устройство, принцип работы, обозначение на схеме

Наряду с линейными устройствами в электрической цепи можно встретить и нелинейные полупроводниковые элементы, имеющие самый разнообразный функционал в составе электронной схемы. Среди полупроводниковых приборов особое место занимает диодный мост, выполняющий роль преобразователя переменного напряжения в постоянное. Хоть для этих целей с тем же успехом может применяться и обычный диод, но сфера их применения существенно ограничивается рабочими параметрами одного элемента. Решить недостатки единичной детали помогла диодная сборка из нескольких, существенно отличающихся характеристиками и принципом работы.

Устройство и принцип работы

Диодный мост представляет собой электронную схему, собранную на основе выпрямительных диодов, который предназначен для преобразования подаваемого на него переменного тока в постоянный. Чаще всего в состав схемы включаются диоды Шоттки, но это не категоричное требование, поэтому в каком-либо конкретном случае может заменяться и другими моделями, подходящими по техническим параметрам. Схема моста из полупроводниковых диодов включает в себя четыре элемента для одной фазы. Диодный мостик может набираться как отдельными диодами, так и собираться единым блоком, в виде монолитного четырехполюсника.

Принцип работы диодного моста основывается на способности p – n перехода пропускать электрический ток только в одном направлении. Схема включения диодов в мост построена таким образом, чтобы для каждой полуволны создавался свой путь протекания электрического тока к подключенной нагрузке.

Рис. 1. Принцип работы диодного моста

Для пояснения выпрямления диодным мостом необходимо рассматривать работу схемы относительно формы напряжения на входе. Следует отметить, что кривая напряжения за один период имеет две полуволны – положительную и отрицательную. В свою очередь, каждая полуволна имеет процесс нарастания и убывания по отношению к максимальной точке амплитуды.

Поэтому работа выпрямительного устройства будет иметь такие этапы:

• На вход выпрямительного моста, обозначенного буквами А и Б подается переменное напряжение 220В.
• Каждая полуволна, подаваемая из электрической сети или от обмоток трансформатора, преобразуется в постоянную величину парой диодов, расположенных по диагонали.
• Положительная полуволна будет проводиться парой диодов VD1 и VD4 и выдавать на выход моста полуволну в положительной области оси ординат.
• Отрицательная полуволна будет выпрямляться парой диодов VD2 и VD3, с которых на том же выходе моста возникнет очередная полуволна в положительной области.

В связи с тем, что оба полупериода получают реализацию на выходе диодного моста, такое электронное устройство получило название двухполупериодного выпрямителя, также его называют схемой Гретца.

Обозначение на схеме и маркировка

На электрической схеме диодный мост может иметь различные варианты изображения. Чаще всего вы можете встретить такие обозначения:

Рис. 2. Обозначение на схеме

Первый вариант обозначения мостового выпрямителя используется, как правило, в тех ситуациях, когда электронный прибор представляет собой монолитную конструкцию, единую сборку. На схеме маркировка выполняется латинскими буквами VD, за которыми указывается порядковый номер.

Второй вариант наиболее распространен  для тех ситуаций, когда диодный мост состоит из отдельных полупроводниковых устройств, собранных в одну схему. Маркировка второго варианта, чаще всего, выполняется в виде ряда VD1 – VD4.

Следует также отметить, что вышеприведенное схематическое обозначение и маркировка хоть и имеет общепринятый характер, но может нарушаться при составлении схем.

Разновидности диодных мостов

В зависимости от количества фаз, которые подключаются к диодному мосту, различают однофазные и трехфазные модели. Первый вариант мы детально рассмотрели на примере схемы Гретца выше.

Трехфазные выпрямители, в свою очередь, разделяются на шести- и двенадцатипульсовые модели, хотя схема диодного моста у них идентична. Рассмотрим более детально работу диодного устройства для трехфазной схемы.

Рис. 3. Схема трехфазного диодного моста

Диодный мост, приведенный на рисунке выше, получил название схемы Ларионова. Конструктивно для каждой из фаз устанавливается сразу два диода в противоположном направлении друг относительно друга. Здесь важно отметить, что синусоида во всех трех фазах имеет смещение в 120° друг относительно друга, поэтому на выходах устройства при наложении результирующей диаграммы получится следующая картина:

Рис. 4. Напряжение выпрямленное трехфазным мостом

Как видите, в сравнении с однофазным выпрямителем на базе диодного моста картина получается более плавной, а скачки напряжения имеют значительно меньшую амплитуду.

Технические характеристики

При выборе конкретного диодного моста для замены в выпрямительном блоке или для любой другой схемы важно хорошо ориентироваться в основных технических параметрах.

Среди таких характеристик наиболее значимыми для диодного моста являются:

• Амплитудное максимальное напряжение обратной полярности – это пороговое значение более которого уже произойдет необратимый процесс и полупроводник выйдет со строя. Обозначается как U_Аобр в отечественных моделях или V­
  rpm для зарубежных.
• Среднее обратное напряжение – представляет собой номинальное значение электрической величины, которое может прикладываться в процессе эксплуатации. Имеет обозначение  U_обр в отечественных образцах или V­_r(rms) для зарубежных диодных мостов.
• Средний выпрямленный ток – обозначает действующую величину электрического тока на выходе диодного моста. На устройствах указывается как I_пр или I_o для моделей отечественного или зарубежного производства соответственно.
• Амплитудный выпрямленный ток – это максимальный ток на выходе выпрямителя, определяемый пиком полуволны на кривой, обозначается как I _fsm для пульсирующего тока на положительном и отрицательном выводе.
• Падение напряжения в прямой полярности – определяет потерю напряжения от собственного сопротивления диодного моста. На устройстве обозначается как V­_fm.

Если вы хотите выбрать модель на замену, допустим в сети 220 В, то главный параметр для диодного моста обратный ток и напряжение. Рабочие характеристики должны значительно превышать номинал сети, к примеру, при напряжении 220 В – диодный мост должен выдерживать около 400 В. По току подойдет и меньший запас, но его также следует предусмотреть.

Преимущества и недостатки

Кроме диодного моста существуют и другие способы преобразования переменного в постоянный ток. В сравнении с однополупериодным, двухполупериодное выпрямление обладает рядом преимуществ:

• И отрицательная, и положительная полуволна синусоиды преобразуются в выходное напряжение, поэтому вся мощность трансформатора используется в наиболее оптимальной степени.
• За счет большей частоты пульсации получаемое от диодного выпрямителя напряжение куда проще сглаживать при помощи фильтров.
• Использование электроэнергии под нагрузкой уменьшает потери мощности на перемагничивание сердечника, возникающее из-за процессов взаимоиндукции в обмотках питающего трансформатора.
• Гармоничное перераспределение кривой электротока и напряжения на выходе – за счет передачи каждого полупериода сразу двумя диодами в мосте, выходной параметр получается куда более равномерным.

К недостаткам диодного моста следует отнести и большее падение напряжения, в сравнении с однополупериодной схемой или выпрямителем с отводом из средней точки. Это обусловлено тем, что ток протекает сразу черед два полупроводниковых элемента и встречает омическое сопротивление от каждого из них. Такой недостаток может оказывать существенное влияние в слаботочных цепях, где доли ампера могут решать значение сигналов, режимы работы агрегатов и т.д. В качестве решения могут применяться диодные мосты с диодами Шотки, у которых падение прямого напряжения относительно ниже.  

Еще одним недостатком является сложность определения перегоревшего звена, так как при выходе со строя хотя бы одного диода вся схема будет продолжать работать. Понять, что один из полупроводниковых элементов выпал из цепи можно лишь с помощью измерений, далеко не всегда прибор или схема отреагируют при сбое видимой неисправностью.

Практическое применение

На практике диодный мост имеет довольно широкий спектр применения – это и цифровая техника, блоки питания в персональных компьютерах, ноутбуках, различных устройствах, автомобильных генераторах, питающихся от низкого постоянного напряжения. Помимо этого их можно встретить в системах звуковоспроизведения, измерительной техники, теле- радиовещания, они устанавливаются в ряде различных устройств по всему дому. Для лучшего понимания роли диодного моста в этих приборах мы рассмотрим несколько конкретных схем, в которых он применяется.

Примеры схем с диодным мостом и их описание

Одна из наиболее простых схем с применением диодного моста – это зарядное устройство, применяемое для оборудования, питаемого низким напряжением. Один из таких вариантов рассмотрим на следующем примере

Рис. 5. Схема зарядного устройства

Как видите на рисунке, от понижающего трансформатора Т1 напряжение из переменного 220В преобразуется в переменное на уровне 7 – 9В. После этого пониженное напряжение подается на диодный мост VD, от которого выпрямленное через сглаживающий конденсатор С1 на микросхему КР. От микросхемы выпрямленное напряжение стабилизируется и выдается на клеммы разъема.

Рис. 6. Схема карманного фонаря

На рисунке выше приведен пример схемы карманного фонаря, данная модель подключается к бытовой сети 220В через розетку, что представлено соединением разъема Х1 и Х2. Далее напряжение подается на мост  VD, а с него уже на микросхему DA1, которая при наличии входного питания сигнализирует об этом через светодиод HL1. После этого напряжение питания приходит на аккумулятор GB, который заряжается и затем используется в качестве основного источника питания для лампы фонарика.

Пример схемы сварочного агрегата

Здесь представлен пример схемы сварочного агрегата, в котором диодный мост устанавливается сразу после понижающего трансформатора для выпрямления электрического тока. Из-за сложности схемы дальнейшее рассмотрение работы устройства нецелесообразно. Стоит отметить, что существуют и другие устройства с еще более сложным принципом работы – импульсные блоки питания, ШИМ модуляторы, преобразователи и т.д.

устройство, принцип работы, назначение, схемы

Мы рассматривали пассивные компоненты электронных схем, такие как резисторы и конденсаторы. Но кроме них электрикам и радиолюбителям приходится сталкиваться и с другими, например полупроводниковыми диодами, стабилитронами и т.д. В этой статье мы расскажем, что такое диодный мост, как он работает и для чего нужен.

Определение

Диодный мост – это схемотехническое решение, предназначенное для выпрямления переменного тока. Другое название – двухполупериодный выпрямитель. Строится из полупроводниковых выпрямительных диодов или их разновидности – диодов Шоттки.

Мостовая схема соединения предполагает наличие нескольких (для однофазной цепи – четырёх) полупроводниковых диодов, к которым подключается нагрузка.

Он может состоять из дискретных элементов, распаянных на плате, но в 21 веке чаще встречаются соединенные диоды в отдельном корпусе. Внешне это выглядит, как и любой другой электронный компонент – из корпуса определенного типоразмера выведены ножки для подключения к дорожкам печатной платы.

Стоит отметить, что несколько совмещенных в одном корпусе вентилей, которые соединены не по мостовой схеме, называют диодными сборками.

В зависимости от сферы применения и схемы подключения диодные мосты бывают:

• однофазные;
• трёхфазные.

Обозначение на схеме может быть выполнено в двух вариантах, какое использовать УГО на чертеже зависит от того, собирается мост из отдельных элементов или используется готовый.

Принцип действия

Давайте разбираться, как работает диодный мост. Начнем с того, что диоды пропускают ток в одном направлении. Выпрямление переменного напряжения происходит за счет односторонней проводимости диодов. За счет правильного их подключения отрицательная полуволна переменного напряжения поступает к нагрузке в виде положительной. Простыми словами – он переворачивает отрицательную полуволну.

Для простоты и наглядности рассмотрим его работу на примере однофазного двухполупериодного выпрямителя.

Принцип работы схемы основам на том, что диоды проводят ток в одну сторону и состоит в следующем:

• На вход диодного моста подают переменный синусоидальный сигнал, например 220В из бытовой электросети (на схеме подключения вход диодного моста обозначается как AC или ~).
• Каждая из полуволн синусоидального напряжения (рисунок ниже) пропускается парой вентилей, расположенных на схеме по диагонали.

Положительную полуволну пропускают диоды VD1, VD3, а отрицательную — VD2 и VD4. Сигнал на входе и выходе схемы вы видите ниже.

Такой сигнал называется – выпрямленное пульсирующее напряжение. Для того, чтобы его сгладить, в схему добавляется фильтр с конденсатором.

Основные характеристики

Рассмотрим основные характеристики полупроводниковых диодов. Латинскими буквами приведено их обозначение в англоязычной технической документации (т.н. Datasheet):

• V_rpm – пиковое или максимальное обратное напряжение. При превышении этого напряжения pn-переход необратимо разрушается.
• V_r(rms) – среднее обратное напряжение. Нормальное для работы, то же что и U_обр в характеристиках отечественных компонентов.
• I_o – средний выпрямленный ток, то же что и I_пр у отечественных.
• I_fsm – пиковый выпрямленный ток.
• V_fm – падение напряжения в прямом смещении (в открытом проводящем состоянии) обычно 0.6-0.7В, и больше у высокотоковых моделей.

При ремонте электронной техники и блоков питания или их проектировании новички спрашивают: как правильно выбрать диодный мост?

В этом случае самыми важными для вас параметрами будут обратное напряжение и ток. Например, чтобы подобрать диодный мост на 220В, нужно смотреть на модели с номинальным напряжением больше 400В и нужный ток, например, KBPC106 (или 108, 110). Его технические характеристики:

• максимальный выпрямленный ток – 3А;
• пиковый ток (кратковременно) – 50А;
• обратное напряжение – 600В (800В, 1000В у KBPC108 и 110 соответственно).

Запомните эти характеристики и вы легко сможете определить, какой выбрать вариант по каталогу.

Схемы выпрямителей

Выпрямление тока в блоках питания – основное назначение, среди других компонентов схемы можно выделить входной фильтр, который подключают после выпрямителя – он предназначен для сглаживания пульсаций. Давайте разберемся в этом вопросе подробнее!

В первую очередь стоит отметить, что диодным мостом называют схему однофазного выпрямителя из 4 диодов или трёхфазного из 6. Но любители часто так называют схему выпрямителя со средней точкой.

У двухполупериодного выпрямителя к нагрузке поступает две полуволны, а у однополупериодного – одна.

Чтобы не было путаницы, давайте разбираться в терминологии.

Ниже вы видите однофазную двухполупериодную схему, её правильное название «Схема Гретца», именно её чаще всего подразумевают под названием «диодный мост».

Схема Ларионова – трёхфазный диодный мост, на выходе сигнал двухполупериодный. Диоды в нём пропускают полуволны, открываясь на линейное напряжение, т.е. поочередно: верхний диод фазы A и нижний диод фазы B, верхний фазы B и нижний фазы C и т.д.

Для полноты картины следует рассказать и о других схемах выпрямителей переменного напряжения.

Однополупериодный выпрямитель из 1 диода, включенного последовательно с нагрузкой. Применяется в балластных блоках питания, маломощных миниатюрных блоках питания, а также в приборах, нетребовательных к коэффициенту пульсаций. К нагрузке поступает только одна полуволна.

Двухполупериодный со средней точкой – это и есть то, что ошибочно называют мостом из 2 диодов. Здесь каждую полуволну проводит только один диод. Её преимуществом является больший КПД, чем у схемы Гретца, за счет меньшего числа полупроводниковых вентилей. Однако её использование осложнено тем, что нужен трансформатор с отводом от средней точки, что отражено на схеме принципиальной. Её нельзя использовать для выпрямления сетевого напряжения 220В.

Выпрямитель из сборок Шоттки. Используется в импульсных блоках питания, потому что у диодов Шоттки меньше время обратного восстановления, малая барьерная ёмкость (быстрее переход из открытого состояния в закрытое) и малое прямое падение напряжения (меньше потерь). Чаще всего Шоттки встречаются в сборках, с общим анодом или катодом, как изображено на рисунке ниже.

Поэтому для сборки схемы моста потребуется несколько сборок. Ниже приведен пример из 3 сборок Шоттки с общим катодом.

Из 4 сборок с общим катодом. Отличается от предыдущей тем, что выдерживает больший ток, при тех же компонентах потому, что Шоттки в ней соединены параллельно.

Из 2 сборок Шоттки – одна с общим анодом и одна с общим катодом. Узнать о том, что такое анод и катод, вы можете в нашей отдельной статье.

Как спаять и подключить

Изучать и знать схемы не сложно, основные трудности возникают, когда новичок решает спаять диодный мост своими руками. Для пайки выпрямителя из 4 советских экземпляров типа кд202 используйте иллюстрацию приведенную ниже.

Для сборки диодного моста из современных дискретных диодов типа маломощных 1n4007 (и других – все выглядят аналогично и отличаются только размерами) внимательно посмотрите на следующую иллюстрацию.

Но если вы не собираете его из отдельных деталей, а используете готовый мост, то смотрите ниже, как правильно подключить его в цепь.

Также новичкам будет интересно посмотреть видео о том, как сделать простейший блок питания на 12В:

Область применения и назначение

Чаще всего диодные мосты используют в блоках питания. В трансформаторных БП они подключаются ко вторичной обмотке трансформатора

В импульсных БП – ко входу сети 220В. При этом электронная схема управления и силовая цепь ИБП питается от выпрямленного и сглаженного (не всегда) сетевого напряжения (достигает порядка 300-310 Вольт).

На выводах вторичной обмотки импульсного блока питания высокочастотное переменное напряжение. Для того, чтобы его выпрямить, устанавливают сборки из сдвоенных диодов Шоттки. В связи с этим часто используют схему выпрямления со средней точкой.

В автомобилях и мотоциклах используются трёхфазные диодные мосты, собранные по схеме Ларионова с тремя дополнительными вентилями, потому что для питания бортовой сети используется трёхфазный генератор. Мост в генераторе выполняется в виде сектора окружности и устанавливается на его задней части.

 

Исключение составляют некоторые современные автомобили Toyota и прочих марок, в них используют 6 фазный генератор, для реализации двенадцатипульсной схемы выпрямления из 12 вентилей. Это нужно для снижения пульсации и увеличения выходного тока.

Способы проверки

Для проверки диодного моста лучше всего подходит мультиметр в режиме проверки диодов.

Для этого нужно прозвонить на короткое замыкание входную, затем выходную (диодный мост должен быть выпаян).

Не выпаивая прямо на плате, вы можете измерить падение напряжения на переходах диодов. Для этого нужно определить цоколевку моста, обычно она указывается прямо на корпусе, что мы и рассматривали выше.

На экране мультиметра в прямом смещении должно отображаться цифры в пределах 500-800 мВ, а в обратном – выше 1500 и до бесконечности (зависит от конкретного компонента и измерительного прибора). Тоb же самое можно сделать в режиме Омметра, как показано на рисунке ниже.

Более подробно этот процесс описан в статье «как проверить диодный мост», где кроме методики проверки мы рассказали и о признаках неисправности. Также ознакомьтесь с видео о том, как проверить однофазный выпрямитель и диодный мост автомобильного генератора:

На этом мы и заканчиваем наше подробное объяснение. Надеемся, теперь вам стало понятно, для чего нужен диодный мост и что он делает в электрической цепи. Если возникли вопросы, задавайте их в комментариях под статьей!

Материалы по теме:

Диодный мост | Принцип работы, обозначение, виды

Что такое диодный мост

Словосочетание “диодный мост” образуется от слова “диод“. Значит, диодный мост – это радиодеталь, которая состоит из диодов. Здесь очень важно то, как соединены эти диоды, иначе диодный мост превратится просто в кучку из диодов.

Диод на электрических схемах обозначается вот так.

Самый простой диодный мост состоит из 4 диодов, которые соединяются вот так.

Эта рисунок также является самой распространенным обозначением диодного моста на электрических схемах.

Упрощенный вариант выглядит вот так.

Можно увидеть на схемах даже что-то типа этого.

 

Для правильной эксплуатации диодного моста, мы должны его правильно подсоединить. Правильное подключение диодного моста выглядит таким образом.

Как вы видите, на вход диодного моста мы подаем переменное напряжение, а на выходе диодного моста снимаем постоянное напряжение. Отсюда можно сделать вывод:

Диодный мост используется в схемах для того, чтобы получить из переменного тока постоянный ток.

Видео на тему: Что такое диодный мост:

Принцип работы диодного моста

Диод в цепи переменного напряжения

Итак, в статье про диод мы рассматривал, что будет на выходе диода, если подать на него переменный ток. Для этого мы даже собирали вот такую схему, где G – это синусоидальный генератор. С клемм X1 и X2 уже снимали сигнал.

Мы на диод подавали переменное напряжение.

А на выходе после диода получали уже вот такой сигнал.

То есть у нас получилось вот так.

Да, мы получили постоянный ток из переменного, но стоило ли это того? В этом случае у нас получился постоянный пульсирующий ток, где половина мощности сигнала была вообще вырезана.

Как работает диодный мост в теории

Как вы знаете, переменный ток меняет свое направление несколько раз в секунду. Поэтому, его можно разбить на положительные полуволны и отрицательные полуволны. Положительные полуволны я пометил красным, а отрицательные – синим.

Для того, чтобы диодный мост работал, ему нужна какая-либо нагрузка. Пусть это будет резистор. Следовательно, когда на диодный мост приходит положительная полуволна, протекание тока через него будет выглядеть вот так.

Как вы видите, при положительной полуволне не задействованы диоды, которые я показал штриховой линией.

После положительной полуволны приходит отрицательная полуволна, и в этом случае протекание тока в диодном мосте выглядит так.

В этом случае, диоды, которые работали при положительной полуволне, при отрицательной полуволне они отдыхают). Эстафету принимает на себя другая пара диодов. Можно даже сказать, что в диодном мосте они работают попарно. Одна пара диодов работает на положительную полуволну, а другая пара – на отрицательную.

Обратите внимание на нагрузку. На нее всегда приходит одна и та же полярность тока при любом стечении обстоятельств.

Работа диодного моста на практике

Давайте и мы посмотрим, что получается на выходе диодного моста, если подать на него переменное напряжение. Для этого возьмем 4 простых кремниевых диода и соединим их в диодный мост. Важно, чтобы диоды были одной марки.

На вход диодного моста будем подавать переменное напряжение, и посмотрим, что у нас получается на выходе.

Итак, на вход я подаю вот такой сигнал.

 

На выходе получаю постоянное пульсирующее напряжение.

Здесь мы видим, что отрицательная полуволна в диодном мосте не срезается, а превращается в положительную. Мощность сигнала при этом не теряется, так как отрицательная полуволна просто инвертируется в положительную полуволну. Ну разве не чудо?

Наблюдательный читатель также может заметить, что амплитуда сигнала чуть-чуть просела. Если мы на вход подавали синусоидальный сигнал с амплитудой в 6 Вольт, то на выходе диодного моста имеем чуть меньше 6 Вольт, а точнее где-то 4,8 Вольта. Почему так произошло? Дело все в том, что на кремниевом диоде падает напряжение 0,6-0,7 Вольт. Так как переменное напряжение проходит через 2 диода при каждой полуволне, то на каждом диоде падает по 0,6 Вольт. 2×0,6=1,2 Вольта. 6-1,2=4,8 Вольта.

Теперь можно с гордостью нарисовать рисунок.

Виды диодных мостов

Примерно так выглядит импортный и советский диодные мосты.

 

Например, на советском показаны контакты, на которые надо подавать переменное напряжение значком ” ~ “, а контакты, с которых сниамем постоянное пульсирующее напряжение значком “+” и “-“.

Существует множество видов диодных мостов в разных корпусах.

Есть даже диодный мост для трехфазного напряжения.

Как вы могли заметить, такой трехфазный выпрямитель имеет пять выводов. Три вывода на фазы, а два другие – на постоянное напряжение.

Он собирается по так называемой схеме Ларионова и состоит из 6 диодов.

В основном трехфазные мосты используются в силовой электронике.

Характеристики диодного моста

Как мы уже с вами разобрали, в электронике встречаются диодные мосты в разных корпусах и имеют разные габариты.

Почему так? Дело в том, что каждый диодный мост обладает какими-то своими характеристиками, о которых мы и поговорим в этой главе.

Чтобы далеко не ходить, давайте рассмотрим диодный мост GBU6K и рассмотрим на его примере, как читать характеристики.

Для того, чтобы понять, что это за фрукт и с чем его едят, надо скачать на него техническое описание (даташит). Вот ссылка на этот диодный мост. Ниже рассмотрим основные характеристики диодного моста, которых будет достаточно для рядового электронщика.

Распиновка и корпус

Итак, на главной странице мы видим распиновку выводов. Распиновка – это какие выводы за что отвечают и как правильно их соединять с внешней цепью.

Как вы видите, на средний выводы подаем переменное напряжение, а с крайних выводов снимаем постоянное напряжение. Также на рисунке показано, как соединяются диоды в этом диодном мосте. Нам эта информация еще очень пригодится.

Чуть ниже мы видим вот такую табличку, которая показывает нам самые главные первичные характеристики.

Package – тип корпуса. Корпуса GBU выглядят вот так.

Максимальный ток

Итак, с этим разобрались. Далее следующий параметр. I_F(AV) – максимальный ток, который может “протащить” через себя этот диодный мост. В даташите есть таблички и графики, какие условия должны соблюдаться, чтобы мост смог протащить через себя этот ток без вреда для своего здоровья.

Поэтому, диодные мосты в больших металлических корпусах способны “протащить” через себя очень большую силу тока. Если же маленький диодный мост вставить в какой-нибудь мощный блок питания, то скорее всего он просто-напросто сгорит.

В промышленности в силовой электронике стараются использовать диодные моста большой мощности, например, вот такой диодный мост может “протащить” через себя силу тока в 50 Ампер.

 

Максимальное пиковое обратное напряжение

Грубо говоря, это обратное напряжение диода. Если его превысить, то произойдет пробой и диоду, а следовательно и диодному мосту, придет “кирдык”. Этому параметру также следует уделять внимание, когда вы будете выпрямлять сетевое напряжение. Если вы будете подавать на диодный мост 220 Вольт, то его пиковое значение будет составлять 310 Вольт (220 × √2). Так как у меня диодный мост GBU6K, то надо смотреть табличку ниже. Как вы видите, пиковое обратное напряжение диодов составляет 800 Вольт. Значит, такой диодный мост вполне подойдет для выпрямления сетевого напряжения.

 

Как проверить диодный мост

1-ый способ.

Как вы теперь знаете, однофазный диодный мост состоит из 4 диодов. Для того, чтобы узнать их расположение, мы должны скачать даташит на данный диод и посмотреть, как расположены диоды в данном диодном мосте. Например, для моего моста GBU6K диоды расположены вот так.

То есть все, что мне надо сделать – это просто прозвонить каждый диод с помощью мультиметра. Как это сделать, я писал еще в этой статье.

Второй способ.

Он же 100%. Но для этого потребуется осциллограф, ЛАТР или понижающий трансформатор, а также резистор, желательно 5-10 КОм. После того, как мы нашли его расположение выводов, на “+” и “-”  припаиваем резистор 5-10 КОм. С этих же выводов снимаем осциллограмму.

То есть все должно выглядеть вот так.

 

 

Смотрим осциллограмму

Значит, диодный мост исправен.

Диодный мост генератора

Диодный мост генератора в автомобилях выпрямляет переменное напряжение, которое поступает от обмоток статора генератора. То есть грубо говоря, без диодного моста получается трехфазный мини-генератор.

Диодный мост генератора ВАЗ 2110

В этой статье будем рассматривать диодный мост от генератора ВАЗ 2110.

Он сделан по схеме Ларионова с некоторым дополнением в виде 3 дополнительных диодов.

Как проверить диодный мост генератора

Для проверки диодного моста генератора есть два способа.

Проверка с помощью лампы накаливания

Этот способ считается самым простым, и все его могут применить, так как под рукой всегда найдется аккумулятор и лампа на 12 В. Иначе откуда у вас автомобильный генератор?)

Предварительно лучше запаять или прикрепить к лампе два провода, чтобы было проще производить проверку. Итак, собираем наш прибор для проверки диодного моста генератора из лампы и аккумулятора вот по такой схеме.

Далее, все что нам надо сделать – это просто проверить каждый диод. Итак, вспоминаем, что диод в одном направлении проводит электрический ток, а в другом нет. Получается, нам надо в каждый диод “тыкнуться” два раза, чтобы узнать исправен ли он. Так мы и сделаем.

Вместо аккумулятора у меня будет лабораторный блок питания на 12 Вольт, что в принципе не играет никакой роли. Мой “прибор” для проверки диодов выглядит вот так.

Красные крокодил – это плюс от аккумулятора, в моем случае – от блока питания, а черный – это минус.

Поехали! У нас имеется 9 диодов. Начнем, пожалуй, с больших диодов-таблеток, которые вмонтированы в металлические пластины. Цепляюсь одним выводом-крокодилом к пластине, на которой вмонтирован один конец диода

 

а другим выводом, который идет от лампы накаливания касаюсь другого вывода диода и вуаля! Лампа зажглась!

Теперь надо обязательно поменять выводы наших проводов с самопального прибора местами и снова повторить это действие.

Как вы видите, наша лампа не горит, и это замечательно! Потому что мы сейчас только что убедились в том, что наш диод абсолютно здоров и готов выполнять свою задачу на 100%.

Таким же образом проверяем все диоды таблетки.

Маленькие черные диоды проверяются точь-в-точь таким же способом.

Меняем выводы и убеждаемся, что диод рабочий.

Правила:

1) Если лампочка не горит ни так ни сяк, значит диод неисправен.

2) Если лампочка горит и так и сяк, значит диод тоже неисправен.

3) Если лампочка горит, а при смене щупов не горит, значит диод исправен.

Проверка с помощью мультиметра

Не у всех есть такой замечательный прибор, как мультиметр, но он должен быть у каждого уважающего себя электрика и электронщика.

В каждом хорошем мультиметре есть функция прозвонки диодов. Как я уже говорил, наш автомобильный диодный мост будет исправен, если все его диоды будут исправны.

Берем в руки мультиметр и ставим его в режим прозвонки диодов.

И начинаем проверять все диоды друг за другом на исправность. В одном направлении диод должен показать значение от 0,4 и до 0,7 Вольт. В нашем случае 0,552 Вольта, что вполне приемлемо.

Далее меняем щупы местами и видим, что мультиметр показывает нам OL, что говорит нам о том, что превышен предел измерения. Значит, диод жив и здоров).

Таким же образом проверяем все оставшиеся диоды.

Похожие статьи по теме “диодный мост”

Автомобильное зарядное устройство

Как получить постоянное напряжение из переменного

Как проверить диод и светодиод мультиметром

Простой блок питания

 

Диодный мост, принцип работы и схема

Несмотря на то что в бытовых розетках, как известно, присутствует переменное напряжение величиной 220 В, подавляющее большинство электронных приборов требует намного меньших значений. Более того, это питание должно осуществляться не переменным, а постоянным током. Именно поэтому практически каждый бытовой прибор имеет в составе своей схемы выпрямитель — диодный мост.

Блок: 1/8 | Кол-во символов: 369
Источник: https://pochini.guru/sovety-mastera/diodnyiy-most

Порядок работы

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

Выпрямление положительной полуволны

Выпрямление отрицательной полуволны

При выпрямлении 3-фазного тока 3-фазным выпрямителем результат получается ещё более «гладким»

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

Красным — исходное синусоидальное напряжение , зелёным — однополупериодное выпрямление (для сравнения), синим — рассматриваемое двухполупериодное

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

Блок: 2/10 | Кол-во символов: 750
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B8%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BC%D0%BE%D1%81%D1%82

Постоянный и переменный ток

Из учебного курса физики все знают, что электрический ток подразумевает протекание электрического заряда из одного проводника в другой. В отличие от постоянного тока, который действительно идет в одном направлении (от минуса к плюсу), переменный течет сначала в одну сторону, а затем — в другую. Если подключить к розетке осциллограф, можно получить схематическое изображение такого движения тока.

На рисунке представлена осциллограмма переменного тока, где по оси абсцисс показано время, а по оси ординат — напряжение. Из графика хорошо видно, что напряжение плавно нарастает до величины 220 В, потом уменьшается до нуля и нарастает до той же величины, но с противоположным знаком. Иными словами, напряжение в розетке постоянно меняет знак со скоростью 50 раз в секунду.

Для сравнения можно подключить щупы осциллографа к источнику постоянного тока. В качестве него могут использоваться клеммы батарейки. В этом случае картина будет несколько иная.

Осциллограмма постоянного тока, показанная на изображении, наглядно демонстрирует, как на протяжении всего времени напряжение на клеммах имеет постоянную величину. При замыкании цепи ток будет течь в одну сторону.

Блок: 2/8 | Кол-во символов: 1187
Источник: https://pochini.guru/sovety-mastera/diodnyiy-most

Выпрямитель

Практически, для получения постоянного (а не пульсирующего) напряжения, схему надо дополнить фильтром на конденсаторе, а также, возможно, дросселем и стабилизатором напряжения.

Блок: 3/10 | Кол-во символов: 192
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B8%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BC%D0%BE%D1%81%D1%82

Особенности видов напряжения

Возникает закономерный вопрос о том, зачем в розетках используется переменный ток, если подавляющее большинство электронной аппаратуры питается постоянным током. Дело в том, что для питания узлов той или иной аппаратуры требуются напряжения разной величины. Процессор компьютера, например, питается 3 В, а мобильный телефон требует для своей зарядки целых 5 В. Усилителю музыкального центра нужно уже около 25 В.

Постоянное напряжение достаточно сложно трансформировать из одной величины в другую, а вот переменное — запросто. Для этого служат, к примеру, трансформаторы. Некоторые важные силовые узлы, такие как двигатели, все же нуждаются в переменном напряжении. Поэтому промышленные генераторы, питающие бытовые розетки, вырабатывают его до общепринятой величины (например, 220 В), а каждый прибор уже на месте получает из него то, что ему требуется.

Блок: 3/8 | Кол-во символов: 881
Источник: https://pochini.guru/sovety-mastera/diodnyiy-most

Как работает диодный мост: для чайников, просто и коротко

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

Обозначение диодного моста на схеме

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

Работа диодного моста

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

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

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

Блок: 3/9 | Кол-во символов: 1892
Источник: https://www.RadioElementy.ru/articles/chto-takoe-diodnyy-most/

Преимущества и недостатки

Кроме диодного моста существуют и другие способы преобразования переменного в постоянный ток. В сравнении с однополупериодным, двухполупериодное выпрямление обладает рядом преимуществ:

• И отрицательная, и положительная полуволна синусоиды преобразуются в выходное напряжение, поэтому вся мощность трансформатора используется в наиболее оптимальной степени.
• За счет большей частоты пульсации получаемое от диодного выпрямителя напряжение куда проще сглаживать при помощи фильтров.
• Использование электроэнергии под нагрузкой уменьшает потери мощности на перемагничивание сердечника, возникающее из-за процессов взаимоиндукции в обмотках питающего трансформатора.
• Гармоничное перераспределение кривой электротока и напряжения на выходе – за счет передачи каждого полупериода сразу двумя диодами в мосте, выходной параметр получается куда более равномерным.

К недостаткам диодного моста следует отнести и большее падение напряжения, в сравнении с однополупериодной схемой или выпрямителем с отводом из средней точки. Это обусловлено тем, что ток протекает сразу черед два полупроводниковых элемента и встречает омическое сопротивление от каждого из них. Такой недостаток может оказывать существенное влияние в слаботочных цепях, где доли ампера могут решать значение сигналов, режимы работы агрегатов и т.д. В качестве решения могут применяться диодные мосты с диодами Шотки, у которых падение прямого напряжения относительно ниже.  

Еще одним недостатком является сложность определения перегоревшего звена, так как при выходе со строя хотя бы одного диода вся схема будет продолжать работать. Понять, что один из полупроводниковых элементов выпал из цепи можно лишь с помощью измерений, далеко не всегда прибор или схема отреагируют при сбое видимой неисправностью.

Блок: 4/5 | Кол-во символов: 1795
Источник: https://www.asutpp.ru/diodnyy-most.html

Практические опыты

Для начала возьмем простой диод.

Катод можно легко узнать по серебристой полоске. Почти все производители показывают катод полоской или точкой.

Чтобы наши опыты были безопасными, я взял понижающий трансформатор, который из 220В делает 12В.

На первичную обмотку цепляем 220 Вольт, со вторичной обмотки снимаем 12 Вольт. Мультиметр показал чуть больше, так как на вторичной обмотке нет никакой нагрузки. Трансформатор работает на  так называемом “холостом ходу”.

3,3х5=16.5В – это максимальное значение напряжения.  А если разделить максимальное амплитудное значение на корень из двух, то получим где то 11,8 Вольт. Это и есть действующее значение напряжения. Осциллограф не врет, все ОК.

Еще раз повторюсь, можно было использовать и 220 Вольт, но 220 Вольт  – это не шутки, поэтому я и понизил переменное напряжение.

Припаяем к одному концу  вторичной обмотки трансформатора наш диод.

Цепляемся снова щупами осциллографа

Смотрим на осциллограмму

А где же нижняя часть изображения? Ее срезал диод. Он оставил только верхнюю часть, то есть ту, которая положительная.

Находим еще  три таких диода и спаиваем диодный мост.

Цепляемся ко вторичной обмотке трансформатора по схеме диодного моста.

С двух других  концов снимаем постоянное пульсирующее напряжение щупом осциллографа и смотрим на осциллограмму

Вот, теперь порядок.

Блок: 4/7 | Кол-во символов: 1357
Источник: https://www.RusElectronic.com/diodnyj-most/

Практическое применение

На практике диодный мост имеет довольно широкий спектр применения – это и цифровая техника, блоки питания в персональных компьютерах, ноутбуках, различных устройствах, автомобильных генераторах, питающихся от низкого постоянного напряжения. Помимо этого их можно встретить в системах звуковоспроизведения, измерительной техники, теле- радиовещания, они устанавливаются в ряде различных устройств по всему дому. Для лучшего понимания роли диодного моста в этих приборах мы рассмотрим несколько конкретных схем, в которых он применяется.

Примеры схем с диодным мостом и их описание

Одна из наиболее простых схем с применением диодного моста – это зарядное устройство, применяемое для оборудования, питаемого низким напряжением. Один из таких вариантов рассмотрим на следующем примере

Рис. 5. Схема зарядного устройства

Как видите на рисунке, от понижающего трансформатора Т1 напряжение из переменного 220В преобразуется в переменное на уровне 7 – 9В. После этого пониженное напряжение подается на диодный мост VD, от которого выпрямленное через сглаживающий конденсатор С1 на микросхему КР. От микросхемы выпрямленное напряжение стабилизируется и выдается на клеммы разъема.

Рис. 6. Схема карманного фонаря

На рисунке выше приведен пример схемы карманного фонаря, данная модель подключается к бытовой сети 220В через розетку, что представлено соединением разъема Х1 и Х2. Далее напряжение подается на мост  VD, а с него уже на микросхему DA1, которая при наличии входного питания сигнализирует об этом через светодиод HL1. После этого напряжение питания приходит на аккумулятор GB, который заряжается и затем используется в качестве основного источника питания для лампы фонарика.

Пример схемы сварочного агрегата

Здесь представлен пример схемы сварочного агрегата, в котором диодный мост устанавливается сразу после понижающего трансформатора для выпрямления электрического тока. Из-за сложности схемы дальнейшее рассмотрение работы устройства нецелесообразно. Стоит отметить, что существуют и другие устройства с еще более сложным принципом работы – импульсные блоки питания, ШИМ модуляторы, преобразователи и т.д.

Блок: 5/5 | Кол-во символов: 2153
Источник: https://www.asutpp.ru/diodnyy-most.html

Выпрямительный мост своими руками

Каждый, кто занимается конструированием электронных устройств, не обходится без выпрямителя. Он присутствует практически в каждом самодельном приборе, питаемом от сети. Для того чтобы собрать выпрямитель, недостаточно взять четыре диода и скрутить им ножки согласно приведенной схеме. Для того чтобы мост работал, придется ближе познакомиться с диодами и их характеристиками перед тем, как браться за паяльник. Основные характеристики, которые понадобятся при построении выпрямителя у полупроводников, следующие:

1. Максимально допустимое обратное напряжение. Напряжение, которое способен выдерживать диод в закрытом состоянии.
2. Максимально допустимый прямой ток. Ток, который может долговременно выдерживать диод без повреждения.
3. Прямое напряжение. Величина падения напряжения на открытом диоде.
4. Граничная частота. Частота переменного тока, на которой прибор еще может работать.

При сборке сетевого выпрямителя, способного отдавать в нагрузку ток в 1 А, необходимо сделать диодный мост на 12 вольт. Так выглядит практическая схема мостового выпрямителя.

Прежде всего, необходимо правильно всё рассчитать и подобрать нужный тип полупроводников, исходя из имеющихся диодов. Если в распоряжении есть диоды Д226, КД204А, КД201А и Д247, нужно открыть справочник и ознакомиться с их основными характеристиками (напряжением, током и граничной частотой):

• Д226 — 400 В, 0,3 А, 1 кГц;
• КД204А — 400 В, 0,4 А, 50 кГц;
• КД201А — 100 В, 5 А, 1,1 кГц;
• Д247 — 500 В, 10 А, 1 кГц.

Все четыре типа диодов подходят по напряжению и частоте, но первые два не выдержат ток в 1 А. Остаются КД201А и Д247. Решение взять те или другие зависит от конструкции блока питания. Первые диоды компактнее, вторые имеют хороший запас по току.

Сглаживающий конденсатор С1 нужно выбирать по типу, электрической емкости и напряжению. Понадобится электролитический конденсатор емкостью от 1 000 до 20 000 мкФ с рабочим напряжением не ниже 25 В. Чем выше емкость сглаживающего конденсатора, тем качественнее будет выпрямленное напряжение, но тем больше по габаритам окажется сама конструкция. Всю необходимую информацию, включая емкость, полярность и рабочее напряжение можно увидеть прямо на конденсаторе.

Осталось включить паяльник и спаять схему, не забывая при этом, что электролитические конденсаторы — полярные приборы. Они имеют плюс и минус, путать которые нельзя.

Блок: 5/8 | Кол-во символов: 2349
Источник: https://pochini.guru/sovety-mastera/diodnyiy-most

Конструкция

Внешний вид однокорпусных мостов

Мосты могут быть изготовлены из отдельных диодов, и могут быть выполнены в виде монолитной конструкции (диодная сборка).

Монолитная конструкция, как правило, предпочтительнее — она дешевле и меньше по объёму (хотя не всегда той формы, которая требуется). Диоды в ней подобраны на заводе и наверняка имеют одинаковые параметры и при работе находятся в одинаковом тепловом режиме. Сборку проще монтировать.

В монолитной конструкции при выходе из строя одного диода приходится менять весь монолит. В конструкции из отдельных диодов может меняться только один диод.

При выпрямлении больших токов на диодах рассеивается значительная тепловая энергия, поэтому применяются дискретные диоды средней или большой мощности, допускающие установку на внешний теплоотвод.

Блок: 6/10 | Кол-во символов: 804
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B8%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BC%D0%BE%D1%81%D1%82

Выбор типа сборки

Использование выпрямительного моста вместо четырех диодов не только существенно упрощает сборку, но и делает конструкцию более компактной. Принцип выбора типа сборки тот же — по напряжению, току и частоте. Чтобы определить, подойдет ли, к примеру, сборка КЦ402Г, фото и схема которого приведены выше, нужно обратиться к справочнику. В нём указаны следующие характеристики моста:

• максимальное обратное напряжение диодов — 300 В;
• прямой ток всей сборки — 1 А;
• граничная частота — 5 кГц.

Мостик подходит, но микросборка будет работать на пределе своих возможностей по току. Для обеспечения надежности схемы лучше использовать более мощный прибор. Например, мост КЦ409А на ток 3 А или КЦ409И на 6 А.

Блок: 6/8 | Кол-во символов: 708
Источник: https://pochini.guru/sovety-mastera/diodnyiy-most

Обозначение и маркировка

Условно-графическое обозначение полупроводникового моста на принципиальных электрических схемах выглядит как ромб, из вершин которого выходят прямые короткие линии, символизирующие выводы. Каждый вывод подписывается знаком, соответствующим виду сигнала. Так, плюсом обозначается положительный выход, минусом — отрицательный, а тильдой — входы для подачи переменного сигнала. В середине ромба может как изображаться выпрямительный диод, так и нет.

В литературе, различных спецификациях и на схемах устройство подписывается латинскими символами VDS, после которых ставится арабская цифра, обозначающая порядковый номер. В иностранной литературе можно также встретить обозначение BDS. Стандарта для маркировки мостов не существует. Каждый производитель обозначает свою продукцию, как хочет, согласно своей системе.

Если внимательно изучить различные обозначения, то можно проследить тенденцию в маркировке, нанесённой на корпус прибора. На ней почти всегда присутствуют данные о его основных характеристиках. То есть указывается максимальный ток или рабочее напряжение. Например, DB151S — первые две цифры обозначают ток 1,5 А, а вторая напряжение согласно таблице, в этом случае 50 В.

Отечественные изделия классифицируются по-другому. Сам мост обозначается буквой «Ц», стоящее за ней число обозначает материал, а последующие цифры номер разработки. Например, популярный мостик у радиолюбителей выдерживающий обратное напряжение до 400 В, маркируется как КЦ407А.

Блок: 6/9 | Кол-во символов: 1487
Источник: https://rusenergetics.ru/%D0%B1%D0%B5%D0%B7-%D1%80%D1%83%D0%B1%D1%80%D0%B8%D0%BA%D0%B8/sxema-podklyucheniya-i-naznachenie-diodnogo-mosta

Резюме

Диодный мост (выпрямитель) используется для преобразования переменного тока в постоянный.

Диодный мост используется почти во всей радиоаппаратуре, которая “кушает” напряжение из переменной сети, будь то простой телевизор или даже зарядка от сотового телефона.

Блок: 7/7 | Кол-во символов: 266
Источник: https://www.RusElectronic.com/diodnyj-most/

Самостоятельное изготовление

Выпрямительные однофазные мосты обычно не являются дефицитными радиодеталями, поэтому их можно купить и выбрать по необходимым параметрам практически в любом радиомагазине. Но не всегда есть на это время, поэтому нужный мост можно собрать и своими руками. Для этого понадобится подготовить:

1. Четыре одинаковых по своим характеристикам диода. Можно в принципе брать и любые, но следует понимать, что общие параметры моста будут определяться самым слабым элементом.
2. Монтажный провод.
3. Паяльник.
4. Пинцет.
5. Флюс и припой.
6. Бокорезы.
7. Электрическую схему диодного моста выпрямителя.

После того как всё подготовлено, на первом этапе залуживают выводы диодов. Для этого ножки радиоэлементов смазываются флюсом, и на них с помощью разогретого паяльника переносится олово, образующее тонкий слой. На следующем этапе диоды соединяются согласно схеме.

Для этого необходимо знать, где у элемента катод, а где анод. На схеме аноду соответствует вершина треугольника, а катоду — основание. На самом же элементе обозначается только анод. Это может быть полоска, точка или условно-графическое обозначение, смещённое к одному из выводов.

Затем берутся два элемента, и анод одного соединяется с катодом другого. Аналогичное действие повторяется и для оставшихся элементов. В итоге получается пара, каждая из которых состоит из двух диодов. Далее, между собой спаиваются катоды, а поле — аноды. После того как диоды соединены к точкам пайки, подсоединяются проводники, формирующие выводы устройства. На последнем этапе конструкция проверяется с помощью мультиметра.

Блок: 7/9 | Кол-во символов: 1570
Источник: https://rusenergetics.ru/%D0%B1%D0%B5%D0%B7-%D1%80%D1%83%D0%B1%D1%80%D0%B8%D0%BA%D0%B8/sxema-podklyucheniya-i-naznachenie-diodnogo-mosta

Использование барьера Шоттки

Еще одна основная характеристика, которая не использовалась в предыдущих расчетах, — прямое падение напряжения на открытом диоде. Диод только теоретически проводит ток в одну сторону, а диэлектрик — в другую. На практике в прямом подключении на приборе падает напряжение, которое может достигать 1,5 В и более.

Это значит, что напряжение на выходе однополупериодного выпрямителя будет ниже входного на 1,5 В, а если использовать мостовую схему, то на все 3 В. Кроме того, вольты, помноженные на протекающий через выпрямитель ток, будут бесполезно рассеиваться на диодах в виде тепла, уменьшая КПД схемы.

Избежать подобной неприятности позволяют диоды с барьером Шоттки. Они отличаются низким (десятые вольта) прямым падением напряжения, а значит, собранная на них схема будет обладать более высоким КПД и работать в облегченном режиме. Вид и схема мощной диодной сборки Шоттки представлены на изображении.

Сегодня и отдельные диоды, и диодные мосты Шоттки используются в качестве выпрямительных очень широко и выпускаются как отдельными приборами, так и сборками. Монтаж выпрямителя на диодах Шоттки ничем не отличается от сборки на обычных диодах.

Блок: 8/8 | Кол-во символов: 1173
Источник: https://pochini.guru/sovety-mastera/diodnyiy-most

Другие материалы по теме

Блок: 9/9 | Кол-во символов: 127
Источник: https://www.RadioElementy.ru/articles/chto-takoe-diodnyy-most/

Назначение и практическое использование

Область использования моста, набранного из диодов, довольно широка. Это могут быть блоки питания и узлы управления. Он стоит во всех устройствах, питающихся от промышленной сети 220 вольт. Например, телевизоры, приёмники, зарядки, посудомоечные машины, светодиодные лампы.

Не обходятся без него и автомобили. После запуска двигателя начинает работать генератор, вырабатывающий переменный ток. Так как бортовая сеть вся питается от постоянного напряжения, ставится выпрямительный мост, через который происходит подача выпрямленного напряжения. Этим же постоянным сигналом происходит и подзарядка аккумуляторной батареи.

Выпрямительное устройство используется для работы сварочного аппарата. Правда, для него применяются мощные устройства, способные выдерживать ток более 200 ампер. Использование в устройствах диодной сборки даёт ряд преимуществ по сравнению с простым диодом. Такое выпрямление позволяет:

• увеличить частоту пульсаций, которую затем просто сгладить, используя электролитический конденсатор;
• при совместной работе с трансформатором избавиться от тока подмагничивания, что даёт возможность эффективнее использовать габаритную мощность преобразователя;
• пропустить большую мощность с меньшим нагревом, тем самым увеличивая коэффициент полезного действия.

Но также стоит отметить и недостаток, из-за которого в некоторых случаях мост не используют. Прежде всего, это двойное падение напряжения, что особенно чувствительно в низковольтных схемах. А также при перегорании части диодов устройство начинает работать в однополупериодном режиме, из-за чего в схему проникают паразитные гармоники, способные вывести из строя чувствительные радиоэлементы.

Блок питания

Ни один современный блок питания не обходится без выпрямительного устройства. Качественные источники изготавливаются с использованием мостовых выпрямителей. Классическая схема состоит всего из трёх частей:

1. Понижающий трансформатор.
2. Выпрямительный мост.
3. Фильтр.

Синусоидальный сигнал с амплитудой 220 вольт подаётся на первичную обмотку трансформатора. Из-за явления электромагнитной индукции во вторичной его обмотке наводится электродвижущая сила, начинает течь ток. В зависимости от вида трансформатора величина напряжения за счёт коэффициента трансформации снижается на определённое значение.

Между выводами вторичной обмотки возникает переменный сигнал с пониженной амплитудой. В соответствии со схемой подключения диодного моста это напряжение подаётся на его вход. Проходя через диодную сборку, переменный сигнал преобразуется в пульсирующий.

Такая форма часто считается неприемлемой, например, для звукотехнической аппаратуры или источников освещения. Поэтому для сглаживания используется конденсатор, подключённый параллельно выходу выпрямителя.

Трёхфазный выпрямитель

На производствах и в местах, где используется трёхфазная сеть, применяют трёхфазный выпрямитель. Состоит он из шести диодов, по одной паре на каждую фазу. Использование такого рода устройства позволяет получить большее значение тока с малой пульсацией. А это, в свою очередь, снижает требования к выходному фильтру.

Наиболее популярными вариантами включения трёхфазных выпрямителей являются схемы Миткевича и Ларионова. При этом одновременно могут использоваться не только шесть диодов, но и 12 или даже 24. Трёхфазные мосты используются в тепловозах, электротранспорте, на буровых вышках, в промышленных установках очистки газов и воды.

Таким образом, использование мостовых выпрямителей позволяет преобразовывать переменный ток в постоянный, которым запитывается вся электронная аппаратура. Самостоятельно сделать диодный мост несложно. При этом его применение позволяет получить не только качественный сигнал, но и повысить надёжность устройства в целом.

Блок: 9/9 | Кол-во символов: 3749
Источник: https://rusenergetics.ru/%D0%B1%D0%B5%D0%B7-%D1%80%D1%83%D0%B1%D1%80%D0%B8%D0%BA%D0%B8/sxema-podklyucheniya-i-naznachenie-diodnogo-mosta

Кол-во блоков: 39 | Общее кол-во символов: 38925
Количество использованных доноров: 7
Информация по каждому донору:

1. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B8%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BC%D0%BE%D1%81%D1%82: использовано 3 блоков из 10, кол-во символов 1746 (4%)
2. https://www.asutpp.ru/diodnyy-most.html: использовано 2 блоков из 5, кол-во символов 3948 (10%)
3. https://rusenergetics.ru/%D0%B1%D0%B5%D0%B7-%D1%80%D1%83%D0%B1%D1%80%D0%B8%D0%BA%D0%B8/sxema-podklyucheniya-i-naznachenie-diodnogo-mosta: использовано 5 блоков из 9, кол-во символов 10550 (27%)
4. https://pochini.guru/sovety-mastera/diodnyiy-most: использовано 7 блоков из 8, кол-во символов 10532 (27%)
5. https://go-radio.ru/diodniy%20most.html: использовано 3 блоков из 6, кол-во символов 2780 (7%)
6. https://www.RadioElementy.ru/articles/chto-takoe-diodnyy-most/: использовано 5 блоков из 9, кол-во символов 4824 (12%)
7. https://www.RusElectronic.com/diodnyj-most/: использовано 6 блоков из 7, кол-во символов 4545 (12%)

ГОСТ 2.730-73 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Приборы полупроводниковые

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ЕДИНАЯ СИСТЕМА КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫЕ
ГРАФИЧЕСКИЕ В СХЕМАХ

ГОСТ 2.730-73

ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ

Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Единая система конструкторской документации ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ В СХЕМАХ. ПРИБОРЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ Unified system for design documentation. Graphical symbols in diagrams. Semiconductor devices

ГОСТ 2.730-73

Дата введения 1974-07-01

1. Настоящий стандарт устанавливает правила построения условных графических обозначений полупроводниковых приборов на схемах, выполняемых вручную или автоматическим способом во всех отраслях промышленности.

(Измененная редакция, Изм. № 3).

2. Обозначения элементов полупроводниковых приборов приведены в табл. 1.

Таблица 1

Наименование	Обозначение
1. (Исключен, Изм. № 2).
2. Электроды:
база с одним выводом
база с двумя выводами
Р -эмиттер с N -областью
N -эмиттер с Р-областью
несколько Р-эмиттеров с N -областью
несколько N -эмиттеров с Р-областью
коллектор с базой
несколько коллекторов, например, четыре коллектора на базе
3. Области: область между проводниковыми слоями с различной электропроводностью. Переход от Р-области к N -области и наоборот
область собственной электропроводности ( I -область): l) между областями с электропроводностью разного типа  PIN или NIP
2) между областями с электропроводностью одного типа  PIP или NIN
3) между коллектором и областью с противоположной электропроводностью  PIN или NIP
4) между коллектором и областью с электропроводностью того же типа  PIP или NIN
4. Канал проводимости для полевых транзисторов: обогащенного типа
обедненного типа
5. Переход PN
6. Переход NP
7. Р-канал на подложке N -типа, обогащенный тип
8. N -канал на подложке Р-типа, обедненный тип
9. Затвор изолированный
10. Исток и сток Примечание . Линия истока должна быть изображена на продолжении линии затвора, например:
11. Выводы полупроводниковых приборов:
электрически, не соединенные с корпусом
электрически соединенные с корпусом
12. Вывод корпуса внешний. Допускается в месте присоединения к корпусу помещать точку

(Измененная редакция, Изм. № 2, 3).

3, 4. (Исключены, Изм. № 1).

5. Знаки, характеризующие физические свойства полупроводниковых приборов, приведены в табл.4.

Таблица 4

Наименование	Обозначение
1. Эффект туннельный
а) прямой
б) обращенный
2. Эффект лавинного пробоя: а) односторонний
б) двухсторонний 3-8. (Исключены, Изм. № 2).
9. Эффект Шоттки

6. Примеры построения обозначений полупроводниковых диодов приведены в табл. 5.

Таблица 5

Наименование	Обозначение
1. Диод
Общее обозначение
2. Диод туннельный
3. Диод обращенный
4. Стабилитрон (диод лавинный выпрямительный)
а) односторонний
б) двухсторонний
5. Диод теплоэлектрический
6. Варикап (диод емкостный)
7. Диод двунаправленный
8. Модуль с несколькими (например, тремя) одинаковыми диодами с общим анодным и самостоятельными катодными выводами
8a. Модуль с несколькими одинаковыми диодами с общим катодным и самостоятельными анодными выводами
9. Диод Шотки
10. Диод светоизлучающий

7. Обозначения тиристоров приведены в табл. 6.

Таблица 6

Наименование	Обозначение
1. Тиристор диодный, запираемый в обратном направлении
2. Тиристор диодный, проводящий в обратном направлении
3. Тиристор диодный симметричный
4. Тиристор триодный. Общее обозначение
5. Тиристор триодный, запираемый в обратном направлении с управлением: по аноду
по катоду
6. Тиристор триодный выключаемый: общее обозначение
запираемый в обратном направлении, с управлением по аноду
запираемый в обратном направлении, с управлением по катоду
7. Тиристор триодный, проводящий в обратном направлении:
общее обозначение
с управлением по аноду
с управлением по катоду
8. Тиристор триодный симметричный (двунаправленный) — триак
9. Тиристор тетроидный, запираемый в обратном направлении

Примечание. Допускается обозначение тиристора с управлением по аноду изображать в виде продолжения соответствующей стороны треугольника.

8. Примеры построения обозначений транзисторов с Р- N -переходами приведены в табл. 7.

Таблица 7

Наименование	Обозначение
1. Транзистор а) типа PNP
б) типа NPN с выводом от внутреннего экрана
2. Транзистор типа NPN, коллектор соединен с корпусом
3. Транзистор лавинный типа NPN
4. Транзистор однопереходный с N-базой
5. Транзистор однопереходный с Р-базой
6. Транзистор двухбазовый типа NPN
7. Транзистор двухбазовый типа PNIP с выводом от i-области
8. Транзистор двухразовый типа P NIN с выводом от I -области
9. Транзистор многоэмиттерный типа NPN
Примечание. При выполнении схем допускается: а) выполнять обозначения транзисторов в зеркальном изображении, например, б) изображать корпус транзистора.

Таблица 8

Наименование	Обозначение
1. Транзистор полевой с каналом типа N
2. Транзистор полевой с каналом типа Р
3. Транзистор полевой с изолированным затвором баз вывода от подложки:
а) обогащенного типа с Р-каналом
б) обогащенного типа с N-каналом
в) обедненного типа с Р-каналом
г) обедненного типа с N-каналом
4. Транзистор полевой с изолированным затвором обогащенного типа с N-каналом, с внутренним соединением истока и подложки
5. Транзистор полевой с изолированным затвором с выводом от подложки обогащенного типа с Р-каналом
6. Транзистор полевой с двумя изолированными затворами обедненного типа с Р-каналом с выводом от подложки
7. Транзистор полевой с затвором Шоттки
8. Транзистор полевой с двумя затворами Шоттки

Примечание . Допускается изображать корпус транзисторов.

10. Примеры построений обозначений фоточувствительных и излучающих полупроводниковых приборов приведены в табл. 9.

Таблица 9

Наименование	Обозначение
1. Фоторезистор: а) общее обозначение
б) дифференциальный
2. Фотодиод
З. Фототиристор
4. Фототранзистор:
а) типа PNP
б) типа NPN
5. Фотоэлемент
6. Фотобатарея

Таблица 10

Наименование	Обозначение
1. Оптрон диодный
2. Оптрон тиристорный
3. Оптрон резисторный
4. Прибор оптоэлектронный с фотодиодом и усилителем:
а) совмещенно
б) разнесенно
5. Прибор оптоэлектронный с фототранзистором: а) с выводом от базы
б) без вывода от базы

Примечания:

1. Допускается изображать оптоэлектронные приборы разнесенным способом. При этом знак оптического взаимодействия должен быть заменен знаками оптического излучения и поглощения по ГОСТ 2.721-74,

например:

2. Взаимная ориентация обозначений источника и приемника не устанавливается, а определяется удобством вычерчивания схемы, например:

12. Примеры построения обозначений прочих полупроводниковых приборов приведены в табл. 11.

Таблица 11

Наименование	Обозначение
1. Датчик Холла
Токовые выводы датчика изображены линиями, отходящими от коротких сторон прямоугольника
2. Резистор магниточувствительный
3. Магнитный разветвитель

13. Примеры изображения типовых схем на полупроводниковых диодах приведены в табл. 12.

Таблица 12

Наименование	Обозначение
1. Однофазная мостовая выпрямительная схема:
а) развернутое изображение
б) упрощенное изображение (условное графическое обозначение) Примечание. К выводам 1-2 подключается напряжение переменного тока; выводы 3-4 — выпрямленное напряжение; вывод 3 имеет положительную полярность. Цифры 1, 2, 3 и 4 указаны для пояснения.
Пример применения условного графического обозначения на схеме
2. Трехфазная мостовая выпрямительная схема
3. Диодная матрица (фрагмент)
Примечание. Если все диоды в узлах матрицы включены идентично, то допускается применять упрощенный способ изображения. При этом на схеме должны быть приведены пояснения о способе включения диодов

14. Условные графические обозначения полупроводниковых приборов для схем, выполнение которых при помощи печатающих устройств ЭВМ предусмотрено стандартами Единой системы конструкторской документации, приведены в табл. 13.

Таблица 13

Наименование	Обозначение	Отпечатанное обозначение
1. Диод
2. Транзистор типа PNР
3. Транзистор типа NPN
4. Транзистор типа PNIP с выводом от I -области
5. Многоэмиттерный транзистор типа NPN

Примечание к пп. 2-5. Звездочкой отмечают вывод базы, знаком «больше» или «меньше» — вывод эмиттера.

15. Размеры (в модульной сетке) основных условных графических обозначений даны в приложении 2.

(Измененная редакция, Изм. № 4).

Приложение 1. (Исключено, Изм. № 4).

Наименование	Обозначение
1. Диод
2.. Тиристор диодный
3. Тиристор триодный
4. Транзистор 5. Транзистор полевой
6. Транзистор полевой с изолированным затвором

(Введено дополнительно, Изм. № 3).

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным комитетом стандартов Совета Министров СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

В. Р. Верченко, Ю. И. Степанов, Э. Я. Акопян, Ю. П. Широкий, В. П. Пармешин, И. К. Виноградова

2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 16.08.73 № 2002

3 Соответствует СТ СЭВ 661-88

4 ВЗАМЕН ГОСТ 2.730-68, ГОСТ 2.747-68 в части пп. 33 и 34 таблицы

5 ПЕРЕИЗДАНИЕ (январь 1995 г.) с Изменениями № 1, 2, 3, 4, утвержденными в июле 1980 г., апреле 1987 г., марте 1989 г., июле 1991 г. (ИУС 10-80, 7-87, 6-89, 10-91)

Диодный мост — это… Что такое Диодный мост?

Дио́дный мо́ст — электрическая схема, предназначенная для преобразования («выпрямления») переменного тока в пульсирующий. Такое выпрямление называется двухполупериодным^[1].

Схема включения

Выполняется по мостовой схеме Гретца. Изначально она была разработана с применением радиоламп, но считалась сложным и дорогим решением, вместо неё применялась схема Миткевича со сдвоенной вторичной обмоткой в питающем выпрямитель трансформаторе. Сейчас, когда полупроводники очень дёшевы, в большинстве случаев применяется мостовая схема.

Вместо диодов в схеме могут применяться вентили любых типов — например селеновые столбы, принцип работы схемы от этого не изменится.

Порядок работы

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

При выпрямлении 3-фазного тока 3-фазным выпрямителем результат получается ещё более «гладким»

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

Красным — исходное синусоидальное напряжение , зелёным — однополупериодное выпрямление (для сравнения), синим — рассматриваемое двухполупериодное

Выпрямитель

Подключение конденсатора

Практически, для получения постоянного (а не пульсирующего) напряжения, схему надо дополнить фильтром на конденсаторе, а также, возможно, дросселем и стабилизатором напряжения.

Преимущества

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

• получить на выходе напряжение с повышенной частотой пульсаций, которое проще сгладить фильтром на конденсаторе
• избежать постоянного тока подмагничивания в питающем мост трансформаторе
• увеличить его КПД, что позволяет сделать его магнитопровод меньшего сечения.

Недостатки

• Происходит двойное падение напряжения по сравнению с однополупериодным выпрямлением (прямое напряжение диода × 2 ≈ 1 В), это иногда нежелательно.
• При перегорании одного из диодов схема превращается в однополупериодную, что может быть не замечено вовремя, и в устройстве появится скрытый дефект.

Конструкция

Внешний вид однокорпусных мостов

Мосты могут быть изготовлены из отдельных диодов, и могут быть выполнены в виде монолитной конструкции (диодная сборка).

Монолитная конструкция, как правило, предпочтительнее — она дешевле и меньше по объёму (хотя не всегда той формы, которая требуется). Диоды в ней подобраны на заводе и наверняка имеют одинаковые параметры и при работе находятся в одинаковом тепловом режиме. Сборку проще монтировать.

В монолитной конструкции при выходе из строя одного диода приходится менять весь монолит. В конструкции из отдельных диодов может меняться только один диод. Какую конструкцию применить решает конструктор, в зависимости от назначения устройства.

Маркировка

В СССР/России:

• материал диодов:

• Ц — мост
• число (2…4 цифры) Обозначают порядковый номер разработки данного типа моста.
• буква

См. также

Ссылки

Примечания

1. ↑ Однополупериодным выпрямителем называется выпрямление с помощью 1 диода.

принцип действия, обозначения на схеме, проверка исправности

Почти вся электронная аппаратура для своей работы требует определённую величину постоянного напряжения. В электрический сети передаётся синусоидальный сигнал с частотой 50 Гц. Для преобразования сигнала используется свойство полупроводниковых элементов пропускать ток только в одном направлении, а в другом блокировать его прохождение. В качестве преобразователя применяется схема диодного моста, позволяющая получать на выходе сигнал постоянной величины.

Физические свойства p-n перехода

Главным элементом, использующимся при создании выпрямительного узла, является диод. В основе его работы лежит электронно-дырочный переход (p-n).

Общепринятое определение гласит: p-n переход — это область пространства, находящаяся на границе соединения двух полупроводников разного типа. В этом пространстве образуется переход n-типа в p-тип. Значение проводимости зависит от атомного строения материала, а именно от того, насколько прочно атомы удерживают электроны. Атомы в полупроводниках располагаются в виде решётки, а электроны привязаны к ним электрохимическими силами. Сам по себе такой материал является диэлектриком. Он или плохо проводит ток, или не проводит его совсем. Но если в решётку добавить атомы определённых элементов (легирование), физические свойства такого материала кардинально изменяются.

Примешанные атомы начинают образовывать, в зависимости от своей природы, свободные электроны или дырки. Образованный избыток электронов формирует отрицательный заряд, а дырок — положительный.

Избыток заряда одного знака заставляет носителей отталкиваться друг от друга, в то время как область с противоположным зарядом стремится притянуть их к себе. Электрон, перемещаясь, занимает свободное место, дырку. При этом на его старом месте также образовывается дырка. В результате чего создаётся два потока движения зарядов: один основной, а другой обратный. Материал с отрицательным зарядом в качестве основных носителей использует электроны, его называют полупроводником n-типа, а с положительным зарядом, использующим дырки, p-типа. В полупроводниках обоих типов неосновные заряды образуют ток, обратный движению основных зарядов.

В радиоэлектронике из материалов для создания p-n перехода используется германий и кремний. При легировании кристаллов этих веществ образуется полупроводник с различной проводимостью. Например, введение бора приводит к появлению свободных дырок и образованию p-типа проводимости. Добавление фосфора, наоборот, создаст электроны, и полупроводник станет n-типа.

Принцип работы диода

Диод — это полупроводниковый прибор, имеющий малое сопротивление для тока в одном направлении, и препятствующий его прохождению в обратном. Физически диод состоит из одного p-n перехода. Конструктивно представляет собой элемент, содержащий два вывода. Вывод, подключённый к p-области, называется анодом, а соединённый с n-областью — катодом.

При работе диода существует три его состояния:

• сигнал на выводах отсутствует;
• он находится под действием прямого потенциала;
• он находится под действием обратного потенциала.

Прямым потенциалом называется такой сигнал, когда плюсовой полюс источника питания подключён к области p-типа полупроводника, другими словами, полярность внешнего напряжения совпадает с полярностью основных носителей. При обратном потенциале отрицательный полюс подключён к p-области, а положительный к n.

В области соединения материала n- и p-типа существует потенциальный барьер. Он образуется контактной разностью потенциалов и находится в уравновешенном состоянии. Высота барьера не превышает десятые доли вольта и препятствует продвижению носителей заряда вглубь материала.

Если к прибору подключено прямое напряжение, то величина потенциального барьера уменьшается и он практически не оказывает сопротивление протеканию тока. Его величина возрастает и зависит только сопротивления p- и n- области. При прикладывании обратного потенциала, величина барьера увеличивается, так как из n-области уходят электроны, а из p-области дырки. Слои обедняются и сопротивление барьера прохождению тока возрастает.

Основным показателем элемента является вольт-амперная характеристика. Она показывает зависимость между приложенным к нему потенциалом и током, протекающим через него. Представляется эта характеристика в виде графика, на котором указывается прямой и обратный ток.

Схема простого выпрямителя

Синусоидальное напряжение представляет собой периодический сигнал, изменяющийся во времени. С математической точки зрения он описывается функцией, в которой начало координат соответствует времени равным нулю. Сигнал состоит из двух полуволн. Находящаяся полуволна в верхней части координат относительно нуля называется положительным полупериодом, а в нижней части — отрицательным.

При подаче переменного напряжения на диод через подключённую к его выводам нагрузку, начинает протекать ток. Этот ток обусловлен тем, что в момент поступления положительного полупериода входного сигнала диод открывается. В этом случае к аноду прикладывается положительный потенциал, а к катоду отрицательный. При смене волны на отрицательный полупериод диод запирается, так как меняется полярность сигнала на его выводах.

Таким образом, получается, что диод как бы отрезает отрицательную полуволну, не пропуская её на нагрузку и на ней появляется пульсирующий ток только одной полярности. В зависимости от частоты приложенного напряжения, а для промышленных сетей она составляет 50 Гц, изменяется и расстояние между импульсами. Такого вида ток называется выпрямленным, а сам процесс —однополупериодным выпрямлением.

Выпрямляя сигнал, используя один диод, можно питать нагрузку, не предъявляющую особых требований к качеству напряжения. Например, нить накала. Но если запитать, например, приёмник, то появится низкочастотный гул, источником которого и будет промежуток, возникающий между импульсами. В некоторой мере для избавления от недостатков однополупериодного выпрямления совместно с диодом применяется параллельно включённый нагрузке конденсатор. Этот конденсатор будет заряжаться при поступлении импульсов и разряжаться при их отсутствии на нагрузку. А значит, чем больше значение ёмкости конденсатора, тем ток на нагрузке будет более сглажен.

Но наибольшего качества сигнала возможно достичь, если использовать для выпрямления одновременно две полуволны. Устройство, позволяющее это реализовать, получило название диодный мост, или по-другому — выпрямительный.

Диодный мост

Такое устройство представляет собой электрический прибор, служащий для преобразования переменного тока в постоянный. Словосочетание «диодный мост» образуется из слова «диод», что предполагает использование в нём диодов. Схема диодного моста выпрямителя зависит от сети переменного тока, к которой он подключается. Сеть может быть:

• однофазной;
• трёхфазной.

В зависимости от этого и выпрямительный мост называется мостом Гретца или выпрямителем Ларионова. В первом случае используется четыре диода, а во втором прибор собирается уже на шести.

Первая схема выпрямительного прибора собиралась на радиолампах и считалась сложным и дорогим решением. Но с развитием полупроводниковой техники диодный мост полностью вытеснил альтернативные способы выпрямления сигнала. Вместо диодов редко, но ещё применяются селеновые столбы.

Конструкции и характеристики прибора

Конструктивно выпрямительный мост выполняется из набора отдельных диодов или литого корпуса, имеющего четыре вывода. Корпус может быть плоского или цилиндрического вида. По принятому стандарту, значками на корпусе прибора отмечаются выводы подключения переменного напряжения и выходного постоянного сигнала. Выпрямители, имеющие корпус с отверстием, предназначены для крепления на радиатор. Основными характеристиками выпрямительного моста являются:

1. Наибольшее прямое напряжение. Это максимальная величина, при которой параметры прибора не выходят за границы допустимых.
2. Наибольшее допустимое обратное напряжение. Это максимальное импульсное напряжение, при котором мост длительно и надёжно работает.
3. Наибольший рабочий ток выпрямления. Обозначает средний ток, протекающий через мост.
4. Максимальная частота. Частота подаваемого на мост напряжения, при которой прибор работает эффективно и не превышает допустимый нагрев.

Превышение значений характеристик выпрямителя приводит к резкому сокращению срока его службы или пробою p-n переходов. Необходимо отметить такой момент, что все параметры диодов указываются для температуры окружающей среды 20 градусов. К недостаткам применения мостовой схемы выпрямления относят большее падение напряжения, по сравнению с однополупериодной схемой, и более низкое значение коэффициента полезного действия. Для уменьшения величины потерь и снижения нагрева мосты часто изготавливают с применением быстрых диодов Шотки.

Схема подключения устройства

На электрических схемах и печатных платах диодный выпрямитель обозначается в виде значка диода или латинскими буквами. Если выпрямитель собран из отдельных диодов, то рядом с каждым ставится обозначение VD и цифра, обозначающая порядковый номер диода в схеме. Редко используются надписи VDS или BD.

Диодный выпрямитель может подключаться напрямую к сети 220 вольт или после понижающего трансформатора, но схема включения его остаётся неизменной.

При поступлении сигнала в каждом из полупериодов ток сможет протекать только через свою пару диодов, а противоположная пара будет для него заперта. Для положительного полупериода открытыми будут VD2 и VD3, а для отрицательного VD1 и VD4. В итоге на выходе получится постоянный сигнал, но его частота пульсации будет увеличена в два раза. Для того чтобы уменьшить пульсацию выходного сигнала, используется, как и в случае с одним диодом, параллельное включение конденсатора С1. Такой конденсатор ещё называют сглаживающим.

Но случается так, что диодный мост ставится не только в переменную сеть, но и подключается в уже выпрямленную. Для чего нужен диодный мост в такой цепи, станет понятно, если обратить внимание в каких схемах используется такое его включение. Эти схемы связаны с использованием чувствительных радиоэлементов к переполюсовке питания. Использование моста позволяет осуществить простую, но эффективную защиту «от дурака». В случае ошибочного подключения полярности питания радиоэлементы, установленные за мостом, не выйдут из строя.

Проверка на работоспособность

Такой тип электронного прибора можно проверить, не выпаивая из схемы, так как в конструкциях устройств никакое его шунтирование не используется. В случае выпрямителя, собранного из диодов, проверяется каждый диод в отдельности. А в случае с монолитным корпусом измерения проводятся на всех четырёх его выводах.

Суть проверки сводится к прозвонке мультиметром диодов на короткое замыкание. Для этого выполняются следующие действия:

1. Мультиметр переключается в режим позвонки диодов или сопротивления.
2. Штекер одного провода (чёрного) вставляется в общее гнездо тестера, а второго (красного) в гнездо проверки сопротивления.
3. Щупом, подключённым чёрным проводом, дотроньтесь до первой ножки, а щупом красного провода до третьего вывода. Тестер должен показать бесконечность, а если поменять полярность проводов, то мультиметр покажет сопротивление перехода.
4. Минус тестера подается на четвёртую ногу, а плюс на третью. Мультиметр покажет сопротивление, при смене полярности бесконечность.
5. Минус на первую ногу, плюс на вторую. Тестер покажет открытый переход, при смене – закрытый.

Такие показания тестера говорят об исправности выпрямителя. В случае отсутствия мультиметра можно воспользоваться обычным вольтметром. Но при этом придётся подать питание на схему и замерить напряжение на сглаживающем конденсаторе. Его величина должна превышать входное в 1,4 раза.

Полярность

— learn.sparkfun.com

Добавлено в избранное Любимый 45

Полярность диодов и светодиодов

Примечание: Мы будем иметь в виду поток тока относительно положительных зарядов (т. Е. Обычного тока) в цепи.

Диоды позволяют току течь только в одном направлении, и они всегда поляризованы . У диода два вывода. Положительная сторона называется анодом , а отрицательная — катодом .

Обозначение диодной цепи с маркировкой анода и катода.

Ток через диод может течь только от анода к катоду, что объясняет, почему важно, чтобы диод был подключен в правильном направлении. Физически каждый диод должен иметь какую-то индикацию анода или катода. Обычно диод имеет линию рядом с выводом катода , которая соответствует вертикальной линии в символе цепи диода.

Ниже приведены несколько примеров диодов. Верхний диод, выпрямитель 1N4001, имеет серое кольцо возле катода. Ниже на сигнальном диоде 1N4148 используется черное кольцо для маркировки катода. Внизу находится пара диодов для поверхностного монтажа, каждый из которых использует линию, чтобы отметить, какой вывод является катодом.

Обратите внимание на линии на каждом устройстве, обозначающие сторону катода, которые соответствуют линии на изображении выше.

Светодиоды

LED означает светоизлучающий диод , что означает, что, как и их диодные собратья, они поляризованы.Есть несколько идентификаторов для поиска положительных и отрицательных контактов на светодиодах. Вы можете попробовать найти более длинную ногу , которая должна указывать на положительный анодный штифт.

Или, если кто-то подрезал ножки, попробуйте найти плоский край на внешнем корпусе светодиода. Штифт, ближайший к плоскому краю , будет отрицательным катодным штифтом.

Могут быть и другие индикаторы. SMD-диоды имеют ряд идентификаторов анода / катода. Иногда проще всего проверить полярность с помощью мультиметра.Установите мультиметр в положение диода (обычно обозначается символом диода) и прикоснитесь каждым щупом к одной из клемм светодиода. Если светодиод горит, положительный датчик касается анода, а отрицательный датчик касается катода. Если он не загорается, попробуйте поменять зонды местами.

Полярность крошечного желтого светодиода для поверхностного монтажа проверяется с помощью мультиметра. Если положительный вывод касается анода, а отрицательный — катода, светодиод должен загореться.

---

Диоды, безусловно, не единственный поляризованный компонент. Есть масса деталей, которые не будут работать при неправильном подключении. Далее мы обсудим некоторые другие распространенные поляризованные компоненты, начиная с интегральных схем.

---

← Предыдущая страница
Что такое полярность?

Прямое напряжение — обзор

Температурная зависимость прямого напряжения

Другим определяющим фактором прямого напряжения является температура. i _s в уравнении диода имеет экспоненциальную температурную зависимость, которая определяет температурный коэффициент напряжения устройства, который для кремния составляет около -2 мВ / ° C для постоянного тока (рис. 4.2).

Рисунок 4.2. Символы диодов.

Эта характеристика имеет множество желательных применений и имеет некоторые нежелательные эффекты. Это означает, например, что зависимость v _f : i _f не является прямой экспоненциальной, потому что ток, протекающий через устройство, нагревает его, что приводит к сложной взаимозависимости между температурой и Текущий.По этой причине v _f / i _f кривые обычно задаются как «мгновенные» и измеряются в импульсных условиях, что может привести к путанице, если эти кривые применяются к установившимся параметрам. государственная операция.

Температурный коэффициент напряжения не позволяет принять стабильное значение для v _f , даже если диод работает при постоянном токе. Это имеет значение всякий раз, когда диод используется в линейной цепи.

Уравнение для схемы выпрямителя выходного напряжения, показанное на рис. 4.3, дается формулой. (4.2):

Рисунок 4.3. Схема диодного выпрямителя.

(4.2) V0 = R2R1 + R2 × (Vin − VF)

В качестве простого примера вы можете использовать диод, чтобы придать выпрямляющую (униполярную) характеристику делителю потенциала (рис. 4.3).

Связь потенциального делителя сразу усложняется добавлением V _F . В коммерческом температурном диапазоне 0–70 ° C он будет изменяться примерно на 150 мВ (более подробные сведения о влиянии допусков и вариаций компонентов в целом см. В главе 3 этой книги).

Если R ₁ и R ₂ составляют 10K и В _в равно +5 В, В _F принимается равным 0,45–0,6 В, тогда В ₀ будет изменяться от 2,275 до 2,2 В во всем диапазоне температур — это , а не половина от В _в !

С положительной стороны, кремниевый диодный переход действительно образует дешевый и довольно воспроизводимый, хотя и несколько неточный датчик температуры.Кроме того, можно ожидать, что два соединения в непосредственной близости будут постоянно отслеживать изменения в V _F , что позволяет при необходимости довольно просто выполнять температурную компенсацию. Эта характеристика является общей для всех кремниевых p-n-переходов, поэтому, например, вы можете использовать пару кремниевых диодов для компенсации условий постоянного тока однотранзисторного каскада усиления, как показано на рис. 4.4.

Рисунок 4.4. Температурная компенсация с помощью подмагничивающих диодов.

Эта схема работает по принципу, что до тех пор, пока резисторы смещения R ₁ и R ₂ равны, прямое напряжение диодов (2 В _F ) компенсирует напряжение база-эмиттер транзистора В _BE так, что ток эмиттера устанавливается только резистором эмиттера R _E .

(4.3) VB≈ [R2R2 + R1] × [VS − 2VF] + 2VF

(4.4) IE = (VB − VBE) × RE

(4.5) IE = [R2R2 + R1] × VS × RE

ifVBE≈VFandR1 = R2

Обратите внимание, что эта схема требует, чтобы два диода и резисторы смещения были равны, поскольку объединенное прямое напряжение делится на соотношение резисторов. Компенсация неточна, потому что переходы диода и транзистора не имеют одинаковых температур и, как правило, несут одинаковый ток. Если R ₁ >> R ₂ , то можно обойтись одним диодом и принять грубую температурную компенсацию, которая может быть адекватной для вашего приложения.

В качестве альтернативы можно использовать сдвоенные транзисторы, чтобы обеспечить одинаковые температуры перехода, с более сложной схемой для достижения очень точной компенсации. Последнее является основой для многих схем температурной компенсации операционных усилителей, поскольку дополнительные транзисторы по существу свободны и, находясь на одном кристалле, максимально приближены к требуемой температуре.

БАЗОВЫЕ БЛОКИ ПИТАНИЯ — Электроника с длиной волны

Теория нерегулируемого источника питания

Поскольку нерегулируемые источники питания не имеют встроенных регуляторов напряжения, они обычно предназначены для выработки определенного напряжения при определенном максимальном выходном токе нагрузки.Обычно это блочные настенные зарядные устройства, которые превращают переменный ток в небольшую струйку постоянного тока и часто используются для питания таких устройств, как бытовая электроника. Они являются наиболее распространенными адаптерами питания и получили прозвище «настенная бородавка».

Выходное напряжение постоянного тока зависит от внутреннего понижающего трансформатора напряжения и должно быть максимально приближено к току, необходимому для нагрузки. Обычно выходное напряжение уменьшается по мере увеличения тока, подаваемого на нагрузку.

При нерегулируемом источнике питания постоянного тока выходное напряжение зависит от размера нагрузки.Обычно он состоит из выпрямителя и конденсатора сглаживания, но без регулятора для стабилизации напряжения. Он может иметь цепи безопасности и лучше всего подходит для приложений, не требующих точности.

Рисунок 4: Блок-схема — нерегулируемая линейная подача

Преимущества нерегулируемых источников питания в том, что они долговечны и могут стоить недорого. Однако их лучше всего использовать, когда точность не является требованием. Они имеют остаточную пульсацию, аналогичную показанной на рисунке 3.

ПРИМЕЧАНИЕ: Wavelength не рекомендует использовать нерегулируемые источники питания с какими-либо из наших продуктов.

Теория регулируемых источников питания

Стабилизированный источник питания постоянного тока — это, по сути, нерегулируемый источник питания с добавлением регулятора напряжения. Это позволяет напряжению оставаться стабильным независимо от величины тока, потребляемого нагрузкой, при условии, что предварительно определенные пределы не превышаются.

Рисунок 5: Блок-схема — Регулируемая поставка

В регулируемых источниках питания схема непрерывно производит выборку части выходного напряжения и регулирует систему, чтобы поддерживать выходное напряжение на требуемом значении.Во многих случаях включается дополнительная схема для обеспечения ограничений по току или напряжению, фильтрации шума и регулировки выхода.

Линейный, переключаемый или аккумуляторный?

Существует три подгруппы регулируемых источников питания: линейные, переключаемые и аккумуляторные. Из трех основных конструкций регулируемых источников питания линейная является наименее сложной системой, но переключаемое и аккумуляторное питание имеет свои преимущества.

Линейный источник питания
Линейный источник питания используется, когда наиболее важным является точное регулирование и устранение шума.Хотя они не являются наиболее эффективными источниками питания, они обеспечивают лучшую производительность. Название происходит от того факта, что они не используют переключатель для регулирования выходного напряжения.

Линейные источники питания доступны в течение многих лет, и их использование широко распространено и надежно. Они также относительно бесшумны и коммерчески доступны. Недостатком линейных источников питания является то, что они требуют более крупных компонентов, следовательно, они больше и рассеивают больше тепла, чем импульсные источники питания.По сравнению с импульсными источниками питания и батареями они также менее эффективны, иногда демонстрируя лишь 50% эффективности.

Импульсный источник питания
Импульсный источник питания (SMPS) сложнее сконструировать, но он отличается большей универсальностью по полярности и при правильной конструкции может иметь КПД 80% и более. Хотя в них больше компонентов, они меньше и дешевле, чем линейные источники питания.

Рисунок 6: Блок-схема — регулируемое коммутируемое питание

Одно из преимуществ коммутируемого режима — меньшие потери на коммутаторе.Поскольку SMPS работают на более высоких частотах, они могут излучать шум и создавать помехи для других цепей. Необходимо принять меры по подавлению помех, такие как экранирование и соблюдение протоколов компоновки.

Преимущества импульсных источников питания заключаются в том, что они, как правило, небольшие и легкие, имеют широкий диапазон входного напряжения и более высокий диапазон выходного напряжения и намного более эффективны, чем линейные источники питания. Однако SMPS имеет сложную схему, может загрязнять сеть переменного тока, является более шумным и работает на высоких частотах, требующих уменьшения помех.

Аккумуляторный
Аккумуляторный источник питания — это третий тип источника питания, по сути, мобильный накопитель энергии. Питание от батарей производит незначительный шум, мешающий работе электроники, но теряет емкость и не обеспечивает постоянное напряжение по мере разряда батарей. В большинстве случаев, когда используются лазерные диоды, батареи являются наименее эффективным методом питания оборудования. Для большинства аккумуляторов трудно подобрать правильное напряжение для нагрузки. Использование аккумулятора, мощность которого может превышать внутреннюю рассеиваемую мощность драйвера или контроллера, может повредить ваше устройство.

Выбор источника питания

• При выборе блока питания необходимо учитывать несколько требований.
• Требования к мощности нагрузки или цепи, включая
• Функции безопасности, такие как ограничения по напряжению и току для защиты нагрузки.
• Физический размер и эффективность.
• Помехозащищенность системы.

Обозначения на схемах компонентов

»Примечания по электронике

Электронные схемы являются ключом к проектированию и определению электронных схем: каждый отдельный тип компонента имеет свой собственный символ схемы, позволяющий рисовать и лаконично читать схемы.

---

Цепи, схемы и символы Включает:
Обзор условных обозначений цепей Резисторы Конденсаторы Индукторы, катушки, дроссели и трансформаторы Диоды Биполярные транзисторы Полевые транзисторы Провода, переключатели и соединители Блоки аналоговых и функциональных схем Логика

---

Четкие символы использовались для обозначения различных типов электронных компонентов в схемах с самого зарождения электротехники и электроники.

Сегодня условные обозначения схем и их использование в значительной степени стандартизированы. Это позволяет любому относительно быстро прочитать принципиальную схему и узнать, что она делает. Схематические символы используются для представления различных электронных компонентов и устройств на принципиальных схемах от проводов до батарей и пассивных компонентов до полупроводников, логических схем и очень сложных интегральных схем.

Используя общий набор символов схем в схемах, инженеры-электронщики во всем мире могут передавать информацию о схемах кратко и без двусмысленности.

Понять, что означают различные символы цепи, не займет много времени. Часто это все равно происходит, когда вы изучаете общую электронику. Символы для более сложных интегральных схем и т.п., как правило, представляют собой прямоугольники с включенными номерами их типов, а это означает, что не существует бесконечного разнообразия различных символов, которые необходимо изучить и понять.

Хотя существует ряд различных стандартов, используемых для различных обозначений схем по всему миру, различия обычно невелики, а поскольку большинство систем хорошо известны, обычно мало места для двусмысленности.

Система условных обозначений

Во всем мире для схематических символов используются различные системы. Хотя между ними есть некоторые различия, разные органы по стандартизации осознают потребность в общих символах, и большинство из них одинаковы. Основные системы условных обозначений и органы стандартизации:

• IEC 60617: Этот стандарт выпущен Международной электротехнической комиссией, и этот стандарт для символов электронных компонентов основан на более старом британском стандарте BS 3939, который, в свою очередь, был разработан на основе гораздо более старого британского стандарта 530.Часто делается ссылка на стандарт электрических компонентов BS, и теперь используется стандарт IEC. Всего в базе данных около 1750 обозначений схем.
• Стандарт ANSI Y32: Этот стандарт для обозначений электронных компонентов является американским и также известен как IEEE Std 315. Этот стандарт IEEE для обозначений цепей имеет различные даты выпуска.
• Австралийский стандарт AS 1102: Это австралийский стандарт символов электронных компонентов.

Из них наиболее широко используются стандарты IEC и ANSI / IEEE для электронных символов, то есть схематические символы. Оба очень похожи друг на друга, хотя есть ряд различий. Однако, поскольку многие принципиальные схемы используются во всем мире, обе системы будут хорошо известны большинству инженеров-электронщиков.

Условные обозначения и условные обозначения

При разработке принципиальной схемы или схемы необходимо идентифицировать отдельные компоненты.Это особенно важно при использовании списка деталей, поскольку компоненты на принципиальной схеме могут быть перекрестно связаны со списком деталей или спецификацией материалов. Также важно идентифицировать компоненты, поскольку они часто маркируются на печатной плате, и таким образом можно идентифицировать схему и физический компонент для таких действий, как ремонт и т. Д.

Для идентификации компонентов используется то, что называется условным обозначением цепи. Это условное обозначение цепи обычно состоит из одной или двух букв, за которыми следует цифра.Буквы обозначают тип компонента, а число определяет, какой именно компонент этого типа. Примером может быть R13, C45 и т. Д.

Чтобы стандартизировать способ идентификации компонентов на схемах, IEEE представил стандарт IEEE 200-1975 как «Стандартные справочные обозначения для электрических и электронных деталей и оборудования». Позже он был отозван, и позже ASME (Американское общество инженеров-механиков) инициировало новый стандарт ASME Y14.44-2008.

Некоторые из наиболее часто используемых позиционных обозначений схем приведены ниже:

Транзистор Стабилитрон

Более часто используемые условные обозначения принципиальных схем
Условное обозначение	Тип компонента
ATT	Аттенюатор
BR	Мостовой выпрямитель
BT	аккумулятор
С	Конденсатор
Д	Диод
Ф	Предохранитель
IC	Интегральная схема — альтернатива широко используемой нестандартной аббревиатуре
Дж	Гнездо разъема (обычно, но не всегда относится к гнезду)
L	Катушка индуктивности
LS	Громкоговоритель
п.	Заглушка
PS	Блок питания
Q	Транзистор
р	Резистор
S	Переключатель
SW	Switch — альтернатива широко используемой нестандартной аббревиатуре
т	Трансформатор
TP	Контрольная точка
TR	— альтернатива широко применяемой нестандартной аббревиатуре
U	Микросхема
VR	Переменный резистор
х	Преобразователь
XTAL	Кристалл — альтернатива широко применяемой нестандартной аббревиатуре
Z	Стабилитрон
ZD	— альтернатива широко применяемой нестандартной аббревиатуре

Обозначения принципиальных схем

Поскольку существует очень много различных символов схем, охватывающих широкий диапазон различных компонентов всех типов, они были разделены и представлены на разных страницах в соответствии с их категориями

Используя различные стандартные символы схем в схематических диаграммах, можно создать схему, которая не только легко читается, но и допускает меньшее количество неверных интерпретаций, чем при использовании нестандартных символов.

Другие схемы и схемотехника:
Основы операционных усилителей Схемы операционных усилителей Цепи питания Конструкция транзистора Транзистор Дарлингтона Транзисторные схемы Схемы на полевых транзисторах Условные обозначения схем
Вернуться в меню «Конструкция схемы». . .

Интегрированный молекулярный диод в качестве полуволнового выпрямителя 10 МГц на основе гетероперехода с органической наноструктурой

Конструкция органического гетероперехода

Одним из наиболее важных условий для интегрированных устройств является стабильность, особенно для органических материалов, которая должна поддерживаться в сложных условиях процесс изготовления и последующий длительный срок эксплуатации.Фталоцианин меди (CuPc) выделяется своей исключительной термической и химической стабильностью, так как он был впервые синтезирован в начале прошлого века ¹⁶ . В нашей работе необходимо преодолеть два критических препятствия, прежде чем ультратонкий молекулярный слой CuPc можно будет использовать в качестве органической полупроводниковой прокладки в устройствах молекулярного масштаба; это плохая проводимость и неэффективная инжекция заряда с металлических электродов. Эти два фактора приводят к большому падению напряжения на диодах, что приводит к низкой выходной мощности выпрямителей ¹⁴ .Существует по крайней мере две стратегии для улучшения электрических характеристик CuPc: во-первых, контролировать ориентацию более плоских молекул, изменяя поверхность подложки ^8,17 , и во-вторых, перестраивать распределение носителей путем введения гетероперехода или примесей ^18,19 . Ранее гетеропереходы между фталоцианинами металлов (MPcs) и фторированными MPcs (F-MPcs) использовались для увеличения концентрации носителей путем гибридизации на границе раздела ^20,21 .Поэтому в этой работе фталоцианин кобальта размером 1 нм (F ₁₆ CoPc) был введен между подложкой Au и слоем CuPc нанометровой толщины, чтобы действовать как буферный слой и как полупроводник n-типа. Рентгеновская дифракция при скользящем падении (GIXRD) была проведена для определения структуры тонких пленок CuPc, выращенных на Au-подложке с F ₁₆ CoPc и без него, как показано на рис. 1 и дополнительном рис. 1. Во-первых, отсутствие явной дифракции. пик был обнаружен при нанесении 1 нм F ₁₆ CoPc на Au-подложку (рис.1а), что указывает на то, что пленка F ₁₆ CoPc слишком тонкая, чтобы ее можно было обнаружить. Картины GIXRD для обоих образцов, без (Рис. 1b) и с (Рис. 1c) F ₁₆ CoPc, показывают характерную особенность поликристаллической структуры CuPc, идентифицированную типичным пиком отражения при 2θ ≈ 6,9 ° (Дополнительный Рис 1а), соответствующий плоскости решетки (001) α-фазы CuPc ²² . Этот пик возникает из-за расстояния между слоями наклонных молекулярных стопок. Молекулы CuPc, выращенные на слое F ₁₆ CoPc, демонстрируют более острый пик (001) по сравнению с ростом на чистом Au, что означает, что введение F ₁₆ CoPc увеличивает кристалличность молекул CuPc, как показано на рис. .1г. Кроме того, на дополнительном рис. 1a дополнительные пики (22 ° <2θ <28 °) CuPc без F ₁₆ CoPc были идентифицированы как (241), (412), (242) и (250), соответственно, ¹⁶ . Это дополнительно указывает на то, что пленка CuPc, выращенная на голой подложке Au, отклоняется от сильной предпочтительной ориентации в направлении [001], т.е. имеется меньшая кристалличность слоя CuPc без F ₁₆ CoPc. Кроме того, пик (001) α-CuPc появлялся как на дифракционных картинах вне плоскости, так и на дифрактограммах в плоскости (см. Дополнительный рис.1). Пик (001) в диаграмме вне плоскости намного сильнее, чем пик в диаграмме в плоскости, особенно в случае CuPc, выращенного на F ₁₆ CoPc, что указывает на то, что плоскости ab большей части кристаллической структуры CuPc домены параллельны подложке, а небольшая часть расположена перпендикулярно подложке. Соответствующие изображения АСМ показаны на вставках к рис. 1а – в соответственно. Межфазные и тонкопленочные свойства органических материалов сильно связаны с межмолекулярными взаимодействиями и взаимодействием молекул с лежащей под ними подложкой.Распределение по размерам доменов CuPc, выращенных на подложке из модифицированного Au F ₁₆ CoPc, шире (рис. 1в) по сравнению со слоем CuPc, выращенным на голой подложке Au (рис. 1а), и появляются более крупные нанокристаллы.

Рис. 1. Структура и морфология слоев молекулы фталоцианина.

a — c 2D-GIXRD-структуры F ₁₆ CoPc (1 нм), CuPc (7 нм) и F ₁₆ CoPc (1 нм) / CuPc (7 нм) соответственно. На соответствующих вставках представлены наборы слоев и изображения АСМ (масштабные полосы, 250 нм). d Схематические структуры молекулярной упаковки CuPc, выращенного на чистом Au и 1 нм F ₁₆ CoPc, покрытом Au.

Вставка 1 нм F ₁₆ CoPc не только влияет на расположение молекул CuPc, но и изменяет распределение носителей. Ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия (UPS) и рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (XPS) были выполнены для исследования электронной структуры наноразмерных гетеропереходов. На рис. 2а, б показана эволюция энергии отсечки и самой высокой занятой молекулярной орбитали (ВЗМО) во время инкрементного осаждения гибридного слоя F ₁₆ CoPc / CuPc на подложку Cr / Au.Соответствующая работа выхода (Φ) и HOMO показаны на рис. 2c. Следует отметить, что работа выхода Au-подложки составила 4,18 эВ, что намного ниже типичных значений для чистых поверхностей Au (~ 5,0 эВ), но хорошо соответствует значениям для загрязненных поверхностей Au ²³ . Фактически, поверхность Au подвергалась воздействию воздуха во время переноса подложки в вакуумную камеру, поэтому неизбежно происходило загрязнение H ₂ O, NO ₂ , CO ₂ и O ₂ .Это явление было подтверждено XPS субстрата, когда были обнаружены пики O1s, N1s и C1s (см. Дополнительный рис. 2a).

Рис. 2: Перенос носителя между нижним Au / F ₁₆ CoPc / CuPc.

a , b Спектры UPS (He – Iα = 21,22 эВ), соответствующие областям отсечки и HOMO (или VB) системы Au / F ₁₆ CoPc / CuPc. c Эволюция работы выхода (Φ) и краев пиков ВЗМО относительно уровня Ферми ( E _F ) подложки Cr / Au. d , e Схематические диаграммы переноса заряда между подложкой Au и 1 нм F ₁₆ CoPc, а также между F ₁₆ CoPc n-типа и CuPc p-типа (+/-: свободные носители, ⊕ / ⊝ : зарядные центры).

В то же время, согласно эволюции Φ, показанной на рис. 2c, уровни энергии F ₁₆ CoPc изгибаются вниз к границе раздела Au / F ₁₆ CoPc, в то время как уровни энергии CuPc изгибаются вверх в направлении интерфейс F ₁₆ CoPc / CuPc. Теоретически изгиб зон вызван переносом заряда на гетеропереходе ²⁴ .Изгиб нисходящей полосы F ₁₆ CoPc n-типа к границе раздела металл-полупроводник указывает на перенос электронов от Au к F ₁₆ CoPc, приводящий к омическому контакту с молекулами из-за резервуара заряда, находящегося в области контакт ²⁵ . Когда мы попытались определить края HOMO ультратонких слоев F ₁₆ CoPc, как показано на дополнительном рис. 2b, расчетные значения для слоев F ₁₆ CoPc 0,5 и 1,0 нм равны 0.21 и 0,16 эВ соответственно, что очень близко к работе выхода подложки, в то время как ВЗМО объемного F ₁₆ CoPc составляет около 1,2 эВ ²⁶ . Фактически, типичное занятое состояние возникает в результате переноса электрона от Au к Co3d, который уникален, но хорошо известен для монослоя F ₁₆ CoPc ²⁷ . Согласно предыдущим сообщениям, занятое состояние Co приписывается бывшей самой низкой незанятой молекулярной орбитали (F-LUMO) ²⁸ , которая может преобразовывать полупроводниковое состояние в ультратонком F ₁₆ CoPc в металлическое состояние, поскольку оно очень близко к Уровень Ферми, как показано на рис.2c. Этот перенос заряда был дополнительно подтвержден эволюцией уровня ядра Co 2p _3/2 на границе Au / F ₁₆ CoPc (см. Дополнительный рис. 2c). Основной пик толстой пленки F ₁₆ CoPc расположен при 780,6 эВ, что характерно для степени окисления Co (II). Однако в случае ультратонких пленок F ₁₆ CoPc (0,5 и 1,0 нм) появляется еще один интенсивный пик при энергии связи 778,5 эВ, который приписывается степени окисления Co (I) ²⁹ .Это указывает на то, что некоторые атомы кобальта восстанавливаются с Co (II) до Co (I) из-за межфазного переноса заряда, и, следовательно, разрешается новое химическое состояние, расположенное при более низкой энергии связи.

С другой стороны, относительное содержание Co (I) увеличилось, в то время как относительное содержание Co (II) уменьшилось во время осаждения CuPc на 1 нм слой F ₁₆ CoPc, как показано на дополнительном рис. 2c, d. В то же время пик остовной оболочки Cu 2p _3/2 из CuPc сместился в сторону более высокой энергии связи, что означает, что концентрация электронов вокруг Cu уменьшилась (см. Дополнительный рис.2д). Оба этих явления указывают на перенос электрона от CuPc к F ₁₆ CoPc ³⁰ . Следовательно, уровни энергии CuPc изгибаются вверх к границе раздела F ₁₆ CoPc / CuPc, как упоминалось выше на рис. 2c. Фактически, перенос электрона на гетеропереходе F ₁₆ CoPc / CuPc можно рассматривать с точки зрения зонной структуры ²⁰ . Как показано на рис. 2e, HOMO CuPc очень близок к LUMO F ₁₆ CoPc. При контакте электроны из ВЗМО CuPc p-типа легко переходят в НСМО F ₁₆ CoPc n-типа, что приводит к накоплению дырок и электронов в CuPc и F ₁₆ CoPc соответственно.Другими словами, это аккумулирующий гетеропереход, который сильно отличается от неорганических PN-переходов, которые имеют режим истощения. Таким образом, вставленный ультратонкий F ₁₆ CoPc принимает электроны как от Au-подложки, так и от CuPc, что приводит к двум межфазным режимам, в которых накапливаются носители, как показано на диаграмме выравнивания полос (см. Дополнительный рис. 3). Неоднородное распределение дырок на стороне CuPc можно выразить следующим образом: ³¹

$$ P \ left (x \ right) = N_v \, {\ mathrm {exp}} \ left [{- \ frac {{E_F — E_v \ left (x \ right)}} {{k_BT}}} \ right], $$

(1)

, где N _v — эффективная плотность состояний дырок в валентной зоне (которая постоянна для данного материала и температуры), E _F — уровень Ферми, E _v ( x ) — полоса валанса (или HOMO) в позиции x , k _B — постоянная Больцмана, T — температура, а k _B T = 0.02588 эВ при T = 300 К. На основании уравнения. (1), отношения концентраций дырок P ( x = 0,4 нм) / P ( x = 0,7 нм) и P ( x = 0,4 нм) / P ( x = 2,5 нм) равны 103,5 и 4964,2 соответственно. Это указывает на то, что концентрация дырок значительно увеличивается в режиме интерфейса по сравнению с объемным CuPc из-за существования гетероперехода.

Микро-изготовление молекулярного диода

Как упоминалось выше, помимо увеличения подвижности, другим потенциальным подходом к повышению частотных характеристик диодных выпрямителей является уменьшение толщины органической прокладки до нескольких нанометров или даже до молекулярного масштаба. .В этой работе мягкий контакт, обеспечиваемый свернутыми наномембранами, используется для реализации выпрямительных устройств на основе органического слоя молекулярного масштаба. Вкратце, слой Au наносится на мезаструктуру в форме пальца, которая действует как нижний контактный электрод, на котором выращивают органический слой (слои). Наномембраны Ge и Au / Ti / Cr последовательно осаждаются и формируются в виде временного слоя и напряженного металлического слоя соответственно, в результате чего слои деформации сворачиваются, когда временный слой избирательно вытравливается деионизированной (ДИ) водой.После прокатки свернутые металлические наномембраны образуют устойчивый к повреждениям и саморегулирующийся верхний электрод для хрупких, ультратонких органических материалов, образуя таким образом многослойную структуру металл / органика / металл (рис. 3a). Более подробное описание процесса изготовления представлено в разделе «Методы» (также см. Дополнительный рис. 4) и в предыдущих отчетах ^32,33,34 . На рисунке 3b показано изображение массива устройств под микроскопом, показывающее возможность интеграции, а также воспроизводимость, которые являются ключевыми ингредиентами для практических приложений.Свернутые трубки имеют однородную форму и средний диаметр составляет около 10 мкм, как показано на рис. 3с. Благодаря сочетанию мягкого контакта и гетероперехода, превосходный тип органических диодов на основе F ₁₆ CoPc (1 нм) / CuPc (7 нм) был успешно интегрирован на кремниевую пластину, обозначенную как Au (палец) / F _{. 16} CoPc (1 нм) / CuPc (7 нм) / Au (трубка). АСМ-изображение F ₁₆ CoPc / CuPc в режиме постукивания, выращенного на части мезы (как отмечено на рис. 3c черным пунктирным прямоугольником), показано на рис.3d. Соответствующая высота гибридного слоя F ₁₆ CoPc / CuPc составляет 8 ± 2 нм. По сравнению с размером одной более плоской молекулы фталоцианина (~ 1,5 нм), разумно утверждать, что органический спейсер, F ₁₆ CoPc / CuPc, находится в молекулярном масштабе. На рисунке 3e показано концептуальное изображение органического диода молекулярного масштаба, в котором слой гетероперехода F ₁₆ CoPc / CuPc расположен между золотым пальцевым электродом и золотым трубчатым электродом.

Рис. 3: Конфигурация выпрямителей молекулярного масштаба.

a Формирование свернутой трубы. b Микрофотография матрицы диодного устройства. c Типичное одиночное устройство на основе свернутого мягкого контакта. d АСМ-изображение в режиме постукивания F ₁₆ CoPc (1 нм) / CuPc (7 нм), выращенных на мезе (как отмечено в c черным пунктирным прямоугольником) и соответствующий профиль высоты АСМ-изображения. e Концептуальное изображение Au (палец) / F ₁₆ CoPc (1 нм) / CuPc (7 нм) / Au (трубка).

Характеристики молекулярного диода

Для устройств на основе Au (палец) / F ₁₆ CoPc / CuPc / Au (трубка) существует зависимый от толщины компромисс между плотностью тока и коэффициентом выпрямления, как показано в Дополнительных документах. Рис.5 и 6, а также дополнительное примечание 1. Устройства, основанные на подходящей толщине (8 нм) органического гибридного спейсера, имеют не только высокий коэффициент выпрямления, но и высокую плотность прямого тока. Кроме того, спроектированы два вида столешниц с разной номинальной шириной ( W, , _{, конструкция} ), то есть 5 и 10 мкм. Однако реальная ширина ( Вт, , _{, реальная} ), контактирующая с электродами трубки, меньше, примерно 1,3 и 7,4 мкм соответственно. Уменьшение проектной ширины вызвано изотропным недрастяжением столешниц в растворе HF (описанном на дополнительном рис.7 и дополнительное примечание 2). Оба устройства с разным дизайном Вт демонстрируют хорошие коэффициенты выпрямления и высокую плотность тока, пропорциональную их Вт _{реальным} . Наконец, для исследования электрических характеристик был выбран гибридный слой F ₁₆ CoPc (1 нм) / CuPc (7 нм) с дизайном W = 10 мкм. На рисунке 4а представлены типичные вольт-амперные характеристики постоянного тока ( I – V ) молекулярного диода (обозначены темно-голубыми квадратами).Трубчатый электрод из золота удерживается на земле во время измерений, в то время как напряжение, приложенное к пальцевому электроду из золота, изменяется с отрицательного на положительное. Устройство показывает хороший коэффициент выпрямления до 300 при ± 2 В. С учетом максимальной площади контакта (7,4 × 10 мкм ² ) достигается высокая плотность прямого тока 315 А · см ⁻² при 2 В (см. Рис.8). Кроме того, устройства на основе Au (палец) / F ₁₆ CoPc (1 нм) / CuPc (7 нм) / Au (трубка) демонстрируют отличную стабильность (см. Дополнительный рис.9 и дополнительное примечание 3).

Рис. 4: Причина исправления.

a I — V Характеристики диодов на основе CuPc, обработанного ацетоном и водой (7 нм), F ₁₆ CoPc (1 нм) / CuPc (7 нм) и CuPc (7 нм). нм) / F ₁₆ CoPc (1 нм) соответственно. Ширина мезы во всех четырех случаях составляет 10 мкм. b Логарифмический график кривых I — V для диодов на основе Au (палец), обработанного ацетоном и водой, / CuPc (7 нм) / Au (трубка), показывающий три режима, отличающиеся друг от друга м дюйм I — V ^м . c log ( I ) — V ^1/2 график кривых I — V диода на основе обработанного водой Au (палец) / CuPc (7 нм) / Au (трубка ). На вставке показаны контакты между нижним пальцевым электродом, прокладкой из CuPc и верхним трубчатым электродом. d Впрыск носителя из Au трубки и пальца под влиянием обработки ацетон / вода, структура органического гетероперехода.

По сравнению с Au (палец) / CuPc (7 нм) / Au (трубка), устройства на основе Au (палец) / F ₁₆ CoPc (1 нм) / CuPc (7 нм) / Au (трубка) показывают увеличение тока более чем на порядок при прямом и обратном смещении, в то время как коэффициент выпрямления немного уменьшается (см.рис.4а). Это явление приписывают введению сверхтонкого слоя F ₁₆ CoPc, который не только улучшает кристалличность слоя CuPc, но также увеличивает плотность носителей. Фактически, только очень небольшой коэффициент выпрямления 5 был получен в предыдущем отчете с аналогичной структурой Au (палец) / CuPc (6,5 нм) / Au (трубка) ³⁴ . В процессе изготовления в предыдущей работе отрыв CuPc проводился в ацетоне. Мы получили аналогичный результат, выполнив этот процесс, как показано на рис.4а. Однако, когда CuPc поднимался в воде во время процесса, примененного в настоящей работе (см. Дополнительный рис. 4f – h), коэффициент ректификации достигает более 400. Кроме того, устройства на основе водоочищенного CuPc показывают гораздо более высокий прямой ток и более низкий обратный ток по сравнению с обработанным ацетоном CuPc. Поэтому возникают дополнительные вопросы: во-первых, как влияет на молекулы обработка водой и ацетоном? и, во-вторых, как достигается выпрямляющее действие, когда и нижний, и верхний электроды сделаны из золота?

Из графика двойного логарифма, представленного на рис.4b видно, что при прямом смещении кривые log ( I ) –log ( V ) для CuPc, обработанного ацетоном и водой, демонстрируют три различных режима переноса на основе показателя степени m для V , т.е. ∝ V ^m , характеристика которого также известна как механизм транспортировки ограниченного пространственным зарядом тока (SCLC) ³⁵ . Одно из предположений SCLC состоит в том, что присутствует только один тип носителей заряда. Для устройств Au (палец) / CuPc / Au (трубка), обработанных водой и ацетоном, отверстия являются носителями.Эти три режима идентифицированы как омический перенос (режим I), SCLC, ограниченный мелкой ловушкой (режим II), и предельная проводимость, заполненная глубокими ловушками (режим III), соответственно (см. Дополнительное примечание 4). Другими словами, транспортировка при прямом смещении управляется ловушкой ³⁶ . Очевидно, что есть два переходных напряжения среди трех различных режимов проводимости, описываемых дополнительными уравнениями. (1) — (3). При В ₁ концентрация введенного носителя сначала превышает концентрацию термически генерируемого носителя, и мелкие ловушки полностью заполнены при В ₂ ³⁷ .Основываясь на этих двух критических точках, плотность ловушки CuPc, обработанного ацетоном и водой, оценивается как 2,70 × 10 ¹⁸ и 1,58 × 10 ¹⁸ см ^-3 , соответственно. Следовательно, обработка ацетоном создает больше ловушек по сравнению с обработанной водой CuPc, что приводит к более низкому току. С другой стороны, на основе данных ИБП (см. Дополнительный рис. 3), барьеры для инжекции дырок из чистого, обработанного ацетоном и водой 2,5 нм CuPc по отношению к Au-подложке оцениваются как 0.44, 0,55 и 0,29 эВ соответственно. Следовательно, обработка ацетоном увеличивает зазор между HOMO CuPc и уровнем Ферми ( E _F ) Au электродов, но обработка водой сужает зазор. Что касается концентрации дырок в CuPc, отношения P (вода) / P ( x = 2,5 нм) и P (ацетон) / P ( x = 2,5 нм) составляют 193,09 и 0,02 соответственно. Другими словами, обработка ацетоном снижает концентрацию дырок на стороне CuPc, а обработка водой увеличивает ее.Помимо модели SCLC (ограниченной по объему), для пояснения процесса инжекции носителей заряда из золотого пальца в золотую трубку также используются две возможные теории контактно-ограниченной проводимости (например, туннелирование Фаулера-Нордхейма и эмиссия Шоттки ³⁸ ). электрод (прямое смещение), как показано на дополнительном рис. 10 и дополнительном примечании 5. Результат подразумевает, что перенос при прямом смещении, скорее всего, ограничен объемом, а не контактом.

Теоретически SCLC возникает только тогда, когда инжекционный электрод образует омический контакт, подразумевая, что контакт между пальцевым электродом Au и CuPc является омическим в обоих случаях ³⁸ .Поскольку устройства на основе CuPc, обработанного водой, демонстрируют более выраженное выпрямляющее действие, вполне возможно, что контакт между трубчатым электродом Au и CuPc является контактом типа Шоттки. В связи с этим мы исследовали данные I – V водообработанного CuPc с моделью эффекта Шоттки (понижение поля межфазного барьера на границе раздела инжектирующего электрода). Для стандартной эмиссии Шоттки график log ( I ) от V ^1/2 должен быть линейным ³⁹ .Как показано на рис. 4c, данные при обратном смещении хорошо соответствуют линейной зависимости, а данные с прямым смещением — нет. Это указывает на то, что инжекция дырок из трубки Au в ультратонкую пленку CuPc, обработанную водой толщиной ~ 7 нм, соответствует модели Шоттки ⁴⁰ . Чтобы исследовать электронную структуру верхнего трубчатого Au-электрода, на кремниевую пластину были нанесены несколько слоев Cr (20 нм) / Ti (15 нм) / Au (5 нм) / Ge (10 нм), чтобы имитировать ситуацию слои деформации, но с обратной последовательностью нанесения.Перед переносом образца в аналитическую камеру XPS и UPS слой Ge удаляли с помощью воды, чтобы обнажить поверхность Au. В результате работа выхода «трубки из золота» составила около 4,25 эВ (см. Дополнительный рис. 11), что очень близко к работе выхода «золотого пальца» (4,18 эВ). Очень интересно обнаружить, что симметричные Au-электроды (Au-палец и Au-трубка) приводят к асимметричной проводимости. Фактически, границы раздела Au (палец) / CuPc и CuPc / Au (трубка) по сути различны.CuPc был недавно нанесен в сверхвысоком вакууме (10 ⁻⁷ мбар) на загрязненный воздухом Au палец, образуя первую границу раздела, в то время как вторая граница раздела была сформирована механическим контактом между CuPc и напряженными наномембранами (Au / Ti / Cr ), который проходил в воде. Следовательно, интерфейс CuPc / Au (трубка) более сложен. Например, элемент Ge можно наблюдать на поверхности Au (см. Дополнительный рис. 11f). Ввиду вышеизложенного исследования механический контакт в интегрированном устройстве относится к типу Шоттки, что является существенным преимуществом мягкого контакта, использованного в данной работе.

Изготовлены также устройства на основе Au (палец) / CuPc (7 нм) / F ₁₆ CoPc (1 нм) / Au (трубка). В этом случае слой CuPc находится под F ₁₆ CoPc, и устройство демонстрирует почти симметричные характеристики I — V (см. Рис. 4a). Это явление интересно и имеет смысл, как показано на рис. 4d. По сравнению с обработанным водой Au (палец) / CuPc (7 нм) / Au (трубка), барьер впрыска отверстий на границе раздела Au палец / CuPc увеличен для обработанного ацетоном Au (палец) / CuPc (7 нм). / Au (трубка), следовательно, перенос дырок через интерфейс Au / CuPc подавляется, что приводит к более низкому току при прямом смещении.Небольшое улучшение впрыска носителя из металлической трубки может происходить из-за модификации границы раздела CuPc / Au (трубка) ацетоном. Для Au (палец) / CuPc (7 нм) / F ₁₆ CoPc (1 нм) / Au (трубка) введение сверхтонкого обогащенного электронами слоя F ₁₆ CoPc между CuPc и трубкой Au улучшает Перенос заряда через Au-трубку приводит к более высокому току при обратном смещении по сравнению с обработанным водой Au (палец) / CuPc (7 нм) / Au (трубка). Следовательно, перенос заряда в устройствах на основе свернутого мягкого контакта может эффективно контролироваться обработкой водой или ацетоном и модификацией границы раздела.

Из приведенного выше обсуждения следует, что выпрямляющее поведение Au (палец) / F ₁₆ CoPc / CuPc / Au (трубка) происходит из внутренней разницы на границах раздела между Au (палец) / F ₁₆ CoPc и CuPc / Au (трубка), а не гетеропереход F ₁₆ CoPc / CuPc. Теоретически существует встроенный потенциал от CuPc к F ₁₆ CoPc через переход накопления F ₁₆ CoPc / CuPc из-за эффекта переноса заряда. Для Au (палец) / F ₁₆ CoPc / CuPc / Au (трубка) встроенный потенциал находится в противоположном направлении и действует против прямого напряжения, в то время как направление встроенного потенциала такое же и поддерживает прямое напряжение для Au (палец) / CuPc / F ₁₆ CoPc / Au (трубка).Однако встроенный потенциал, вызванный переходом F ₁₆ CoPc / CuPc, по-видимому, мало способствует выпрямлению устройства, что согласуется с предыдущим отчетом ²¹ . Это явление приписывают характеристикам ультратонких МПК. Слой CoPc F ₁₆ толщиной 1 нм изменился с полупроводникового на металлический из-за переноса заряда с подложки Au. Кроме того, толщины MPc и F-MPc меньше, чем ширина накопления (десятки нм) ⁴¹ , так что тонкий гибридный слой имеет тенденцию полностью накапливаться, а барьером перехода можно пренебречь.Эффекты выпрямления из-за интерфейса гетероперехода, вероятно, будут более очевидными для гетеропереходов с гораздо более толстыми пленками MPc и F-MPc, которые превышают ширину накопления. Например, диод на основе ITO / CuPc (180 нм) / F ₁₆ CuPc (160 нм) / Au показал обратную характеристику выпрямления с соотношением ~ 20 при ± 2 В ⁴¹ .

Частотные характеристики молекулярного выпрямителя

Частотные характеристики диодного органического выпрямителя сильно зависят от способности переноса заряда и толщины органической прокладки, а также от контактных поверхностей двух электродов ⁴² .В данной работе диоды, состоящие из тонких органических пленок размером в несколько нанометров, были успешно реализованы за счет применения свернутой нанотехнологии вместе с упомянутым выше органическим гетеропереходом. Оба обработанных водой Au (палец) / CuPc (7 нм) / Au (трубка) и Au (палец) / F ₁₆ CoPc (1 нм) / CuPc (7 нм) / Au (трубка) демонстрируют выраженный однонаправленный ток. поведение. Однако частотная характеристика Au (палец) / CuPc (7 нм) / Au (трубка) не может быть обнаружена, что может быть связано с низкой проводимостью.Частотные характеристики диодного выпрямителя на основе Au (палец) / F ₁₆ CoPc (1 нм) / CuPc (7 нм) / Au (трубка) являются многообещающими, как показано на рис. 5. На рис. 5а показана испытательная установка. который использовался для характеристики частотной характеристики. При синусоидальном входном напряжении от пика до нуля В _A = 2,5 В (среднеквадратичное значение входного напряжения составляет 1,77 В), выходное напряжение RMS В _{на выходе} составляет около 1,4 В в низкочастотном диапазоне.Как показано на рис. 5b, небольшая утечка произошла в отрицательных полупериодах на частоте 10 кГц, что объясняется особенностями, присущими ультратонким органическим слоям. На высокой частоте (100 МГц) выходное напряжение RMS снижается до 0,4 В, как показано на рис. 5c. Частота –3 дБ нашего диодного выпрямителя достигает более 10 МГц. По сравнению с предыдущими работами, показанными на рис. 5d, мы пришли к выводу, что впервые были созданы полностью интегрированные выпрямители на основе нанометровых тонких органических слоев, способных работать на высоких частотах ^{4,8,14,43,44, 45,46,47,48,49,50} .Статистический анализ уже изготовленного массива устройств на кристалле представлен на дополнительном рисунке 12 и дополнительном примечании 6.

Рисунок 5: Частотные характеристики выпрямителя на основе Au (палец) / F ₁₆ CoPc (1 нм) / CuPc (7 нм) / Au (трубка).

a Установка для измерения частотных характеристик. Цепь разомкнута, что означает, что сопротивление нагрузки бесконечно. b Характеристики выпрямления Au (палец) / F ₁₆ CoPc (1 нм) / CuPc (7 нм) / Au (трубка) с дизайном W = 10 мкм при 10 кГц. c Зависимость выходного постоянного напряжения от частоты входного сигнала. d Сравнение частотных характеристик нашего органического выпрямителя с ранее опубликованными результатами.

Что такое диоды? Проверка диодов и их применение

Диоды — это электронные компоненты устройства, которые позволяют току более легко и плавно течь через любое устройство в определенном направлении. Он имеет два электрода, один известен как анод , а другой — катод.Полупроводниковые материалы , такие как Кремний и Германий , используются для производства диодов.

Использование диодов

Диоды используются для различных целей, например:

• Выпрямитель
• Регулятор напряжения
• Переключатели
• Осцилляторы
• Ограничители, модуляторы и демодуляторы сигналов.

Существует большое количество полупроводниковых диодов различных номиналов, которые используются в электронных схемах в соответствии с требованиями.Диоды бывают разной формы, размера и цвета.

На рисунке ниже показана форма диода BY 127 , который может безопасно пропускать прямой ток 1 А с пиковым обратным напряжением 1000 В. Он зеленого цвета, и направление, в котором он может проходить, обозначено символом, как показано на рисунке. В этой же серии есть и другие диоды, такие как BY 118, и т. Д.

На рисунке ниже показана форма диода 1N 4007 :

Он может безопасно пропускать прямой ток 1 А с PIV 100 В.Это черный цвет. На одной стороне напечатана полоса серебристого цвета, которая показывает отрицательный конец (катод) диода. В той же серии другие диоды — 1N 4001, 1N 4002. 1N 4003, 1N 4004 и т. Д. Другой диод той же серии — 1N 5406 , который может пропускать ток 6А с PIV 200 В.

На рисунке ниже показана форма диода OA 79 . Он изготовлен из прозрачного стекла. Красная отметка на корпусе (стрелка) обозначает положительный вывод. Другой диод той же серии — OA 80, OA 85 и т. Д.

На рисунке ниже показана форма силового диода D 1604 N . Он имеет металлический корпус и может выдерживать большую мощность. Он может безопасно переносить ток 16 А с PIV 400 В. Другой силовой диод — 10 KLR 12 , который может выдерживать ток 10 А при PIV 1200 В.

Проверка клемм диодов

Если символ или отметка на корпусе диода, показывающая полярность вывода, отсутствует или стерта, то полярность вывода можно определить с помощью измерителя сопротивления или мультиметра.

На рисунке ниже показано, что полярность выводов батареи, содержащейся в омметре, проявляется на выводах омметра.

Отведение P положительное, а Q отрицательное. Чтобы проверить вывод диода, его подключают к выводам P и Q, как показано на рисунке выше. Если диод проводит, а измеритель дает отклонение, то вывод A диода положительный (анод), а вывод B отрицательный (катод).

Однако, если диод не проводит и в Омметре нет отклонения, выводы диода противоположны, как и раньше.

Вычислитель катодного резистора смещения

Вычислитель катодного резистора смещения

R63 и C26 развязывают питание пластины, R75 — нагрузку пластины, а R65 обеспечивает катодное смещение. Катодный резистор смещения отключен C27 для максимального усиления. R66 — это сеточный резистор, а C24 связывает выход с катодным фазоделителем.

Калькулятор падающего резистора. (Калькулятор находится внизу страницы, если вы хотите пропустить вперед). Если вы хотите попробовать запустить что-то с помощью ввода любого пускового напряжения, а затем необходимого напряжения и, наконец, потребляемого тока (в AMPS) в полях выше, нажмите «РАСЧЕТ», чтобы найти другие значения.

Меню навигации по сайту. Домашняя страница. Онлайн калькуляторы. Бесплатное ПО. Информация о Rad Pro.

Например, как вычислить ошибку в процентах: Предположим, вы провели эксперимент по измерению температуры кипения воды, и ваши результаты в среднем составляют 101,5 ° C. Это ваше экспериментальное (измеренное) значение.

Эта деталь была снята с шасси усилителя после того, как он был запитан от внешнего источника и протестирован (когда я его получил, железа вообще не было). Номер EICO Размер / значение: 10 Ом 1 Вт 1%.

(Колпачок байпаса катодного резистора составляет 22 мкФ. Какова цель этого колпачка в данном контексте?) Я попытался охладить смещение, заменив катод на 270 Ом. Вычтите катодное напряжение из напряжения пластины, чтобы получить на пластине 268 В. Калькулятор смещения показывает 52 мА для 100%, что является правильным целевым значением для структуры SiPM класса A …

. Катод. APD смещен ниже напряжения пробоя. Один фотон может привести к примерно 100 парам электрон-дырка. Таким образом, усиление до ~ 100. Лавина — это самогашение.

В таком случае номинал резистора катода оконечного силового каскада должен быть рассчитан следующим образом. Катодное напряжение (обычно приблизительно 50 ~ 70 В) равно сумме нормального самосмещения (В) для последней лампы плюс «объемное» напряжение для экранной сетки лампы 1-го каскада.

Psx 3d model viewer

Калькуляторы T-Pad и H-Pad. 14 апреля 2019 г. · Отрицательный полупериод: в этой схеме анод подключен к отрицательному источнику питания, а на катоде поддерживается отрицательный потенциал смещения.Выходное напряжение (V O) = (V in + V d) Вольт; 12. Последовательный отрицательный ограничитель с отрицательным напряжением смещения, подключенным последовательно. Положительный полупериод: на катоде поддерживается постоянное напряжение V, а на аноде — переменное напряжение.

Как установить автокресло в 3-м ряду yukon

19 часов назад · 10 июня 2018 года. Я бы сказал да. С этого момента AM-радиовещание быстро росло по всей стране и по всему миру. Технический паспорт 5998 (PDF, 193кБ) Технический паспорт 7236 (PDF, 52кБ). Часто плохой каскад в ламповом радиоприемнике происходит из-за резистора, значение которого увеличилось до точки смещения лампы до отсечки.

Некоторые проекты стартовых наборов Arduino показывают резистор, расположенный перед анодом светодиода, выходящий из выхода, а другие показывают его после катода, переходя к Нет, нет никакой разницы, обычно резистор подключается последовательно со светодиодом для ограничения тока. Подключен ли он к аноду или к …

Положительный фиксатор со смещением. Схема фиксатора со смещением работает точно так же, как и фиксаторы без смещения. Разница лишь в том, что напряжение смещения постоянного тока добавляется последовательно с диодом и резистором.Смещенный фиксатор означает, что зажим может выполняться при любом уровне напряжения, кроме нуля. Рисунок 3: Положительный фиксатор с смещением Напряжение смещения (напряжение сети) в рабочей точке. Ri. Коэффициент усиления однокаскадного усилителя без катодного резистора или без катодного резистора. ML. Более низкие частотные искажения на частоте FL.

Progressive родительская реклама 2020

Затем я разделил катодный резистор на два: 1 кОм и 1,5 кОм. С пластиной 220k я пытаюсь сохранить смещение, близкое к тому, что было раньше.Наличие и NFB подключаются выше резистора 1,5 кОм, как в стоковом 5E7. Я исправляю разницу в громкости, используя переключатель, который включает тремоло, а также добавляет байпасный колпачок на 1k …

Если вы рассчитываете базовый резистор для потери напряжения насыщения всего 0,2 В, когда ток коллектора составляет всего 6 мА затем, когда все сегменты включаются, вызывая ток коллектора 48 мА, потери напряжения насыщения могут быть настолько высокими, что остается недостаточно напряжения для светодиодов, чтобы производить какой-либо свет, или они будут очень тусклыми.

Параллельно с катодным резистором смещения R3 на 360 Ом это дает нам общее сопротивление Rk, равное 245 Ом. Для расчета емкости катодного байпасного конденсатора C3 мы будем использовать следующую формулу, где f — частота среза фильтра, которую мы выбираем равной 1 Гц. Соответственно, C3 имеет значение 650 мкФ. Неинвертирующий операционный усилитель (ОУ) усиливает входной сигнал без изменения его полярности. Этот инструмент предназначен для расчета резисторов R2, R3 и R4, используемых в неинвертирующем усилителе.Полученные значения выражены в килоомах (кОм). Обратите внимание, что схема неинвертирующего усилителя, используемая в этом …

Компьютерная игра Dandd

22 сентября 2020 г. · Резистор (680 Ом) Кремниевый управляемый выпрямитель (SCR): это трехконтактное устройство с клеммами, названными анодом. , Катод и ворота. При обратном смещении он работает как типичный диод с PN переходом. Но в прямом смещенном состоянии ток, протекающий через анод, определяется током затвора.

Катод EL33 и сетка 3 подключены к выводу 8.На EL34 и катод, и сетка 3 выведены на отдельные выводы, катод на вывод 8 и сетка 3 на вывод 1. При этом вывод 1 на EL33 является внешней металлизацией на нижнем дюйме или около того стеклянной оболочки, и поэтому этот контакт часто заземляется в большинстве радиоприемников.

Транзистор с резистором смещения (BRT) содержит один транзистор с монолитной цепью смещения, состоящей из двух резисторов; последовательный базовый резистор и резистор база-эмиттер. BRT устраняет эти отдельные компоненты, объединяя их в одно устройство.Самосмещение хорошо известно, и его легко вычислить для большинства небольших сигнальных ламп. Требуется на один резистор больше, чем смещение утечки в сетку (и байпасный колпачок, если вы хотите. Используйте катодный резистор или напряжение смещения -ve для надежности. Много лет назад, с вычислениями на основе вентилей, я работал с несколькими сотнями ECC81 / 12AT7 …

Rtx 3090 Основное издание против вторичного рынка

Вычисляет значения резистора, затухание, минимальное затухание, «импеданс», коэффициент отражения, КСВН и обратные потери соответствующего аттенюатора Pi.Его можно встроить в FLEXI-BOX, и доступна печатная плата линии передачи (дорожка 50 Ом), которая легко адаптируется к этой схеме с помощью одного простого …

Проверить ток смещения в усилителе с катодным смещением легко, просто измерьте напряжение на катодном резисторе и разделите его на значение сопротивления, чтобы получить катодный ток. Обратите внимание, что если выходные лампы имеют общий катодный резистор, вы должны разделить показания тока на количество ламп, совместно использующих резистор.

09 февраля 2011 г. · Заключение — Анод против катода.Анод — это электрод, на котором ток покидает ячейку и где происходит окисление, а катод — это электрод, через который ток входит в ячейку и происходит восстановление. Ключевое различие между анодом и катодом состоит в том, что анод является положительным выводом, а катод — отрицательным выводом. Справка: 1. Катодное смещение SiC. Играем сегодня днем ​​с SiC C3D02060F, который может нормально работать + 20 мА с очень низким динамическим сопротивлением. При смещении нити накала If = 1,25A, тогда резистор 5R и нагрузка трансформатора могут дать THD <0.03% при выходе 10Vpp. При таком же смещении с использованием SiC-диодов Vf = 0,87 В при 30 мА ...

Zetor 5011 parts

Разница в смещении. (Подробнее … рассчитать резистор, необходимый — это добавить ток каскадов после резистора, затем использовать E = IR, чтобы решить … относительно катода, и резко …

Калькулятор имеет дело со статическим смещением только. (Динамическое смещение — это активное смещение при торможении, когда давление может быть вызвано пропорциональными клапанами, электроника Использовать калькулятор смещения очень просто; это инструмент «подключи и работай» для вашего использования.Значения ряда факторов могут быть изменены, включая диаметр ротора …

резистор

, приводит к ошибкам измерения. Не существует операционных усилителей с нулевым входным током смещения, но некоторые операционные усилители с входом CMOS или JFET подходят близко. Например, AD8615 имеет максимальный входной ток смещения 1 пА при комнатной температуре. Классический AD549 имеет максимальный входной ток смещения 60 фА, который гарантирован и испытан на производстве. Калькулятор входного резистора (последовательный и параллельный). Этот инструмент расчета резисторов показывает, какие комбинации двух резисторов (последовательно или параллельно) дают соответствие лучше, чем ближайшее стандартное значение, для серий E12 (10%), E24 (5%) и E96 (1%).

Weichert florence sc

Смещение катода: смещение катода 85% Cool = … Рассеяние на трубке с использованием катодного резистора Падение напряжения: введите тип трубки и напряжение между пластиной и катодом выше, прежде чем …

Mugshots for jeffersonville indiana

Miller чемодан сварщик источник питания

Tsf launcher 3d shell pro apk

Asteroids game стрелять по скалам

Ge холодильник водопровод заморожен

Равновесие означает баланс.что выходит из равновесия, когда рынок находится в состоянии дисбаланса

Макромолекулы перед тестом

Выплата за ограбление казино

Переставить буквы neagaritn

Как получить osgloglas minecraft

Genshin impact электронная почта службы поддержки клиентов

Протестующий в Сиэтле сбит машиной

Фракция Венрил сатир

Монета со смещением взвешивается таким образом, что вероятность получения головы составляет 4 7

Csi формирует линии и углы ответа на ключ

Gtx 1060 3 ГБ vs 6 ГБ Reddit

Элементы огонь вода воздух земля значение

Power bi данные метки отсутствуют

Переход от контролируемого посещения к неконтролируемому

Бесплатные щенки

коралловый плащ

Калькулятор доставки Woocommerce не показывает 9002 9

Tyler sis fox c6 Student Login

Jewell trigger savage 110

Ber egchteigee untsan zaluu

Подсознательный плейлист amino

.