Site Loader

Содержание

Диод Д10 — DataSheet

Корпус диода Д10

 

Описание

Диоды германиевые, точечные универсальные. Предназначены для преобразования, ограничения и детектирования переменного напряжения частотой до 150 МГц. Выпускаются в стеклянном корпусе с гибкими выводами. Маркируются двумя точками со стороны положительного вывода: Д10 —черной и красной; Д10А —черной и оранжевой; Д10Б —черной и желтой. Масса диода не более 0,3 г.

 

Параметры диода Д10
Параметр Обозначение Маркировка Значение Ед. изм.
Аналоги Д10 АА112, SED107
Д10А АА130
Д10Б 1N616
Максимальное постоянное обратное напряжение. Uo6p max, Uo6p и max Д10 10 В
Д10А 10
Д10Б 10
Максимальный постоянный прямой ток. Iпp max, Iпp ср max, I*пp и max Д10 16 мА
Д10А 16
Д10Б 16
Максимальная рабочая частота диода fд max Д10 100 кГц
Д10А 100
Д10Б 100
Постоянное прямое напряжение Uпр не более (при Iпр, мА) Д10 1.5 (3) В
Д10А 1.5 (5)
Д10Б 1.5 (8)
Постоянный обратный ток
Iобр не более (при Uобр, В) Д10 100 (10) мкА
Д10А 200 (30)
Д10Б 200 (30)
Время обратного восстановления — время переключения диода с заданного прямого тока на заданное обратное напряжение от момента прохождения тока через нулевое значение до момента достижения обратным током заданного значения tвос, обр Д10 мкс
Д10А
Д10Б
Общая емкость Сд (при Uобр, В) Д10 пФ
Д10А
Д10Б

Описание значений со звездочками(*) смотрите в буквенных обозначениях параметров диодов.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Технические характеристики импульсных полупроводниковых диодов

Импульсный диод — диод, предназначенный для работы в высокочастотных импульсных схемах.
Обычно представляет собой полупроводниковый прибор с p-n-переходом, оптимизированный по собственной ёмкости, времени восстановления обратного сопротивления (рассасывания неосновных носителей).
Импульсные диоды применяют в быстродействующих импульсных, а так же ключевых схемах, в формирователях наносекундных импульсов, для выпрямления токов, детектирования и модуляции сигналов с частотой до нескольких сотен МГц.
Типичная барьерная ёмкость импульсного диода обычно менее 1 пФ и время восстановления обратного сопротивления (время жизни неосновных носителей) обычно не более 4 нс.

Условные обозначения электрических параметров, характеризующих свойства импульсных полупроводниковых диодов:

  Диод  Uоб/Uимп
   В/В
 Iпр/Iимп
  мА/мА
 Tв/Qпк(Iп/Uо)
  нс/пк (мА/В)
 Cд/Uд
  пф/В
 Uпр/Iпр
  В/мА
 Iо
 мкА
Кор-
пус
2Д502А
2Д502Б
2Д502В
2Д502Г
  30/
  30/
 100/
 100/
 20/300
 20/300
 10/200
 10/200
500/ (30/30)
500/ (30/30)
500/ (30/30)
500/ (30/30)
   1.0/10
 1.0/50
 1.0/10
 1.0/50
  5
  5
  5
  5
 20
 20
 20
 20
КД503А
КД503Б
КД503В
  30/
  30/
  10/
 20/200
 20/200
 10/200
 10/
 10/
 50/
  5/0
2.5/0
  6/0
 1.0/10
 1.2/10
 1.3/10
 10
 10
 —
  1
  1
  1
КД504А   40/ 240/     2/5  1.2/100   2  23
ГД507А
  20/30  16/100 100/ (20/10) 0.8/5  0.5/5  50   1
ГД508А
ГД508Б
   8/10
   8/10
 10/30
 10/30
   /20 (10/5 )
   /20 (10/5 )
.75/0.5
.75/0.5
 0.7/10
0.65/10
 60
100
  1
  1
КД509А   50/70 100/1500  4/400 (50/10)   4/0  1.1/100   5  33
КД510А   50/75 200/1500  4/400 (50/10)   4/0  1.1/200   5  33
ГД511А
ГД511Б
ГД511В
  12/
  12/
  12/
 15/50
 15/50
 15/50
   /100(10/10)
   / 40(10/10)
   /100(10/10)
1.0/5
1.0/5
1.0/5
 0.6/5
 0.6/5
 0.6/5
 50
100
200
 23
 23
 23
КД512А
КД512Б
КД512А1
  20/
  20/
  20/
 20/200
 20/200
 20/200
  1/30 (10/10)
  1/50 (10/10)
  1/30 (10/10)
  1/5
1.2/5
  1/5
   1/10
   1/10
   1/10
  5
  5
  5
 13
 13
 30
КД513А   50/70 100/1500  4/400 (50/10)   4/0  1.1/100   5  39
КД514А
КД514А1
  10/
  10/
 10/50
 10/50
0.1/ (10/10)
0.1/ (10/10)
0.9/0
0.9/0
   1/10
   1/10
  5
  5
 13
 30
АД516А
АД516Б
  10/
  10/
  2/30
  2/30
   /15 ( 5/10)
   /15 ( 5/10)
0.5/0
0.35/0
 1.0/2
 1.0/2
  2
  2
 38
 38
КД518А   100/1500      1.1/100    39
КД519А
КД519Б
  30/40
  30/40
 30/300
 30/300
  /400 (50/10)
  /400 (50/10)
  4/0
2.5/0
 1.1/100
 1.1/100
  5
  5
 
КД520А   15/25  20/50  4/100 (10/10)   3/5    1/20   1  13
КД521А
КД521Б
КД521В
КД521Г
КД521Д
  75/100
  60/65
  50/75
  30/35
  12/15
 50/500
 50/500
 50/500
 50/500
 50/500
  4/200 ( /10)
  4/200 ( /10)
  4/200 ( /10)
  4/200 ( /10)
  4/200 ( /10)
 10/0
 10/0
 10/0
 10/0
 10/0
   1/50
   1/50
   1/50
   1/10
   1/10
  1
  1
  1
  1
  1
 33
 33
 33
 33
 33
КД522А
КД522Б
  30/50
  50/75
100/1500
100/1500
  /400 (50/10)
  /400 (50/10)
  4/0
  4/0
 1.1/100
 1.1/100
  2
  5
 33
 33
КДС523А
КДС523Б
КДС523В
КДС523Г
  50/70
  50/70
  50/70
  50/70
 20/200
 20/200
 20/200
 20/200
 4/150 (20/10)
 4/150 (20/10)
 4/150 (20/10)
 4/150 (20/10)
  2/0.1
  2/0.1
  2/0.1
  2/0.1
   1/20
   1/20
   1/20
   1/20
  5
  5
  5
  5
 34
 34
 35
 35
2Д524А
2Д524Б
2Д524В
  24/
  30/
  15/
 40/400
 40/400
 40/400
  /250 (10/10)
  /300 (10/10)
  /300 (10/10)
  3/0
2.5/0
  4/0
   1/40
   1/40
   1/40
  2
  2
  2
 56
 56
 56
КДС525А
КДС525Б
КДС525В
КДС525Г
КДС525Д
КДС525Е
КДС525Ж
КДС525И
КДС525К
КДС525Л
  15/20
  15/20
  15/20
  15/20
  15/20
  25/40
  25/40
  25/40
  25/40
  25/40
 20/200
 20/200
 20/200
 20/200
 20/200
 20/200
 20/200
 20/200
 20/200
 20/200
  5/ (10/10)
  5/ (10/10)
  5/ (10/10)
  5/ (10/10)
  5/ (10/10)
  5/ (10/10)
  5/ (10/10)
  5/ (10/10)
  5/ (10/10)
  5/ (10/10)
  8/5
  8/5
  8/5
  8/5
  8/5
  8/5
  8/5
  8/5
  8/5
  8/5
 0.9/2
 0.9/2
 0.9/2
 0.9/2
 0.9/2
 0.9/2
 0.9/2
 0.9/2
 0.9/2
 0.9/2
  1
  1
  1
  1
  1
  1
  1
  1
  1
  1
 
КДС526А
КДС526Б
КДС526В
    /15
    /15
    /15
 20/50
 20/50 
 20/50 
  5/ (10/10)
  5/ (10/10)
  5/ (10/10)
  5/0
  5/0
  5/0
 1.1/5
 1.1/5
 1.1/5
  1
  1
  1
 40
 40
 40
2Д528А
2Д528Б
2Д528В
2Д528Г
2Д528Д
2Д528Е
2Д528Ж
2Д528И
2Д528К
    /12
    /20
    /12
    /18
    /25
    /15
    /15
    /12
    /15
 15/200
 15/200
 15/200
 15/200
 15/1000
 15/600
 15/600
 15/200
 15/200
T=10 нс
T=15 нс
T=6 нс
T=18 нс
T=20 нс
T=15 нс
T=15 нс
0.85/6
 1.1/6
 1.0/6
0.75/6
0.85/6
0.65/6
0.75/6
0.85/
0.75/
 1.0/10
 1.0/10
 1.0/10
 1.0/10
 1.0/10
 1.0/10
 1.0/10
 1.0/10
 1.0/10
   82
 82
 82
 82
 82
 82
 82
 82
 82
КД529А
КД529Б
   /2000
   /2000
10А/200А
10А/200А
     3.5/20А
 3.5/20А
1500
1500
 48
2Д531А-6   90/130 100/   0.6/50    1/20    
КД532А   30/30 100/200 250/ ( /30)   2/  1.2/100 0.1  95
КДС627А   50/60 200/1500  40/ (200/20)   5/0  1.3/200   2  62
КДС628А   50/60 200/1500  50/ (300/30)  32/0  1.3/200   5  63
КД629АС   90/ 200/800  50/ (200/1)  35/0    1/200 0.1  64
2ДС630А
2ДС630Б
  50/
  50/
100/200
100/200
  5.5/0
5.5/0
 1.2/30
 1.2/30
   56
 56
2Д702АС   50/75    /1500    /850( 50/10)   6/  1.1/100   5  
2Д703АС1
2Д703БС1
  40/60
  40/60
 50/700
 50/700
  /500( 50/10)
  /500( 50/10)
  7/
  7/
 1.0/50
 1.0/50
  5
  5
 
КД704АС   85/ 100/500   1.5/0  1.3/100   5  64
2Д706АС9   70/ 100/1500    /400( 50/10) 2.4/0    1/100 2.5  64
2Д707АС9   70/ 100/1500    /400( 50/10) 1.8/0    1/100 2.5  64
2Д708А
2Д708Б
 200/200
 200/200
1А / 5А
1А / 5А
 10/ (500/ )
 15/ (500/ )
 20/0
 20/0
1.2/1000
1.2/1000
  5
  5
 90
 90
КД710А   35/ 100/200   6/ ( 10/ )   2/  1.2/100 0.1  95
КД711А   35/35 100/200  10/ ( 10/ )   2/  1.2/100 0.1  95
2Д802А1
2Д802БС1
  5/5
  5/5
   /11.5
   /11.5
  5/ ( 5/5 )
  5/ ( 5/5 )
1.5/0.1
1.5/0.1
 0.8/1
 0.8/1
0.5
0.5
 72
 72
2Д803АС9  50/70 200/1500    /400( 50/10)   4/0  1.1/100   1  64
КД805А  75/ 200/450   4/ ( 10/ )   2/0  1.0/100   5  33
2Д806А
2Д806Б
 35/
 25/
500/1000
500/1000
  2/ ( 10/10)
  2/ ( 10/10)
 20/0
 20/0
0.55/100
0.55/100
250
200
 56
 56
2ДС807А  15/   5/10   4/100( 10/10) 2.5/0.1 0.95/5   5  65
КД808А  25/ 200/500   5/ ( 10/ )  10/  0.4/10 0.5  53
2Д809А
2Д809Б
100/100
 80/80
1 А/5 А
1 А/5 А
  2/ (500/ )
  2/ (500/ )
 50/
 50/
 1.3/1 А
 1.3/1 А
  1
  1
 23
 23
КД810А   3/3  10/30   2/ ( 10/ )   1/  0.4/10 100  53
КД901А1
КД901Б1
КД901В1
 10/10
 10/10
 10/10
  5/100
  5/100
  5/100
 20/ ( 5/10)
 20/ ( 5/10)
 20/ ( 5/10)
  4/0.1
  4/0.1
  4/0.1
 0.7/1
 0.7/1
 0.7/1
0.2
0.2
0.2
 72
 72
 72
КД903А
КД903Б
 20/
 20/
 75/350
 75/350
150/ (300/10)
150/ (300/10)
 10/5
 10/5
 1.2/75
 1.2/75
0.5
0.5
 
КД904А1
КД904Б1
КД904В1
КД904Г1
КД904Д1
КД904Е1
 10/12
 10/12
 10/12
 10/12
 10/12
 10/12
  5/100
  5/100
  5/100
  5/100
  5/100
  5/100
 10/ ( 5/5 )
 10/ ( 5/5 )
 10/ ( 5/5 )
 10/ ( 5/5 )
 10/ ( 5/5 )
 10/ ( 5/5 )
  2/0.1
  2/0.1
  2/0.1
  2/0.1
  2/0.1
  2/0.1
 0.8/1
 0.8/1
 0.8/1
 0.8/1
 0.8/1
 0.8/1
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
 72
 72
 72
 72
 72
 72
КД906А
КД906Б
КД906В
КД906Г
КД906Д
КД906Е
 75/100
 50/75
 30/75
 75/100
 50/75
 30/75
100/2000
100/2000
100/2000
100/2000
100/2000
100/2000
2000/ ( 50/20)
2000/ ( 50/20)
2000/ ( 50/20)
2000/ ( 50/20)
2000/ ( 50/20)
2000/ ( 50/20)
 20/5
 20/5
 20/5
 40/5
 40/5
 40/5
 1.0/50
 1.0/50
 1.0/50
 1.0/50
 1.0/50
 1.0/50
  2
  2
  2
  2
  2
  2
 14
 14
 14
 14
 14
 14
2Д907А1
КД907Б1
КД907В1
КД907Г1
 40/60
 40/60
 40/60
 40/60
 50/700
 50/700
 50/700
 50/700
  /500( 50/10)
  /500( 50/10)
  /500( 50/10)
  /500( 50/10)
  5/0
  5/0
  5/0
  5/0
 1.0/50
 1.0/50
 1.0/50
 1.0/50
  5
  5
  5
  5
 36
 36
 36
 36
КД908А  40/60 200/1500   6/400(50/10)   5/0  1.2/200   5  37
КД909А  40/ 200/1500  70/ (500/10)   5/0  1.2/200  10  
КД910А1
КД910Б1
КД910В1
   /5
   /5
   /5
   /10
   /10
   /10
  5/ ( 2/5 )
  5/ ( 2/5 )
  5/ ( 2/5 )
1.5/0.1
1.5/0.1
1.5/0.1
 0.8/1
 0.8/1
 0.8/1
0.5
0.5
0.5
 32
 32
 32
КД911А1
КД911Б1
  5/
  5/
 10/
 10/
140/ ( 5/1.5)
180/ ( 5/1.5)
  0.85/1
0.85/1
0.5
0.5
 32
 32
КД912А3
КД912Б3
КД912В3
  5/5
  5/5
  5/5
3.5/10
3.5/10
3.5/10
  5/ ( 2/5 )
 30/ ( 2/5 )
 80/ ( 2/5 )
1.8/0.1
1.8/0.1
1.8/0.1
 0.8/1
0.85/1
0.85/1
0.5
0.5
0.5
 
КД913А3  10/10   5/200  10/ ( 5/10)   4/0.1  0.7/1 0.2  
КД914А
КД914Б
КД914В
 20/
 20/
 20/
 20/50
 20/50
 20/50
  5/ (10/10)
  5/ (10/10)
  5/ (10/10)
  5/0
  5/0
  5/0
 1.0/5
 1.0/5
 1.0/5
  1
  1
  1
 
КД917А  40/60 200/1500  10/1000(50/10)   6/0  1.2/200   5  37
КД918А1
КД918Б1
КД918В1
КД918Г1
 40/60
 40/60
 40/60
 40/60
 50/700
 50/700
 50/700
 50/700
 4/850( 50/0 )
 4/850( 50/0 )
 4/850( 50/0 )
 4/850( 50/0 )
  6/0
  6/0 
  6/0 
  6/0 
   1/50
   1/50
   1/50
   1/50
  5
  5
  5
  5
 36
 36
 36
 36
КД919А  40/40 100/700 100/ (100/10)   6/10     1  
2Д920А  40/40 100/700 100/ (100/17)   6/10  1.5/100   1  
2Д921А
2Д921Б
 18/18
 21/21
100/200
 75/150
  1.5/0
1.5/0
 1.0/75
 1.6/75
0.5
0.5
 56
 56
2Д922А
2Д922Б
2Д922В
 18/18
 21/21
 10/10
 50/100
 35/70
 10/20
  1.0/0
1.0/0
1.0/0
 0.4/1
 1.0/35
0.55/10
0.5
0.5
0.5
 13
 13
 13
КД923А  14/14 100/200   3.6/0 0.34/1   5   1
2Д924А  18/18 200/400   3.0/0 0.36/1   5  56
2Д925А
2Д925Б
 30/
 30/
100/200
100/200
  4.0/
3.5/
0.38/1
0.38/1
  1
  4
 56
 56
2Д926А  25/  10/20   0.35/0 0.45/1   5  33
2Д927А  35/35  10/20   500/ 0.23/0.1  15  33

Диоды типа: Д10, Д10А, Д10Б

Диоды германиевые точечные: Д10, Д10А, Д10Б. Выпускаются в металлостеклянном корпусе с гибкими выводами. Диоды маркируются цветной точкой у положительного вывода: Д10 — зелёной, Д10А — жёлтой, Д10Б — красной.

Масса диода не более 1,3 грамма.

Чертёж диода Д10, Д10А, Д10Б

Электрические параметры, характеристика.

Выпрямленный ток при UНХ=1,5 В, ƒ=70 МГц, RН=0, не менее
Д10 3 мА
Д10А 5 мА
Д10Б 8 мА
Постоянный обратный ток при UОБР=10 В, не более: при -60,15 и 24,85°С
Д10 0,1 мА
Д10А, Д10Б 0,2 мА
при 69,85°С
Д10, Д10А 0,2 мА
Д10Б 0,4 мА
Ёмкость диода, не более 1 пФ

Предельные эксплуатационные данные.

Обратное напряжение 10 В
Средний выпрямленный ток
от -60,15 до 24,85°С 16 мА
при 69,85°С 10 мА
Частота выпрямления 150 МГц
Температура окружающей среды От -60,15 до 69,85°С
Зависимость выпрямленного тока от частоты и зависимость прямого тока от температуры

Зависимость выпрямленного тока от частоты и зависимость прямого тока от температуры.

Зависимость обратного тока от температуры и зависимость допустимого прямого тока от температуры

Зависимость обратного тока от температуры и зависимость допустимого прямого тока от температуры.


назначение, характеристики данного полупроводникового элемента, достоинства и аналоги

Диод IN4007 является очень мощным полупроводниковым устройством , которое чаще всего используется в блоках питания, а именно в их выпрямительной части, то есть в диодном мосту. Основная задача таких полупроводниковых элементов заключается в том, что они участвуют в преобразовании переменного напряжения в постоянное, так как именно на этом напряжении сейчас работают почти все микроэлектронные компоненты.

Принцип работы такого диода довольно прост и заключается в следующем: он открыт в одном направлении, что позволяет сигналу проходить по нему, но в случае смены полярности диод закрывается, что делает невозможным прохождение через него любого импульса.

Такой диод производится компаниями, которые базируются на Тайване. При производстве задействуют производственные мощности таких компаний, как Rectron Semicondactor и Diodes. Конечно же, можно встретить на рынке диоды, которые были произведены и другими компаниями, но они встречаются уж очень редко.

Характеристики диода IN4007

После того как были замолвлены пару словечек о назначении и о самом предмете, который может быть интересен пользователю, можно перейти непосредственно к самим характеристикам вышеназванного диода. Знание его характеристик поможет любому мастеру грамотнее и продуктивнее использовать диод по его прямому назначению.

Итак, диод IN4007 обладает следующими характеристиками:

  • вес этого элемента, используемого в блоках питания, составляет всего 0,35 грамма;
  • 250 градусов по Цельсию — такова температура пайки устройства и это при условии, что не будет превышен временной лимит в 10 секунд;
  • катод на данных элементах обозначается специальным кольцом, которое можно наблюдать на корпусе;
  • напряжение, максимальное для элемента (также называемое «пиковым»), не может превышать значение более 1000 В;
  • элемент имеет свой диапазон рабочих температур, который заключается между следующими температурными показателями: от -55 до 125 градусов по Цельсию;
  • также требуется следить за максимальным значением тока, которое может проходить через данное устройство. Данный показатель не должен превышать 1 А;
  • при открытом p-n переходе максимальное падение напряжения не может равняться более 1 В при силе тока в 1 А.

При более внимательном рассмотрении приложенных характеристик этого диода, можно заметить, тот факт, что это довольно мощный элемент, который будет способен осуществлять работу с 220 В и с 380 В. Поэтому анализируя именно эти показатели, можно понять, что данные диоды создавались именно для блоков питания. Наиболее часто эту деталь можно встретить в выпрямительной части схемы.

Видео: Диоды IN4007 1.0A 1000V с Aliexpress

Назначение

После рассмотрения основных характеристик этого диода, можно подробнее обозначить назначения данного элемента, чтобы пользователь, ещё не знакомый с ним, смог лучше разобраться, как применять его в будущем.

Основная сфера, в которой применяются указанные устройства — это, конечно же, диодные мосты. Это было указано ещё в начале статьи. Далее, в качестве другой сферы их применения, но уже менее востребованной, можно указать силовую электронику. В данной сфере они используются в качестве различных аналоговых усилителей. В случае внедрения таких диодов в определённое устройство, можно значительно улучшить имеющиеся характеристики.

Также диоды IN4007 отлично себя зарекомендовали в случае их встраивания в регулируемые источники питания. По свидетельству специалистов, именно данные диоды являются наиболее предпочтительным вариантом для устройств такого типа, поэтому рекомендуется использовать именно их.

 

 

Серия устройств IN4001-IN4007

Следует помнить, что представленный элемент IN4007 является лишь одним из представителей довольно большого семейства устройств такого класса. Кроме этой модели, существуют и другие, наименования которых варьируются от модели IN4001 до IN4006. Какие ещё модели находятся в представленном диапазоне можно легко догадаться, так как во всей этой серии меняется только последний индекс. По нему, кстати, можно узнать больше и о самом устройстве. Дело в том, что чем меньше последний индекс в названии диода, тем меньше полупроводниковый элемент, использующийся в устройстве.

Представители этого семейства устройств, в процессе их эксплуатации продемонстрировали интересное свойство, которое заключается в том, что они способны изменять свою ёмкость. Данный показатель напрямую зависит от величины обратного напряжения, которое было приложено к устройству. Исходя из этого интересного качества, мастера пришли к выводу, что данные элементы можно применять в качестве временных заменителей варикапов.

Кстати, между прочим, IN4007 может быть использован в качестве заменителя всех предыдущих устройств данной серии, так как является самым мощным из них, что можно определить по самому высокому последнему индексу. Поэтому в случае отсутствия диодов этой серии, но с другим индексом, можно с лёгкостью выйти из ситуации, заменив их диодом IN4007, который является наиболее универсальным.

 

Аналоги диода IN4007

Можно, кстати, упомянуть и об аналогах, которые существуют на рынке и которые способны заменить данный элемент в случае необходимости, и в случае его отсутствия под рукой.

Если пользователю чужды все иностранные разработки и сердцем он с отечественным производителем, то у него есть повод для радости, так как существует отечественный аналог диоду IN4007, который полностью соответствует ему по всем характеристикам — модель КД258Д. Они ничем не уступает иностранному аналогу, так что в случае приобретения, пользователь не рискует потерять в производительности.

Кроме этого, похожими характеристиками обладают следующие модели различных производителей:

  • Diotec Semiconductor — модели IN3549, IN2070 и 10D4;
  • Thomson — BYW27-1000, BY156;
  • Philips — BYW43;
  • Motorola — HEPR0056RT.

Тут следует указать тот факт, что это далеко не все существующие аналоги рассматриваемого устройства, но они уж точно являются самыми популярными.

Видео: Питание светодиода от 220 вольт

Выводы

Диод IN4007 очень часто используется для различных версий блоков питания. Этот полупроводниковый элемент можно назвать просто незаменимым, если требуется создание или ремонт таких устройств. К тому же в силу своей универсальности, IN4007 может заменить собой любую модель из своего семейства.

Диод IN4007 зарекомендовал себя устройством весьма надёжным, универсальным, да и стоит он относительно недорого, что делает его довольно доступным для любого пользователя. При учёте всех вышеуказанных достоинств, неудивительно почему данный полупроводниковый элемент столь популярен.

Видео: Диоды 1N4007 из Китая

 

Характеристики диодов 1n4007, д242, д226, кд202в

Выбрать подходящий полупроводник для того или иного механизма порой бывает весьма затруднительно. Чтобы лучше ориентироваться в названиях диодов и легче их запоминать, необходимо знать, что любое название является составным и включает в себя 4 части.

Первая часть — число, либо литера, обозначающая использованный при изготовлении материал:

1 (Г) — соединения с включениями германия.

2 (К) — соединения с включениями кремния.

3 (А) — арсенид галлия, а также другие соединения с включениями галлия.

Вторая часть — указание на подклассовую принадлежность прибора:

Д — диоды;

А — сверхвысокочастотные диоды;

И — диоды туннельные и обращённые.

Третья часть — число, демонстрирующее назначение и качества конструкции.

Четвёртая часть — номер приведённой модели.

Конечно данные расшифровки актуальны только в отношении продукции отечественного производителя, однако общий смысл построения названий диодов в зарубежной практике может быть схож.

Далее будут представлены на рассмотрения по 2 диода средней и малой мощности.

 Диод N4007

Кремниевый диод малой мощности в пластиковом корпусе модели DO-41.

Весьма часто применяется, чтобы сформировать блок питания (как компонент  выпрямителя, включающего в себя 4 диода).  Как и прочие модели, предназначен для преобразования характера напряжения (был переменным, становится постоянным). Выпускаются диоды подобного образца преимущественно в Тайване компаниями DIODES и RECTRON SEMICONDACTOR. В иных зарубежных странах изготовители тоже есть, но объём поставок от них невелик.

Массово применяется в телефонах, смартфонах, планшетных компьютерах.

Для самых недорогих маломощных (до 1 Ватта) устройств достаточно всего одного такого диода (вместо моста из 4-х). Чтобы легче ориентироваться при установке, на покрытии имеется выделенное цветном кольцо, обозначающее расположение катодного вывода.

Длина вывода на каждой стороне диода достаточна как для горизонтального расположения, так и для вертикальной установки. Имеет низкую себестоимость. Почти все полупроводники серии 1N4001 — 1N4007 возможно заменить на 1N4007 при необходимости. Мажет применяться в радиоаппаратуре вместо варикапа.

Постоянное обратное напряжение (max.) — 1000 В

Постоянный ток (max.) — 1 А (при 75°C)

Прямое напряжение (max.) — 1,1 В

Рабочая температура — -65…+175°C

Вес — 0,33 г

Аналоги

  • Российские:
  • КД243ж;
  • КД258д.
  • Зарубежные:
  • HEPR0056RT;
  • BYW43;
  • 1N2070, 1N3549;
  • BY156, BYW27.

 

 Диод Д242

Диффузионный полупроводник. Изготовлен из кремния и «упакован» в металлостекляный корпус. Выводы жёсткие. На поверхности обозначены тип и цоколевка (отображение взаиморасположения электродов и выводов). Д242 относится к числу выпрямительных среднемощных диодов, то есть он рассчитан на выпрямление тока от 300mA до 10А. Применяется в различных сферах радиоэлектронной промышленности.

Постоянное обратное напряжение (max.) — 100 В

Постоянный прямой ток (max.) — 10 А

Прямое напряжение (mid.) — 1,25 В

Рабочая температура — -65…+130°C

Обратный ток (mid.) — не более 3 mA

Граничная частота — 1 кГц

Вес (со всеми дополняющими) — 18 г

Вес (только диод) — 12 г

Модификации: Д242а, Д242б

Аналоги: Д243, Д245, Д246

 Диод Д226

Маломощный диод. Вся серия (Д226, Д226а — Д226е) представляет собой кремниевые устройства в корпусе из стекла и металла. Обладают гибкими выводами, а на корпусе имеется цоколевка. Выход для катода (1мм) немного толще выхода для анода (0,8мм). Может применяться для снижения напряжения в лампах накаливания. В кодировке может быть замена Д (сплавные) на МД (диффузионные).

Обратное импульсное напряжение (max.) — 400 В

Прямой ток (max.) — 300 mA

Прямое напряжение (max.) — 1 В

Обратный ток — 100 mkA

Рабочая частота (max.) — 1кГц

Рабочая температура (max.) — 80°C

Корпус: Д-7

Аналоги: любые модели из родной серии.

 

 Диод КД202в

Другая кодировка — 2Д202в. Относится к диодам средней мощности. Применяется для преобразования тока из переменного в постоянный при частоте не более 5 кГц. Достаточно недорогой, однако во избежание порчи нового полупроводника при установке в конструкцию теплоотвода или шасси, необходимо удерживать его ключом у основания. Предписанную силу осуществляемой затяжки (1,47 Н*м) запрещается превышать. Помимо этого запрещено осуществлять по отношению к изолированному выводу воздействие более 0,98 Н, это может вызвать разрушение и поломку выполненной из стекла защитной оболочки.

Содержит золото — 0,00053 грамм.

Допустимое обратное напряжение (max.) — 70 В

Импульсное напряжение (max.) — 100 В

Обратный ток — 5 А

Импульсный ток — 9 А

Падение напряжения (max.) — 0,9 В (при прямом токе в 5 А и при T -60…+75°C)

Рабочая частота диода (max.) — 1,2 кГц

t° корпуса диода — 75°C

Вес — 4,62 г

Аналоги: 1N4724
Это основные данные по приведённым моделям кремниевых диодов. Они помогут с поиском необходимого устройства или позволят подобрать подходящий аналог.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Похожее

Основные технические параметры силовых диодов

Силовые полупроводниковые диоды

Таблица 13.1.1

 Основные технические параметры силовых диодов

 

Тип прибора

lпр max, А

lПР.Иmax, А

МКС

lобр max, мкА

 

UОБР max, В

 UОБР.И max, В

UПРmax, В

 

IПР

f,,

кГц

т,

2Д203А-КД203М

10

10

100

5000

1500

1500

420

420

600

 600

1.0

1,0

10

10

1,0

5

-60…+125

 -60…+70

КД206А

10

100

100

700

400

 

1,2

1,0

1,0

-60…+125

КД206Б

10

100

100

700

500

 

1,2

1,0

1,0

-60…+125

КД206В

100

100

700

600

 

1,2

1,0

1.0

-60…+ 125

2Д210А-

-КД210Г1

10 10

50

5000 5000

1500 1500

 

800 1000

1,0 1,0

10 10

1,0 1,0

-60…+ 125

-60…+ 100

2Д213А-

-2Д213Г6

10 10

100 100

10000 10000

200 200

200 100

200 100

1.0 1,2

10 10

100 100

-60…+ 125

-60…+ 125

2Д222АС-

-2Д222ЕС

3 3

150 150

10000 10000

2000 2000

20 40

20 40

0,6 0,65

3 3

200 200

-60…+ 125 -60…+125

2Д231А

10

150

10000

50

150

150

1,0

10

200

-60…+ 125

2Д231Б

10

150

10000

50

200

200

1,0

ю

200

-60…+ 125

2Д231В

10

150

10000

50

150

150

1,0

10

200

-60…+ 125

2Д231Г

150

10000

50

200

200

1,0

10

200

-60…+ 125

2Д239А

20

80

50

20

100

100

1,4

20

500

-60…+125

2Д239Б

20

80

50

20

250

150

1.4

20

500

-60…+ 125

2Д239В

20

80

50

20

200

200

1,4

20

500

-60…+ 125

КД244А

10

100

10000

100

100

100

1,3

10

200

-45…+ 100

КД2445

10

100

10000

100

100

100

1,3

10

200

-45…+ 100

КД244В

10

100

10000

100

200

200

1,3

10

200

-45…+ 100

КД244Г

10

100

10000

100

200

200

1,3

10

200

-45…+ 100

2Д245А

10

100

50

100

400

400

1,4

10

200

-60…+ 125

2Д2455

10

100

50

100

200

200

1,4

10

200

-60…+ 125

2Д245В

10

100

50

100

100

100

1.4

10

200

-60…+ 125

2Д250А

10

40

10000

50

125

125

1.4

10

100

-60…+ 100

2Д251А

10

150

10000

50

50

50

1

10

200

-60…+ 125

2Д251Б

10

150

10000

50

70

70

1

10

200

-60…+125

2Д251В

10

150

10000

50

100

100

1

10

200

-60…+125

2Д251Г

10

150

10000

50

50

50

 

10

200

-60…+ 125

2Д251Д

10

150

10000

50

70

70

1

10

200

-60…+ 125

2Д251Е

10

150

10000

50

100

100

1

10

200

-60…+ 125

2Д252А

30

60

 

2000

80

80

0,95

30

200

-60…+ 125

2Д250Б

30

60

 

2000

100

100

0,95

30

200

-60…+125

2Д250В

20

40

 

2000

120

120

0,95

30

200

-60…+ 125

КД2989А

20

60

10000

200

600

600

1,4

20

100

-45…+ 100

КД2989А1

20

60

10000

200

600

600

1.4

20

100

-45…+ 100

КД2989Б

20

60

10000

200

400

400

1,4

20

100

-45…+ 10О

КД2989Б1

20

60

10000

200

400

400

1,4

20

100

-45…+ 100

КД2989В

20

60

10000

200

200

200

1.4

20

100

-45…+ 100

КД2989В1

20

60

10000

200

200

200

1,4

20

100

-45…+ 10О

2Д2990А

20

66

10000

100

600

600

1,4

20

200

-45…+ 100

2Д2990Б

20

66

10000

100

400

400

1,4

20

200

-60…+ 125

2Д2990В

20

66

10000

100

200

200

1.4

20

200

-60…+ 125

КД2994А

20

80

10000

100

100

100

1,4

20

200

-60…+ 125

2Д2995А

25

75

 

10

50

50

1,1

30

200

-45…+ 100

2Д2995Б

25

75

 

10

70

70

1,1

30

200

-60…+ 125

2Д2995В

25

75

 

10

100

100

1,1

30

200

-60…+ 125

2Д2995Г

25

75

 

10

150

150

1,1

30

200

-60…+ 125

2Д2995Д

25

75

 

10

200

200

1,1

30

200

-60…+ 125

2Д2995Е

25

75

 

10

100

100

1,1

30

200

-60…+ 125

2Д2995Ж

25

75

 

10

150

150

1,1

30

200

-60…+ 125

2Д2995И

25

75

 

10

200

200

1,1

30

200

-60…+ 125

КД2995А

25

75

 

10

50

50

1,1

30

200

-60…+ 125

КД2995Б

25

75

 

10

70

70

1,1

30

200

-60…+125

КД2995В

25

75

 

10

100

100

1.1

30

200

-60…+ 125

КД2995Г

25

75

 

10

150

150

1.1

30

200

-60…+125

КД2995Д

25

75

 

10

200

200

1,1

30

200

-60…+ 125

КД2995Е

25

75

 

10

100

100

1,1

30

200

-60…+ 125

2Д2997А

30

100

50

200

200

250

1

30

100

-60…+ 125

2Д2997Б

30

100

50

200

100

200

1

30

100

-60…+ 125

2Д2997В

30

100

50

200

50

100

1

30

100

-60…+ 125

КД2997А

30

100

50

200

200

250

1

30

100

-45…+ 125

КД29975

30

100

50

200

100

200

1

30

100

-45…+ 125

КД2997В

30

100

50

200

50

100

1

30

100

-45…+ 125

2Д2993А

30

600

10000

20000

15

15

0,6

30

200

-60…+125

2Д29985

30

600

10000

20000

25

25

0,68

30

200

-60…+ 125

2Д2998В

30

600

10000

20000

35

35

0,68

30

200

-60…+ 125

КД2998А

30

450

10000

20000

15

15

0,6

30

200

-45…+100

КД2998Б

30

450

10000

20000

20

20

0,6

30

200

-45…+100

КД2998В

30

450

10000

20000

25

25

0,7

30

200

-45…+ 100

КД2998Г

30

450

10000

20000

35

35

0,7

30

200

-45…+10О

КД2998Д

30

450

10000

20000

30

30

0,7

30

200

-45…+ 100

2Д2999А

20

100

50

200

200

250

1

20

100

-60…+ 125

2Д299Б

20

100

50

200

100

200

1

20

100

-60…+ 125

2Д2999В

20

100

50

200

50

100

1

20

100

-60…+125

КД2999А

20

100

50

200

200

250

1

20

100

-45…+ 125

КД2999Б

20

100

50

200

100

200

1

20

100

-45…+ 125

КД2999В

20

100

50

200

50

100

1

20

100

-45…+ 125

 

Таблица 13.1.2

 

Диоды автотракторные

 

Тип прибора

 

Lпр max, А

 

Lпр.И max, А

 

tи, мс

 

LОБР max, мА

 

UОБР max, В

UПР

max, В

f,

кГц

 

Т,

 °С

Д104-10

10

210

10

100

1.4

1.3

-50…+175

Д104-16

16

340

10

100

1,4

1.3

-50…+ 175

Д104-20

20

400

10

100

1.4

1.3

-50…+ 175

Д204-10

10

210

10

100

1,4

1,3

-50…+ 175

Д204-16

16

340

10

100

1.4

1,3

-50…+175

Д204-20

20

400

10

200

1,4

1.3

-50…+ 175

Таблица 13.1.3

Диоды низкочастотные

 

 

Тип прибора

 

Lпр max, А

 

Lпр.И max, А

 

tи, мс

 

LОБР max, мА

 

UОБР max, В

 

UПР

max, В

 

f, кГц

 

Т,

 °С

Д112-10

10

230

10

1,0

100-1400

1,35

1,35

-50…+ 190

Д112-16

16

270

10

1,0

100-1400

1,35

1,35

-50…+ 190

Д112-25

25

230

10

1,0

100—1400

1,35

1,35

-50…+190

Д122-32

32

440

10

6,0

100-1400

1,35

1,35

-50…+190

Д122-40

40

500

10

6,0

100—1400

1,35

1,35

-50…+ 19О

Д132-50

50

1100

10

8,0

100—1400

1,35

1,35

-50…+190

Д132-80

80

1200

10

8,0

100-1400

1,35

1,35

-50…+190

Д (141-253)

А

кА

мс

мА

кВ

В

кГц

°С

Д141-100

100

 

10

20

0,3-1,6

1,45

0,5

-60…+ 190

Д151-160

160

3,0

10

20

0,3-1,6

1,35

0,5

-60…+150

Д161-200

200

6,0

10

40

0,3-1,6

1,35

0,5

-60…+ 150

Д161-320

320

8,2

10

50

0,3-1,6

1,35

0,5

-60…+ 15О

Д171-40О

400

12,0

10

50

0,3-1,6

1,5

0,5

-60…+ 150

Д133-50О

500

10,0

10

50

1-4

1,7

0,5

-6O…+175

Д133-800

800

13,0

10

50

1-4

1,6

0,5

-60…+190

Д143-1000

1000

20,0

10

75

1-4

1,55

0,5

-60…+ 190

Д253-1600

1600

30,0

10

75

0,4-2,0

1,5

0,5

-60…+ 190

 

Таблица  13.1.4

Диоды лавинные

 

 

Тип прибора

 

Lпр max, А

 

Lпр.И max, А

 

tи, мс

 

LОБР max, мА

 

UОБР max, В

 

UПР

max, В

 

f, кГц

 

Т,

 °С

ДЛ 112-10

10

230

10

21

400—1500

1,35

-50…+160

ДЛ112-25

25

300

10

9,0

400—1500

1,35

-50…+160

ДЛ 122-40

40

440

10

4,0

400-1500

1,35

-50…+ 160

ДЛ132-50

50

1100

10

4,0

400—1500

1,35

-50…+ 160

ДЛ 132-80

80

1320

10

8,0

400—1500

1,35

0,5

•50…+160

ДЛ 161-200

200

6000

10

25,0

400—1400

1,45

0,5

-60…+140

ДЛ171-320

320

8200

10

25,0

400-1400

1,45

0,5

60…+140

ДЛ 123-320

320

6000

10

25,0

400—1400

1,7

0,5

60…+ 140

ДЛ 133-500

500

7500

10

25.0

400—1400

1,8

0,5

60…+140

Таблица 13.1. 5

Диоды частотные (быстро восстанавливающиеся)

 

 

Тип прибора

 

Lпр max, А

 

Lпр.И max, А

 

t и, мс

 

lОБР max, мА

 

UОБР max, В

 

UПР

max, В

 

f,

кГц

 

Т,

 °С

Д4151-80

80

2700

10

25,0

500—1400

1,83

2-25

-60…+140

Д4151-100

100

3000

10

25,0

500-1400

1,83

2-25

-60…+ 140

Д4161-125

125

5000

10

35,0

500-1400  

1,8  

2-25

-60…+ 140

Д4161-160

160

5500

10

35,0

500-1400

1,8

2-25

-60…+ 140

Д4171-250

250

88000

10

60,0

500-1400

2,1

2-25

-60…+ 140

Д4171-320

320

10000

10

60,0

500-1400

2,1

2-25

-60…+ 140

Д4143-800

800

14000

10

40

600-1800

3,0

25

-60…+ 175

Д4143-1000

1000

17000

10

40

600-1800

2,3

25

-60…+ 175

 

Таблица 13.1.6

Диодные лавинные столбы

 

 

Тип прибора

 

Lпр max, А

 

Lпр.И max, А

 

t и, мс

 

lОБР max, мА

 

UОБР max, В

 

UПР

max, В

 

f,

кГц

 

Т,

 °С

СДЛ 0,4-750

0,4

60

10

75000

0,5

-40…+ 125

СДЛ 0,4-1250

0,4

60

10

125000

0,5

-40…+ 125

СДЛ 0,4-2500

0,4

60

10

150000

0,5

-40…+ 125

СДЛ 2-100

2,0

240

10

10000

0,5

-40…+ 125

5СДЛ 2-100

2,0

240

10

50000

0,5

-40…+ 125

10СДЛ 2-100

2,0

240

10

100000

0,5

-40…+ 125

15СДЛ2-100

2,0

240

10

150000

0,5

-40…+125



Характеристики диодов (диодных сборок)

 

Таблица 2. Характеристики одно- и трехфазных диодов и диодных сборок (выпрямителей)
P/N Упаковка, мм Импульсное обратное напряжение, VRRM В Средний ток прямой макс, IFAV А Ударный прямой ток 50/60 Гц, IFSM А Напряжение прямое Ток утечки
VF В IF А IRмкА VR В
Выпрямители 3-х фазные
DB15/25-005 28,5х28,5х10 50 15/25 275/385 1.05 7.5 10 50
DB15/25-01 28,5х28,5х10 100 15/25 275/385 1.05 7.5 10 100
DB15/25-02 28,5х28,5х10 200 15/25 275/385 1.05 7.5 10 200
DB15/25-04 28,5х28,5х10 400 15/25 275/385 1.05 7.5 10 400
DB15/25-06 28,5х28,5х10 600 15/25 275/385 1.05 7.5 10 600
DB15/25-08 28,5х28,5х10 800 15/25 275/385 1.05 7.5 10 800
DB15/25-10 28,5х28,5х10 1000 15/25 375/385 1.05 7.5 10 1000
DB15/25-12 28,5х28,5х10 1200 15/25 275/385 1.05 7.5 10 1200
DB15/25-14 28,5х28,5х10 1400 15/25 275/385 1.05 7.5 10 1400
DB15/25-16 28,5х28,5х10 1600 15/25 275/385 1.05 7.5 10 1600
DB35-005 28,5х28,5х10 50 35 500 1.02 17.5 10 50
DB35-01 28,5х28,5х10 100 35 500 1.05 17.5 10 100
DB35-02 28,5х28,5х10 200 35 500 1.05 17.5 10 200
DB35-04 28,5х28,5х10 400 35 500 1.05 17.5 10 400
DB35-06 28,5х28,5х10 600 35 500 1.05 17.5 10 600
DB35-08 28,5х28,5х10 800 35 500 1.05 17.5 10 800
DB35-10 28,5х28,5х10 1000 35 500 1.05 17.5 10 1000
DB35-12 28,5х28,5х10 1200 35 500 1.05 17.5 10 1200
DB35-14 28,5х28,5х10 1400 35 500 1.05 17.5 10 1400
DB35-16 28,5х28,5х10 1600 35 500 1.05 17.5 10 1600
DBI15/25-005 40х20х10 200 15/25 275/385 1.05 7.5/12.5 10 50
DBI15/25-01 40х20х10 400 15/25 275/385 1.05 7.5/12.5 10 100
DBI15/25-02 40х20х10 600 15/25 275/385 1.05 7.5/12.5 10 200
DBI15/25-04 40х20х10 800 15/25 275/385 1.05 7.5/12.5 10 400
DBI15/25-06 40х20х10 1000 15/25 275/385 1.05 7.5/12.5 10 600
DBI15/25-08 40х20х10 1200 15/25 275/385 1.05 7.5/12.5 10 800
DBI15/25-10 40х20х10 1400 15/25 275/385 1.05 7.5/12.5 10 1000
DBI15/25-12 40х20х10 1600 15/25 275/385 1.05 7.5/12.5 10 1200
DBI15/25-14 40х20х10 50 15/25 275/385 1.05 7.5/12.5 10 1400
DBI15/25-16 40х20х10 100 15/25 275/385 1.05 7.5/12.5 10 1600
DBI25-005A 35х25х4 50 25 390 1.05 12.5 10 50
DBI25-04A 35х25х4 400 25 390 1.05 12.5 10 400
DBI25-08A 35х25х4 800 25 390 1.05 12.5 10 800
DBI25-12A 35х25х4 1200 25 390 1.05 12.5 10 1200
DBI25-16A 35х25х4 1600 25 390 1.05 12.5 10 1600
DBI6-005 40х20х10 200 6 135 1.05 3 10 50
DBI6-01 40х20х10 400 6 135 1.05 3 10 100
DBI6-02 40х20х10 600 6 135 1.05 3 10 200
DBI6-04 40х20х10 800 6 135 1.05 3 10 400
DBI6-06 40х20х10 1000 6 135 1.05 3 10 600
DBI6-08 40х20х10 1200 6 135 1.05 3 10 800
DBI6-10 40х20х10 1400 6 135 1.05 3 10 1000
DBI6-12 40х20х10 1600 6 135 1.05 3 10 1200
DBI6-14 40х20х10 900 6 135 1.05 3 10 1400
DBI6-16 40х20х10 1000 6 135 1.05 3 10 1600
Мосты выпрямительные
B125C1500A/B 19х3,5х10 250 1.8 50     10 250
B125D DIL 250 1 40 1.1 1 10 250
B250C1500A/B 19х3,5х10 600 1.8 50     10 600
B250S DIL 600 1 40 1.1 1 10 600
B380C1500A/B 19х3,5х10 800 1.8 50     10 800
B380D DIL 800 1 40 1.1 1 10 800
B40C1500A/B 19х3,5х10 80 1.8 50     10 80
B40D DIL 80 1 40 1.1 1 10 80
B500C1500A/B 19х3,5х10 1000 1.8 50     10 1000
B500S DIL 1000 1 40 1.1 1 10 1000
B80C1500A/B 19х3,5х10 160 1.8 50     10 160
B80D DIL 160 1 40 1.1 1 10 160
CS10D DIL 20 1 40 0.5 1 500 20
GBI10M 32х5,6х17 1000 3 220     10 1000
GBU10M 20,8х3,3х18 1000 8.4 300 1 12 10 1000
KBPC10/15/2500FP                
KBPC601 15,2х15,2х6,3 100 3.8 125 1.2 3 10 100
KBU12M 23,5х5,7х19,3 1000 8.4 300 1 12 10 1000
KBU8M 23,5х5,7х19,3 1000 5.6 300 1 8 10 1000
MS500 SuperMicroDIL 1000 0.5 20 1.2 0.5 10 1000
MYS250 MicroDIL 600 0.5 20 1.2 0.5 10 600
PB1001 19х19х6,8 70 10 150 1.2 5 10 35
S80 MiniDIL (TO-269AA) 160 0.8 44 1.2 0.8 10 160
Характеристики диода

— диодные и диодные схемы

Мы в девятой главе, а в девятой мы рассмотрим диоды и диодные схемы. Диоды — это первое применение полупроводников, которое мы рассмотрим. Первое, что мы хотим сделать, это посмотреть характеристики диодов.

Характеристики диода

Диод — это просто PN переход, но он широко применяется в электронных схемах. Три важных характеристики диода — это, прежде всего, прямое падение напряжения.При прямом смещении это должно быть около 0,7 вольт. Затем происходит обратное падение напряжения. И наоборот, когда мы смещаем диод в обратном направлении, обедненный слой расширяется, и обычно приложенные напряжения ощущаются на диоде. Затем возникает обратное напряжение пробоя. Обратное падение напряжения, которое приведет к обратному течению тока и в большинстве случаев разрушит диод.

Диодные элементы

Диод имеет два вывода, подключенных к внешней цепи. Здесь у нас есть маленький диод, и это будут два вывода.Поскольку диод ведет себя по-разному в зависимости от прямого или обратного смещения, очень важно иметь возможность различать выводы. Анод соединяется с материалом p-типа, это будет анод прямо здесь, он соединяется с материалом p. Катод подключается к материалу n-типа прямо здесь. Когда вы видите диод, на нем обычно есть цветная полоса, и цветная полоса указывает конец, который является катодом. Один из способов запомнить обозначение здесь — стрелка всегда указывает на конечный материал.Здесь будет материал p, а стрелка укажет на конечный материал, который будет катодом.

Идеальные диоды

В идеальном диоде ток свободно течет через устройство при прямом смещении, не имея сопротивления. В идеале это должно произойти или то, что мы хотели бы, но это не то, что произойдет. В идеальном диоде при прямом смещении на нем не было бы падения напряжения. Все напряжения источника будут падать на резисторы цепи.На диоде не будет падения напряжения; все напряжение источника будет приложено к резисторам цепи. В идеальном диоде при обратном смещении он имел бы бесконечное сопротивление, вызывая нулевой ток.

Практические диоды

Теперь практические диоды, это то, что вы на самом деле увидите, практичный диод действительно оказывает некоторое сопротивление току при прямом смещении. Поскольку имеется некоторое сопротивление, при прохождении тока через диод прямого смещения будет рассеиваться некоторая мощность.Следовательно, существует практический предел силы тока, который диод может проводить без повреждений.

Диод обратного смещения имеет очень высокое сопротивление. Чрезмерное обратное смещение может вызвать проводимость диода.

Практическое смещение диода в прямом направлении

Вот и ситуация; приложенное напряжение менее 0,7 вольт. Теперь не забудьте направить смещение на диод, который мы должны были подключить более чем на 0,7 вольт, при менее 0,7 вольта мы не сможем преодолеть барьерный потенциал, и это будет действовать как разомкнутый, и на нем не будет падать напряжение. схема.Здесь у нас то же самое, только мы увеличили напряжение до пяти вольт и теперь достаточно прямого смещения этого диода. Обратите внимание, здесь опускается 0,7, здесь падает оставшееся напряжение, 4,3, так что это наши 4,3 плюс семь равняется нашим пяти вольтам. Если бы здесь был компонент 1 кОм, а затем 4,3, разделенный на 1 кОм, у нас было бы 4,3 миллиампера тока через этот резистор и через диод. В данном случае мы увеличили напряжение до 25 вольт. Теперь обратите внимание на то, что здесь показано падение напряжения.8 вольт, в идеале, мы бы сказали, что это 0,7. В этом случае, опять же, если бы оно было 1 кОм, то у нас было бы 24,2 миллиампера тока в этой цепи. В диоде есть внутреннее сопротивление, поэтому при увеличении тока вы увидите, что падение напряжения немного увеличится, но обычно мы говорим, что оно составляет 0,7.

В некоторых случаях я видел выпрямленные диоды, у которых падение напряжения достигает одного вольта, а иногда может достигать 1,2. Это необычно; обычно мы так и считаем.7 вольт.

Обратное смещение

Теперь у нас есть конец диода, поэтому он имеет обратное смещение. Обратите внимание, что катод подключен к положительному источнику питания. Помните, что n материала здесь со всеми электронами будет притягиваться таким образом, и мы собираемся увеличить эту область истощения, конденсатор и диод, чтобы они выглядели открытыми. На диоде будут ощущаться 10 вольт, и это состояние обратного смещения. В этой ситуации мы просто увеличили напряжение.Такое же состояние существует, за исключением того, что область истощения, вероятно, немного шире, и здесь чувствуется приложенное напряжение, и в цепи нет тока.

Превышение напряжения пробоя

Теперь здесь приложенное напряжение больше, чем напряжение пробоя. Мы не знаем, какое напряжение пробоя у этого диода, но оно больше. Что произойдет в этот момент, так это то, что, несмотря на то, что это обратное смещение, ток будет принудительно протекать через это устройство.Устройство фактически выходит из строя, и через него должен был пройти ток, равный приложенному напряжению за вычетом любого падения на этом устройстве. Обычно это повреждает диод.

Зависимость тока от напряжения

В практическом диоде прямой ток очень мал, пока не будет достигнуто напряжение барьера. При обратном смещении протекает только небольшой ток, пока обратное напряжение меньше напряжения пробоя устройства. Что у нас есть, у нас есть кривая зависимости тока от напряжения для практического диода.Это довольно типично для диодов. Вы видите, что все основные диоды выглядят так. Есть и другие диоды, диоды специального назначения будут немного отличаться от этого, но это кривая, которую вы обычно видите в диоде. Здесь будет изменяться значение напряжения пробоя. Что это значит? Что ж, здесь у нас есть напряжение колена, напряжение барьера и напряжение колена … Помните, здесь мы графически изображаем напряжение, идущее в этом направлении. Это будет прямое напряжение, а затем обратное напряжение, указывающее на обратное смещение.Напряжение в условиях прямого смещения обычно составляет 0,7 В, а затем мы строим график тока, идя в этом направлении. Теперь вы видите, что эта кривая не прямая, а плавная. 0,7 В на диод начинает проводить, а затем мы получаем то, что мы называем прямым током.

По мере того, как напряжение растет, я думаю, мы изобразили на графике пять вольт, и, вероятно, у нас будет ток примерно здесь, а затем мы сделали 25 вольт и сказали, что у нас было около 0,8 вольт, но вы поймете идею, если мы возьмем это и спустились сюда посмотрим, наверное, это будет примерно о.8 в этом конкретном случае. В любом случае, прямое напряжение обычно составляет 0,7, а затем, в зависимости от того, сколько тока проходит через него, вы можете увидеть немного повышенное значение около 0,7. Теперь, когда мы обратим смещение диода, вы увидите, что ток практически равен нулю, а в идеале он должен быть равен нулю, но будет небольшая утечка. По большей части у вас есть; мы смотрим на отсутствие тока вообще. С другой стороны, мы будем видеть это состояние до тех пор, пока не достигнем точки пробоя.В точке пробоя мы увидим выброс тока, идущий в другом направлении против нормального пути тока диода, и снова это, вероятно, представляет собой разрушение диода.

На этом мы завершаем наше введение в характеристики диодов, и мы рассмотрели последний слайд, на котором мы рассмотрели кривую зависимости тока от напряжения диода для тока и напряжения. Мы также посмотрели на напряжение пробоя, и мы рассмотрели несколько различных условий обратного смещения, а также некоторые условия прямого смещения.Мы поговорили о нем, посмотрим, где это было, мы поговорили о практических диодах, идеальных диодах… ах, вот и они. Мы рассмотрели диодные элементы и на этом завершили рассмотрение характеристик диодов.

Видеолекции, созданные Тимом Фигенбаумом в Общественном колледже Северного Сиэтла.

Общие сведения о технических характеристиках, параметрах и рейтингах диодов »Примечания по электронике

Диоды

могут показаться простыми, но они имеют множество технических характеристик, параметров и номиналов, которые необходимо учитывать при выборе одного из них в качестве замены или для новой конструкции электронной схемы.


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


Понимание технических характеристик, параметров и номинальных характеристик диодов может быть ключом к выбору правильного электронного компонента для конкретной конструкции электронной схемы. На рынке доступно огромное количество диодов, поэтому выбор необходимого не всегда может показаться легким.

Большинство спецификаций, номинальных значений и параметров относительно просты для понимания, особенно с небольшими пояснениями, но для некоторых может потребоваться немного больше пояснений, или они могут быть применимы к ограниченному количеству диодов.

Помимо технических характеристик, касающихся электрических характеристик, также важны физические упаковки. Диоды поставляются в различных корпусах, включая корпуса с выводами на проводах, а также мощные диоды, которые крепятся болтами к радиаторам, и с огромным количеством высокоавтоматизированных производств и сборок печатных плат, компоненты технологии поверхностного монтажа — диоды SMD используются в огромных количествах.

Технические характеристики диодов приводятся в технических паспортах и ​​содержат описание характеристик диода. Проверка рабочих параметров позволит оценить диод на предмет того, обеспечивает ли он требуемые рабочие характеристики для его предполагаемой функции.

Различные параметры спецификации более применимы для диодов, используемых в различных приложениях, различных конструкциях электронных схем и т. Д. Для силовых приложений важны такие аспекты, как допустимый ток, прямое падение напряжения, температура перехода и т.п. емкость и напряжение включения часто представляют большой интерес.

Приведенные ниже аспекты подробно описывают некоторые из наиболее широко используемых параметров или спецификаций, используемых в технических паспортах для большинства типов диодов.

Характеристики и параметры диода

В приведенном ниже списке представлены подробные сведения о различных характеристиках диодов и параметрах диодов, которые можно найти в технических паспортах и ​​спецификациях диодов.

  • Материал полупроводника: Полупроводниковый материал, используемый в диоде с PN-переходом, имеет первостепенное значение, поскольку используемый материал влияет на многие из основных характеристик и свойств диодов.Кремний и германий — два широко используемых материала:
    • Кремний: Кремний — наиболее широко используемый материал, поскольку он обеспечивает высокие характеристики для большинства приложений и низкие производственные затраты. Технология изготовления кремния хорошо известна, и кремниевые диоды можно изготавливать дешево. Напряжение прямого включения составляет около 0,6 В, что является высоким показателем для некоторых приложений, хотя для диодов Шоттки оно меньше.
    • Германий: Германий менее широко используется и предлагает низкое напряжение включения около 0.От 2 до 0,3 В.
    Другие материалы обычно предназначены для более специализированных диодов. Например, светодиоды используют составные материалы для обеспечения разных цветов.
  • Тип диода: Хотя большинство диодов имеют в основе конструкции PN переход, разные типы диодов разработаны для обеспечения разных характеристик, и иногда они могут работать по-разному. Ключевым моментом является выбор правильного типа диода для любого конкретного применения.Стабилитроны

    используются для обеспечения опорных напряжений, в то время как варакторные диоды используются для обеспечения переменного уровня емкости в ВЧ-схеме в соответствии с предусмотренным обратным смещением. Выпрямительные диоды могут использовать диод с прямым PN переходом или, в некоторых случаях, они могут использовать диод Шоттки для более низкого прямого напряжения. Каким бы ни было приложение, необходимо использовать диод правильного типа для достижения требуемых функциональных возможностей и характеристик.


  • Прямое падение напряжения, Vf: Любое электронное устройство, пропускающее ток, будет развивать результирующее напряжение на нем, и эта характеристика диода имеет большое значение, особенно для выпрямления мощности, где потери мощности будут выше для высокого прямого падение напряжения.Кроме того, диодам для ВЧ-схем часто требуется небольшое прямое падение напряжения, поскольку сигналы могут быть небольшими, но их все же необходимо преодолеть.

    Напряжение на диоде с PN переходом возникает по двум причинам. Первый связан с характером полупроводникового PN перехода и является результатом упомянутого выше напряжения включения. Это напряжение позволяет преодолеть истощающий слой и протечь ток. Вторая причина возникает из-за обычных резистивных потерь в устройстве. В результате будет дана величина прямого падения напряжения при заданном уровне тока.Этот показатель особенно важен для выпрямительных диодов, через которые может проходить значительный ток.

    График прямого падения напряжения для различных уровней тока, в частности, для выпрямительных диодов, обычно приводится в технических данных. Он будет иметь диапазон типичных цифр, и с его помощью можно определить диапазон падения напряжения для ожидаемых уровней переносимого тока. Затем можно определить мощность, которая будет рассеиваться в области электронного перехода диода.

  • Пиковое обратное напряжение, PIV: Эти характеристики диода представляют собой максимальное напряжение, которое диод может выдерживать в обратном направлении. Это напряжение нельзя превышать, иначе устройство может выйти из строя.

    Это напряжение не является просто среднеквадратичным напряжением входящего сигнала. Каждую схему необходимо рассматривать по отдельности, но для простого однодидного полуволнового выпрямителя с некоторой формой сглаживающего конденсатора впоследствии следует помнить, что конденсатор будет удерживать напряжение, равное пику входящей формы волны напряжения.Тогда диод также будет видеть пик входящей формы волны в обратном направлении и, следовательно, в этих обстоятельствах он будет видеть пиковое обратное напряжение, равное размаху сигнала.

  • Напряжение обратного пробоя, В (BR) R : Это немного отличается от пикового обратного напряжения тем, что это напряжение является точкой, в которой диод выйдет из строя.

    IV характеристика диода PN, показывающая обратный пробой

    Диод может выдерживать обратное напряжение до определенной точки, а затем он выйдет из строя.В некоторых диодах и в некоторых схемах это вызовет непоправимый ущерб, хотя для стабилитронов / опорных диодов напряжения для опорного напряжения используется сценарий обратного пробоя, хотя схема должна быть разработана для ограничения протекающего тока, в противном случае диод может быть поврежден. уничтожен.

  • Максимальный прямой ток: Для конструкции электронной схемы, которая пропускает любые уровни тока, необходимо обеспечить, чтобы максимальные уровни тока для диода не превышались.По мере повышения уровня тока дополнительное тепло рассеивается, и его необходимо удалить.

  • Рабочая температура перехода: Как и все электронные компоненты, диоды имеют максимальную рабочую температуру. В техническом паспорте будет раздел с указанием максимальной температуры перехода. По мере повышения температуры перехода надежность в долгосрочной перспективе падает. При превышении максимальной температуры перехода диод может выйти из строя и даже загореться.

    Следует помнить, что температура перехода относится к самому диодному переходу внутри корпуса, а не к температуре корпуса. Между температурой упаковки и температурой перехода должен быть допустимый запас. Часто в технических паспортах приводятся кривые, позволяющие определить температуру перехода. Также можно рассчитать температуру перехода, зная ток, прямое падение напряжения и тепловое сопротивление: спецификации, которые упоминаются в технических характеристиках и также упоминаются здесь.

    Принимая во внимание аспекты долгосрочной надежности, всегда лучше всего эксплуатировать диод в пределах своих номиналов. Это дает хороший запас для обеспечения надежной долгосрочной работы и для диода, чтобы приспособиться к любым кратковременным пикам. То же самое для любого электронного компонента.

  • Переход к тепловому сопротивлению окружающей среды, Θ JA : Этот параметр спецификации диода измеряется в ° C на ватт и означает, что для каждого ватта, рассеиваемого в переходе, будет определенное повышение температуры выше температуры окружающей среды. .Это означает, что для диода с тепловым сопротивлением перехода к окружающей среде 50 ° C / Вт температура перехода будет повышаться на 50 ° C на каждый ватт рассеиваемой мощности.

    Переходное тепловое сопротивление окружающей среды на самом деле представляет собой сумму ряда отдельных областей диода: тепловое сопротивление перехода к корпусу, тепловое сопротивление между корпусом и поверхностью и тепловое сопротивление поверхности к окружающей среде, как показано на рисунке. формула: θ JA = θ JC + θ CS + θ SA .

    Эта общая спецификация является ключом к возможности определить фактическую рабочую температуру перехода — ключевой параметр, который необходимо контролировать при проектировании схемы, в которой диоды пропускают значительный ток, так что прошедший ток приведет к рассеянию мощности.

    Температуру перехода можно рассчитать по формуле:

    Где:
    T J температура перехода
    T AMB = температура окружающей среды
    Θ JA = переход к тепловому сопротивлению окружающей среды.

  • Ток утечки: Если бы был идеальный диод, то при обратном смещении тока не было бы. Обнаружено, что для реального диода с PN-переходом очень малая величина тока течет в обратном направлении из-за наличия неосновных носителей в полупроводнике. Уровень тока утечки зависит от трех основных факторов. Обратное напряжение очевидно. Он также зависит от температуры и заметно повышается с повышением температуры.Также обнаружено, что это очень зависит от типа используемого полупроводникового материала — кремний намного лучше германия.

    IV характеристика PN-диода, показывающая параметр

    тока утечки. Характеристика или спецификация тока утечки для диода с PN-переходом указывается при определенном обратном напряжении и определенной температуре. Спецификация обычно определяется в микроамперах, мкА или пикоамперах, пА, поскольку уровни обычно очень низкие до того, как произойдет обратный пробой.

  • Емкость перехода: Все диоды с PN переходом обладают емкостью перехода. Область обеднения — это диэлектрический промежуток между двумя пластинами, которые эффективно формируются на краю области обеднения и области с основными носителями. Фактическое значение емкости зависит от обратного напряжения, которое вызывает изменение области обеднения (увеличение обратного напряжения увеличивает размер области истощения и, следовательно, уменьшает емкость).

    Этот факт успешно используется в варакторах или варикапных диодах, а также в ВЧ конструкциях генераторов переменной частоты и фильтров переменной частоты. Однако для многих других приложений, особенно для некоторых радиочастотных схем, где паразитная емкость диода может влиять на характеристики, это необходимо минимизировать. Поскольку емкость имеет важное значение, она указывается. Параметр обычно описывается как заданная емкость (обычно в пФ, поскольку уровни емкости относительно низкие) при заданном напряжении или напряжениях.Также для многих ВЧ приложений доступны специальные диоды с малой емкостью.

    Для многих применений с выпрямителями мощности емкость достаточно мала, чтобы не создавать проблем. Например, емкость перехода 1N4001 и 1N4004 составляет всего 15 пФ для обратного напряжения 4 В и меньше при повышении напряжения. Диоды с более высоким напряжением могут быть меньше — 1N4007 имеет емкость перехода 8 пФ для обратного напряжения 4 вольта. Соответственно, влияние емкости замечается только при повышении частоты.Поскольку уровни емкости низкие, на частоты до 100 кГц он часто не влияет, и в большинстве случаев им можно пренебречь, вплоть до даже более высоких частот.

  • Тип корпуса: Диоды могут быть установлены в различных корпусах в зависимости от их применения, и в некоторых случаях, особенно в ВЧ приложениях, корпус является ключевым элементом при определении общих характеристик ВЧ диодов.

    Также для силовых приложений, где важен отвод тепла, корпус может определять многие общие параметры диодов, поскольку для мощных диодов могут потребоваться корпуса, которые можно прикрепить болтами к радиаторам, тогда как малосигнальные диоды могут быть доступны с выводами или в качестве устройств для поверхностного монтажа. .Также мощные диоды могут быть доступны в виде мостовых выпрямителей, содержащих четыре диода в мосту, подходящих для выпрямления волн.

    Диоды для поверхностного монтажа, SMD-диоды используются в огромных количествах, потому что большая часть производства электроники и сборки печатных плат осуществляется с использованием автоматизированных методов, а технология поверхностного монтажа подходит для этого.

    Схема мостового выпрямителя и маркировка

    В дополнение к этому, диоды доступны как с выводами, так и в корпусах, использующих технологию поверхностного монтажа, в зависимости от диода.Большинство ВЧ диодов и диодов малой мощности доступны в корпусах для поверхностного монтажа, что делает их более подходящими для крупномасштабного производства.

  • Схемы кодирования и маркировки диодов: Большинство используемых диодов имеют номера деталей, соответствующие схемам JEDEC или Pro-Electron. Такие числа, как 1N4001, 1N916, BZY88 и многие другие, хорошо знакомы всем, кто занимается проектированием и производством электроники.

    Однако при использовании методов автоматизированной сборки печатных плат и технологии поверхностного монтажа выясняется, что многие устройства слишком малы, чтобы нести полное число, которое может быть использовано в паспорте.В результате была разработана довольно произвольная система кодирования, в соответствии с которой упаковка устройства содержит простой двух- или трехзначный идентификационный код.

    Обычно его можно разместить на небольших корпусах диодов для поверхностного монтажа. Однако определить типовой номер SMD-диода производителя по коду корпуса может быть непросто на первый взгляд. Есть несколько полезных кодовых книг SMD, которые предоставляют данные для этих устройств. Например, код «13s» обозначает диод для поверхностного монтажа BAS125 в корпусе SOT23 или SOT323.

Пример типовых характеристик диода

Несмотря на то, что существует множество различных диодов с большим количеством различных спецификаций, иногда помогает увидеть, каковы различные характеристики и параметры и как они выражаются в формате, аналогичном тем, которые представлены в таблицах данных.

Типовой 1N5711 Характеристики / Технические характеристики
Характеристика Типичное значение Блок Детали
Макс.напряжение блокировки постоянного тока, Vr 70 В
Макс.продолжительный ток в прямом направлении, Ifm 15 мА
Напряжение обратного пробоя, В (БР) R 70 В при обратном токе 10 мкА
Обратный ток утечки, IR 200 мкА При VR = 50 В
Прямое падение напряжения, VF 0.41

1,00

В при IF = 1,0 мА

IF = 15 мА

Емкость перехода, Кдж 2,0 ​​ пФ VR = 0 В, f = 1 МГц
Время обратного восстановления, trr 1 нС

Огромное количество диодов имеет огромное количество различных характеристик. Некоторые диоды могут быть разработаны исключительно для выпрямления, тогда как другие могут быть предназначены для излучения света, обнаружения света, действия в качестве опорного напряжения, обеспечения переменной емкости и т.п.Диоды также поставляются в различных упаковках, подавляющее большинство из которых в наши дни продаются как диоды для поверхностного монтажа для автоматизированной сборки печатных плат.

Независимо от типа диода, многие из основных технических характеристик, параметров и номиналов, упомянутых выше, будут важны. Понимание основных параметров и характеристик этих электронных компонентов при просмотре спецификаций в технических паспортах является ключом к выбору правильного диода. Понимание спецификаций позволяет принимать мудрые решения в процессе проектирования электронной схемы для любого проекта с использованием диодов.

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

Введение в диоды

  • Раздел 2.0 Введение в диоды.
  • • Обозначения диодных цепей.
  • • Ток через диоды.
  • • Конструкция диода.
  • • PN-переход.
  • • Прямое и обратное смещение.
  • • Характеристики диода.
  • Раздел 2.1 Кремниевые выпрямители.
  • • Маркировка полярности.
  • • Параметры выпрямителя.
  • Раздел 2.2 Диоды Шоттки.
  • • Конструкция диода Шоттки.
  • • Потенциал соединения Шоттки.
  • • Высокоскоростное переключение.
  • • Выпрямители мощности Шоттки.
  • • Ограничения по току Шоттки.
  • • Защита от перенапряжения.
  • Раздел 2.3 Малосигнальные диоды.
  • • Конструкция малосигнального диода.
  • • Формирование волны.
  • • Обрезка.
  • • Зажим / восстановление постоянного тока.
  • • Приложения HF.
  • • Защитные диоды.
  • Раздел 2.4 Стабилитроны.
  • • Конструкция стабилитрона.
  • • Обозначения схем Зенера.
  • • Эффект Зенера.
  • • Эффект лавины.
  • • Практичные стабилитроны.
  • Раздел 2.5. Светодиоды.
  • • Работа светодиода.
  • • Излучение света.
  • • Цвета светодиодов.
  • • Расчеты цепей светодиодов.
  • • Светодиодные матрицы.
  • • Тестирование светодиодов.
  • Раздел 2.6 Лазерные диоды.
  • • Лазерный свет.
  • • Основы атома.
  • • Конструкция лазерного диода.
  • • Лазерная накачка.
  • • Управление лазерным диодом.
  • • Лазерные модули.
  • • Лазерная оптика.
  • • Классы лазерных диодов.
  • Раздел 2.7 Фотодиоды.
  • • Основы фотодиодов.
  • • Приложения.
  • • Конструкция лазерного диода.
  • • Лазерная накачка.
  • • Управление лазерным диодом.
  • • Лазерные модули.
  • • Лазерная оптика.
  • • Классы лазерных диодов.
  • Раздел 2.8 Тестирование диодов.
  • • Неисправности диодов.
  • • Проверка диодов с помощью омметра.
  • • Определение соединений диодов.
  • • Выявление неисправных диодов.
  • Раздел 2.9 Тест диодов.
  • • Проверьте свои знания о диодах.

Рисунок 2.0.1. Диоды

Введение

Диоды — одни из самых простых, но наиболее полезных из всех полупроводниковых устройств. Многие типы диодов используются в широком спектре приложений.Выпрямительные диоды — жизненно важный компонент в источниках питания, где они используются для преобразования сетевого напряжения переменного тока в постоянное. Стабилитроны используются для стабилизации напряжения, предотвращения нежелательных изменений в подаче постоянного тока в цепи и для подачи точных опорных напряжений для многих схем. Диоды также могут использоваться для предотвращения катастрофического повреждения оборудования с батарейным питанием, когда батареи подключены с неправильной полярностью.

Сигнальные диоды также широко используются при обработке сигналов в электронном оборудовании; они используются для получения аудио- и видеосигналов из передаваемых радиочастотных сигналов (демодуляция), а также могут использоваться для формирования и изменения форм сигналов переменного тока (ограничение, ограничение и восстановление постоянного тока).Диоды также встроены во многие цифровые интегральные схемы, чтобы защитить их от опасных скачков напряжения.

Рис. 2.0.2 Обозначения диодных цепей

Светодиоды

излучают многоцветный свет в очень широком спектре оборудования от простых индикаторных ламп до огромных и сложных видеодисплеев. Фотодиоды также производят электрический ток из света.

Диоды изготавливаются из полупроводниковых материалов, в основном кремния, с добавлением различных соединений (комбинации более чем одного элемента) и металлов в зависимости от функции диода.Ранние типы полупроводниковых диодов были сделаны из селена и германия, но эти типы диодов были почти полностью заменены более современными конструкциями кремния.

На рис. 2.0.1 показаны следующие диоды с общим проводом:

1. Три силовых выпрямителя (мостовой выпрямитель для использования с сетевым (линейным) напряжением и два выпрямительных диода сетевого напряжения).

2. Точечный диод (в стеклянной капсуле) и диод Шоттки.

3. Кремниевый малосигнальный диод.

4. Стабилитроны в корпусе из стекла или черной смолы.

5. Подборка светодиодов. Против часовой стрелки от красного: желтый и зеленый светодиоды, инфракрасный фотодиод, теплый белый светодиод 5 мм и синий светодиод высокой яркости 10 мм.

Обозначения диодных цепей

Диод — это односторонний провод. Он имеет два вывода: анод или положительный вывод и катод или отрицательный вывод. В идеале диод будет пропускать ток, когда его анод сделан более положительным, чем его катод, но предотвращать протекание тока, когда его анод более отрицательный, чем его катод.В условных обозначениях схем, показанных на рис. 2.0.2, катод показан в виде стержня, а анод — в виде треугольника. На некоторых принципиальных схемах анод диода может также обозначаться буквой «а», а катод — буквой «к».

В каком направлении течет диодный ток?

Обратите внимание на рис. 2.0.2, что обычный ток течет от положительной (анодной) клеммы к отрицательной (катодной) клемме, хотя движение электронов (электронный поток) происходит в противоположном направлении, от катода к аноду.

Конструкция кремниевого диода

Рис. 2.0.3 Кремниевый планарный диод

Современные кремниевые диоды обычно производятся с использованием одной из различных версий планарного процесса, который также используется для изготовления транзисторов и интегральных схем. Многослойная конструкция, используемая в методах Silicon Planar, дает ряд преимуществ, таких как предсказуемые характеристики и надежность, а также является преимуществом для массового производства.

Упрощенный планарный кремниевый диод показан на рис.2.0.3. Использование этого процесса для кремниевых диодов позволяет получить два слоя кремния с различным легированием, которые образуют «PN переход». Нелегированный или «собственный» кремний имеет решеточную структуру из атомов, каждый из которых имеет четыре валентных электрона, но кремний P-типа и кремний N-типа легируют путем добавления относительно очень небольшого количества материала, имеющего атомную структуру с тремя валентными электронами (например, бор или алюминий), чтобы получить P-тип, или пять валентных электронов (например, мышьяк или фосфор), чтобы получить кремний N-типа.Эти легированные версии кремния известны как «примесный» кремний. Кремний P-типа теперь имеет нехватку валентных электронов в своей структуре, что также можно рассматривать как избыток «дырок» или носителей положительного заряда, тогда как слой N-типа легирован атомами, имеющими пять электронов в его валентной оболочке и поэтому имеет избыток электронов, которые являются носителями отрицательного заряда.

Диод PN переход

Рис. 2.0.4 Слой истощения диодов

Когда кремний P- и N-типа объединяются во время производства, создается переход, где встречаются материалы P-типа и N-типа, и отверстия, расположенные рядом с переходом в кремнии P-типа, притягиваются к отрицательно заряженному материалу N-типа на другой стороне. перехода.Кроме того, электроны, расположенные рядом с переходом в кремнии N-типа, притягиваются к положительно заряженному кремнию P-типа. Следовательно, вдоль перехода между кремнием P- и N-типа создается небольшой естественный потенциал между полупроводниковым материалом P и N с отрицательно заряженными электронами, которые теперь находятся на стороне P-типа перехода, и положительно заряженными дырками на стороне N. соединение. Этот слой носителей заряда противоположной полярности накапливается до тех пор, пока его не станет достаточно, чтобы предотвратить свободное движение любых дальнейших дырок или электронов.Из-за этого естественного электрического потенциала в переходе между слоями P и N в PN-переходе образовался очень тонкий слой, который теперь обеднен носителями заряда и поэтому называется обедненным слоем. Поэтому, когда диод подключен к цепи, ток не может течь между анодом и катодом, пока анод не станет более положительным, чем катод, с помощью прямого потенциала или напряжения (V F ), по крайней мере, достаточного для преодоления естественного обратного потенциала соединение.Это значение зависит в основном от материалов, из которых сделаны слои P и N диода, и от количества используемого легирования. Различные типы диодов имеют естественный обратный потенциал в диапазоне примерно от 0,1 В до 2 или 3 В. Кремниевые диоды с PN-переходом имеют потенциал перехода от 0,6 до 0,7 В.

Диод прямой проводимости

Рис. 2.0.5 Диод вперед


Проводимость

Как только напряжение, приложенное к аноду, становится более положительным, чем на катоде, на величину, превышающую потенциал обедненного слоя, начинается прямая проводимость от анода к обычному катоду, как показано на рис.2.0.5.

Когда напряжение, приложенное между анодом и катодом, увеличивается, прямой ток сначала увеличивается медленно, поскольку носители заряда начинают пересекать обедненный слой, а затем быстро возрастает примерно по экспоненте. Следовательно, сопротивление диода, когда он «включен» или проводит в режиме «прямого смещения», не равно нулю, а очень мало. Поскольку прямая проводимость увеличивается после преодоления потенциала истощения по примерно следующей экспоненциальной кривой, прямое сопротивление (V / I) незначительно изменяется в зависимости от приложенного напряжения.

Диод с обратным смещением

Рис. 2.0.6 Обратный диод


Смещенный

Когда диод смещен в обратном направлении (анод подключен к отрицательному напряжению, а катод — к положительному), как показано на рис. 2.0.6, положительные отверстия притягиваются к отрицательному напряжению на аноде и от перехода. Точно так же отрицательные электроны притягиваются от перехода к положительному напряжению, приложенному к катоду. Это действие оставляет большую площадь на стыке без каких-либо носителей заряда (положительных дырок или отрицательных электронов) по мере расширения обедненного слоя.Поскольку область перехода теперь обеднена носителями заряда, она действует как изолятор, и по мере того, как более высокие напряжения применяются с обратной полярностью, обедненный слой становится еще шире, чем больше носителей заряда удаляется от перехода. Диод не будет проводить при приложенном обратном напряжении (обратном смещении), за исключением очень небольшого «обратного тока утечки» (I R ), который в кремниевых диодах обычно меньше 25 нА. Однако, если приложенное напряжение достигает значения, называемого «обратным напряжением пробоя» (V RRM ), ток в обратном направлении резко возрастает до точки, где, если ток не ограничен каким-либо образом, диод будет разрушен.

Вольт-амперные характеристики диода

Рис 2.0.7. Типовой диод I / V


Характеристика

Работа диодов, описанная выше, также может быть описана специальным графиком, называемым «характеристической кривой». Эти графики показывают взаимосвязь между фактическими токами и напряжениями, связанными с различными клеммами устройства. Понимание этих графиков помогает понять, как работает устройство.

Для диодов характеристическая кривая называется ВАХ, потому что она показывает взаимосвязь между напряжением, приложенным между анодом и катодом, и результирующим током, протекающим через диод.Типичная ВАХ показана на рис. 2.0.7.

Оси графика показывают как положительные, так и отрицательные значения и поэтому пересекаются в центре. Пересечение имеет нулевое значение как для тока (ось Y), так и для напряжения (ось X). Оси + I и + V (верхняя правая область графика) показывают круто возрастающий ток после области начального нулевого тока. Это прямая проводимость диода, когда анод положительный, а катод отрицательный. Первоначально ток не течет, пока приложенное напряжение не превысит потенциал прямого перехода.После этого ток резко возрастает примерно по экспоненте.

Оси -V и -I показывают состояние обратного смещения (нижняя левая область графика). Здесь видно, что очень небольшой ток утечки увеличивается с увеличением обратного напряжения. Однако, как только достигается обратное напряжение пробоя, обратный ток (-I) резко возрастает.

Начало страницы

Уравнение диода

| PVEducation

Обзор

  1. I 0 напрямую связано с рекомбинацией и, таким образом, обратно пропорционально качеству материала.{\ frac {q V} {k T}} — 1 \ right) $$

    где:
    I = чистый ток, протекающий через диод;
    I 0 = «ток темнового насыщения», плотность тока утечки диода в отсутствие света;
    В = приложенное напряжение на выводах диода;
    q = абсолютное значение заряда электрона;
    k = постоянная Больцмана; и
    T = абсолютная температура (K). {\ frac {q V} {n k T}} — 1 \ right) $$

    где:
    n = коэффициент идеальности, число от 1 до 2, которое обычно увеличивается при уменьшении тока.

    Уравнение диода показано на интерактивном графике ниже. Измените ток насыщения и наблюдайте за изменением ВАХ. Обратите внимание, что, хотя вы можете просто изменять температуру и коэффициент идеальности, полученные кривые IV вводят в заблуждение. При моделировании подразумевается, что входные параметры независимы, но это не так. В реальных устройствах ток насыщения сильно зависит от температуры устройства. Аналогичным образом механизмы, изменяющие коэффициент идеальности, также влияют на ток насыщения.Температурные эффекты обсуждаются более подробно на странице «Влияние температуры».

    Изменение тока темнового насыщения изменяет напряжение включения диода. Фактор идеальности изменяет форму диода. График не соответствует фактору идеальности. Это означает, что увеличение коэффициента идеальности приведет к увеличению напряжения включения. На самом деле это не так, поскольку любой физический эффект, увеличивающий коэффициент идеальности, существенно увеличил бы ток темнового насыщения, I 0 , так что устройство с высоким коэффициентом идеальности обычно будет иметь более низкое напряжение включения .

    Диодный закон для кремния проиллюстрирован на следующем рисунке. Повышение температуры заставляет диод «включаться» при более низких напряжениях.

    Диодный закон для кремния — ток изменяется в зависимости от напряжения и температуры. При заданном токе кривая сдвигается примерно на 2 мВ / ° C. Голубая кривая показывает влияние на ВАХ, если I 0 не изменяется с температурой. На самом деле I 0 быстро меняется с температурой, что приводит к синей кривой.

    ВАХ

    диода и резистора

    ВАХ диода и резистора

    Что такое омическая составляющая?

    ВАХ диода и резистора

    Цель: Цель этого эксперимента — сравнить I-V характеристики диода с характеристиками резистора. Измеряя напряжение падение через диод или резистор при изменении тока, студент будет обнаружить взаимосвязь между током и Напряжение.

    Время: 40-50 минут

    Обзор научных принципов:

    Требования: чтобы ток проходил через материал, три требования должны быть выполнены.

    1) должно существовать электрическое поле; 2) должны присутствовать носители заряда в материал; 3) носители заряда должны быть мобильными. Установить электрический поле, на цепь подается напряжение. Носителями заряда являются валентность электроны в проводнике или электроны в зоне проводимости и дыры в валентной зоне полупроводника или изолятора.Мобильность зависит от кристаллической структуры и температуры.

    Проводник: для проводника, такого как металл, валентность электроны занимают частично заполненные энергетические уровни с образованием валентной зоны. Кристалл структура металл позволяет валентным электронам в валентной зоне двигаться свободно через кристалл. Однако с повышением температуры атомы вибрировать с большая амплитуда, и уйти достаточно далеко от своего равновесия позиции для мешают перемещению электронов.Только около абсолютного нуля это мобильность в максимальном значении.

    Полупроводник: для полупроводника или изолятора валентность электроны занимают заполненную валентную зону. Электроны должны уйти из валентности группа к зона проводимости (оставление дырок, вакансий в валентной зоне). Оба электроны в зоне проводимости и дырки в валентной зоне являются считаются носителями заряда. Количество этих носителей заряда зависимый от температуры и материала.При повышении температуры более электроны обладают энергией, необходимой для «прыжка» в зону проводимости. (Важный: Электроны не перемещаются из места в кристалле, называемого валентная полоса в другое место, называемое зоной проводимости. Электроны имеют энергия связанных с валентной зоной, и получить достаточно энергии, чтобы иметь энергия связанный с зоной проводимости. Происходит изменение энергии, а не позиция изменить.)

    Легирование: легирование полупроводникового материала путем добавления атомов. с еще одним или на один валентный электрон меньше, чем у основного материала, это один метод из увеличение количества носителей заряда (например, добавление Ga, с три валентности электронов или As с пятью валентными электронами на Ge или Si, которые имеет четыре валентные электроны).Добавление элемента группы V, например As, образует n-тип материал, обеспечивающий новые «донорские» уровни энергии. Добавление Группа III элемент, такой как Ga, образует материал p-типа, который обеспечивает новые «акцептор» уровни энергии. Энергия, необходимая электрону для перемещения из валентная полоса на акцепторный уровень, как с Ga (образуя дырку), или с донорский уровень зона проводимости, как и в случае As (дающая проводящий электрон), равна меньше, чем энергия, необходимая для первоначального «прыжка» из валентности группа к зона проводимости чистого полупроводникового материала.Таким образом, для допированный полупроводниковый материал по сравнению с чистым полупроводниковым материалом (на такая же температура), легированный полупроводник будет иметь больше электроны в зона проводимости (n-тип) или несколько дырок в валентной зоне (р-тип). Для и Материал n-типа, носитель электричества — отрицательный электрон. Для Материал p-типа, носитель — положительное отверстие. Как повышается температура, атомы действительно колеблются с большей амплитудой.Однако увеличение в количестве носители заряда в большей степени влияют на увеличение прочности материала. проводимость чем уменьшение, вызванное колеблющимися атомами.

    Резистор: когда на резистор подается напряжение, электрическое поле Установлено. Это электрическое поле «толкает» носители заряда. сквозь резистор. Этот «толчок» дает носителям заряда «дрейф». скорость «в направление от энергии с высоким потенциалом к ​​энергии с низким потенциалом.В виде напряжение увеличивается, скорость дрейфа увеличивается. Поскольку сумма текущий текущий через резистор прямо пропорциональна скорости дрейфа, г. ток прямо пропорционален напряжению , которое производит в электрическое поле, которое создает скорость дрейфа. Это происхождение Ома Закон.

    Диод: Однако в диоде количество носителей заряда равно зависит от количество электронов, у которых достаточно энергии, чтобы двигаться вверх энергетический холм и через p-n переход, создавая ток, протекающий через диод.Размер этот холм или энергетический барьер зависит от количества и типа примесей в полупроводниковый материал, из которого изготовлен диод. Как напряжение применены (в прямом смещении) размер холма уменьшен, поэтому больше электроны иметь энергию, необходимую для пересечения p-n перехода, производящего ток поток. В количество электронов с энергией, необходимой для движения в гору и через переход увеличивается экспоненциально с увеличением напряжения. Таким образом, электрический ток увеличивается экспоненциально с увеличением напряжения.

    Заявки:

    Поведение компонентов в цепи — очень важный аспект. схемы дизайн. Диоды используются во многих полупроводниковых схемах. Их нелинейный I-V поведение делает их весьма полезными для множества приложений. Резисторы есть часто используется последовательно с другим компонентом схемы, чтобы уменьшить Напряжение через этот компонент или параллельно, чтобы уменьшить ток через компонент.

    Материалы и принадлежности:

    Источник питания постоянного тока

    Германий или стабилитрон

    Резисторы 2-1 кОм

    6 подводящих проводов (в том числе на блоке питания)

    Миллиамперметр или гальванометр

    Вольтметр

    Общие правила техники безопасности:

    * Всегда сбрасывайте шкалу источника питания на ноль перед сборкой или изменение схема.

    * Держите руки и рабочую зону сухими, чтобы избежать поражения электрическим током.

    * Соблюдайте безопасные и правильные процедуры по эксплуатации источника питания. поставлять.

    Экспериментальные установки:

    Процедура:

    Схема подключения:

    1. Соберите схему, как показано на рисунке 1. Не включайте питание. поставлять.

    2. Убедитесь, что выводные провода на блоке питания подключен к DC

    терминалы.

    3. Поверните шкалу напряжения и тока (если применимо) на ноль.Поверните текущий наберите один

    четверть оборота по часовой стрелке.

    4. Теперь включите питание.

    5. Медленно поверните шкалу напряжения по часовой стрелке и следите за миллиамперметр и циферблаты вольтметра.

    Если стрелка перемещается вправо, счетчики работают правильно. связаны. Если игла движется

    слева, поменяйте местами провода отведений на этом счетчике.

    Резистор (передний):

    6.Медленно вращайте шкалу напряжения по часовой стрелке, пока миллиамперметр не игла показывает полный

    прогиб. Запишите показания миллиметра и вольтметра как максимальное, I max и V max.

    7. Разделите значение I max на 5. Это приращение I, на которое вы увеличите ток. (Вы соберете 5 наборов данных.)

    8. Поверните шкалу напряжения на ноль.

    9. Медленно вращайте шкалу напряжения по часовой стрелке, пока миллиамперметр не покажет Я.

    10. Запишите значения I и V в таблицу данных резистора.

    11. Увеличивайте напряжение до тех пор, пока миллиамперметр не покажет 2I.

    12. Запишите значения I и V в таблицу данных в строках 1-5.

    13. Продолжайте увеличивать напряжение и записывать I и V, пока вы не вылет I макс .

    14. Поверните шкалу напряжения на ноль.

    Резистор (обратный):

    15. Поменяйте местами резистор, чтобы через него протекал ток. противоположный направление.

    16. Повторите шаги 10-16, записывая значения I и V как отрицательные числа в резистор

    таблица данных в строках 6-10.

    Диод (вперед):

    17. Удалите резистор из цепи и замените его на диод, как показано на рисунке 2.

    18. Убедитесь, что положительный конец диода подключен. к положительный вывод

    блок питания.

    19.Повторите шаги 6-14, но на этот раз разделите I max на 10, и записать данные в

    таблица данных диода.

    Диод (реверс):

    20. Переверните диод и повторите шаги 9-14, используя те же значения. из [[Delta]] I, как на шаге 19. Запишите эти значения I и V как отрицательные числа.

    21. Выключите источник питания.

    22. Отсоедините подводящие провода и замените оборудование на их место. соответствующий места.

    Данные и анализ: Таблица данных резисторов

    57 57
     
     0273 
     
    В (вольт) I (мА) В / I
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     

    Разделите значение V (вольт) на значение I (амперы), чтобы найти значения V / I (), и заполните таблицу данных.

    Таблица данных диодов 57 56 56 56 57
    В (вольты) I (10 -6 A) В / I
     
     
     
    6 6
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     

    Разделите V (вольт) на I (ампер), чтобы найти V / I (), и заполните таблицу данных.

    Вопросы:

    1. Постройте график зависимости напряжения (горизонтальная ось) от тока (вертикальная оси) от резистор и

    таблица данных диодов на миллиметровой бумаге.

    2. Какова форма графика данных для резистора?

    3. Какова форма графика данных для диода?

    4. Если форма линейная, определите наклон и уравнение линия.

    5. Сравните наклон со значениями V / I.

    6. Согласно закону Ома V / I представляет то, что можно измерить. количество?

    7. Какую измеримую величину представляет наклон линии I / V?

    8. Для нелинейного графика, как менялись значения V / I как значения V

    выросла?

    9. Какое устройство проводит электричество в обоих направлениях?

    10. Какое устройство проводит электричество только в одном направлении?

    11.Назовите 2 типа носителей заряда.

    12. Что в металле проводит электричество (несет заряд)?

    13. Что несет заряд в полупроводнике?

    14. В резисторе повышенное напряжение влияет на заряд. перевозчики?

    15. Что изменится в диоде, чтобы пропустить больше тока? напряжение выросла?

    Добавочный номер:

    График V (вольт) по оси x и ln I (натуральный логарифм значений Я в усилителях, не миллиампер) по оси ординат, для данных из диодной секции для эксперимент (в прямом смещении).Уравнение для этой связи это:

    I = I o (ехр эВ / кТ -1)

    где значения переменных и констант:

    е = 1 электронвольт / вольт

    V = вольт

    k = 8,62 x 10 -5 электрон-вольт / К

    T = Температура, К

    I o = текущее значение при V = 0

    I = амперы

    Решите это уравнение, взяв натуральный логарифм от обеих частей.

    ln I = ln I o + ln (exp эВ / кТ -1)

    подстановка значений e, k и T в уравнение докажет что значение эВ / кТл будет около 100В. Следовательно, exp эВ / kT будет exp 100V , что намного больше 1, так что мы можем не обращайте внимания на 1. Теперь уравнение:

    ln I = ln I o + эВ / кТ

    Наклон графика (линии) равен e / kT. На графике найдите склон.Задавать величина крутизны равна e / kT. Наклон = e / kT, используя значения k и e, найдите значение T. Сравните это значение T с комнатой температура в К.

    Заметки учителя:

    * Время подготовки учителя составляет примерно 30 минут.

    * Этот эксперимент предназначен для использования в электричестве. единица физики класс со студентами

    кто уже научился настраивать схемы и использовать тестовые счетчики.

    * Для шагов процедуры:

    1. Учитель должен продемонстрировать правильную процедуру подключение амперметр и

    вольтметр в цепи.

    2. Учитель должен продемонстрировать правильную процедуру управление мощностью поставлять.

    3. Если в блоке питания есть текущий циферблат, студент может иметь установите этот циферблат на

    позволить достаточному току течь через цепь, так как напряжение выросла.

    4. Если используются цифровые мультиметры, используйте напряжения от 0 до 2 В, как показано на рисунке. в образец.

    Ответы на вопросы:

    1. Используйте отдельные миллиметровые листы, потому что масштаб каждого будет разные.

    2. Это должна быть прямая линия. Убедитесь, что ученики нарисовали лучшая линия через данные

    точки; они не должны «соединять точки».

    3. Это должно быть экспоненциально. Попросите учащихся использовать линейку (прямой край) до приблизительно

    наклон графика по мере увеличения V, проведя касательную линия на различные точки на

    изгиб.

    4. Попросите учащихся нарисовать большой прямоугольный треугольник, представляющий [[Delta]] I и [[Delta]] V, стороны

    треугольник. Единицы должны быть частью описания наклон. Единицы могут помочь

    учащиеся соотносят наклон с измеряемой величиной, представляет собой.

    5. Поскольку наклон равен I / V, его значение должно быть обратная величина V / I.

    6. Сопротивление.

    7.Проводимость - это величина, обратная сопротивлению.

    8. Значения V / I уменьшались с увеличением V.

    9. Резистор

    10. Диод

    11. Электроны и дырки.

    12. Электроны в валентной зоне.

    13. Электроны, перескочившие в зону проводимости и соответствующий отверстия в

    валентная полоса.

    14. Повышенное напряжение вызывает более сильное электрическое поле, которое подталкивает электронов тяжелее

    направление, противоположное полю, что увеличивает скорость дрейфа; так больше ток

    потоки.

    15. По мере увеличения напряжения размер холма (энергетический зазор) составляет уменьшился, так еще

    электроны (при этой температуре) могут двигаться в гору и через р-н соединение.

    Данные и анализ:

    Пример таблицы данных резистора
    (вперед как назад)
    В (вольт) I (мА) В / I
    0,21 0,21 1000
    0.41 0,41 1000
    0,61 0,61 1000
    0,81 0,81 1000
    1,09 9070 9070 902 902 902 902 902 9070 1 902 1000
    Пример таблицы данных диодов * Нет тока в обратном смещении
    Следующая лаборатория
    Полупроводник Содержание
    MAST Домашняя страница

    Диоды - обзор | Темы ScienceDirect

    8.4.2 Диоды

    Диод представляет собой двухслойный двухконтактный полупроводниковый прибор. Когда полупроводниковые материалы n-типа и p-типа соединяются вместе, это образует PN-переход, который называется диодом. Полупроводниковый диод позволяет току течь через него в одном направлении, но не в другом. Основная структура и обозначение схемы полупроводникового диода показаны на рисунке 8.34. Две клеммы называются анодом (A) и катодом (K).

    Рисунок 8.34. Полупроводниковый диод

    Обычный ток течет через диод от анода к катоду (электроны текут от катода к аноду).Носителями тока в полупроводниках p-типа являются дырки, а в полупроводниках n-типа - электроны. Нормальная диффузия на стыке двух материалов вызовет дрейф некоторых дырок в материал n-типа, а часть электронов - в материал p-типа. Это создает небольшой заряд на стыке, который отталкивает любую дальнейшую диффузию дырок и электронов. Заряженная область на стыке называется областью обеднения или барьерной областью.Работа диода рассматривается, когда диод смещен в прямом или обратном направлении, как показано на рисунке 8.35. Здесь прикладывается напряжение (В) и может быть измерен ток (I).

    Рисунок 8.35. Работа полупроводникового диода

    Типичные области применения полупроводникового диода включают выпрямление сигналов переменного тока в источниках питания, схемы пиковых детекторов, ограничение уровня сигнала (для предотвращения превышения уровня напряжения сигнала над безопасным уровнем, называемого защитой входных цепей), телекоммуникации и индуктивные цепи схемы захвата обратной ЭДС (для снятия больших напряжений, создаваемых быстро меняющимся током в катушке индуктивности).

    Когда диод смещен в прямом направлении, это уменьшает область обеднения. Если диод достаточно смещен (на достаточно высокое значение V), то начинает течь ток (I). Однако, если диод смещен в обратном направлении, это приводит к увеличению области обеднения и предотвращает протекание тока.

    Идеальный диод проводит только тогда, когда диод смещен в прямом направлении, и тогда падение напряжения на диоде (Vd) равно нулю. Когда идеальный диод смещен в обратном направлении, ток не течет.

    В реальном диоде, когда диод смещен в прямом направлении, на диоде имеется конечное падение напряжения (Vd): примерно 0,6 В для кремниевого диода и примерно 0,4 В для германиевого диода. Если приложенное напряжение ниже этого значения, ток не будет протекать. Когда реальный диод смещен в обратном направлении, будет небольшой, но конечный ток утечки. Вольт-амперная характеристика кремниевого диода показана на рисунке 8.36.

    Рисунок 8.36. Характеристики полупроводникового диода (шкалы с прямым смещением и обратным смещением не равны)

    При прямом смещении уравнение диода определяется следующим образом:

    I = Is⋅ (ур.v / KT-1)

    где I - ток, протекающий в диоде, Is - ток насыщения или утечки (обычно порядка 10 –14 A), V - напряжение на диоде (т. е. V d ), q - заряд электрона, k - постоянная Больцмана, а T - абсолютная температура (в градусах Кельвина). Для схемы, работающей при температуре около 20 ° C, k.T / q обычно принимается равным 25 м В.

    Варианты полупроводникового диода, обычно встречающиеся в электронных схемах, включают стабилитрон, светоизлучающий диод (LED) и фотодиод.

    Если напряжение обратного смещения превышает максимальное значение, напряжение пробоя диода будет проводить ток, и чрезмерный ток может вывести устройство из строя. Это называется лавинным срывом. Также может иметь место вторая форма пробоя, туннельный пробой (или пробой Зенера).

    Стабилитрон имеет управляемое обратное напряжение пробоя. Туннелирование или пробой стабилитрона происходит при превышении управляющего напряжения. Символ стабилитрона показан на рисунке 8.37. Стабилитрон используется в таких приложениях, как источники питания и цепи опорного напряжения.

    Рисунок 8.37. Символ стабилитрона

    Светодиод - это диод, который заставляет устройство излучать свет, когда через него протекает ток (с прямым смещением). Доступные цвета: красный, зеленый, оранжевый, синий и белый. Символ светодиода показан на Рисунке 8.38.

    Рисунок 8.38. Символ светодиода

    Типичное применение светодиода показано на Рисунке 8.39. Здесь светодиод подключен к источнику питания схемы и используется для индикации наличия питания в схеме. Напряжение питания +5 В постоянного тока.Прямое падение напряжения на светодиоде составляет 2 В (фактическое значение зависит от конкретного светодиода), а прямой ток для стандартных светодиодов составляет 20 мА (фактическое значение зависит от конкретного светодиода). Чтобы подключить светодиод к источнику +5 В, ток, протекающий через диод, должен быть ограничен резистором подходящего номинала.

    Рисунок 8.39. Работа светодиода

    Фотодиод можно использовать для измерения силы света, поскольку он производит ток, зависящий от количества света, падающего на pn переход.

    Типы диодов и их применение

    Различные типы диодов с их характеристиками и применением

    Диод является наиболее часто используемым полупроводниковым устройством в электронных схемах. Это двухконтактный электрический обратный клапан, который позволяет току течь в одном направлении . В основном они состоят из кремния, но также используется германий. Обычно их используют для ректификации. Но есть разные свойства и характеристики диодов, которые можно использовать для разных целей.Эти характеристики изменены для формирования различных типов диодов. В настоящее время доступно несколько различных типов диодов с разными свойствами.

    Некоторые из различных типов диодов с их свойствами и областями применения обсуждаются ниже:

    Диод с P-N переходом

    Диод с P-N переходом изготовлен из полупроводникового материала. Он состоит из двух слоев полупроводников. Один слой легирован материалом P-типа, а другой слой - материалом N-типа.Комбинация этих слоев P- и N-типа образует соединение, известное как соединение P-N. Отсюда и название P-N диод .

    Позволяет току течь в прямом направлении и блокирует его в обратном направлении. Они также известны как выпрямительные диоды, используемые для выпрямления.

    Существуют различные типы диодов, в которых используется P-N переход с изменением концентрации легирования. Они обсуждаются ниже.

    Малосигнальный диод

    Это тип диода с P-N переходом, который работает с сигналами низкого напряжения.Площадь стыка очень мала. Благодаря этому переход имеет меньшую емкость и низкую емкость накопления заряда. Это позволяет малому сигнальному диоду иметь высокую скорость переключения с очень коротким временем восстановления. Однако его ограничениями являются низкое напряжение и параметры тока .

    Из-за высокой скорости переключения эти типы диодов используются в цепях с высокими частотами.

    Выпрямительный диод

    Выпрямительный диод - это тип диода с P-N переходом, у которого площадь P-N перехода очень велика.Это приводит к высокой емкости в обратном направлении. Имеет низкую скорость переключения.

    Это наиболее распространенный и наиболее часто используемый тип диодов. Эти типы диодов могут выдерживать большие токи и используются для преобразования переменного тока в постоянный (выпрямление , ).

    Диод Шоттки

    Диод Шоттки, названный в честь немецкого физика Вальтера Х. Шоттки, - это тип диода, который состоит из небольшого перехода между полупроводником N-типа и металлом.Он имеет без P-N перехода.

    Плюс диода Шоттки в том, что он имеет очень низкое падение напряжения в прямом направлении и быстрое переключение . Поскольку нет емкостного перехода (P-N переход), скорость переключения диода Шоттки очень высока.

    Ограничение диода Шоттки заключается в том, что он имеет низкое обратное напряжение пробоя и высокий обратный ток утечки.

    Супербарьерные диоды

    Супербарьерные диоды (SBR) также являются выпрямительными диодами, но имеют низкое прямое падение напряжения , как и диод Шоттки.Они имеют низкую обратную утечку тока , как и нормальный диод с P-N переходом.

    SBR использует полевой МОП-транзистор путем короткого контакта между его затвором и истоком.

    SBR имеет низкое прямое падение напряжения, меньший обратный ток утечки и возможность быстрого переключения.

    Светоизлучающий диод (LED)

    Светоизлучающий диод также относится к типу диода с P-N переходом, который излучает свет в конфигурации прямого смещения.

    Светодиод состоит из полупроводника с прямой полосой пропускания. Когда носители заряда (электроны) пересекают барьер и рекомбинируют с электронными дырками на другой стороне, они испускают фотонные частицы (свет). В то время как цвет света зависит от запрещенной зоны полупроводника.

    Светодиод преобразует электрическую энергию в световую.

    Фотодиод

    Фотодиод - это тип диода с P-N переходом, который преобразует световую энергию в электрический ток.Его работа противоположна работе светодиода LED .

    На каждый полупроводниковый диод влияют оптические носители заряда. Вот почему они упакованы в легкий блокирующий материал.

    В фотодиоде есть специальное отверстие, через которое свет проникает в его чувствительную часть.

    Когда свет (частицы фотона) попадает на PN-переход, он создает пару электрон-дырка. Эти электрон и дырка вытекают как электрический ток. Для повышения его эффективности используется диод PIN с переходом .

    Фотодиод используется в обратном смещении, и они могут использоваться в солнечных элементах.

    Лазерный диод

    Лазерный диод похож на светодиод, поскольку он преобразует электрическую энергию в энергию света. Но в отличие от светодиода, лазерный диод излучает когерентный свет.

    Лазерный диод состоит из PIN-перехода, , где электрон и дырки объединяются во внутренней (I) области. когда они объединяются, он генерирует лазерный луч.

    Лазерные диоды используются в оптической связи, лазерных указателях, приводах компакт-дисков, лазерных принтерах и т. Д.

    Туннельный диод

    Туннельный диод был изобретен Лео Эсаки в 1958 году , за что он получил Нобелевскую премию в 1973 году, поэтому он также известен как диод Эсаки .

    Туннельный диод - это сильно легированный диод с P-N переходом . Он работает по принципу туннельного эффекта . Из-за высокой концентрации легирования переходной барьер становится очень тонким. Это позволяет электрону легко уходить через барьер.Это явление известно как эффект туннелирования .

    Туннельный диод имеет область на его кривой VI , где ток уменьшается с увеличением напряжения. Эта область известна как область отрицательного сопротивления . Туннельный диод работает в этой области в различных приложениях, таких как генератор и микроволновый усилитель .

    Обозначение с VI характеристикой кривой туннельного диода приведено ниже:

    Туннельный диод также проводит ток в обратном направлении и является устройством быстрого переключения.

    Стабилитрон

    Стабилитрон назван в честь Кларенса Малвина Зенера , открывшего эффект Зенера .

    Это тип диода, который пропускает ток не только в прямом, но и в обратном направлении. когда обратное напряжение достигает напряжения пробоя, известного как напряжение Зенера , напряжение Зенера позволяет току течь.

    Стабилитрон имеет более высокую концентрацию легирования, чем обычный диод с P-N переходом.Следовательно, он имеет очень тонкую область истощения.

    При прямом смещении он работает как простой диод с P-N переходом (выпрямитель).

    При обратном смещении он блокируется, пока обратное напряжение не достигнет пробоя. После этого он позволяет току течь с постоянным падением напряжения.

    Обратный пробой Зенера вызван двумя причинами: квантовое туннелирование электронов и Лавинный пробой .

    Стабилитрон в основном используется в конфигурации с обратным смещением.Он обеспечивает стабилизированное напряжение для защиты цепей от перенапряжения.

    Обратный диод

    Обратный диод или задний диод представляет собой диод с P-N переходом, который работает аналогично туннельному диоду и стабилитрону . Но рабочие напряжения намного ниже.

    Обратный диод - это, по сути, туннельный диод, у которого одна сторона перехода имеет относительно меньшую концентрацию легирования по сравнению с другой стороной.

    В прямом смещении он работает как туннельный диод , но его туннельный эффект значительно снижен по сравнению с туннельным диодом.В противном случае он работает как обычный диод с фазовым переходом.

    При обратном смещении он работает как стабилитрон , но напряжения пробоя намного ниже.

    Широко не используется, но может использоваться для выпрямления сигналов слабого напряжения (от 0,1 до 0,6 В). Благодаря высокой скорости переключения его можно использовать в качестве переключателя в ВЧ-смесителе и умножителе.

    Лавинный диод

    Лавинный диод представляет собой диод с P-N переходом, который специально разработан для работы в области лавинного пробоя .

    Лавинный пробой - это явление, при котором на переход P-N подается достаточное обратное напряжение. За счет этого неосновной носитель ионизируется и запускает сильный ток в обратном направлении.

    Лавинный диод электрически аналогичен стабилитрону. Однако концентрация легирования стабилитрона относительно выше по сравнению с лавинным диодом.

    Сильное легирование внутри стабилитрона создает небольшой переход, и низкие напряжения могут легко его сломать.Однако лавинный диод имеет широкий переход из-за концентрации легкого легирования. Таким образом, для его пробоя требуется высокое напряжение. Этот широкий переход делает его лучшим устройством защиты от перенапряжения по сравнению с простым стабилитроном.

    Диод подавления переходного напряжения (TVS)

    Диод подавления переходного напряжения или TVS-диод - это тип лавинного диода, который защищает цепь от скачков высокого напряжения.

    TVS-диод способен выдерживать высокие напряжения по сравнению с лавинным диодом.

    Однонаправленный TVS-диод работает аналогично лавинному диоду. он действует как выпрямитель при прямом смещении и как устройство защиты от перенапряжения при обратном смещении.

    Двунаправленный TVS-диод действует как два лавинных диода, последовательно противостоящих друг другу. Он изготавливается как однокомпонентный. Он работает в обоих направлениях и обеспечивает защиту от перенапряжения при использовании параллельно с цепью.

    Диод, легированный золотом

    В диоде такого типа в качестве легирующей примеси (легирующего материала) используется золото или платина.Это позволяет диоду работать с высокой скоростью переключения, но за счет увеличения прямого падения напряжения. Кроме того, его обратный ток утечки выше, чем у обычного диода с P-N переходом.

    Диод постоянного тока

    Диод постоянного тока AKA токоограничивающий диод (CLD) представляет собой двухконтактный диод, сделанный из JFET. Он регулирует ток через него до фиксированного уровня.

    CLD создается путем короткого контакта между затвором и истоком JFET.Он ограничивает ток так же, как стабилитрон ограничивает напряжение.

    Ступенчатый восстанавливающий диод

    Ступенчатый восстанавливающий диод или отключаемый диод - это диод с P-N переходом, который резко прекращает прохождение тока при изменении его направления.

    SRD (ступенчатый восстанавливающий диод) состоит из P-N перехода с очень низкой концентрацией легирования вблизи перехода. За счет этого уменьшается количество носителей заряда (электронов и дырок) вблизи перехода. Следовательно, емкость накопления заряда вблизи перехода становится незначительной.Это позволяет SRD очень быстро переключаться с ВКЛ на ВЫКЛ.

    В нормальном диоде, когда он переключается с прямой проводимости на обратную отсечку, ток кратковременно течет из-за накопленного заряда. Из-за чего нормальному диоду требуется некоторое время на переключение. SRD не накапливает заряд, поэтому может мгновенно прекратить прохождение тока.

    Пельтье или термодиоды

    Пельтье или термодиоды - это тип диодов, тепловое сопротивление которых в одном направлении отличается от другого.Таким образом, выделяемое тепло течет в одном направлении в одну сторону (терминал) и оставляет другую сторону более холодной.

    Этот диод используется для контроля температуры в микропроцессоре и в холодильниках для эффекта охлаждения.

    Вакуумный диод

    Это простейшая форма диода, состоящая из вакуумной трубки и двух электродов (катода и анода). Анод и катод заключены внутри вакуумной трубки (пустой стакан).

    Когда катод нагревается, он испускает электроны, анод улавливает электроны, и поток продолжается.

    Катод может нагреваться прямо или косвенно.

    При прямом смещении свободный электрон на катоде выделяется в вакуум после нагрева. Анод собирает эти электроны, и ток течет.

    При обратном смещении свободный электрон в вакууме отталкивается анодом, поскольку он подключен к отрицательной клемме, поэтому ток не течет.

    Таким образом, ток течет только в одном направлении.

    Варакторный диод

    Варакторный диод, также известный как диод Верикапа, представляет собой конденсаторы с регулируемым напряжением.У них есть переход P-N с переменной емкостью перехода.

    Варакторный диод работает в условиях обратного смещения. Слой обеднения между материалами P- и N-типа варьируется путем изменения обратного напряжения.

    Емкость перехода всех диодов зависит от обратного напряжения, но варакторный диод может использовать этот эффект с большим диапазоном емкости.

    Диоды Varactor применяются в качестве генератора , управляемого напряжением, в контуре фазовой синхронизации, в фильтрах настройки ВЧ , и умножителях частоты .

    Сообщение по теме: Типы микросхем. Классификация интегральных схем и их ограничения

    Диод Ганна

    Диод Ганна AKA « Transferred Electron Device » (TED) - это тип диода, имеющего отрицательное сопротивление, как туннельный диод. Он назван в честь британского физика Дж. Б. Ганна , открывшего «эффект Ганна » в 1962 году.

    Диод Ганна не имеет P-N перехода. Фактически, он состоит из только материала типа N , поэтому он не выпрямляет переменный ток и не работает как обычный диод.Это также причина того, что многие люди называют его «устройством с переносом электронов» (TED) вместо диода.

    Состоит из трех слоев N-типа; два из них, которые находятся на стороне вывода, имеют более высокую концентрацию легирования, тогда как средний тонкий слой имеет меньшую концентрацию легирования.

    Когда напряжение подается на диод Ганна, сначала его ток увеличивается с увеличением напряжения.

    При более высоком напряжении сопротивление среднего слоя начинает увеличиваться с увеличением напряжения.Это приводит к падению тока. Это область отрицательного сопротивления . В этой области работает диод Ганна .

    Диод Ганна используется в генераторе для генерации микроволн высокой частоты .

    PIN-диод

    PIN-диод - это трехслойный диод, то есть P-слой, I-слой и N-слой. Собственный полупроводниковый слой « I » помещен между сильно легированным P и полупроводником N-типа.

    Электрон и дырки из области N- и P-типа соответственно текут во внутреннюю область (I).Как только область «I» полностью заполняется электронными дырками, диод начинает проводить.

    При обратном смещении широкий внутренний слой диода может блокировать и выдерживать высокие обратные напряжения.

    При более высокой частоте PIN-диод действует как линейный резистор. Это из-за того, что PIN-диод имеет плохое время обратного восстановления . Причина в том, что сильно заряженная область «I» не успевает разрядиться во время быстрых циклов.

    На низкой частоте действует как выпрямительный диод.Потому что у него достаточно времени, чтобы разрядиться и выключиться во время цикла.

    Если фотон попадает в область «I» PIN-диода с обратным смещением, он создает пару электрон-дырка. Эта электронно-дырочная пара течет как ток. Таким образом, он также используется в фотодетекторах и фотоэлектрических элементах .

    PIN-диоды используются в выпрямлении высокого напряжения, в ВЧ приложениях в качестве аттенюатора и переключающего элемента.

    Кремниевый управляемый выпрямитель (SCR)

    SCR - это четырехслойное полупроводниковое переключающее устройство типа P-N-P-N.Он имеет три терминала: анод, катод и затвор.

    SCR - это, по сути, диод с входом внешнего управления, известным как вход затвора. Это позволяет току течь в одном направлении.

    Когда SCR подключен в прямом смещении, он еще не позволяет протекать току. Это известно как режим прямой блокировки .

    Для того, чтобы тиристор работал в прямом режиме, ему необходимо либо необходимое напряжение, чтобы пересечь его предел отключения, либо подать положительный импульс на вход затвора.

    Чтобы выключить SCR, либо уменьшите ток ниже точки удерживающего тока, либо выключите вход затвора и на мгновение закоротите анод-катод.

    При обратном смещении тиристор не пропускает ток даже после подачи затвора. Но если обратное напряжение достигает обратного напряжения пробоя, тиристор начинает проводить из-за лавинного явления.

    SCR используется для управления цепями большой мощности, выпрямления переменного тока высокой мощности.

    Диод Шокли

    Диод Шокли представляет собой четырехслойный диод PNPN.Он похож на SCR, но у него нет входа управления или затвора.

    Диод Шокли имеет тенденцию оставаться «ВКЛЮЧЕННЫМ», когда он включен «ВКЛЮЧЕННЫМ», и имеет тенденцию оставаться «ВЫКЛЮЧЕННЫМ», когда он «ВЫКЛЮЧЕН».

    Как мы знаем, диод Шокли не имеет входа затвора, поэтому единственный способ включить его - подать прямое напряжение, превышающее его напряжение пробоя.

    После подачи напряжения, превышающего его напряжение пробоя, он пропускает ток.

    В состоянии проводимости он не выключится, даже если напряжение снизится от напряжения пробоя.Чтобы он отключился, напряжение должно быть достаточно ниже, чем его напряжение пробоя.

    Диод с точечным контактом

    Он также известен как диод Cat Whisker или кристаллический диод .

    Это тип диода, в котором небольшой точечный переход образован между металлической проволокой и полупроводниковым кристаллом N-типа.

    « кошачий усик » представляет собой тонкую пружинящую проволоку из фосфорной бронзы или вольфрама. Он создает точечный переход с полупроводником N-типа, отсюда и название точечный диод .

    Поскольку образующийся переход очень мал, емкость перехода точечного диода очень мала. Таким образом, емкость накопителя для заряда очень мала, что делает его устройством быстрого переключения.

    Во время производства прохождение относительно большого тока через провод с усами для кошачьих усов приводит к образованию небольшой P-области на полупроводнике N-типа . Этот небольшой переход действует как переход P-N.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.