится положительно заряженными атомами (положительные ионы) аналогично некоторые нейтральные атомы около переход на p-стороне получает дополнительные электроны и становится отрицательно заряженные атомы (отрицательные ионы).Эти положительные и отрицательные ионы, созданные на p-n переходе, не что иное, как область истощения. Эта область истощения предотвращает дальнейшее ток через p-n переход.

Ширина истощения область зависит от количества добавленных примесей (количество допинга).

А сильнолегированный варакторный диод имеет тонкий обедненный слой тогда как у слаболегированного варакторного диода есть широкое обеднение слой.

ср знайте, что изолятор или диэлектрик не позволяют электрический ток через него. Область истощения также не пропускать через него электрический ток. Итак, истощение область действует как диэлектрик конденсатора.

Мы знаем это электроды или токопроводящие пластины легко пропускают электрический ток через них.Полупроводники p-типа и n-типа также легко пропустить через них электрический ток. Итак, p-тип и n-тип полупроводник действует как электроды или проводящие пластины конденсатор. Таким образом, варакторный диод ведет себя как обычный конденсатор.

В ан несмещенный варакторный диод, ширина обеднения очень мала. Так что емкость (накопитель заряда) очень большая.

Как варактор диод работает?

варакторный диод всегда должен работать с обратным смещением. Потому что при обратном смещении электрический ток не течет. При приложении напряжения прямого смещения электрический ток протекает через диод. В результате область истощения становится незначительным.Мы знаем, что область истощения состоит из накопленных сборов. Таким образом, накопленные расходы становятся незначительными что нежелательно.

А варакторный диод предназначен для накопления электрического заряда, а не для проводить электрический ток. Так что варакторный диод всегда должен быть работает с обратным смещением.

Когда а приложено напряжение обратного смещения, электроны из n-области а дырки из p-области удаляются от стыка.Как в результате ширина обедненной области увеличивается и емкость уменьшается.

Однако, если приложенное напряжение обратного смещения очень низкое, емкость будет очень большой.

Емкость обратно пропорциональна ширине обедненной области и прямо пропорционально к площади поверхности p-области и n-области.Так что емкость уменьшается пропорционально ширине обедненной области увеличивается.

Если напряжение обратного смещения увеличивается, ширина область обеднения еще больше увеличивается, и емкость далее уменьшается.

Вкл. с другой стороны, если напряжение обратного смещения уменьшается, ширина обедненной области уменьшается, а емкость увеличивается.

Таким образом, увеличение напряжения обратного смещения увеличивает ширину обедненной области и уменьшает емкость варакторный диод.

уменьшение емкости означает уменьшение емкости для хранения плата. Таким образом, напряжение обратного смещения должно поддерживаться на уровне минимум для достижения большого заряда.Таким образом, емкость или переходная емкость может быть изменена путем изменения Напряжение.

В а конденсатор постоянной емкости, емкость не будет изменяться, тогда как, в конденсаторе переменной емкости варьируется емкость.

В а варакторный диод, емкость изменяется при напряжении разнообразен. Итак, варакторный диод — это конденсатор переменной емкости.Емкость варакторного диода измеряется в пикофарады (пФ).

Приложения варакторного диода

Варактор диод используется в умножителях частоты.
Варактор диод используется в параметрических усилителях.
Варактор диод используется в генераторах, управляемых напряжением.

Типы диодов

различные типы диодов следующие:

стабилитрон диод
Лавинный диод
Фотодиод
Свет Излучающий диод
Лазер диод
Туннель диод
Шоттки диод
Варактор диод
P-N переходной диод

Что такое варакторный диод?

Варакторные диоды, также называемые варикапами, представляют собой полупроводниковые устройства, которые ведут себя как переменные конденсаторы.При обратном смещении их емкость зависит от приложенного напряжения. Чаще всего они используются в устройствах, требующих электронной настройки, например, в радиоприемниках.

Значение

Варакторные диоды обычно используются в коммуникационном оборудовании, где необходима электронная настройка. Они являются важным компонентом радиочастотных или радиочастотных приложений.

Идентификация

Помимо варикапов, варакторы также известны как конденсаторы переменного напряжения и настроечные диоды.Их символ — диод, расположенный непосредственно рядом с конденсатором. По внешнему виду они могут выглядеть как конденсаторы или обычные диоды.

Эксплуатация

Емкость варактора уменьшается с увеличением обратного напряжения. Обычно их размещают параллельно с индуктором, чтобы образовать контур резонансной частоты. Когда изменяется обратное напряжение, изменяется и резонансная частота, поэтому варакторы могут быть заменены механически настроенными конденсаторами.

Функция

Варакторные диоды используются в радиоприемниках, FM-приемниках, телевизорах и микроволновых печах.

Expert Insight

Эффект емкости переменного напряжения присутствует во всех диодах, но варакторы специально созданы для этой цели. Для диода с обратным смещением обедненный слой становится шире при увеличении обратного напряжения. Это приводит к уменьшению емкости, что эквивалентно разъединению пластин на конденсаторах. Сила этого емкостного эффекта зависит от количества используемого легирования, поскольку уровень легирования определяет, насколько широким становится обедненный слой при нанесении Обратное напряжение.

Предупреждение

Варакторные цепи используются в ситуациях с высоким напряжением, например, в телевизорах, и эти напряжения могут достигать 60 В. Следовательно, неправильное обращение с этими устройствами может быть опасным, поэтому следует обратиться к профессиональному электрику.

Что такое варакторный диод? — Конструкция, работа, характеристики и применение

Определение: Варакторный диод — это диод, который работает по принципу изменения емкости путем изменения ширины обедненной области P-N перехода.Диод P-N Junction создает эффект конденсатора . Емкость регулируется приложенным напряжением. Он работает в режиме с обратным смещением .

Слово Varacter формируется из слов Переменное реактивное сопротивление или переменный резистор . Таким образом, он обеспечивает переменное сопротивление, реактивное сопротивление или емкость, поэтому его называют варакторным диодом. Символ варакторного диода такой же, как и у обычного диода, за исключением того, что символ конденсатора объединен с символом диода, чтобы показать эффект емкости.

Его также называют конденсатором переменного напряжения (VVC), или варикаповым диодом .

Конструкция варакторного диода

Он состоит из полупроводника P-типа и N-типа, и к нему приложено обратное смещение. Основными носителями в полупроводнике N-типа являются электроны, а в полупроводнике P-типа основными носителями являются дырки. На стыке электроны и дырки рекомбинируют. Из-за чего на стыке накапливаются неподвижные ионы. И ток больше не может течь из-за большинства носителей.

Таким образом, формируется область истощения. Область обеднения называется так, потому что она обеднена носителями заряда, то есть основные носители отсутствуют в области обеднения. Он работает как диэлектрический слой, а полупроводник P- и N-типа работает как пластины конденсатора.

Работа варакторного диода

Когда обратное смещение применяется к P-N переходу, ширина обедненного слоя увеличивается. А с увеличением обратного напряжения постепенно обедненный слой увеличивается еще больше.Таким образом, область обеднения создает переходную емкость C _T. C _T = ɛA / W

Здесь C _T — переходная емкость, ɛ — диэлектрическая проницаемость, A — площадь пластин конденсатора, а W — ширина обедненного слоя.

Из приведенного выше соотношения видно, что переходная емкость обратно пропорциональна ширине обедненного слоя. Таким образом, если нам нужна большая емкость, ширина должна быть небольшой.И ширина будет небольшой, если мы будем подавать низкое обратное напряжение.

Точно так же, если нам требуется низкая емкость, ширина должна быть большой, а для увеличения ширины приложенное обратное напряжение должно быть высоким. Таким образом, эту ширину можно контролировать с помощью приложенного обратного напряжения.

Вольт-амперные характеристики варакторного диода

На характеристической кривой видно, что при увеличении обратного напряжения от 0 В переходная емкость уменьшается экспоненциально.

Соотношение между переходной емкостью V _R и V _k.

C _T = K / (V _k + V _R) ⁿ

Здесь C _T — емкость перехода, Vk — напряжение перегиба, а V _R — обратное напряжение, а значение n для легированных переходов равно 1/2, а диффузных переходов — 1/3. Таким образом, напряжение обратно пропорционально емкости.

Диапазон настройки конденсатора зависит от уровня легирования диода.Для резкого перехода легирование будет однородным, но для сверхрезкого перехода профиль легирования будет неоднородным.

Преимущества варакторного диода

Низкий уровень шума: Он генерирует меньше шума по сравнению с другим диодом с P-N переходом. Таким образом, потери мощности из-за шума в варакторных диодах невелики.
Портативность: Портативный благодаря небольшим размерам и легкому весу.
Надежность: Надежнее других диодов с P-N переходом.
Экономичный: Это недорогой диод, поэтому его экономично использовать в различных приложениях.

Недостатки варакторного диода

Они специально разработаны для работы в режиме обратного смещения, он имеет наименьшее значение при работе в режиме прямого смещения.

Применение варакторного диода

Телевизионные приемники: Варакторные диоды используются в качестве настраиваемых конденсаторов и заменяют механически настраиваемые конденсаторы в различных приложениях.Он используется в телевидении в резонансном контуре резервуара.
Радиоприемники: Радиоприемники также используют этот диод для настройки.
Умножитель частоты: Он также используется в качестве умножителя частоты в различных электронных схемах.
Контуры фазовой автоподстройки частоты: Используется в контуре фазовой автоподстройки частоты для частотной модуляции. Варакторные диоды помогают добиться частотной модуляции. Таким образом, в устройствах связи варакторные диоды имеют большое значение.
Генераторы, управляемые напряжением: Генераторы управления напряжением широко используются в передающих и приемных цепях связи. И варакторный диод играет важную роль в построении генератора, управляемого напряжением.
Параметрические усилители: Используется в параметрических усилителях как важный компонент.

Варакторный диод создает эффект емкости, потому что катодный и анодный выводы действуют как пластина конденсатора, а область между ними действует как диэлектрическая среда.

Поставщики и ресурсы беспроводной связи RF

О мире беспроводной связи RF

Веб-сайт RF Wireless World является домом для поставщиков и ресурсов радиочастотной и беспроводной связи. На сайте представлены статьи, руководства, поставщики, терминология, исходный код (VHDL, Verilog, MATLAB, Labview), тестирование и измерения, калькуляторы, новости, книги, загрузки и многое другое.

Сайт RF Wireless World охватывает ресурсы по различным темам, таким как RF, беспроводная связь, vsat, спутник, радар, оптоволокно, микроволновая печь, wimax, wlan, zigbee, LTE, 5G NR, GSM, GPRS, GPS, WCDMA, UMTS, TDSCDMA, Bluetooth, Lightwave RF, z-wave, Интернет вещей (IoT), M2M, Ethernet и т. Д.Эти ресурсы основаны на стандартах IEEE и 3GPP. В нем также есть академический раздел, который охватывает колледжи и университеты по инженерным дисциплинам и MBA.

Статьи о системах на основе Интернета вещей

Система обнаружения падений для пожилых людей на основе Интернета вещей : В статье рассматривается архитектура системы обнаружения падений, используемой для пожилых людей. В нем упоминаются преимущества или преимущества системы обнаружения падений Интернета вещей. Узнать больше➤
Также обратитесь к другим статьям о системах на основе Интернета вещей следующим образом:
• Система очистки туалетов самолета. • Система измерения столкновений • Система отслеживания скоропортящихся продуктов и овощей • Система помощи водителю • Система умной торговли • Система мониторинга качества воды. • Система Smart Grid • Система умного освещения на базе Zigbee • Умная парковка на базе Zigbee • Система умной парковки на основе LoRaWAN

RF Статьи о беспроводной связи

В этом разделе статей представлены статьи о физическом уровне (PHY), уровне MAC, стеке протоколов и сетевой архитектуре на основе WLAN, WiMAX, zigbee, GSM, GPRS, TD-SCDMA, LTE, 5G NR, VSAT, Gigabit Ethernet на основе IEEE / 3GPP и т. Д. .стандарты. Он также охватывает статьи, относящиеся к испытаниям и измерениям, по тестированию на соответствие, используемым для испытаний устройств на соответствие RF / PHY. УКАЗАТЕЛЬ СТАТЬИ ДЛЯ ССЫЛКИ >>.

Физический уровень 5G NR : Обработка физического уровня для канала 5G NR PDSCH и канала 5G NR PUSCH рассмотрена поэтапно. Это описание физического уровня 5G соответствует спецификациям физического уровня 3GPP. Читать дальше➤

Основы повторителей и типы повторителей : В нем объясняются функции различных типов ретрансляторов, используемых в беспроводных технологиях.Читать дальше➤

Основы и типы замирания : В этой статье описываются мелкомасштабные замирания, крупномасштабные замирания, медленные, быстрые и т. Д., Используемые в беспроводной связи. Читать дальше➤

Архитектура сотового телефона 5G : В этой статье рассматривается блок-схема сотового телефона 5G с внутренними модулями 5G. Архитектура сотового телефона. Читать дальше➤

Основы помех и типы помех: В этой статье рассматриваются помехи в соседнем канале, помехи в совмещенном канале, Электромагнитные помехи, ICI, ISI, световые помехи, звуковые помехи и т. Д.Читать дальше➤

5G NR Раздел

В этом разделе рассматриваются функции 5G NR (New Radio), нумерология, диапазоны, архитектура, развертывание, стек протоколов (PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC) и т. Д. 5G NR Краткий указатель ссылок >>
• Мини-слот 5G NR • Часть полосы пропускания 5G NR • 5G NR CORESET • Форматы DCI 5G NR • 5G NR UCI • Форматы слотов 5G NR • IE 5G NR RRC • 5G NR SSB, SS, PBCH • 5G NR PRACH • 5G NR PDCCH • 5G NR PUCCH • Эталонные сигналы 5G NR • 5G NR m-последовательность • Золотая последовательность 5G NR • 5G NR Zadoff Chu Sequence • Физический уровень 5G NR • Уровень MAC 5G NR • Уровень 5G NR RLC • Уровень 5G NR PDCP

Учебные пособия по беспроводным технологиям

В этом разделе рассматриваются учебные пособия по радиочастотам и беспроводной связи.Он охватывает учебные пособия по таким темам, как сотовая связь, WLAN (11ac, 11ad), wimax, bluetooth, zigbee, zwave, LTE, DSP, GSM, GPRS, GPS, UMTS, CDMA, UWB, RFID, радар, VSAT, спутник, WLAN, волновод, антенна, фемтосота, тестирование и измерения, IoT и т. Д. См. УКАЗАТЕЛЬ >>

Учебное пособие по 5G — В этом учебном пособии по 5G также рассматриваются следующие подтемы по технологии 5G:
Учебное пособие по основам 5G. Частотные диапазоны руководство по миллиметровым волнам Волновая рама 5G мм Зондирование волнового канала 5G мм 4G против 5G Испытательное оборудование 5G Сетевая архитектура 5G Сетевые интерфейсы 5G NR канальное зондирование Типы каналов 5G FDD против TDD Разделение сети 5G NR Что такое 5G NR Режимы развертывания 5G NR Что такое 5G TF

В этом учебном пособии GSM рассматриваются основы GSM, сетевая архитектура, сетевые элементы, системные спецификации, приложения, Типы пакетов GSM, структура или иерархия кадров GSM, логические каналы, физические каналы, Физический уровень GSM или обработка речи, вход в сеть мобильного телефона GSM, установка вызова или процедура включения питания, MO-вызов, MT-вызов, VAMOS, AMR, MSK, модуляция GMSK, физический уровень, стек протоколов, основы работы с мобильным телефоном, Планирование RF, нисходящая линия связи PS-вызовов и восходящая линия связи PS-вызовов.
➤Подробнее.

LTE Tutorial , охватывающий архитектуру системы LTE, охватывающий основы LTE EUTRAN и LTE Evolved Packet Core (EPC). Он обеспечивает связь с обзором системы LTE, радиоинтерфейсом LTE, терминологией LTE, категориями LTE UE, структурой кадра LTE, физическим уровнем LTE, Стек протоколов LTE, каналы LTE (логические, транспортные, физические), пропускная способность LTE, агрегация несущих LTE, передача голоса по LTE, расширенный LTE, Поставщики LTE и LTE vs LTE продвинутые.➤Подробнее.

RF Technology Stuff

Эта страница мира беспроводной радиосвязи описывает пошаговое проектирование преобразователя частоты RF на примере преобразователя RF UP от 70 МГц до диапазона C. для микрополосковой платы с использованием дискретных радиочастотных компонентов, а именно. Смесители, гетеродин, MMIC, синтезатор, опорный генератор OCXO, колодки аттенюатора. ➤Подробнее.
➤Проектирование и разработка радиочастотного трансивера ➤Конструкция RF-фильтра ➤Система VSAT ➤Типы и основы микрополосковой печати ➤ОсновыWaveguide

Секция испытаний и измерений

В этом разделе рассматриваются контрольно-измерительные ресурсы, испытательное и измерительное оборудование для тестирования DUT на основе Стандарты WLAN, WiMAX, Zigbee, Bluetooth, GSM, UMTS, LTE.ИНДЕКС испытаний и измерений >>
➤Система PXI для T&M. ➤ Генерация и анализ сигналов ➤Измерения слоя PHY ➤Тест на соответствие устройства WiMAX ➤ Тест на соответствие Zigbee ➤ Тест на соответствие LTE UE ➤Тест на соответствие TD-SCDMA

Волоконно-оптическая технология

Оптоволоконный компонент , основы, включая детектор, оптический соединитель, изолятор, циркулятор, переключатели, усилитель, фильтр, эквалайзер, мультиплексор, разъемы, демультиплексор и т. д.Эти компоненты используются в оптоволоконной связи. Оптические компоненты INDEX >>
➤Учебное пособие по оптоволоконной связи ➤APS в SDH ➤SONET основы ➤SDH Каркасная конструкция ➤SONET против SDH

Поставщики и производители беспроводных радиочастотных устройств

Сайт RF Wireless World охватывает производителей и поставщиков различных радиочастотных компонентов, систем и подсистем для ярких приложений, см. ИНДЕКС поставщиков >>.

Поставщики радиочастотных компонентов, включая радиочастотный изолятор, радиочастотный циркулятор, радиочастотный смеситель, радиочастотный усилитель, радиочастотный адаптер, радиочастотный разъем, радиочастотный модулятор, радиочастотный трансивер, PLL, VCO, синтезатор, антенну, генератор, делитель мощности, сумматор мощности, фильтр, аттенюатор, диплексор, дуплексер, микросхема резистора, микросхема конденсатора, индуктор микросхемы, ответвитель, оборудование ЭМС, программное обеспечение для проектирования радиочастот, диэлектрический материал, диод и т. д.Производители радиокомпонентов >>
➤Базовая станция LTE ➤RF Циркулятор ➤RF Изолятор ➤Кристаллический осциллятор

MATLAB, Labview, встроенные исходные коды

Раздел исходного кода RF Wireless World охватывает коды, связанные с языками программирования MATLAB, VHDL, VERILOG и LABVIEW. Эти коды полезны для новичков в этих языках. ИНДЕКС ИСХОДНОГО КОДА >>
➤3-8 декодер кода VHDL ➤Код MATLAB для дескремблера ➤32-битный код ALU Verilog ➤T, D, JK, SR триггеры labview коды

* Общая информация о здоровье населения *

Выполните эти пять простых действий, чтобы остановить коронавирус (COVID-19).
СДЕЛАЙТЕ ПЯТЬ
1. РУКИ: часто мойте их.
2. КОЛЕНО: Откашляйтесь
3. ЛИЦО: Не трогай его
4. НОГИ: держитесь на расстоянии более 3 футов (1 м) друг от друга
5. ЧУВСТВОВАТЬ: Болен? Оставайся дома

Используйте технологию отслеживания контактов >>, соблюдайте >> рекомендации по социальному дистанцированию и установить систему видеонаблюдения >> чтобы спасти сотни жизней. Использование концепции телемедицины стало очень популярным в таким странам, как США и Китай, остановить распространение COVID-19, поскольку это заразное заболевание.

RF Беспроводные калькуляторы и преобразователи

Раздел «Калькуляторы и преобразователи» охватывает ВЧ-калькуляторы, беспроводные калькуляторы, а также преобразователи единиц. Сюда входят такие беспроводные технологии, как GSM, UMTS, LTE, 5G NR и т. Д. СПРАВОЧНЫЕ КАЛЬКУЛЯТОРЫ Указатель >>.
➤ Калькулятор пропускной способности 5G NR ➤5G NR ARFCN против преобразования частоты ➤Калькулятор скорости передачи данных LoRa ➤LTE EARFCN для преобразования частоты ➤Калькулятор антенн Яги ➤ Калькулятор времени выборки 5G NR

IoT-Интернет вещей Беспроводные технологии

Раздел IoT охватывает беспроводные технологии Интернета вещей, такие как WLAN, WiMAX, Zigbee, Z-wave, UMTS, LTE, GSM, GPRS, THREAD, EnOcean, LoRa, SIGFOX, WHDI, Ethernet, 6LoWPAN, RF4CE, Bluetooth, Bluetooth Low Power (BLE), NFC, RFID, INSTEON, X10, KNX, ANT +, Wavenis, Dash7, HomePlug и другие.Он также охватывает датчики Интернета вещей, компоненты Интернета вещей и компании Интернета вещей.
См. Главную страницу IoT >> и следующие ссылки.
➤ НИТЬ ➤EnOcean ➤Учебник по LoRa ➤Учебник по SIGFOX ➤WHDI ➤6LoWPAN ➤Zigbee RF4CE ➤NFC ➤Lonworks ➤CEBus ➤UPB

Что такое диод или как из переменного тока получить постоянный? | Лампа Эксперт

Что такое силовой диод?

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Переменный ток в постоянный диод для высокой мощности преобразователя

Диодный мост какие диоды использовать

Тема: как выбрать диод для получения постоянного тока из переменного.

Содержание статьи

Что такое диодный мост и из каких элементов он состоит

Как работает диодный мост: для чайников, просто и коротко

Чем можно заменить диодный мост-сборку

Для чего нужен диодный мост в генераторе автотехники

Чем заменить диодный мост в генераторе

Видео: принцип работы диодного моста

Порядок работы [ править | править код ]

Выпрямитель [ править | править код ]

Недостатки [ править | править код ]

Конструкция [ править | править код ]

Новый спиновой диод для всепогодного машинного зрения

Введение в электронику. Диоды

ВЫПРЯМИТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА — КиберПедия

Варакторный диод — варикаповый диод »Электроника

Варикап-диод или варакторный диод обеспечивает возможность создания регулируемой по напряжению переменной емкости в цепи.

Применение варакторных диодов

Работа переменного конденсатора

Символ цепи варактора или варикапа

Эквивалентная схема варакторного диода

Типы варакторных диодов

Технические характеристики варактора

Что такое диод переменного конденсатора — как он работает?…

Основные операции

Условное обозначение

Применение

Что такое варакторный диод? — Определение, символ, работа, характеристика и схема настройки

Обозначение варакторного диода

Работа варакторного диода

Характеристика варакторного диода

Преимущества варакторного диода

Варакторный диод в цепи настройки

Варакторный диод — определение, обозначение, конструкция и работа

Варактор определение диода

Что такое конденсатор?

Что такое варакторный диод?

Варактор конструкция диода

Варактор символ диода

Беспристрастный варакторный диод

Как варактор диод работает?

Приложения варакторного диода

Типы диодов

Что такое варакторный диод?

Значение

Идентификация

Эксплуатация

Функция

Expert Insight

Предупреждение

Что такое варакторный диод? — Конструкция, работа, характеристики и применение

Конструкция варакторного диода

Работа варакторного диода

Вольт-амперные характеристики варакторного диода

Преимущества варакторного диода

Недостатки варакторного диода

Применение варакторного диода

Поставщики и ресурсы беспроводной связи RF

О мире беспроводной связи RF

Статьи о системах на основе Интернета вещей

RF Статьи о беспроводной связи

5G NR Раздел

Учебные пособия по беспроводным технологиям

RF Technology Stuff

Секция испытаний и измерений

Волоконно-оптическая технология

Поставщики и производители беспроводных радиочастотных устройств

MATLAB, Labview, встроенные исходные коды

* Общая информация о здоровье населения *

RF Беспроводные калькуляторы и преобразователи

IoT-Интернет вещей Беспроводные технологии

СВЯЗАННЫЕ ЗАПИСИ

Учебники по беспроводной связи RF

Различные типы датчиков

Поделиться страницей