Катод и анод диода

Логин или эл. Войти или Зарегистрироваться. Авторизация Логин или эл. Теория, измерения и расчеты.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Определяем полярность диода: катод и анод — это минус или плюс
• Анод и катод
• Схемотехника: Знаем ли мы, что такое АНОД? и что такое КАТОД?
• Где плюс, а где минус? 3 способа определить полярность светодиода
• Полезные товары
• Схемотехника: Знаем ли мы, что такое АНОД? и что такое КАТОД?
• Что такое анод и катод — простое объяснение
• Анод определение. Знаем ли мы, что такое анод? Смотреть что такое «Анод» в других словарях
• Диоды (часть 1). Устройство и работа. Характеристики и особенности
• Подарки и советы

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как проверить диод мультиметром

Определяем полярность диода: катод и анод — это минус или плюс

Вспомните, как вы накачивали колесо велосипеда или автомобиля. Почему, когда вы убирали шланг насоса, воздух не выходил из колеса? Потому что на камере, в пипочке, куда вы вставляете шланг насоса, есть такая интересная штучка — ниппель. Вот он как раз пропускает воздух только в одном направлении, а в другом направлении блокирует его прохождение. Электроника — эта та же самая гидравлика или пневматика.

Но весь прикол заключается в том, что в электронике вместо жидкости или воздуха используется электрический ток. Если провести аналогию: бачок с водой — это заряженный конденсатор, шланг — это провод, катушка индуктивности — это колесо с лопастями. Тогда что такое ниппель в электронике? И в этой статье мы познакомимся с ним поближе. Полупроводниковый диод представляет из себя элемент, который пропускает электрический ток только в одном направлении и блокирует его прохождение в другом направлении.

Это своеобразный ниппель ;-. Диод имеет два вывода , как и резистор, но у этих выводов, в отличие от резистора, есть определенные названия — анод и катод а не плюс и минус, как говорят некоторые неграмотные электронщики. Но как же нам определить, что есть что? Есть два способа:. Заодно проверить его работоспособность. Этот способ железный ;-. Как проверить диод с помощью мультиметра можно узнать в этой статье. Своеобразный ниппель ;-.

Где находится анод, а где катод очень легко запомнить, если вспомнить воронку для наливания жидкостей в узкие горлышки бутылок.

Воронка очень похожа на схему диода. Наливаем в воронку, и жидкость у нас очень хорошо бежит, а если ее перевернуть, то попробуй налей-ка через узкое горлышко воронки ;-.

Давайте рассмотрим характеристику диода КДАМ. В нашем исследуемом диоде это напряжение равняется Вольт. В нашем случае это 2 Ампера. В нашем случае максимальная частота диода будет 30 кГц. Если частота будет больше, то наш диод будет работать неправильно. Даже из названия понятно, чтоб стабилитроны что-то стабилизируют.

А стабилизируют они напряжение. Они должны подключатся противоположно, чем диоды. Анод на минус, а катод на плюс. Странно не правда ли? Но почему так? Давайте разберемся. В Вольт амперной характеристике ВАХ диода используется положительная ветвь — прямое направление, а вот в стабилитроне другая часть ветки ВАХ — обратное направление.

Снизу на графике мы видим стабилитрон на 5 Вольт. Сколько бы у нас не изменялась сила тока, мы все равно будем получать 5 Вольт ;-. Круто, не правда ли?

Но есть и подводные камни. Сила тока не должны быть больше, чем в описании на диод, иначе он выйдет из строя от высокой температуры — Закон Джоуля-Ленца. Главный параметр стабилитрона — это напряжение стабилизации Uст. Измеряется в Вольтах. На графике вы видите стабилитрон с напряжением стабилизации 5 Вольт. Также есть диапазон силы тока, при котором будет работать стабилитрон — это минимальный и максимальный ток I min , I max.

Измеряется в Амперах. Светодиоды — особый класс диодов, которые излучают видимый и невидимый свет. Невидимый свет — это свет в инфракрасном или ультрафиолетовом диапазоне. Но для промышленности все таки большую роль играют светодиоды с видимым светом. Они используются для индикации, оформления вывесок, светящихся баннеров, зданий а также для освещения.

Светодиоды имеют такие же параметры, как и любые другие диоды, но обычно их максимальный ток значительно ниже. Предельное обратное напряжение U обр может достигать 10 Вольт.

Максимальный ток I max будет ограничиваться для простых светодиодов порядка 50 мА. Для осветительных больше. Поэтому при подключении обычного диода нужно вместе с ним последовательно подключать резистор. Очень большим спросом пользуются светодиодные ленты, состоящие из множества SMD светодиодов.

Смотрятся очень красиво. Не забываем, что светодиоды делятся на индикаторные и осветительные. Индикаторные светодиоды обладают слабым свечением и используются для индикации каких-либо процессов, происходящих в электронной цепи. Для них характерно слабое свечение и малый ток потребления.

Ну и осветительные светодиоды — это те, которые используются в ваших китайских фонариках, а также в LED-лампах. Светодиод — это токовый прибор, то есть для его нормальной работы требуется номинальный ток, а не напряжение.

При номинальном токе на светодиоде падает некоторое напряжение, которое зависит от типа светодиода номинальной мощности, цвета, температуры.

Ниже табличка, показывающая какое падение напряжения бывает на светодиодах разных цветов свечения при номинальном токе:.

Тиристоры представляют собой диоды, проводимость которых управляется с помощью третьего вывода — управляющего электрода УЭ. Основное применение тиристоров — это управление мощной нагрузкой с помощью слабого сигнала, подаваемого на управляющий электрод. У тиристоров параметров столько, что не хватит статьи для их описания. Главный параметр — I ос,ср. У динисторов нет управляющего электрода и он выглядит, как обычный диод. Динисторы начинают пропускать через себя электрический ток в прямом включении, когда напряжение на нем превысит какое-то значение.

Симисторы — это те же самые триодные тиристоры, но при включении пропускают через себя электрический ток в двух направлениях, поэтому они используются в цепях с переменным током. Таким образом получаются диодные сборки. Для того, чтобы их всех описать, нам не хватит и вечности. Назначение диода — проводить электрический ток только в одном направлении.

Когда-то давно применялись ламповые диоды. Но сейчас используются в основном полупроводниковые диоды. В отличие от ламповых они значительно меньше по размеру, не требуют цепей накала и их очень просто соединять различным образом.

На рисунке показано условное обозначение диода на схеме. Буквами А и К соответственно обозначены анод диода и катод диода. Анод диода — это вывод, который подключается к положительному выводу источника питания, непосредственно или через элементы схемы. Катод диода — это вывод из которого выходит ток положительного потенциала и далее через элементы схемы попадает на отрицательный электрод источника тока.

А в обратном направлении диод ток не пропускает. Если каким-то из своих выводов диод подключается к источнику переменного напряжения, то на другом его выводе получается постоянное напряжение с полярностью, зависящей от того, как диод подключен.

Если он подключен анодом к переменному напряжению, то с катода мы получим положительное напряжение.

Если он подключен катодом, то с анода будет получено соответственно отрицательное напряжение. Как проверить диод мультиметром или тестером — такой вопрос встаёт тогда, когда есть подозрение, что диод неисправен. Но, ответ на этот вопрос даёт ещё один ответ, где у диода анод, а где катод. Если диод исправен, наш прибор будет показывать прохождение тока только в одном из вариантов. Если диод пропускает ток в обоих вариантах — диод пробит.

Если он не пропускает ни в каком варианте, диод перегорел и также неисправен. В случае исправного диода, когда он проводит ток, смотрим на клеммы прибора, тот вывод диода, что подключен к положительному выводу тестера, является анодом диода, а тот, что к отрицательному — катодом диода.

Проверка диодов очень похожа на проверку транзисторов. Любой любитель самоделок и электроники используют диоды в качестве индикаторов, или в качестве световых эффектов и освещения.

Чтобы Led прибор светился, нужно его правильно подключить. Вам уже известно, что диод проводит ток только в одну сторону. Поэтому прежде чем паять, нужно определить где анод и катод у светодиода. Треугольная половина обозначения — анод, а вертикальная линия — катод. Две стрелки обозначают то, что диод излучает свет. Итак, на схеме указывается анод и катод диода, как найти его на реальном элементе?

Чтобы подключить диоды как на схеме нужно определиться где у светодиода плюс и минус. Для начала рассмотрим на примере распространённых маломощных 5 мм диодов.

Анод и катод

Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Самым простым по конструкции в семействе полупроводников являются диоды, имеющие в конструкции всего два электрода, между которыми существует проводимость электрического тока в одну сторону. Такой вид проводимости в полупроводниках создается благодаря их внутреннему устройству. Не зная конструктивных особенностей диода, нельзя понять его принципа действия. Структура диода состоит из двух слоев с проводимостью различного вида. Работа диода характеризуется его различными состояниями, и свойствами полупроводника при нахождении в этих состояниях.

Всем Привет. Объясните начинающему, почему катод диода (его катод и анод,и включаться в схему диод должен согласно схеме в.

Схемотехника: Знаем ли мы, что такое АНОД? и что такое КАТОД?

Оставьте комментарий 6, Только в одном направлении. Когда-то давно применялись ламповые диоды. Но сейчас используются в основном полупроводниковые диоды. В отличие от ламповых они значительно меньше по размеру, не требуют цепей накала и их очень просто соединять различным образом. На рисунке показано условное обозначение диода на схеме. Буквами А и К соответственно обозначены анод диода и катод диода. Анод диода — это вывод, который подключается к положительному выводу , непосредственно или через элементы схемы. Катод диода — это вывод из которого выходит ток положительного потенциала и далее через элементы схемы попадает на отрицательный электрод источника тока.

Где плюс, а где минус? 3 способа определить полярность светодиода

Любой диод меняет свою проводимость в зависимости от полярности приложенного к нему напряжения. Расположение же электродов на его корпусе указано не всегда. Если соответствующая маркировка отсутствует, определить, какой электрод подключен к какому выводу, можно и самостоятельно. Первым делом, определите полярность напряжения на щупах того измерительного прибора, которым вы пользуетесь.

Назначение диода — проводить электрический ток только в одном направлении.

Полезные товары

Вспомните, как вы накачивали колесо велосипеда или автомобиля. Почему, когда вы убирали шланг насоса, воздух не выходил из колеса? Потому что на камере, в пипочке, куда вы вставляете шланг насоса, есть такая интересная штучка — ниппель. Вот он как раз пропускает воздух только в одном направлении, а в другом направлении блокирует его прохождение. Электроника — эта та же самая гидравлика или пневматика.

Схемотехника: Знаем ли мы, что такое АНОД? и что такое КАТОД?

By Sanya , September 17, in Радиоэлементы. Всем Привет. Мы принимаем формат Sprint-Layout 6! Экспорт в Gerber из Sprint-Layout 6. Конденсаторы Panasonic.

Электрод, подключенный к P, называется анод. Электрод, подключенный к N , называется катод. Диод проводит ток в направлении от анода к катоду.

Что такое анод и катод — простое объяснение

Применение диодов и транзисторов в компьютерной технике Красноярск Применение диодов и транзисторов в компьютерной технике Красноярск Less. Определение диода Диод- это полупроводниковое устройство, содержащее один p-n переход и два вывода.

Анод определение. Знаем ли мы, что такое анод? Смотреть что такое «Анод» в других словарях

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как запомнить анод и катод диода. How to remember the anode and the cathode of the diode.

Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Войти Регистрация. Куда течет ток или где же этот чертов катод?

И для любителей, и для профессионалов электроники очень важным умением является способность определить полярность где катод, а где анод и работоспособность диода.

Диоды (часть 1). Устройство и работа. Характеристики и особенности

Назначение диода — проводить электрический ток только в одном направлении. Когда-то давно применялись ламповые диоды. Но сейчас используются в основном полупроводниковые диоды. В отличие от ламповых они значительно меньше по размеру, не требуют цепей накала и их очень просто соединять различным образом. На рисунке показано условное обозначение диода на схеме.

Подарки и советы

Основными частями диода являются: два электрода — катод и анод, баллон н цоколь последний не у всех типов ламп. Оба электрода помещены в баллоне, из которого удален воздух. Катод подогревный или прямого накала также крепится в баллоне внутри держателями, соединенными с выводами диода.

Диоды и их разновидности

Мы очень часто применяем в своих схемах диоды, а знаете ли вы как он работает и что из себя представляет? Сегодня в «семейство» диодов входит не один десяток полупроводниковых приборов, носящих название «диод».  Диод представляет собой небольшую емкость с откачанным воздухом, внутри которой на небольшом расстоянии друг от друга находится анод и второй электрод — катод, один из которых обладает электропроводностью типа р, а другой — n.

Чтобы представить как работает диод, возьмем для примера ситуацию с накачиванием колеса при помощи насоса. Вот мы работаем насосом, воздух закачивается в камеру через ниппель, а обратно этот воздух выйти через ниппель не может. По сути воздух, это тот же электрон в диоде, вошел электрончик, а обратно выйти уже нельзя. Если вдруг ниппель выйдет из строя то колесо сдуется, будет пробой диода. А если представить что ниппель у нас исправный, и если мы будем нажимая на пипку ниппеля выпускать воздух из камеры, причем нажимая как нам хочется и с какой длительностью – это будет управляемый пробой. Из этого можно сделать вывод что диод пропускает ток только в одном направлении (в обратном направлении тоже пропускает, но совсем маленький) 

Внутреннее сопротивление диода (открытого) — величина непостоянная, она зависит от прямого напряжения приложенного к диоду.  Чем больше это напряжение, тем больше прямой ток через диод, тем меньше его пропускное сопротивление. Судить о сопротивлении диода можно по падению напряжения на нем и току через него. Так, например, если через диод идет прямой ток Iпр. = 100 мА (0,1 А) и при этом на нем падает напряжение 1В, то (по закону Ома) прямое сопротивление диода будет: R = 1 / 0,1 = 10 Ом.

Отмечу сразу, что вдаваться в подробности и сильно углубляться, строить графики, писать формулы мы не будем – рассмотрим все поверхностно. В данной статье рассмотрим разновидности диодов, а именно светодиоды, стабилитроны, варикапы, диоды Шоттки и др.

Диоды

Обозначаются на схемах вот так:

Треугольная часть является АНОД’ом, а черточка это КАТОД. Анод это плюс, катод – минус. Диоды например, используют в блоках питания для выпрямления переменного тока, при помощи диодного моста  можно превратить переменной ток в постоянный, применяются  для защиты разных устройств от неправильной полярности включения и т. п.

Диодный мост представляет собой 4 диода, которые подключаются последовательно, причем два диода из этих четырех включены встречно, посмотрите на рисунки ниже.

Именно так и обозначается диодный мост, правда в некоторых схемах обозначают сокращенным вариантом:

Вывода ~ подключаются к трансформатору, на схеме это будет выглядеть вот так:

Диодный мост предназначен для преобразования, чаще говорят для выпрямления переменного тока в постоянный. Такое выпрямление называется двухполупериодным. Принцип работы диодного моста заключается в пропускании положительной полуволны переменного напряжения положительными диодами и обрезании отрицательной полуволны отрицательными диодами. Поэтому на выходе выпрямителя образуется немного пульсирующее положительное напряжение с постоянной величиной.

Для того, чтобы этих пульсаций не было, ставят электролитические конденсаторы. после добавления конденсатора напряжение немного увеличивается, но отвлекаться не будем, про конденсаторы можете почитать здесь.

Диодные мосты применяют для питания радиоаппаратуры, применяются в блоках питания и зарядных устройствах. Как уже говорил, диодный мост можно составить из четырех одинаковых диодов, но продаются и готовые диодные мосты, выглядят они вот так:

Диод Шоттки

Диоды Шоттки имеют очень малое падение напряжения и обладают повышенным быстродействием по сравнению с обычными диодами.

Ставить вместо диода Шоттки обычный диод не рекомендуется, обычный диод может быстро выйти из строя. Обозначается на схемах такой диод так:

Стабилитрон

Стабилитрон препятствует превышению напряжения выше определённого порога на конкретном участке схемы. Может выполнять как защитные так и ограничительные функции, работают они только в цепях постоянного тока. При подключении следует соблюдать полярность. Однотипные стабилитроны можно соединять последовательно для повышения стабилизируемого напряжения или образования делителя напряжений.

Стабилитроны на схемах обозначаются следующим образом:

Основным параметром стабилитронов является напряжение стабилизации, стабилитроны имеют различные напряжения стабилизации, например 3в, 5в, 8.2в, 12в, 18в и т.п.

Варикап

Варикап (по другому емкостной диод) меняет своё сопротивление в зависимости от поданного на него напряжения. Применяется как управляемый конденсатор переменной емкости, например, для настройки высокочастотных колебательных контуров.

Тиристор

Тиристор имеет два устойчивых состояния: 1) закрытое, то есть состояние низкой проводимости, 2) открытое, то есть состояние высокой проводимости. Другими словами он способен под действием сигнала переходить из закрытого состояния в открытое.

Тиристор имеет три вывода, кроме Анода и Катода еще и управляющий электрод — используется для перевода тиристора во включенное состояние. Современные импортные тиристоры выпускаются и в корпусах ТО-220 и ТО-92.

Тиристоры часто используются в схемах для регулировки мощностей, для плавного пуска двигателей или включения лампочек. Тиристоры позволяют управлять большими токами. У некоторых типов тиристоров максимальный прямой ток достигает 5000 А и более, а значение напряжений в закрытом состоянии до 5 кВ. Мощные силовые тиристоры вида Т143(500-16) применяются в шкафах управления эл.двигателями, частотниках.

Симистор

Симистор используется в системах, питающихся переменным напряжением, его можно представить как два тиристора, которые  включены встречно-параллельно. Симистор пропускает ток в обоих направлениях.

Светодиод

Светодиод излучает свет при пропускании через него электрического тока. Светодиоды применяются в устройствах индикации приборов, в электронных компонентах (оптронах), сотовых телефонах для подсветки дисплея и клавиатуры, мощные светодиоды используют как источник света в фонарях и т.д. Светодиоды бывают разного цвета свечения, RGB и т. д.

Обозначение на схемах:

Подробнее про светодиоды можно почитать здесь.

Инфракрасный  диод

Инфракрасные светодиоды (сокращенно ИК диоды) излучают свет в инфракрасном диапазоне . Области применения инфракрасных светодиодов это оптические контрольно-измерительные приборы, устройства дистанционного управления, оптронные коммутационные устройства, беспроводные линии связи. Ик диоды обозначаются так же как и светодиоды.

Инфракрасные диоды излучают свет вне видимого диапазона,  свечение ИК диода можно увидеть и посмотреть например через камеру сотового телефона, данные диоды так же применяют в камерах видеонаблюдения, особенно на уличных камерах чтобы в темное время суток была видна картинка.

Фотодиод

Фотодиод преобразует свет попавший на его фоточувствительную область, в электрический ток, находит применение в преобразовании света в электрический сигнал.

Фото диоды (а так же фоторезисторы, фототранзисторы) можно сравнить с солнечными батареями. Обозначаются на схемах так:

Виды диодов и их обозначения. Что такое диод — принцип работы и устройство

Диод является одной из разновидностей приборов, сконструированных на полупроводниковой основе. Обладает одним p-n переходом, а также анодным и катодным выводом. В большинстве случаев он предназначен для модуляции, выпрямления, преобразования и иных действий с поступающими электрическими сигналами.

Принцип работы:

1. Электрический ток воздействует на катод, подогреватель начинает накаливаться, а электрод испускать электроны.
2. Между двумя электродами происходит образование электрического поля.
3. Если анод обладает положительным потенциалом, то он начинает притягивать электроны к себе, а возникшее поле является катализатором данного процесса. При этом, происходит образование эмиссионного тока.
4. Между электродами происходит образование пространственного отрицательного заряда, способного помешать движению электронов. Это происходит, если потенциал анода оказывается слишком слабым. В таком случае, частям электронов не удается преодолеть воздействие отрицательного заряда, и они начинают двигаться в обратном направлении, снова возвращаясь к катоду.
5. Все электроны, которые достигли анода и не вернулись к катоду, определяют параметры катодного тока. Поэтому данный показатель напрямую зависит от положительного анодного потенциала.
6. Поток всех электронов, которые смогли попасть на анод, имеет название анодный ток, показатели которого в диоде всегда соответствуют параметрам катодного тока. Иногда оба показателя могут быть нулевыми, это происходит в ситуациях, когда анод обладает отрицательным зарядом. В таком случае, возникшее между электродами поле не ускоряет частицы, а, наоборот, тормозит их и возвращает на катод. Диод в таком случае остается в запертом состоянии, что приводит к размыканию цепи.

Что такое полупроводниковый диод – выпрямитель переменного тока

Диодами называют двухэлектродные приборы, обладающие односторонней проводимостью электрического тока. Это их основное свойство используют, например, в выпрямителях, где диоды преобразуют переменный ток электросети в ток постоянный для питания радиоаппаратуры, в приемниках — для детектирования модулированных колебаний высокой частоты, то есть преобразования их в колебания низкой (звуковой) частоты.
Наглядной иллюстрацией этого свойства диода может быть такой опыт. В цепь, составленную из батареи 3336Л и лампочки от карманного фонаря (3,5 В X 0,26 А), включи любой плоскостной диод, например, из серии Д226 или Д7, но так, чтобы анод диода, обозначаемый условно треугольником, был бы соединен непосредственно или через лампочку с положительным полюсом батареи, а катод, обозначаемый черточкой, к которой примыкает угол треугольника, с отрицательным полюсом батареи. Лампочка должна гореть.

Размеры диодов.

Измени полярность включения батареи на обратную — лампочка гореть не будет. Если сопротивление диода измерять омметром, го в зависимости от того, как подключить его к зажимам прибора, омметр покажет различное сопротивление: в одном случае малое (единицы или десятки ом), в другом — очень большое (десятки и сотни килоом). Этим и подтверждается односторонняя проводимость диода.

У диода два электрода: катод — отрицательный и анод — положительный (рис. 13). Катодом служит пластинка германия, кремния или какого-либо другого полупроводника, обладающего электронной проводимостью, или сокращенно полупроводник n-типа (n — начальная буква латинского слова negativus — «отрицательный»), а анодом – часть объема этой же пластинки, но- с так называемой дырочной про-водимостью, или сокращенно полупроводник р-типа (р — начальная буква латинского слова positivus — «положительный»).

Между электродами образуется так называемый р-n переход — пограничная зона, хорошо проводящая ток от анода к катоду и плохо в обратном направлении (за направление тока принято направление, противоположное движению электронов). Диод может находиться в одном из двух состояний: открытом, то есть пропускном, либо закрытом, то есть непропускном. Диод бывает открыт, когда к нему приложено прямое напряжение Uпр, иначе, его анод соединен с плюсом источника напряжения, а катод — с минусом.

В этом случае сопротивление р-n перехода диода мало и через него течет прямой ток IПр, сила которого зависит от сопротивления нагрузки (в нашем опыте — лам-почка от карманного фонаря). При другой полярности питающего напряжения на р-n переход диода прикладывается обратное напряжение Uобр. В этом случае диод закрыт, его сопротивление велико и в цепи течет лишь незначительный обратный ток диода Iобр. О зависимости тока, проходящего через диод, от значения и полярности напряжения на его электродах лучше всего судить по вольтамперной характеристике диода, которую можно снять опытным путем.

Разные типы диодов.

ХаÑакÑеÑиÑÑики

ÐаждÑй Ñип полÑпÑоводников Ð¸Ð¼ÐµÐµÑ Ñвои ÑабоÑие и пÑеделÑнÑе паÑамеÑÑÑ, коÑоÑÑе подбиÑаÑÑ Ð´Ð»Ñ Ñого, ÑÑÐ¾Ð±Ñ Ð¾Ð±ÐµÑпеÑиÑÑ ÑабоÑÑ Ð² какой-либо ÑÑеме.

ÐаÑамеÑÑÑ Ð²ÑпÑÑмиÑелÑнÑÑ Ð´Ð¸Ð¾Ð´Ð¾Ð²:

• I пÑÑм max â пÑÑмой Ñок, коÑоÑÑй макÑималÑно допÑÑÑим, Ð.
• U обÑÐ°Ñ max â обÑаÑное напÑÑжение, коÑоÑое макÑималÑно допÑÑÑимо, Ð.
• I обÑÐ°Ñ â обÑаÑнÑй Ñок поÑÑоÑннÑй, мкÐ.
• U пÑÑм â пÑÑмое напÑÑжение поÑÑоÑнное, Ð.
• РабоÑÐ°Ñ ÑаÑÑоÑа, кÐÑ.
• ТемпеÑаÑÑÑа ÑабоÑÑ, С.
• Ð max â ÑаÑÑÐµÐ¸Ð²Ð°ÐµÐ¼Ð°Ñ Ð½Ð° диоде моÑноÑÑÑ, коÑоÑÐ°Ñ Ð¼Ð°ÐºÑималÑно допÑÑÑима.

ХаÑакÑеÑиÑÑики вÑпÑÑмиÑелÑнÑÑ Ð´Ð¸Ð¾Ð´Ð¾Ð² далеко не иÑÑеÑпÑваÑÑÑÑ Ð´Ð°Ð½Ð½Ñм ÑпиÑком. Ðднако Ð´Ð»Ñ Ð²ÑбоÑа деÑали обÑÑно Ð¸Ñ Ð±ÑÐ²Ð°ÐµÑ Ð´Ð¾ÑÑаÑоÑно.

Диоды и их разновидности

Мы очень часто применяем в своих схемах диоды, а знаете ли вы как он работает и что из себя представляет? Сегодня в “семейство” диодов входит не один десяток полупроводниковых приборов, носящих название “диод”. Диод представляет собой небольшую емкость с откачанным воздухом, внутри которой на небольшом расстоянии друг от друга находится анод и второй электрод – катод, один из которых обладает электропроводностью типа р, а другой – n.

Чтобы представить как работает диод, возьмем для примера ситуацию с накачиванием колеса при помощи насоса. Вот мы работаем насосом, воздух закачивается в камеру через ниппель, а обратно этот воздух выйти через ниппель не может. По сути воздух, это тот же электрон в диоде, вошел электрончик, а обратно выйти уже нельзя. Если вдруг ниппель выйдет из строя то колесо сдуется, будет пробой диода. А если представить что ниппель у нас исправный, и если мы будем нажимая на пипку ниппеля выпускать воздух из камеры, причем нажимая как нам хочется и с какой длительностью – это будет управляемый пробой. Из этого можно сделать вывод что диод пропускает ток только в одном направлении (в обратном направлении тоже пропускает, но совсем маленький).

Внутреннее сопротивление диода (открытого) – величина непостоянная, она зависит от прямого напряжения приложенного к диоду. Чем больше это напряжение, тем больше прямой ток через диод, тем меньше его пропускное сопротивление. Судить о сопротивлении диода можно по падению напряжения на нем и току через него. Так, например, если через диод идет прямой ток Iпр. = 100 мА (0,1 А) и при этом на нем падает напряжение 1В, то (по закону Ома) прямое сопротивление диода будет: R = 1 / 0,1 = 10 Ом.

Отмечу сразу, что вдаваться в подробности и сильно углубляться, строить графики, писать формулы мы не будем – рассмотрим все поверхностно. В данной статье рассмотрим разновидности диодов, а именно светодиоды, стабилитроны, варикапы, диоды Шоттки и др. Треугольная часть является АНОД’ом, а черточка это КАТОД. Анод это плюс, катод – минус. Диоды например, используют в блоках питания для выпрямления переменного тока, при помощи диодного моста можно превратить переменной ток в постоянный, применяются для защиты разных устройств от неправильной полярности включения и т. п.

Какие разновидности диодов существуют.

Существует несколько основных видов диодов:

• Диод Шоттки. Диоды Шоттки имеют очень малое падение напряжения и обладают повышенным быстродействием по сравнению с обычными диодами. Ставить вместо диода Шоттки обычный диод не рекомендуется, обычный диод может быстро выйти из строя. Обозначается на схемах такой диод так:
• Стабилитрон. Стабилитрон препятствует превышению напряжения выше определённого порога на конкретном участке схемы. Может выполнять как защитные так и ограничительные функции, работают они только в цепях постоянного тока. При подключении следует соблюдать полярность. Однотипные стабилитроны можно соединять последовательно для повышения стабилизируемого напряжения или образования делителя напряжений. Основным параметром стабилитронов является напряжение стабилизации, стабилитроны имеют различные напряжения стабилизации, например 3в, 5в, 8.2в, 12в, 18в и т.п.
• Варикап. Варикап (по другому емкостной диод) меняет своё сопротивление в зависимости от поданного на него напряжения. Применяется как управляемый конденсатор переменной емкости, например, для настройки высокочастотных колебательных контуров.
• Тиристор. Тиристор имеет два устойчивых состояния: 1) закрытое, то есть состояние низкой проводимости, 2) открытое, то есть состояние высокой проводимости. Другими словами он способен под действием сигнала переходить из закрытого состояния в открытое. Тиристор имеет три вывода, кроме Анода и Катода еще и управляющий электрод – используется для перевода тиристора во включенное состояние. Современные импортные тиристоры выпускаются и в корпусах ТО-220 и ТО-92. Тиристоры часто используются в схемах для регулировки мощностей, для плавного пуска двигателей или включения лампочек. Тиристоры позволяют управлять большими токами. У некоторых типов тиристоров максимальный прямой ток достигает 5000 А и более, а значение напряжений в закрытом состоянии до 5 кВ. Мощные силовые тиристоры вида Т143(500-16) применяются в шкафах управления эл.двигателями, частотниках.
• Симистор. Симистор используется в системах, питающихся переменным напряжением, его можно представить как два тиристора, которые включены встречно-параллельно. Симистор пропускает ток в обоих направлениях. Светодиод. Светодиод излучает свет при пропускании через него электрического тока. Светодиоды применяются в устройствах индикации приборов, в электронных компонентах (оптронах), сотовых телефонах для подсветки дисплея и клавиатуры, мощные светодиоды используют как источник света в фонарях и т.д. Светодиоды бывают разного цвета свечения, RGB и т.д.
• Инфракрасный диод. Инфракрасные светодиоды (сокращенно ИК диоды) излучают свет в инфракрасном диапазоне . Области применения инфракрасных светодиодов это оптические контрольно-измерительные приборы, устройства дистанционного управления, оптронные коммутационные устройства, беспроводные линии связи. Ик диоды обозначаются так же как и светодиоды. Инфракрасные диоды излучают свет вне видимого диапазона, свечение ИК диода можно увидеть и посмотреть например через камеру сотового телефона, данные диоды так же применяют в камерах видеонаблюдения, особенно на уличных камерах чтобы в темное время суток была видна картинка.
• Фотодиод. Фотодиод преобразует свет попавший на его фоточувствительную область, в электрический ток, находит применение в преобразовании света в электрический сигнал.

Советуем к прочтению: Простейшие в 220 вольт без драйвера (самое простое питание светодиода от сети напряжением 220В)

Диодный мост

Диодный мост — это компактная схема, которая составлена из четырех диодов, и служит цели преобразования переменного тока в постоянный. Мостовая схема дает возможность пропускать ток в каждом полупериоде, что выгодно отличает ее от однополупериодной. Диодные мосты производятся в форме сборок небольшого размера, которые заключены в корпус из пластмассы.

На выходе корпуса такой сборки имеются четыре вывода с обозначениями «+», «—

» или «
~
», указывающими на назначение контактов. Однако диодные мосты встречаются и не в сборке, нередко они собираются прямо на печатной плате путем включения четырех диодов. Выпрямитель, который выполняется на диодном мосте, называется двухполупериодным.

Виды диодов

Светодиодные элементы делятся на 2 объёмных вида: полупроводниковые и неполупроводниковые. Устройство первого подразумевает небольшую ёмкость с выкачанным воздухом и двумя электродами внутри:

• Плюсовым, обладающим электропроводностью P.
• Минусовым, обладающим электропроводностью N.

Неполупроводниковые диоды делятся в свою очередь ещё на 2 группы:

• Вакуумные (кенотроны), построенные по принципу лампы, имеющей 2 электрода, где один из них представлен как нить накаливания. В приоткрытом положении движение электронов осуществляется в сторону от полюса к минусу. В закрытом положении траектория перемещения изменяется в противоположную сторону или приостанавливается.
• Наполненные газом (стабилитроны с тлеющим либо коронным зарядом игнитронов и газотронов). Из объёмного списка элементов наибольшая популярность присуща газотронам с дуговым зарядом (стабилитронам). Внутрь них закачивается инертный газ, помещаются оксидные термокатоды. Ключевой особенностью таких светодиодов является возможность к выдаче высокого напряжения на выходе и способность функционировать с напряжением, значение которого может достигать нескольких десятков ампер.

Важно! Величина сопротивления в закрытом положении непосредственно связана со значением прямого тока. Если оно высокое, то сопротивление будет низким.

Типы диодов

Основное разделение диодов происходит по их виду. Различают три категории: материал изготовления, площадь p-n перехода и назначение.

Для производства диодов используют один из четырех исходных полупроводников:

• германий – в маломощных и прецизионных цепях, имеет больший коэффициент передачи;
• кремний – недорогие и долговечные, устойчивы к воздействию температуры, но обладают меньшей проводимостью;
• арсенид галлия – дороже и сложнее кремниевых, высокая радиационная стойкость;
• фосфид индия – в светодиодах и для работы на сверхвысоких частотах.

Каждому материалу в разных системах соответствует своя буква или цифра, которую указывают в начале.

Есть два варианта конструкционного размещения катода и анода:

1. Точечный диод. Один из электродов в виде узкой иглы вплавляется в кристалл, образуя p-n границу. Она имеет малую площадь, как следствие – высокая рабочая частота. Они почти вышли из применения по причине низкой прочности, уязвимости к перегрузкам и низкому максимальному току.
2. Плоскостный диод. Область перехода больше – контакт проходит по площади пластинки полупроводника, соединяемой с кристаллом. Отличаются большей емкостью, низким уровнем помех, малым падением напряжения. Пример – диод Шоттки.

В современной маркировке разделение практически не встречается – плоскостные диоды постепенно вытесняют точечные.

Следующее обозначение зависит от назначения прибора. Существует классификация диодов, применяемых в разных областях: туннельные, лазерные, варикапы, стабилитроны. Внутри подтипа также есть разделение – уже по техническим параметрам:

• рабочая частота;
• время восстановления;
• прямой и обратный ток;
• допустимые значения обратного и прямого напряжения;
• температурный режим.

Советуем к прочтению: MOSFET транзисторы-что представляет собой, принцип работы

Получается большое количество возможных сочетаний, отсюда – сложность создания единой системы маркировки.

Цветовая маркировка

Для диодов применяют стандартный тип коробки под обозначением SOD123. На одном конце есть тиснение или цветная калибровочная полоса. Колер говорит о коде, при котором есть отрицательная полярность для расширения р-п-перехода.

Цветовая маркировка диодов учитывает:

• показатели обратного и рабочего вольтажа;
• значение предельного тока сквозь р-п-переход;
• мощность передачи и другие показатели.

Тип коробки не оказывает решающего значения при эксплуатации диода. При этом важная характеристика — степень рассеивания объема тепла с плоскости элемента.

Отечественные диоды

Российские производители применяют кодировочную цветовую надпись, включающую точки и полосы. Расшифровать комбинацию можно, обратившись к специализированным справочникам. В таком случае находят материал производства, назначение диода, эксплуатационные показатели.

Современные производители диодов на схеме обозначают продукцию с учетом требований ГОСТ 20.859.1 – 1989. Для отечественной цветовой маркировки есть нормированная таблица.

В ней есть обозначение материала, причем по нормам букву К (кремний) можно менять цифрой 1. Вторая литера говорит о том, что изделие — выпрямитель (Д) на базе варикапа (В), стабилитрона (С), туннельного диода (И).

Импортные диоды

Изготовленные за рубежом диоды также имеют цветовую шкалу в качестве разметки. Для считывания употребляют цифровые и буквенные обозначения, которые расшифровывают по специальной таблице.

Используют при выпуске условное обозначение диода:

• JEDEC — американская база;
• PRO-ELECTRON 1 европейские изготовители.

В Европе первая литера свидетельствует о типе производственного сырья, далее идут сведения о предназначении и виде элемента.

Номер серии говорит о способе применения:

• для общего использования;
• в специальных системах.

Расшифровка символов европейской системы:

SMD диоды

Элементы чаще имеют иностранное производство. Их строение выполнено в форме платы, на поверхностной плоскости которой есть зафиксированный чип. Изделия настолько маленькие, что не позволяют обозначить цифрами и буквами маркировку (нанести обозначение на поверхность). Если модели более крупные, все параметры указаны буквами, цифрами и цветом.

SMD модели представлены электронными деталями микроскопических габаритов. Их при сборке припаивают к медному боку платы, при этом диоды снабжены только короткими выводными контактами. Сравнительные характеристики буквенного и цифрового обозначения находят в таблицах.

Устройство

Ниже приводится подробное описание устройства диода, изучение этих сведений необходимо для дальнейшего понимания принципов действия этих элементов:

1. Корпус представляет собой вакуумный баллон, который может быть изготовлен из стекла, металла или прочных керамических разновидностей материала.
2. Внутри баллона имеется 2 электрода. Первый является накаленным катодом, который предназначен для обеспечения процесса эмиссии электронов. Самый простейший по конструкции катод представляет собой нить с небольшим диаметром, которая накаливается в процессе функционирования, но на сегодняшний день более распространены электроды косвенного накала. Они представляют собой цилиндры, изготовленные из металла, и обладающие особым активным слоем, способным испускать электроны.
3. Внутри катодакосвенного накала имеется специфический элемент – проволока, которая накаливается под воздействием электрического тока, она называется подогреватель.
4. Второй электрод является анодом, он необходим для приема электронов, которые были выпущены катодом. Для этого он должен обладать положительным относительно второго электрода потенциалом. В большинстве случаев анод также имеет цилиндрическую форму.
5. Оба электрода вакуумных приборов полностью идентичны эмиттеру и базе полупроводниковой разновидности элементов.
6. Для изготовления диодного кристалла чаще всего используется кремний или германий. Одна из его частей является электропроводимой по p-типу и имеет недостаток электронов, который образован искусственным методом. Противоположная сторона кристалла также имеет проводимость, но n-типа и обладает избытком электронов. Между двумя областями имеется граница, которая и называется p-n переходом.

Такие особенности внутреннего устройства наделяют диоды их главным свойством – возможностью проведения электрического тока только в одном направлении.

Прямое включение диода

На p-n-переход диода может оказывать воздействие напряжение, подаваемое с внешних источников. Такие показатели, как величина и полярность, будут сказываться на его поведении и проводимом через него электрическом токе.

Ниже подробно рассмотрен вариант, при котором происходит подключение плюса к области p-типа, а отрицательного полюса к области n-типа. В этом случае произойдет прямое включение:

1. Под воздействием напряжения от внешнего источника, в p-n-переходе сформируется электрическое поле, при этом его направление будет противоположным относительно внутреннего диффузионного поля.
2. Напряжение поля значительно снизится, что вызовет резкое сужение запирающего слоя.
3. Под воздействием этих процессов значительное количество электронов обретет возможность свободно переходить из p-области в n-область, а также в обратном направлении.
4. Показатели тока дрейфа во время этого процесса остаются прежними, поскольку они напрямую зависят только от числа неосновных заряженных носителей, находящихся в области p-n-перехода.
5. Электроны обладают повышенным уровнем диффузии, что приводит к инжекции неосновных носителей. Иными словами, в n-области произойдет повышение количества дырок, а в p-области будет зафиксирована повышенная концентрация электронов.
6. Отсутствие равновесия и повышенное число неосновных носителей заставляет их уходить вглубь полупроводника и смешиваться с его структурой, что в итоге приводит к разрушению его свойств электронейтральности.
7. Полупроводник при этом способен восстановить свое нейтральное состояние, это происходит благодаря получению зарядов от подключенного внешнего источника, что способствует появлению прямого тока во внешней электрической цепи.

Условное обозначение на схеме

Полярность диода иногда трудно определить маркировкой, при этом нелегко вывить правильные полюсы элемента.

Для этого на схемах предусмотрены варианты маркировки полярности:

• показывают треугольник, вершина которого направлена к катоду;
• упрощают символ, показывая его горизонтальной чертой, направленной к катоду;
• одна полоска говорит об отрицательном полюсе, двойная — наоборот.

Обратное включение диода

Теперь будет рассмотрен другой способ включения, во время которого изменяется полярность внешнего источника, от которого происходит передача напряжения:

1. Главное отличие от прямого включения заключается в том, что создаваемое электрическое поле будет обладать направлением, полностью совпадающим с направлением внутреннего диффузионного поля. Соответственно, запирающий слой будет уже не сужаться, а, наоборот, расширяться.
2. Поле, находящееся в p-n-переходе, будет оказывать ускоряющий эффект на целый ряд неосновных носителей заряда, по этой причине, показатели дрейфового тока останутся без изменений. Он будет определять параметры результирующего тока, который проходит через p-n-переход.
3. По мере ростаобратного напряжения, электрический ток, протекающий через переход, будет стремиться достичь максимальных показателей. Он имеет специальное название – ток насыщения.
4. В соответствии с экспоненциальным законом, с постепенным увеличением температуры будут увеличиваться и показатели тока насыщения.

Характеристики

Каждый тип полупроводников имеет свои рабочие и предельные параметры, которые подбирают для того, чтобы обеспечить работу в какой-либо схеме.

Параметры выпрямительных диодов:

• I прям max
  — прямой ток, который максимально допустим, А.
• U обрат max
  — обратное напряжение, которое максимально допустимо, В.
• I обрат
  — обратный ток постоянный, мкА.
• U прям
  — прямое напряжение постоянное, В.
• Рабочая частота
  , кГц.
• Температура работы
  , С.
• Р max
  — рассеиваемая на диоде мощность, которая максимально допустима.

Характеристики выпрямительных диодов далеко не исчерпываются данным списком. Однако для выбора детали обычно их бывает достаточно.

Как работает диод

Можно физически сами диоды не видеть, но результат их действия окружает нас повсюду. Эти устройства позволяют управлять потоком тока в указанном направлении. Существует много различных вариантов исполнения диодов. В каких случаях это бывает необходимо? Ниже будут рассмотрены примеры и в некоторой степени принцип работы полупроводниковых диодов. Если добавить две металлические обкладки к P и N рабочим областям материала, то получатся электроды анод и катод. Схема подключения электродов к источнику может работать следующим образом: подача напряжения с батарейки к электроду N обеспечивает притяжение позитронов, соответственно к P электроду – электронов; отсутствие напряжения все возвращает в исходное состояние; смена полярности подаваемого напряжения обеспечивает притяжение электронов в обратном направлении к плюсовой пластине, а позитронов – к минусовой. В последнем случае избыточные заряды скапливаются на металлических обкладках, тогда как в центре самого материала образуется мертвая изолирующая зона.

Таким образом, центральный участок материала становится диэлектриком. В таком направлении устройство не пропускает ток. Слово происходит от di (double) + -ode. Определение терминов катод и анод диода, относящихся к контактам, известно каждому человеку. Катод – отрицательный электрод, анод – положительный. Если подать на анод плюс, а на катод – минус, то диод откроется, и электроток по нему потечет. Таким образом, диод – это устройство, которое имеет два электрода: катод и анод. Простое нелинейное электронное устройство, состоящее из двух разных полупроводников. Как устроен диод, хорошо видно на изображении.

Советуем к прочтению: Доработка китайского супер яркого фонарика UltraFire XML-T6

Виды диодов.

Тиристоры

Данные детали находят широкое применение в приборах для выпрямления и преобразования электротока, сварочных аппаратах, устройствах запуска и контроля скорости работающего на электричестве транспорта, различных радиоэлектронных и коммутационных установках. Применяются они и в конструкциях, предназначенных для компенсации реактивной мощностной нагрузки.

Важно! Низкочастотные тиристоры рассчитаны на эксплуатацию при частоте не более 100 герц. Устройства, отличающиеся повышенным быстродействием, заточены под использование в установках, требующих быстрого нарастания открытого электротока и закрытого напряжения

Тиристорная деталь

Возможные неисправности

Во время работы устройств с диодами могут возникать различные поломки. Это происходит из-за старения элементов или их амортизации.

Специалисты по ремонту различают 4 вида неисправностей.

Среди них такие:

1. Электрический пробой. Это одна из наиболее распространённых поломок, которые встречаются у диодов. Она является обратимой, так как не приводит к разрушению диодного кристалла. Исправить её можно путём постепенного снижения подаваемого напряжения.
2. Тепловой пробой. Такая неисправность более губительна для диода. Она возникает из-за плохого теплоотвода или перегрева в области p-n перехода. Последний образуется только в том случае, если устройство питается от тока с чрезмерно высокими показателями. Без проведения ремонтных мероприятий проблема только усугубится. При этом произойдёт рост колебания атомов диодного кристалла, что приведёт к его деформации и разрушению.
3. Обрыв. При возникновении этой неисправности устройство прекращает пропуск электрического тока в обоих направлениях. Таким образом, он становится изолятором, блокирующим всю систему. Для устранения поломки нужно точно определить её местонахождение. Для этого следует применять специальные высокочувствительные тестеры, которые повысят шанс обнаружить обрыв.
4. Утечка. Под этой поломкой понимают нарушение целостности корпуса, вызванного физическим или иным воздействием на прибор.

Диод — важный элемент конструкции, который обеспечивает исправную и бесперебойную работу устройства. При правильном выборе этого элемента и обеспечении оптимальных условий работы можно избежать каких-либо неисправностей.

Область применения

Сфера использования этих деталей в современной радиотехнике высока. Сложно найти устройство, которое работает без этих деталей. Чтобы понять, для чего нужен диод, можно привести несколько примеров:

• Диодные мосты — содержат от 4 до 12 полупроводниковых устройств, которые соединяются между собой. Основной задачей диодных мостов является выпрямление тока, и они активно используются, например, при создании генераторов для автомобилей.
• Детекторы — создаются при сочетании диодов и конденсаторов. В результате появляется возможность выделить низкочастотную модуляцию из различных сигналов. Применяются при изготовлении радио- и телеприемников.
• Защитные устройства — позволяют обезопасить электрическую схему от возможных перегрузок. Несколько изделий подключаются в обратном направлении. Когда схема работает нормально, то они остаются в закрытом положении. Как только входное напряжение достигает критических показателей, устройство активируются.
• Переключатели — такие системы на основе этих изделий позволяют осуществлять коммутацию высокочастотных сигналов.
• Системы искрозащиты — создание шунт-диодного барьера позволяет ограничить показатель напряжения в электроцепи. Для увеличения степени защиты вместе с полупроводниковыми деталями используются специальные токоограничивающие резисторы.

Это лишь несколько примеров использования диодов. Они являются достаточно надежными устройствами, с помощью которых можно решать большое количество задач. Чаще всего эти радиодетали выходят из строя по причине естественного старения либо из-за перегрева.

Если произошел электрический пробой изделия, то его последствия редко являются необратимыми, так как кристалл не разрушается.

Назначение

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

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

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

Общая электротехника с основами электроники

Общая электротехника с основами электроники

Попов В. С., Николаев С. А. Общая электротехника с основами электроники, М., «Энергия», 1972, — 504 c. В книге рассмотрены электрические цепи, электрические машины и трансформаторы, электротехнические намерения и приборы, электропривод и аппаратура управления, передача и распределение электрической энергии, электронные лампы, газоразрядные приборы, полупроводниковые приборы, фотоэлектрические приборы, усилители и генераторы, Книга предназначена для учащихся техникумов неэлектротехнических специальностей. Оглавление Предисловие Введение Часть первая. Общая электротехника 1-1. Основные понятия 1-2. Электрическое напряжение. Потенциал 1-3. Электропроводность 1-4. Электрическая емкость. Конденсаторы 1-5. Соединение конденсаторов 1-6. Энергия электрического поля 1-8. Электроизоляционные материалы Глава вторая. Электрические цепи постоянного тока 2-1. Электрический ток 2-2. Электрическая цепь и ее элементы 2-3. Закон Ома 2-4. Электрические сопротивление и проводимость 2-5. Зависимость сопротивления от температуры 2-6. Проводниковые материалы 2-7. Работа и мощность 2-8. Преобразование электрической энергии в тепловую 2-9. Электрическая нагрузка проводов и защита их от перегрузки 2-10. Потеря напряжения в проводах 2-11. Первый закон Кирхгофа 2-12. Последовательное соединение сопротивлений — приемников энергии 2-13. Параллельное соединение сопротивлений — приемников энергии 2-14. Смешенное соединение сопротивлений 2-15. Два режима работы источника питания 2-16. Второй закон Кирхгофа 2-17. Расчет сложных цепей 2-18. Химические источники питания 2-19. Соединение химических источников питания 2-20. Нелинейные электрические цепи 2-21. Лабораторная работа. Потеря напряжения в линии Глава третья. Электромагнетизм 3-1. Магнитное поле тока. Магнитная индукция. Магнитный поток 3-2. Электромагнитная сила 3-3. Взаимодействие параллельных проводов с токами 3-4. Магнитная проницаемость 3-5. Напряженность магнитного поля. Магнитное напряжение 3-6. Закон полного тока 3-7. Магнитное поле катушки с током 3-8. Ферромагнетики, их намагничивание и перемагничивание 3-9. Ферромагнитные материалы 3-10. Магнитная цепь и ее расчет 3-11. Электромагниты 3-12. Электромагнитная индукция 3-13. Принцип работы электрического генератора 3-14. Принцип работы электродвигателя 3-15. Вихревые токи 3-16. Индуктивность. Электродвижущая сила самоиндукции 3-17. Энергия магнитного поля 3-18. Взаимная индуктивность Глава четвертая. Электрические машины постоянного тока 4-1. Назначение машин постоянного тока 4-2. Устройство машины постоянного тока 4-3. Принцип работы машины постоянного тока 4-4. Устройство обмотки якоря 4-5. Электродвижущая сила обмотки якоря 4-6. Электромагнитный момент на валу машины 4-7. Механическая мощность машины постоянного тока 4-8. Реакция якоря машины постоянного тока 4-9. Коммутация тока 4-10. Понятие о номинальных данных и характеристиках электрических машин 4-11. Генератор с независимым возбуждением 4-12. Генератор с параллельным возбуждением 4-13. Генератор со смешанным возбуждением 4-14. Электродвигатели постоянного тока 4-15. Электродвигатель с параллельным возбуждением 4-16. Электродвигатель с независимым возбуждением 4-17. Электродвигатели с. последовательным и со смешанным возбуждением 4-18. Потери и коэффициент полезного действия 4-19. Лабораторная работа. Электродвигатель с параллельным возбуждением 4-20. Лабораторная работа. Генератор с параллельным возбуждением Главе пятая. Основные понятия, относящиеся к переменным токам 5-1. Переменный ток 5-2. Получение синусоидальной э. д. с. 5-3. Сдвиг фаз 5-4. Действующие значения тока и напряжения 5-5. Векторная диаграмма Глава шестая. Цепи переменного тока 6-1. Особенности цепей переменного тока 6-2. Цепь с сопротивлением 6-3. Цепь с индуктивностью 6-4. Цепь с активным сопротивлением и индуктивностью 6-5. Неразветвленная цепь с активными сопротивлениями и индуктивностями 6-6. Разветвленная цепь с активными сопротивлениями и индуктивностями 6-7. Цепь с емкостью 6-8. Колебательный контур 6-9. Резонанс напряжений 6-10. Резонанс токов 6-11. Коэффициент мощности 6-12. Активная и реактивная энергия 6-13. Лабораторная работа. Цепь переменного тока с активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью 6-14. Лабораторная работа. Параллельное соединение катушки и конденсатора Глава седьмая. Трехфазные цепи 7-1. Трехфазные системы 7-2. Соединение обмоток генератора звездой 7-3. Соединение обмоток генератора треугольником 7-4. Соединение приемников энергии звездой 7-5. Соединение приемников энергии треугольником 7-6. Лабораторная работа. Трехфазные цепи Глава восьмая. Электротехнические измерения и приборы 8-1. Основные понятия 8-2. Классификация электроизмерительных приборов 8-3. Измерительные механизмы приборов 8-4. Измерение тока и напряжения 8-5. Измерение мощности 8-6. Измерение электрической энергии 8-7. Измерение сопротивлений 8-8. Измерение неэлектрических величин электрическими методами 8-9. Лабораторная работа. Измерение сопротивлений 8-10. Лабораторная работа. Поверка индукционного счетчика 8-11. Лабораторная работа. Измерение мощности в трехфазной цепи Глава девятая. Трансформаторы 9-1. Назначение трансформаторов 9-2. Принцип действия и устройство однофазного трансформатора 9-3. Холостой ход однофазного трансформатора 9-4. Работа нагруженного трансформатора и диаграмма магнитодвижущих сил (м. д. с.) 9-5. Изменение напряжения трансформатора при нагрузке 9-6. Мощность потерь в обмотках нагруженного трансформатора 9-7. Трехфазный трансформатор 9-8. Регулирование напряжения трансформаторов 9-9. Автотрансформаторы 9-10. Трансформаторы для дуговой электросварки 9-11. Измерительные трансформаторы 9-12. Коэффициент полезного действия трансформатора 9-13. Нагрев и охлаждение трансформаторов 9-14. Лабораторная работа. Однофазный трансформатор Глава десятая. Электрические машины переменного тока 10-1. Назначение машин переменного тока. Асинхронные электродвигатели 10-2. Получение вращающегося магнитного поля 10-3. Обмотка статора асинхронного электродвигателя 10-4. Обмотка ротора асинхронного двигателя 10-5. Принцип действия асинхронного двигателя 10-6. Электродвижущие силы в обмотках статора и ротора 10-7. Сопротивления обмотки ротора 10-8. Токи в обмотке ротора 10-9. Вращающий момент двигателя 10-10. Пуск в ход асинхронных двигателей 10-11. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя 10-12. Однофазный асинхронный двигатель 10-13. Потери и к. п. д. асинхронного двигателя 10-14. Синхронные машины 10-15. Универсальный коллекторный двигатель 10-16. Лабораторная работа. Трехфазный асинхронный электродвигатель Глава одиннадцатая. Электропривод и аппаратура управления 11-1. Система электропривода 11-2. Нагрев и охлаждение электрических машин 11-3. Выбор мощности двигателя при продолжительном режиме 11-4. Выбор мощности двигателя при кратковременном режиме 11-5. Выбор мощности двигателя при повторно-кратковременном режиме 11-6. Рубильники 11-7. Пакетные выключатели 11-8. Реостаты для пуска и регулирования электродвигателей 11-9. Контроллеры 11-10. Плавкие предохранители 11-11. Автоматические воздушные выключатели 11-12. Контакторы 11-13. Реле 11-14. Схема управления асинхронным двигателем с помощью реверсивного магнитного пускателя 11-15. Схема включения двухскоростного асинхронного двигателя 11-16. Автоматический пуск асинхронного двигателя с кольцами 11-17. Автоматический пуск двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением 11-18. Лабораторная работа. Сборка и проверка работы схемы релейноконтакторного управления трехфазным асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором Глава двенадцатая. Передача и распределение электрической энергии 12-1. Схемы электроснабжения промышленных предприятий. 12-2. Трансформаторные подстанции и распределительные устройства промышленных предприятий 12-3. Электрические сети промышленных предприятий 12-4. Защитное заземление Часть вторая. Основы промышленной электроники 13-1. Классификация и применение электронных приборов 13-2. Движение электронов в электрическом поле 13-3. Движение электронов в магнитном поле 13-4. Электронная эмиссия 13-5. Катоды электровакуумных приборов 13-6. Двухэлектродные электронные лампы — диоды 13-7. Применение двухэлектродных ламп Глава четырнадцатая. Трехэлектродные лампы. Четырех- и пятиэлектродные лампы. Усилители 14-1. Устройство и принцип работы триода 14-2. Статические характеристики триода 14-3. Параметры триода 14-4. Простейший каскад усиления 14-5. Характеристики и параметры простейшего каскада усиления 14-6. Типы триодов 14-7. Четырехэлектродные лампы — тетроды 14-8. Пятиэлектродные лампы — пентоды 14-9. Комбинированные и многосеточные лампы. Типы ламп 14-10. Общие понятия, относящиеся к усилителям 14-11. Режимы работы усилителей 14-12. Многокаскадные ламповые усилители 14-13. Обратная связь в усилителях 14-14. Лабораторная работа. Снятие анодных и анодно-сеточных характеристик триода и определение по ним статических параметров 14-15. Лабораторная работа. Снятие частотных характеристик усилителя напряжения низкой частоты Глава пятнадцатая. Газоразрядные приборы и их применение 15-1. Виды газового разряда и его вольт-амперная характеристика 15-2. Ионные приборы с несамостоятельным дуговым разрядом 15-3. Приборы с тлеющим разрядом 15-4. Ионные приборы с самостоятельным дуговым разрядом 15-5. Обозначения газоразрядных приборов 15-6. Лабораторная работа. Снятие анодносеточных и пусковых характеристик тиратрона Глава шестнадцатая. Электронные генераторы. Осциллографы 16-1. Генераторы синусоидальных напряжений 16-2. Зарядка и разряд конденсатора 16-3. Релаксационные генераторы (генераторы пилообразного напряжения) 16-4. Мультивибраторы 16-5. Электроннолучевые трубки 16-6. Электроннолучевой осциллограф 16-7. Обозначения электроннолучевых трубок 16-8. Лабораторная работа. Экспериментальное, определение кривых напряжений в схемах выпрямителей Глава семнадцатая. Полупроводниковые приборы и их применение 17-1. Собственная электропроводность полупроводников 17-2. Примесная электропроводность полупроводников 17-3. Полупроводниковый вентиль 17-4. Германиевые и кремниевые диоды 17-5. Меднозакисные и селеновые диоды 17-6. Применение полупроводниковых вентилей и схемы выпрямителей 17-7. Обозначения полупроводниковых диодов 17-8. Кремниевые стабилитроны (опорные диоды) 17-9. Транзисторы 17-10. Применение транзисторов для усиления колебаний 17-11. Схемы включения и характеристики транзисторов 17-12. Обозначения полупроводниковых триодов 17-13. Лабораторная работа. Снятие характеристик транзистора Глава восемнадцатая. Фотоэлектронные приборы и электронные реле 18-1. Фотоэлементы с внешним фотоэффектом 18-2. Фоторезисторы 18-3. Полупроводниковые фотоэлементы 18-4. Электронные и ионные реле 18-5. Лабораторная работа. Электронное реле — триггер

Диод

20 января 2020 — Admin

Главная / Теория

Если упрощённо, диод — это прибор, которой проводит ток только в одном направлении. На рисунке представлено обозначение диода на схеме. У него два вывода: катод и анод. Если на аноде достаточно большой «плюс» относительно катода, через диод течёт ток. Если же диод включён в обратной полярности, ток через него течь не будет.

Принцип действия полупроводникового диода

В настоящее время наиболее распространены полупроводниковые диоды, поэтому, в первую очередь, познакомимся именно с этим типом приборов.

Классический полупроводниковый диод представляет собой кристалл полупроводника (обычно, кремния или германия), в котором с помощью введения специальных примесей созданы две области: с n-проводимостью и с p-проводимостью. Подробнее теория полупроводников изложена в этой статье. Посмотрим, что будет, если к этому прибору подключать внешнее напряжение в разной полярности.

Принцип действия полупроводникового диода

Если плюс подключен к аноду, к p-зоне, он отталкивает положительно заряженные дырки к области p-n перехода, где они встречаются с отрицательно заряженными электронами, отталкиваемыми минусом с анода. В p-n переходе происходит рекомбинация электронов и дырок (электрон, встретившись с вакантным местом, дыркой, просто занимает его; формально при этом и дырка и свободный электрон исчезают). Через диод течет ток. А внешний источник питания продолжает поставлять и дырки и электроны в полупроводник, на замену рекомбинировавшим парам, так что ток не прекращается.

Посмотрим, что будет при обратной полярности. Минус на аноде оттянет дырки от области p-n перехода. То же самое произойдёт с электронами в n-области. Таким образом, в зоне p-n перехода практически не останется свободных зарядов, которые могли бы поддерживать ток, и диод будет «закрыт».

Вольт-амперная характеристика диода

В Википедии даётся такое определение диода: это электронный элемент, обладающий нелинейной вольт-амперной характеристикой. Что же это такая за характеристика, да ещё нелинейная?

Как следует из названия, вольт-амперная характеристика показывает зависимость тока от напряжения. По сути, это график на плоскости с осями U (напряжение, измеряется в вольтах) и I (сила тока, измеряется в амперах).

Теперь, с нелинейностью. Хм, а вообще, бывает ли линейная вольт-амперная характеристика? Да, бывает. У резистора. Его ещё называют пассивным сопротивлением. Ток напрямую связан с напряжением: повысили напряжение и ток увеличился, понизили — уменьшился. И связь эта линейная, описывается всем известным законом Ома. Если построить график зависимости тока от напряжения, это будет прямая линия, а угол её наклона будет зависеть от величины сопротивления резистора.

А вот у диода вольт-амперная характеристика далеко не прямая, поэтому и говорят: нелинейная. Выглядит она примерно так:

Вольт-амперная характеристика диода

Другими словами, сопротивление диода зависит от величины и полярности приложенного к нему напряжения. При прямом включении (плюс на аноде) сопротивление мало, при обратном — велико.

Применение диодов

Такие свойства позволяют диоду работать в электронных схемах на тех участках, где есть переменное напряжение, меняющее полярность:

• в детекторах, выделять низкочастотную составляющую из высокочастотного сигнала
• в выпрямителях блоков питания — здесь диод помогает превратить переменное напряжение в постоянное (точнее, пульсирующее)
• для защиты устройств и отдельных узлов от «неправильной» полярности действующего напряжения.

Основные параметры диодов

В справочнике по диодам можно найти с десяток параметров. Здесь не буду перечислять все, отмечу лишь, что в зависимости от функций диода в данном конкретном устройстве обычно важны только некоторые из этих параметров.

Например, в выпрямителях смотрят на максимально допустимое обратное напряжение (в момент обратного полупериода, когда диод заперт, к нему приложено достаточно высокое напряжение) и на максимально допустимый прямой ток. Превышение одного из этих параметров может привести к выходу диода из строя.

Для высокочастотных устройств важна максимальная частота переключения диода. В некоторых схемах используется факт падения напряжения на диоде при прямом включении, и тогда нужно смотреть на такой параметр, как прямое напряжение при заданной силе тока.

«Родственники» диода

Стоит также кратко упомянуть особые типы диодов. Например, стабилитрон — это диод, работающий в области обратной ветви вольт-амперной характеристики. Он используется как «поставщик» заранее известного напряжения, поскольку оно практически не зависит от величины протекающего через стабилитрон тока.

Полупроводниковые приборы, обозначение на схемах

Также, наверное, всем известны светодиоды — они способны превращать энергию рекомбинации электронов и дырок в p-n переходе в световое излучение. Причём, с гораздо большим КПД, чем, например, превращает электрическую энергию в свет лампа накаливания, благодаря чему светодиодные лампы оказываются весьма экономичны.

Обратный пример — фотодиод, его характеристики зависят от интенсивности света, который попадает на полупроводниковый кристалл.

Объединив свето- и фото-диод в одном корпусе, получим оптопару. Она помогает «развязать» участки схемы: между ними уже не будет электрического контакта, а сигнал будет передаваться светом. Обычно это делается в целях безопасности, например, чтобы высокое напряжение с силового блока ни при каких обстоятельствах не попало на низковольтные управляющие схемы.

Ещё один интересный тип диодов — варикап. Тут используется тот факт, что p-n переход имеет ёмкость, свободные заряды в области n и в области p являются как бы обкладками конденсатора. При этом, ёмкость такого конденсатора меняется в зависимости от величины приложенного к варикапу напряжения.

Поделиться в соцсетях:

Что такое диод и как он работает?

Содержание:

Диод – это прибор, состоящий из двух электродов с односторонней проводимостью. Их используют в выпрямителях электрического тока, в различной радиоаппаратуре, блоках питания и прочих электрооборудовании. В основе его работы лежит такое физическое явление, как полупроводимость. Они имеют самую различную мощность, а также могут быть объединены в диодные мосты, что повышает их эффективность.

Любой диод имеет катод и анод. На схемах эта радиодеталь обозначается в форме треугольника со стрелкой на катод. В данной статье будет рассмотрен принцип работы диода, как он работает, для чего служит и какую структуру он имеет. В качестве дополнения, статье имеет в себе два видеоролика и одну научно-популярную статья о диодах.

Что такое диод.

Что такое полупроводниковый диод – выпрямитель переменного тока

Диодами называют двухэлектродные приборы, обладающие односторонней проводимостью электрического тока. Это их основное свойство используют, например, в выпрямителях, где диоды преобразуют переменный ток электросети в ток постоянный для питания радиоаппаратуры, в приемниках — для детектирования модулированных колебаний высокой частоты, то есть преобразования их в колебания низкой (звуковой) частоты.

Наглядной иллюстрацией этого свойства диода может быть такой опыт. В цепь, составленную из батареи 3336Л и лампочки от карманного фонаря (3,5 В X 0,26 А), включи любой плоскостной диод, например, из серии Д226 или Д7, но так, чтобы анод диода, обозначаемый условно треугольником, был бы соединен непосредственно или через лампочку с положительным полюсом батареи, а катод, обозначаемый черточкой, к которой примыкает угол треугольника, с отрицательным полюсом батареи. Лампочка должна гореть.

Размеры диодов.

Измени полярность включения батареи на обратную — лампочка гореть не будет. Если сопротивление диода измерять омметром, го в зависимости от того, как подключить его к зажимам прибора, омметр покажет различное сопротивление: в одном случае малое (единицы или десятки ом), в другом — очень большое (десятки и сотни килоом). Этим и подтверждается односторонняя проводимость диода.

У диода два электрода: катод — отрицательный и анод — положительный (рис. 13). Катодом служит пластинка германия, кремния или какого-либо другого полупроводника, обладающего электронной проводимостью, или сокращенно полупроводник n-типа (n — начальная буква латинского слова negativus — «отрицательный»), а анодом – часть объема этой же пластинки, но- с так называемой дырочной про-водимостью, или сокращенно полупроводник р-типа (р — начальная буква латинского слова positivus — «положительный»).

Между электродами образуется так называемый р-n переход — пограничная зона, хорошо проводящая ток от анода к катоду и плохо в обратном направлении (за направление тока принято направление, противоположное движению электронов).  Диод может находиться в одном из двух состояний: открытом, то есть пропускном, либо закрытом, то есть непропускном. Диод бывает открыт, когда к нему приложено прямое напряжение Uпр, иначе, его анод соединен с плюсом источника напряжения, а катод — с минусом.

В этом случае сопротивление р-n перехода диода мало и через него течет прямой ток IПр, сила которого зависит от сопротивления нагрузки (в нашем опыте — лам-почка от карманного фонаря). При другой полярности питающего напряжения на р-n переход диода прикладывается обратное напряжение Uобр. В этом случае диод закрыт, его сопротивление велико и в цепи течет лишь незначительный обратный ток диода Iобр. О зависимости тока, проходящего через диод, от значения и полярности напряжения на его электродах лучше всего судить по вольтамперной характеристике диода, которую можно снять опытным путем.

Разные типы диодов.

Как работает диод

Можно физически сами диоды не видеть, но результат их действия окружает нас повсюду. Эти устройства позволяют управлять потоком тока в указанном направлении. Существует много различных вариантов исполнения диодов. В каких случаях это бывает необходимо? Ниже будут рассмотрены примеры и в некоторой степени принцип работы полупроводниковых диодов. Если добавить две металлические обкладки к P и N рабочим областям материала, то получатся электроды анод и катод. Схема подключения электродов к источнику может работать следующим образом:

[stextbox id=’info’]подача напряжения с батарейки к электроду N обеспечивает притяжение позитронов, соответственно к P электроду – электронов; отсутствие напряжения все возвращает в исходное состояние; смена полярности подаваемого напряжения обеспечивает притяжение электронов в обратном направлении к плюсовой пластине, а позитронов – к минусовой. В последнем случае избыточные заряды скапливаются на металлических обкладках, тогда как в центре самого материала образуется мертвая изолирующая зона. [/stextbox]

Таким образом, центральный участок материала становится диэлектриком. В таком направлении устройство не пропускает ток. Слово происходит от di (double) + -ode.  Определение терминов катод и анод диода, относящихся к контактам, известно каждому человеку. Катод – отрицательный электрод, анод – положительный. Если подать на анод плюс, а на катод – минус, то диод откроется, и электроток по нему потечет. Таким образом, диод – это устройство, которое имеет два электрода: катод и анод. Простое нелинейное электронное устройство, состоящее из двух разных полупроводников. Как устроен диод, хорошо видно на изображении.

Виды диодов.

Диоды и их разновидности

Мы очень часто применяем в своих схемах диоды, а знаете ли вы как он работает и что из себя представляет? Сегодня в “семейство” диодов входит не один десяток полупроводниковых приборов, носящих название “диод”.  Диод представляет собой небольшую емкость с откачанным воздухом, внутри которой на небольшом расстоянии друг от друга находится анод и второй электрод – катод, один из которых обладает электропроводностью типа р, а другой – n.

Чтобы представить как работает диод, возьмем для примера ситуацию с накачиванием колеса при помощи насоса. Вот мы работаем насосом, воздух закачивается в камеру через ниппель, а обратно этот воздух выйти через ниппель не может. По сути воздух, это тот же электрон в диоде, вошел электрончик, а обратно выйти уже нельзя. Если вдруг ниппель выйдет из строя то колесо сдуется, будет пробой диода. А если представить что ниппель у нас исправный, и если мы будем нажимая на пипку ниппеля выпускать воздух из камеры, причем нажимая как нам хочется и с какой длительностью – это будет управляемый пробой. Из этого можно сделать вывод что диод пропускает ток только в одном направлении (в обратном направлении тоже пропускает, но совсем маленький).

Материал в тему: как определить мощность тока.

Внутреннее сопротивление диода (открытого) – величина непостоянная, она зависит от прямого напряжения приложенного к диоду.  Чем больше это напряжение, тем больше прямой ток через диод, тем меньше его пропускное сопротивление. Судить о сопротивлении диода можно по падению напряжения на нем и току через него. Так, например, если через диод идет прямой ток Iпр. = 100 мА (0,1 А) и при этом на нем падает напряжение 1В, то (по закону Ома) прямое сопротивление диода будет: R = 1 / 0,1 = 10 Ом.

Отмечу сразу, что вдаваться в подробности и сильно углубляться, строить графики, писать формулы мы не будем – рассмотрим все поверхностно. В данной статье рассмотрим разновидности диодов, а именно светодиоды, стабилитроны, варикапы, диоды Шоттки и др. Треугольная часть является АНОД’ом, а черточка это КАТОД. Анод это плюс, катод – минус. Диоды например, используют в блоках питания для выпрямления переменного тока, при помощи диодного моста  можно превратить переменной ток в постоянный, применяются  для защиты разных устройств от неправильной полярности включения и т. п.

Какие разновидности диодов существуют.

Существует несколько основных видов диодов:

• Диод Шоттки. Диоды Шоттки имеют очень малое падение напряжения и обладают повышенным быстродействием по сравнению с обычными диодами. Ставить вместо диода Шоттки обычный диод не рекомендуется, обычный диод может быстро выйти из строя. Обозначается на схемах такой диод так:
• Стабилитрон. Стабилитрон препятствует превышению напряжения выше определённого порога на конкретном участке схемы. Может выполнять как защитные так и ограничительные функции, работают они только в цепях постоянного тока. При подключении следует соблюдать полярность. Однотипные стабилитроны можно соединять последовательно для повышения стабилизируемого напряжения или образования делителя напряжений. Основным параметром стабилитронов является напряжение стабилизации, стабилитроны имеют различные напряжения стабилизации, например 3в, 5в, 8.2в, 12в, 18в и т.п.
• Варикап. Варикап (по другому емкостной диод) меняет своё сопротивление в зависимости от поданного на него напряжения. Применяется как управляемый конденсатор переменной емкости, например, для настройки высокочастотных колебательных контуров.
• Тиристор. Тиристор имеет два устойчивых состояния: 1) закрытое, то есть состояние низкой проводимости, 2) открытое, то есть состояние высокой проводимости. Другими словами он способен под действием сигнала переходить из закрытого состояния в открытое. Тиристор имеет три вывода, кроме Анода и Катода еще и управляющий электрод – используется для перевода тиристора во включенное состояние. Современные импортные тиристоры выпускаются и в корпусах ТО-220 и ТО-92. Тиристоры часто используются в схемах для регулировки мощностей, для плавного пуска двигателей или включения лампочек. Тиристоры позволяют управлять большими токами. У некоторых типов тиристоров максимальный прямой ток достигает 5000 А и более, а значение напряжений в закрытом состоянии до 5 кВ. Мощные силовые тиристоры вида Т143(500-16) применяются в шкафах управления эл.двигателями, частотниках.
• Симистор. Симистор используется в системах, питающихся переменным напряжением, его можно представить как два тиристора, которые  включены встречно-параллельно. Симистор пропускает ток в обоих направлениях. Светодиод. Светодиод излучает свет при пропускании через него электрического тока. Светодиоды применяются в устройствах индикации приборов, в электронных компонентах (оптронах), сотовых телефонах для подсветки дисплея и клавиатуры, мощные светодиоды используют как источник света в фонарях и т.д. Светодиоды бывают разного цвета свечения, RGB и т.д.
• Инфракрасный  диод. Инфракрасные светодиоды (сокращенно ИК диоды) излучают свет в инфракрасном диапазоне . Области применения инфракрасных светодиодов это оптические контрольно-измерительные приборы, устройства дистанционного управления, оптронные коммутационные устройства, беспроводные линии связи. Ик диоды обозначаются так же как и светодиоды. Инфракрасные диоды излучают свет вне видимого диапазона,  свечение ИК диода можно увидеть и посмотреть например через камеру сотового телефона, данные диоды так же применяют в камерах видеонаблюдения, особенно на уличных камерах чтобы в темное время суток была видна картинка.
• Фотодиод. Фотодиод преобразует свет попавший на его фоточувствительную область, в электрический ток, находит применение в преобразовании света в электрический сигнал.

Схема выпрямления

Выпрямительные диоды присутствуют и в низковольтной части блока питания. Только схема включения состоит там не из 4-х диодов, а из двух. Внимательный читатель может спросить: «А почему это используются разные схемы включения? Нельзя ли применить диодный мост и в низковольтной части?» Можно, но это будет не лучшее решение. В случае диодного моста ток проходит через нагрузку и два последовательно включенных диода.

Интересно почитать: все о законе Ома.

В случае использования диодов 1N5408 общее падение напряжения на них может составить величину 1,8 В. Это очень немного по сравнению с сетевым напряжением 220 В. А вот если такая схема будет применена в низковольтной части, то это падение будет весьма заметным по сравнению с напряжениями +3,3, +5 и +12 В. Применение схемы из двух диодов уменьшает потери вдвое, так как последовательно с нагрузкой включен один диод, а не два.

Выпрямительный диод.

К тому же, ток во вторичных цепях блока питания гораздо больше (в разы), чем в первичной. Следует отметить, для этой схемы трансформатор должен иметь две одинаковые обмотки, а не одну. Схема выпрямления из двух диодов использует оба полупериода переменного напряжения, также как и мостовая.

Если потенциал верхнего конца вторичной обмотки трансформатора положителен по отношению к нижнему, то ток протекает через клемму 1, диод VD1, клемму 3, нагрузку, клемму 4 и среднюю точку обмотки. Диод VD2 в это время заперт. Если потенциал нижнего конца вторичной обмотки положителен по отношению к верхнему, то ток протекает через клемму 2, диод VD2, клемму 3, нагрузку, клемму 4 и среднюю точку обмотки. Диод VD1 в это время заперт. Получается тот же пульсирующий ток, что и при мостовой схеме.

Интересно почитать! Что такое варистор и где его применяют.

Что означает ВАХ диода?

ВАХ диода это просто напросто вольтамперная характеристика диода. Она описывает зависимость тока от напряжения прикладываемого к диоду.  Давайте рассмотрим это обстоятельство чуток подробнее. Слева у нас показан вольтамперной характеристики для резистора. Как видите, зависимость тока от напряжения линейная, чем больше напряжение приложенное к резистору  тем больше ток.

Для диода кривая зависимости явно отличается. Если мы подключим к аноду положительный потенциал, а к катоду отрицательный  и будем плавно повышать напряжение то будет происходить следующее. Ток в начальный момент времени будет очень мал поэтому диод еще не будет открыт по полной. Но если мы будем прибавлять напряжение то это приведет к полному открытию диода.

ВАХ диода.

Хорошо, а что же случится если мы подключим диод иначе? Положительный потенциал приложим к катоду, а отрицательный к аноду. В этом случае график ВАХ диода у нас буквально перевернется и картина будет следующая. При плавном повышении напряжения ток будет повышаться, но величина тока будет настолько незначительной, что им зачастую пренебрегают. Этот ток при обратном подключении называют еще током утечки.

[stextbox id=’info’]Только есть здесь один нюанс.  Если мы будем и дальше повышать обратное напряжения на диоде, то можно добиться резкого повышения тока. На вольтамперной характеристике этот момент выглядит в виде небольшого «хвостика» причудливо оттопыренного в конце. Это так называемый обратимый пробой диода. Такой пробой не страшен, если напряжение уменьшить то ток снова уменьшится и будет вновь очень незначительным. Явление подобного обратимого пробоя является  побочным и  для диода его всегда стараются сводить к минимуму.[/stextbox]

Как видите всю эту информацию мы получили лишь используя график ВАХ, но будет полезно все это проверить своими руками на практике. Действительно, соберите несложную схему и  сделайте несколько замеров мультиметром, это пойдет на пользу. Вот только диод нужно уметь правильно подключать, ато ведь его легко можно пожечь, так что читайте дальше -поведаю обо всем.

Для чего используют диоды и как включать в цепь?

О том как функционирует диод мы поговорили, вот только пока непонятно как его можно применять и вообще для чего все это. Для начала рассмотрим простейший пример включения диода в электрическую цеп, причем в переменке. И для начала простой вопрос, зачем здесь резистор? Внимательный читатель посмотрит вольтамперную характеристику диода и все станет ясно. Ток в диоде без дополнительной нагрузке начнет очень быстро расти, возникнет подобие короткого замыкания от чего диоду может не поздоровиться. Дабы не произошло подобного конфуза применяют токоограничивающий резистор.

Материал в тему: что такое электрическая цепь.

Свойство односторонней проводимости диода применяется не просто широко а повсеместно. В состав любого блока питания входят диоды как сами по себе так и в составе диодного моста. Ведь в любом блоке питания происходит один очень важный момент, а именно происходит превращение переменного тока в постоянный. А вот эту ответственную миссию берут на себя именно диоды. Полное превращение мы рассмотрим когда будем обсуждать диодные мосты, но как ведет себя диод в переменном токе мы сейчас увидим. Схема все та же что и была, диод и резистор включенные в цепь переменного тока.

Заключение

Рейтинг автора

Написано статей

Более подробно о диодах, их структуре и применении рассказано в статье «Что такое диод и как он работает». Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. А также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов. Для этого приглашаем читателей подписаться и вступить в группу.

В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию во время подготовки материала:

www. radiostorage.net

www.electrikam.com

www.beam-robot.ru

www.elquanta.ru

www.popayaem.ru

www.vsbot.ru

www.cxem.net

www.eltechbook.ru

Предыдущая

ПолупроводникиВиды и устройство оптронов (оптопар)

Следующая

ПолупроводникиРазновидности указателей напряжения. Указатели напряжения до 1000В

Идентификация анода и катода диода (#2 Простые методы, 2023)

Существует два простых метода, которые мы можем использовать для идентификации анода и катода диода. Первый — найти серую полосу на корпусе диода — это вывод катода. Второй метод предполагает использование тестера компонентов M328.

В большинстве случаев вы будете использовать первый метод. Второй метод — это просто еще одна альтернатива, позволяющая облегчить вашу жизнь и принести немного удовольствия в вашу лабораторию.

Привет, я Аббас. В оставшейся части статьи я подробно объясню вышеупомянутые методы. В конце концов, вы должны быть уверены, что сможете идентифицировать анод и катод любого данного диода, включая светодиоды

. Я не идеален, и эта статья не будет идеальной. Это всего лишь мои ограниченные знания, которые я пытаюсь вам как-то помочь.

Надеюсь, вам понравится.

Содержание

Диод Анод Катод Идентификация

Диод представляет собой полупроводниковый компонент с двумя выводами. Он позволяет току течь только в одном направлении.

Для правильного протекания тока диод должен находиться в режиме прямого смещения, т. е. его катодный вывод должен быть подключен к отрицательному выводу источника напряжения, а анод должен быть подключен к положительному выводу источника напряжения.

Но вопрос в том, как узнать, какая клемма является анодом, а какая катодом, чтобы мы могли правильно сместить его для наших цепей.

Давайте узнаем ниже.

Метод 1: Визуальный осмотр

Этот метод используется чаще всего. Вы также будете использовать его много раз.

В этом методе мы просто берем диод, который мы хотим узнать, правильный вывод и выполняем следующие шаги:

• Берем диод
• Найдите полосу серого цвета на корпусе диода

Физический диод

• После идентификации бара.
• Отметьте терминал, на котором вы идентифицируете бар.
• Этот вывод является отрицательным катодом.
• Другой — положительный анод — это так просто

Этот метод не работает, если у вас диод без полоски, т.е. полоска со временем удалилась.

Давайте посмотрим на этапы идентификации анода и катода светодиода.

Светодиод — сокращение от светоизлучающий диод. По сути, это тип диода, который мы используем для индикации почти в каждом электронном продукте и устройстве.

Светодиоды бывают разных размеров и цветов. Чтобы правильно с ними работать, вы должны подключить их в режиме прямого смещения, иначе они не будут светиться, а в некоторых худших случаях вы можете перегореть светодиодами.

Выполните следующие шаги, чтобы определить клеммы любого светодиода.

• Возьми свой светодиод
• Определите длинную клемму между двумя заданными ветвями.

Клеммы для светодиодов

• Эта длинная ножка — ваш положительный анод
• Более короткий катод — это отрицательный катод — его легко идентифицировать.

Теперь этот метод не работает, если у вас есть старый б/у светодиод, длина ножек которого такая же. Или трудно сказать, какой терминал короче другого.

В таких случаях выполните следующие действия.

• Возьми свой светодиод
• Ищите сторону среза (вы обязательно увидите небольшую сторону среза в любом светодиоде)
• Эта сторона среза является вашим положительным анодом
• Другая клемма автоматически становится вашим отрицательным катодом.

Описанные выше методы используются для каждого светодиода. Неважно, какой размер или форма у светодиода — эти шаги необходимо выполнить, чтобы точно определить правильные контактные клеммы.

Разумеется, существуют и другие типы диодов, например диод Zenor.

Выполните следующие действия для выводов диода Zenor:

• Возьмите диод Zenor
• Найдите черную тонкую полоску на корпусе.
• Этот вывод с черной полосой является отрицательным катодом
• Другая клемма — ваш положительный анод.

Сейчас практически известно, что для того, чтобы узнать катод любого типа диода — ищите планку. Цвет полосы может быть любым, просто обозначьте его. Это ваш катод, а другой терминал по умолчанию будет вашим положительным анодом.

Описанный выше общий метод поиска полосы также применим и к диодам SMD.

SMD-диоды — крошечные устройства, но если вы внимательно посмотрите на них, то обязательно увидите полоску. Этот бар — ваш катод.

Это относится и к светодиодам SMD.

Единственным ограничением этого метода является то, что если ваш стержень был удален со временем, вы не можете использовать этот метод. Тогда вам следует рассмотреть другие связанные методы.

Способ 2: с помощью тестера M328

По моему мнению, вы будете использовать описанные выше методы до конца своей жизни, связанной с электроникой.

Потому что они просты и понятны.

Но я также думаю, что жизнь — это изучение новых вещей, жизнь — это получение нового опыта.

Вот почему я включаю этот метод. Это может стать вашим новым жизненным опытом. Вы также можете добавить M328 в свою коллекцию лабораторного оборудования.

Хорошо!

Тестер компонентов M328 — это устройство, которое помогает нам:

• Идентификация различных электронных компонентов
• Помогает проверить, хороший компонент или плохой
• Это помогает нам идентифицировать конфигурацию контактов различных электронных компонентов, включая диоды и транзисторы любого типа
• Он также дает нам принципиальную схему тестируемых компонентов и значения всех соответствующих параметров за считанные секунды.

Итак, как мы можем использовать M328 для идентификации анода и катода диода? Ну, это очень легко.

M328

Выполните следующие шаги, и все готово.

• Возьмите тестер M328
• Возьмите диод, который вы хотите проверить, на правильные контакты
• Поместите диод в тестер компонентов
• Нажмите кнопку проверки.
• Получить результаты на дисплее.
• Результаты будут представлены в виде электрической схемы с правильной конфигурацией контактов. – это так просто.

Преимущество этого метода в том, что вы можете проверить выводы любого диода. Вы можете проверить диод, даже если его планка со временем или по какой-либо причине полностью удалилась.

Мне нравится Тестер компонентов M328 (ссылка на продукт) по разным причинам. Это весело, когда вы помещаете компонент, нажимаете тест и видите всю связанную информацию прямо на одном экране. Если вам это тоже нравится, купите себе.

Вывод

Диод представляет собой пассивный компонент с двумя выводами. Чтобы правильно с ним работать, вы должны определить его правильную конфигурацию контактов, как и любой другой электронный компонент.

Под правой конфигурацией контактов я подразумеваю, какая клемма является анодом (положительная клемма), а какая — отрицательным катодом.

В этой статье мы попытаемся рассмотреть некоторые методы идентификации анода и катода диода.

Первый метод — визуальный осмотр. В этом методе мы ищем серую полосу на корпусе любого диода. Как только мы его находим – это наш отрицательный катод. Другой — положительный анод.

Для второго метода требуется тестер компонентов M328. В этом методе мы просто помещаем наш диод в тестер M328, нажимаем кнопку проверки и получаем точные результаты в кратчайшие сроки.

Ну вот, ребята.

Надеюсь, вам понравилась эта статья.

Ниже приведены полезные ресурсы для получения дополнительной информации о диодах.

• Простое чтение диодов для начинающих (Pin, Bridge, Zenor)
• Тестирование диодов (узнайте, неисправен ли диод, открыт или замкнут)
• 13 Функции диода в цепи (ключевая роль диода)
• Признаки неисправности диода (как узнать, неисправен ли диод)
• Определите выводы немаркированных диодов (простое решение)
• Как проверить диод без мультиметра (простые решения)
• Изучение основ диодов для начинающих (Краткое руководство)
• Схема схемы однополупериодного выпрямителя [однофазная]

Бесплатные ресурсы для тех, кто только начинает знакомиться с электроникой.

• Базовая электроника для начинающих (просто шаг за шагом)
• 21 Лучшие электронные инструменты и оборудование для начинающих
• 15 лучших комплектов электронных компонентов для начинающих
• Начало работы с электроникой (Пошаговое руководство)

Спасибо и счастливой жизни.

Анализ схемы — Головоломка с параллельными диодами, смещенными в прямом направлении, с общим анодом и разными напряжениями на катоде

Если мы нарисуем два источника напряжения, мы легко увидим, что они подключены (через диоды) параллельно общему резистору. D1 имеет обратное смещение и выключает V1 ; D2 смещен вперед и превращает V2 в . Таким образом, напряжение на резисторе и ток через резистор определяются величиной V2; выходное напряжение V6 равно -11,4 В.

^{смоделируйте эту схему – Схема создана с помощью CircuitLab}

В следующих строках я воспользуюсь случаем, который дает мне этот вопрос, чтобы раскрыть философию такого рода схем переключения диодов.

Для управления выходным напряжением выходы устройства нуждаются в цепи из двух последовательно соединенных элементов — pull up и pull down , подключенных между шинами питания (конфигурация делителя напряжения). В простых выходных каскадах только один элемент является транзистором; другой — нагрузка или резистор.

Выходы только с источником

Например, простой 1-транзисторный выходной каскад на NPN-транзисторе (эмиттерный повторитель или открытый эмиттер ) может подавать ток только на нагрузку с понижением напряжения (заземленную).

^{смоделируйте эту схему}

Она не может управлять подтягивающими нагрузками, потому что и транзистор, и нагрузка будут подтягивающими элементами (делитель напряжения не будет сформирован).

^{имитация этой схемы}

Только стоковые выходы

И наоборот, эмиттерный повторитель, изготовленный из PNP-транзистора, может потреблять ток только от подтягивающей (подключенной к Vcc) нагрузки.

^{смоделируйте эту схему}

Она не может управлять нагрузками с понижением напряжения, поскольку и транзистор, и нагрузка будут элементами понижения напряжения (снова не будет делителя напряжения).

^{имитация этой схемы}

Выходы источника и стока

Образно говоря, указанные выше выходные каскады ведут себя как «однонаправленные источники напряжения». Но что нам делать, если нам нужно получать и потреблять ток, чтобы управлять всевозможными нагрузками? Мы можем просто объединить два 1-транзисторных каскада выше в один дополнительный каскад (рисунок ниже). Он может как подавать, так и отводить ток на подтягивающие и от подтягивающих нагрузок, действуя как двунаправленный источник напряжения (здесь делитель напряжения RL1-RL2 служит нагрузкой).

^{смоделируйте эту схему}

Дополнительные каскады идеальны, но в некоторых случаях возникают проблемы. Звучит несколько парадоксально, но в электронных схемах иногда необходимо соединить несколько выходов напряжения друг с другом (обычно мы соединяем вход с выходом). Типичными примерами являются компьютерные шины, диодные логические элементы, резервные источники питания и т. д.

^{смоделируйте эту схему}

Но представьте, что у нас есть только устройства с идеальными дополнительными выходами. Если мы напрямую присоединяемся к ним, между ними может возникнуть конфликт (короткое соединение). Например, на рисунке выше левый повторитель напряжения подает на нагрузку около 15 В (делитель напряжения RL1-RL2), а правый повторитель — только 5 В. Это эквивалентно закороченному источнику напряжения 10 В. Как разрешить такой конфликт?

От

двустороннего обратно к одностороннего

Мы знаем, что односторонние выходы не имеют этой проблемы. Итак, мы начинаем искать способ превратить двусторонний выход обратно в односторонний. Самое смешное здесь то, что мы собрали его с двумя транзисторами и теперь, так как не можем разобрать его на составные части, ищем другой путь.

И в этом нам помогают диоды. Подключив диод последовательно к источнику напряжения, мы делаем его «однонаправленным источником напряжения». Теперь мы можем объединять такие выходы для решения разных задач.

Только для двухстороннего выхода двухстороннего выхода

^{Моделируйте эту цепь}

Два только для двухсторонних выходов с двусторонним. эта схема

Два соединенных двухсторонних выхода только с обратным выходом

^{имитируют эту схему}

Диодные элементы

В диодных логических элементах диоды предотвращают конфликт между входными источниками (имеющими равные напряжения).

В вентилях ИЛИ диоды действуют как переключатели, которые соединяют соответствующий входной источник (X1), вырабатывающий логическую «1», со входом логического вентиля и отключают его, когда он выдает логический «0». Это как бы источники «двойного действия» — подают высокое напряжение и последовательно замыкают выключатель.

^{смоделируйте эту схему}

Таким образом, если, например, один из входных источников выдает высокое напряжение, другие, вырабатывающие низкое напряжение, будут отключены, и короткого замыкания не произойдет. Примечание: в качестве нагрузки я использовал идеальные диоды (VF = 0 В) и реальный вольтметр (Rv = 10 кОм).

В логических элементах И диоды действуют как переключатели, которые соединяют соответствующий входной источник (X1), формирующий логический «0» (земля), со входом логического вентиля и отключают его, когда он формирует логическую «1». Теперь источники «двойного действия» подают отрицательное напряжение и последовательно замыкают ключ.

^{смоделируйте эту схему}

Таким образом, если, например, один из источников входного сигнала производит низкое напряжение, другие, производящие высокое напряжение, будут отключены, и короткого замыкания не произойдет. Примечание: я использовал идеальные диоды (VF = 0 В).

Селектор максимального напряжения

В других случаях входные напряжения имеют другие значения. Однонаправленные источники (оснащенные последовательно включенными диодами) подключаются параллельно. Только источник с наибольшим напряжением будет подключен через свой диод к общей точке; другие источники будут отключены своими диодами.

Например, рассмотрим простой блок питания с резервной батареей. Образно говоря, два источника BAT и Vs выполнены «однонаправленными» с помощью диодов D1 и D2. Поскольку Vs выбирается немного выше, чем VBAT, оно доминирует и накладывает свое напряжение на нагрузку.

^{имитировать эту схему}

Селектор минимального напряжения

Если мы поменяем полярность источников и диодов, мы получим «селектор минимального напряжения»; такова схема ОП.

^{смоделируйте эту схему}

Такое расположение двух источников напряжения (V1 и V2), соединенных параллельно через два устройства (D1 и D2), можно увидеть во многих других схемных решениях. На самом деле два источника соединены последовательно (через землю), поэтому их напряжения суммируются/вычитаются, и результирующее напряжение подается в сеть двух устройств последовательно. Каждый из источников пытается установить напряжение средней точки равным своему напряжению. Давайте посмотрим на некоторые типичные применения этой схемы.

Диодные ограничители

• Параллельный диодный ограничитель

^{имитация этой схемы}

• Серийный диодный ограничитель

^{Моделируйте эту цепь}

Инвертирующая конфигурация

^{Моделируйте эту цепь}

Роль резистора

В порядке, чтобы работать в целом. текущий. Это может быть обеспечено сопротивлением нагрузки. Но при очень большом сопротивлении нагрузки или обрыве цепи приходится подключать дополнительный резистор параллельно «нагрузке». Его сопротивление выбираем для того, чтобы обеспечить минимально необходимый ток через диод.

Как работают диоды и светодиоды?

Узнайте, как работает диод для управления потоком электрического тока в цепи с использованием полупроводников n-типа и p-типа.

Пришло время повысить уровень своих знаний и перейти от простых пассивных компонентов к области полупроводниковых компонентов. Эти детали оживают, когда их подключают к электрической цепи, и они могут разными способами манипулировать электричеством. Вам предстоит работать с двумя полупроводниковыми компонентами: диодом и транзистором. Сегодня мы поговорим о диоде, печально известном регуляторе, который позволяет электричеству течь только в одном направлении! Если вы видели светодиод в действии, вы уже далеко впереди. Давайте начнем.

Управление потоком

Диод хорошо известен своей способностью управлять потоком электрического тока в цепи. В отличие от пассивных компонентов, которые сидят сложа руки, сопротивляясь или накапливая, диоды активно держат руку на пульсе приливов и отливов тока, когда он течет по нашим устройствам. Есть два способа описать, как ток будет или не будет течь через диод:

1. Прямое смещение: Когда вы правильно вставите батарею в цепь, ток будет протекать через диод; это называется смещенным вперед состоянием.
2. Обратное смещение: Когда вы вставляете батарею в цепь в обратном направлении, ваш диод блокирует протекание любого тока, что называется состоянием с обратным смещением.

Простой способ визуализировать разницу между состояниями диода с прямым и обратным смещением в простой схеме

Хотя эти два термина могут показаться слишком сложными, подумайте о диоде как о переключателе. Он либо закрыт (включен) и через него проходит ток, либо открыт (выключен), и ток через него не проходит.

Полярность диода и символы

Диоды

являются поляризованными компонентами, что означает, что они имеют очень специфическую ориентацию, которую необходимо подключить в цепь для правильной работы. На физическом диоде вы заметите две клеммы, выходящие из консервной банки посередине. Одна сторона — это положительный полюс, называемый анодом. Другая клемма является отрицательным концом, называемым катодом . Ток в диоде может двигаться только от анода к катоду, а не наоборот.

Вы можете определить катодную сторону физического диода, посмотрев на серебряную полоску рядом с одной из клемм. (Источник изображения)

На схеме легко найти диод. Просто найдите большую стрелку с линией, проходящей через нее, как показано ниже. У некоторых диодов и анод, и катод отмечены как положительные и отрицательные, но простой способ запомнить, как протекает ток в диоде, — это следовать направлению стрелки.

Стрелка на символе диода указывает направление тока.

В наши дни большинство диодов изготавливаются из двух самых популярных полупроводниковых материалов в электронике — кремния или германия. Если вы что-нибудь знаете о полупроводниках, то вы знаете, что ни один из этих элементов не проводит электричество в своем естественном состоянии. Так как же заставить электричество течь через кремний или германий? С помощью маленького волшебного трюка под названием допинг.

Легирование полупроводников

Полупроводниковые элементы странные. Возьмем, к примеру, кремний. Это изолятор днем. Однако, если вы добавите к нему примеси с помощью процесса, называемого легированием, вы наделите его магической способностью проводить электричество ночью.

Из-за их двойных свойств изолятора и проводника полупроводники нашли свою идеальную нишу в компонентах, которые должны управлять потоком электрического тока в виде диодов и транзисторов. Вот как протекает процесс легирования типичного куска кремния:

1. Во-первых, кремний выращивают в строго контролируемой лабораторной среде. Это называется чистой комнатой, то есть в ней нет пыли и других загрязнений.
2. Теперь, когда кремний вырос, пришло время его легировать. Этот процесс может идти одним из двух путей. Первый заключается в легировании кремния сурьмой, что дает ему несколько дополнительных электронов и позволяет кремнию проводить электричество. Это называется кремнием n-типа или отрицательным типом, потому что в нем больше отрицательных электронов, чем обычно.
3. Вы также можете легировать кремний в обратном порядке. Добавление бора к кремнию удаляет электроны из атома кремния, оставляя пустые дыры там, где должны быть электроны. Это называется кремнием p-типа или положительного типа.
4. Теперь, когда ваши кусочки кремния легированы как положительно, так и отрицательно, вы можете собрать их вместе. Соединяя кремний n-типа и p-типа вместе, вы создаете соединение.

Пример

Допустим, вы соединили кремний n-типа и p-типа вместе, а затем подключили батарею, создав цепь. Что случится?

В этом случае отрицательная клемма соединяется с кремнием n-типа, а положительная клемма соединяется с кремнием p-типа. А ничейная территория между двумя кусками кремния? Ну, он начинает сжиматься, и начинает течь электрический ток! Это состояние диода с прямым смещением, которое мы обсуждали вначале.

Предположим, вы подключаете аккумулятор наоборот: отрицательный вывод подключается к кремнию p-типа, а положительный вывод — к кремнию n-типа. Здесь происходит то, что нейтральная полоса между двумя кусками кремния становится шире, и ток вообще не течет. Это состояние с обратным смещением, которое может принимать диод.

Подсоедините аккумулятор в непреднамеренном направлении, и ваш диод предотвратит протекание тока между n-типом и p-типом. (Источник изображения)

Прямое напряжение и поломки

Когда вы работаете с диодами, вы узнаете, что для того, чтобы один из них пропускал ток, требуется определенное количество положительного напряжения. Напряжение, необходимое для включения диода, называется прямым напряжением (VF). Вы также можете увидеть, что это называется напряжением включения или напряжением включения.

Чем определяется это прямое напряжение? Полупроводниковый материал и типа . Вот как это разбивается:

• Кремниевые диоды. Использование диода на основе кремния потребует прямого напряжения от 0,6 до 1 В.
• Германиевые диоды. Использование диода на основе германия потребует более низкого прямого напряжения, около 0,3 В.
• Другие диоды. Для специализированных диодов, таких как светодиоды, требуется более высокое прямое напряжение, тогда как для диодов Шоттки (см. ниже) требуется более низкое прямое напряжение. Лучше всего проверить техническое описание вашего конкретного диода, чтобы определить его номинальное прямое напряжение.

Я знаю, что мы говорили о диодах, пропускающих ток только в одном направлении, но вы можете нарушить это правило. Если вы приложите огромное отрицательное напряжение к диоду, то вы сможете изменить направление его тока!

Конкретная величина напряжения, которая вызывает возникновение этого обратного потока, называется напряжением пробоя . Напряжение пробоя v для обычных диодов составляет от -50В до -100В. Некоторые специализированные диоды могут даже работать при этом отрицательном напряжении пробоя, о котором мы поговорим позже.

Распаковка семейства диодов

Существует множество диодов, каждый со своими особыми способностями. И хотя каждый из них имеет общую основу для ограничения потока тока, вы можете использовать эту общую основу для создания множества различных применений. Давайте проверим каждого члена семейства диодов!

Стандартные диоды

Ваш средний диод. Стандартные диоды имеют умеренные требования к напряжению и низкий максимальный номинальный ток.

Стандартный повседневный диод, доступный в Digi-Key, обратите внимание на серебряную полоску, которая отмечает конец катода. (Источник изображения)

Выпрямительные диоды

Это более мощные братья и сестры стандартных диодов и имеют более высокий максимальный номинальный ток и прямое напряжение. В основном они используются в источниках питания.

Более мощные аналоги стандартного диода, разница заключается в большем номинальном токе и прямом напряжении.

Диоды Шоттки

Это причудливый родственник семейства диодов. Диод Шоттки пригодится, когда вам нужно ограничить потери напряжения в вашей цепи. Вы можете идентифицировать диод Шоттки на схеме, найдя типичный символ диода, добавив два новых изгиба (форма «S») на выводе катода.

Ищите изгибы на катодном конце диода, чтобы быстро идентифицировать его как диод Шоттки.

Стабилитроны

Зенеровские диоды являются паршивой овцой в семействе диодов. Они посылают электрический ток в противоположном направлении! Они делают это, используя напряжение пробоя, о котором говорилось выше, также называемое пробоем Зенера. Используя эту пробойную способность, стабилитроны отлично подходят для создания стабильного опорного напряжения в определенном месте цепи.

Зенеровский диод разительно отличается от остальных диодов семейства и может передавать ток от катода к аноду. (Источник изображения)

Фотодиоды

Photodiodes — мятежные подростки в семействе диодов. Вместо того, чтобы просто пропускать ток через цепь, фотодиоды улавливают энергию источника света и превращают ее в электрический ток. Вы найдете их для использования в солнечных панелях и оптической связи.

Фотодиоды берут на себя все это, улавливая энергию света и превращая ее в электрический ток. (Источник изображения)

Светоизлучающие диоды (СИД)

Светодиоды

— это сияющие звезды семейства диодов. Как и стандартные диоды, светодиоды позволяют току течь только в одном направлении, но с изгибом! Когда подается правильное прямое напряжение, эти светодиоды загораются яркими цветами. Однако есть загвоздка в том, что определенные цвета светодиода требуют разных прямых напряжений. Например, для синего светодиода требуется прямое напряжение 3,3 В, тогда как для красного светодиода требуется всего 2,2 В, чтобы он начал светиться.

Что делает эти светодиоды такими популярными?

• Эффективность: Светодиоды излучают свет электронным способом, не выделяя тонны тепла, как традиционные лампы накаливания. Это позволяет им экономить тонны энергии.
• Управление: светодиодами также очень легко управлять в электронной схеме. Пока перед ними стоит резистор, они должны работать!
• Недорого: светодиоды очень доступны по цене и долговечны. Вот почему вы обнаружите, что они так часто используются в сигналах светофора, дисплеях и инфракрасных сигналах.

Светодиоды бывают разных форм и цветов, для каждого из которых требуется разное прямое напряжение ! (Источник изображения)

Три наиболее распространенных применения диодов

Поскольку диоды бывают разных форм, размеров и конфигураций, их использование в наших электронных схемах столь же богато! Вот лишь несколько вариантов использования диодов:

1. Преобразование переменного тока в постоянный

Процесс преобразования переменного тока (AC) в постоянный ток (DC) может осуществляться только с помощью диодов! Этот процесс выпрямления (преобразования) тока позволяет вам подключать всю вашу повседневную электронику постоянного тока к настенной розетке переменного тока в вашем доме. Существует два типа приложений преобразования, в которых диод играет свою роль:

• Полуволновое выпрямление. Для этого преобразования требуется только один диод. Если вы посылаете сигнал переменного тока в цепь, ваш единственный диод отсекает отрицательную часть сигнала, оставляя только положительный вход в виде волны постоянного тока.
   

   

Одиночный диод в схеме однополупериодного выпрямителя, отсекающий отрицательный конец сигнала переменного тока. (Источник изображения)

• Полноволновое мостовое выпрямление . В этом процессе преобразования используются четыре диода. И вместо того, чтобы просто отсекать отрицательную часть сигнала переменного тока, как в однополупериодном выпрямителе, этот процесс преобразует все отрицательные волны в сигнале переменного тока в положительные волны для сигнала, готового к постоянному току.

Двухполупериодный мостовой выпрямитель идет еще дальше, преобразуя весь положительный и отрицательный сигнал переменного тока в постоянный. (Источник изображения)

2. Контроль скачков напряжения

Диоды

также можно использовать в приложениях, где могут возникать неожиданные скачки напряжения. Диоды в этих приложениях могут ограничить любое повреждение, которое может произойти с устройством, поглощая любое избыточное напряжение, попадающее в диапазон напряжения пробоя диода.

3. Защита вашего текущего

Наконец, вы также обнаружите, что диоды могут защищать чувствительные цепи. Если вы когда-нибудь разбивали батарею неправильным образом, и ничего не взрывалось, вы можете поблагодарить свой дружелюбный диод. Размещение диода последовательно с положительной стороной источника питания гарантирует, что ток течет только в правильном направлении.

Начало работы с диодами

Ну вот, контрольный диод и все его сумасшедшие члены семьи! Диоды имеют множество применений, от питания этих красочных светодиодных ламп до преобразования переменного тока в постоянный. Но почему диод не получил такой широкой огласки, как транзистор или интегральная схема? Мы думаем, что все дело в том, что на кухне слишком много поваров. Первый диод был обнаружен почти 150 лет назад, и с тех пор сотни инженеров и ученых приложили свои усилия, чтобы улучшить это открытие. Несмотря на его долгую историю со многими личностями, многие люди по-прежнему считают диод четвертым по важности изобретением после колеса.

Знаете ли вы, что Autodesk Fusion 360 включает множество бесплатных библиотек диодов, которые вы можете начать использовать уже сегодня? Пропустить занятость по созданию детали; попробуйте Autodesk Fusion 360 бесплатно уже сегодня!

Введение диода | Spinning Numbers

Внутри этих небольших стеклянных корпусов находятся кремниевые диоды. Черная полоса на одном конце — это катод, сторона, где ток выходит из диода.

Диод — это наш первый полупроводниковый прибор. Отличительной особенностью диода является то, что он проводит ток в одном направлении, но не в другом. Мы не будем вдаваться в подробности того, как диод это делает или как он сделан. К счастью, вам не нужно знать, как сделать диод, прежде чем вы сможете использовать его в цепи.

Автор Вилли Макаллистер.

---

Содержимое

• Символ диода
• Диодные клеммы
  • Как запомнить анод и катод?
  • Определите клеммы реального диода
  • Определите клеммы с помощью мультиметра
• Типы диодов
• Характеристика диода $i$-$v$
• Прямое смещение
• Обратное смещение
• Обратный пробой

---

Куда мы направляемся

• Диод сильно проводит в одном направлении и почти $0$ в другом.

• Научитесь определять клеммы реального диода — катод и анод .

• Понимание диодных терминов – прямое смещение, обратное смещение , ток насыщения и пробой .

---

Диод — это любое электрическое устройство, обладающее свойством проводить ток в одном направлении, а не в противоположном. Каждый диод, с которым вы столкнетесь в современной электронике, сделан из полупроводникового материала.

Что такое полупроводник? Материалы

Semiconductor находятся между изоляторами и проводниками. Они полупроводниковые. Полупроводники обычно ведут себя как изоляторы, но мы можем контролировать их проводимость, изменяя способ их изготовления — добавляя незначительное количество примесных атомов — и прикладывая к ним напряжение.

Наиболее известным и понятным полупроводниковым материалом является кремний (Si, атомный номер $14$) в периодической таблице. Кремний на сегодняшний день является наиболее распространенным материалом, используемым для создания полупроводниковых устройств. О кремнии известно больше, чем, возможно, о любом другом материале на Земле.

Часть периодической таблицы, показывающая кремний (Si) и другие близлежащие полупроводниковые материалы. B — бор, C — углерод, N — азот, Al — алюминий, Si — кремний, P — фосфор, Ga — галлий, Ge — германий, As — мышьяк.

Другие полупроводниковые материалы включают германий (Ge, атомный номер $32$, сразу после кремния) и арсенид галлия, соотношение галлия и мышьяка $1:1$, также известный как GaAs, (атомные номера $31$ и $33$, на по обе стороны от германия).

Наша способность точно контролировать проводящие свойства кремния позволяет нам создавать современные чудеса, такие как компьютеры, мобильные телефоны и любые другие сложные электронные устройства. Детали того, как работает полупроводник, регулируются квантовой механикой.

Символ диода

Схематическое обозначение диода выглядит следующим образом:

Черная стрелка ► в символе указывает направление прямого тока диода, $\blueD i$. Напряжение диода, $\goldD v$, ориентировано со знаком $+$ на том конце, где прямой ток поступает в диод , точно так же, как и для пассивных компонентов.

Диодные клеммы

Когда вы рисуете диоды, символ четко указывает направление прямого тока. Обычно вам не нужны имена для двух терминалов. Вы встретите их в таблицах данных, Анод и Катод .

Как запомнить анод и катод?

Долгое время не мог вспомнить, какой конец диода был анодом, а какой катодом — каждый раз смотрел. Наконец-то я придумал памятку. Катод по-немецки звучит как Катод . Большая буква K выглядит как символ диода.

Переворачивайте символ диода, пока он не станет похож на букву K. Катод — это клемма слева.

Определите клеммы реального диода

Если вы имеете дело с реальными диодами, вы должны выяснить, в какую сторону направить диод. В реальном мире диоды настолько малы, что на них нет места, чтобы нарисовать на них маленький символ диода, поэтому вам нужно идентифицировать клеммы каким-то другим способом.

Диоды поставляются во всевозможных крошечных упаковках. Есть несколько способов указать, какая диодная клемма какая.

Упаковки диодов, такие как стеклянные и черные пластиковые цилиндры, показанные выше, обычно имеют окрашенную планку на одном конце. Полоса на упаковке — это полоса символа диода, поэтому она указывает на катод.

Полоса (любого контрастного цвета) соответствует катоду диода.

Этот красный светодиод (светоизлучающий диод) не имеет полосы, а имеет провода разной длины. Прямой ток идет в более длинный вывод (анод). На упаковке может быть выпуклость или язычок, торчащий со стороны анода.

Более длинный провод соответствует аноду. Ток течет в диод с этого направления.

Определите клеммы с помощью мультиметра

Надежным способом проверки подлинности клемм является использование мультиметра для определения направления прямого тока. Когда метр настроен на считывание сопротивления, $\Omega$, он подает небольшое напряжение на свои измерительные провода (вот почему омметру нужна батарея). Вы используете это небольшое напряжение, чтобы увидеть, в каком направлении течет ток.

Диод перевернут на каждом изображении.

$\text a.$ Если омметр показывает конечное сопротивление, это означает, что диод проводит небольшой ток в прямом направлении. С красного вывода $+$ через диод протекает небольшой ток. Это означает, что красный провод касается анода.
$\text b.$ Если значение сопротивления равно O.L (перегрузка), диод не проводит ток. Это означает, что красный провод $+$ касается катода.

Ваш глюкометр может иметь настройку диода – маленький символ диода.

В этом случае прибор будет отображать прямое напряжение и издавать звуковой сигнал, когда красный провод касается клеммы прямого тока (анода).

Типы диодов

Существует множество типов диодов, различающихся материалами и обработкой и предназначенных для различных целей. Вот некоторые из них (некоторые из этих терминов еще не определены)

• Кремниевый диод. Кремний является наиболее распространенным материалом для изготовления диодов. Кремний имеет типичное прямое напряжение $0,6–0,7\,\text В$.
• Германиевый диод – изготовлен из другого элемента. Германиевые диоды имеют более низкое прямое напряжение $0,25–0,30\,\text В$.
• Диод Шоттки – Изготовлен из прямого контакта между кремнием и металлом. Прямое напряжение ниже, чем у обычных кремниевых диодов, в диапазоне от $0,15$ до $0,45\,\text В$. Это диод в кристалле радио «кошачий ус».
• Стабилитрон — преднамеренно работает в области пробоя, используется в качестве источника опорного напряжения.
• LED (светоизлучающий диод) — делает то, что говорит его название. В противном случае он действует как обычный диод с прямым напряжением где-то между $2$ и $4\,\text В$ в зависимости от цвета. Светодиоды сделаны из материалов по обе стороны от кремния в периодической таблице. Например, вы можете сделать желтый светодиод из фосфида арсенида галлия (GaAsP).
Фотодиод
• . Этот диод имеет окно, позволяющее свету падать прямо на поверхность кремния. Ток в диоде пропорционален интенсивности света. Солнечные элементы представляют собой фотодиоды.
• Диод с малым сигналом или переключающий диод. Кремниевый диод сконструирован так, чтобы очень быстро переключаться с прямого тока на обратный ток и обратно. Это достигается за счет того, что физически диод делается очень маленьким.

Диод $i$-$v$ характеристика

Диод является нелинейным устройством. Это типичная кривая $i$-$v$ для кремниевого диода,

Diode кривая $i$-$v$ кремниевого диода. Положительное напряжение (анод выше, чем катод) на диоде переводит его в область прямого смещения. Отрицательное напряжение означает, что диод работает в области обратного смещения. При отрицательных напряжениях, превышающих $\text V_{\text{br}}$, происходит пробой диода, и ток быстро возрастает в отрицательном направлении.

Синяя кривая выше может быть получена путем измерений. Возьмите обычный диод и подайте на него разное напряжение. Запишите силу тока при каждом напряжении. Ваши данные $i$-$v$ будут напоминать этот график.

Прямое смещение

Допустим, мы прикладываем небольшое положительное напряжение, например $+0,2$ вольта, к кремниевому диоду. Это ставит нас немного правее начала кривой $i$-$v$. При таком небольшом положительном напряжении протекает очень небольшой прямой ток. Если мы увеличим напряжение примерно до $+0,6\,\text V$, через диод начнет течь измеримый ток в прямом направлении (в направлении стрелки ►). Когда напряжение немного превышает $0,6\,\text V$, ток через диод быстро возрастает. Кривая $i$-$v$ в этой точке почти вертикальна (слегка наклонена вправо).

При положительном напряжении на его клеммах мы говорим, что диод смещен в прямом направлении . Диод смещен в прямом направлении, когда его напряжение находится где-то на стороне $+$напряжения от источника. При нормальной работе напряжение на кремниевом диоде, смещенном в прямом направлении, составляет где-то между $0,60–0,75\,\text V$. Если вы добавите напряжение выше $0,75$ вольт, ток диода сильно возрастет и он может перегреться.

Обратное смещение

Если к диоду приложить отрицательное напряжение, то напряжение на клемме $-$катода выше, чем на клемме анода $+$, это поместит нас на левую сторону $i$-$v$ изгиб. Мы говорим, что диод 9{-12}\,\текст А$. В большинстве ситуаций это значение достаточно близко к нулю, чтобы им можно было пренебречь. В некоторых случаях (например, в интегральной схеме с миллионами диодов) обратный ток насыщения становится важным, и вы даете ему плохо звучащее название: ток утечки .

Что означает «предвзятость»?

Вы слышите слово смещения в разговорах о диодах и транзисторах. У него нет единого точного определения.

В повседневном использовании предвзятость может быть отрицательной, подразумевая несправедливость или фаворитизм: «Правила настроены против меня». Или это может описывать тенденцию: «Они проявляют склонность к действию». Или «У вратаря есть склонность к прыжкам влево при пенальти».

В электронике смещение встречается лишь в нескольких ситуациях. Это чувство тянет в одну сторону. Когда мы говорим о диодах, прямое смещение означает, что приложенное напряжение тянет диод в сторону прямой проводящей стороны его кривой $i$-$v$. Обратное смещение наоборот, отрицательное напряжение втягивает диод в область обратного смещения , где он не проводит.

Другое место, где вы говорите о предвзятости: вы применяете напряжение смещения на выводы транзистора, чтобы поместить его в диапазон напряжений, в котором он работает лучше всего. Например, если транзистор работает лучше всего, когда его входная клемма находится в диапазоне от $1$ до $3$ вольт, вы прикладываете напряжение смещения с центром в $2$ вольта, прямо в середине его счастливой зоны.

Обратный пробой

Диод с обратным смещением не может работать вечно. Когда напряжение достигает высокого отрицательного значения, известного как напряжение пробоя , $\text{V}_{\text{br}}$, диод начинает проводить ток в обратном направлении. При пробое ток резко возрастает и становится очень большим в отрицательном направлении. Напряжение пробоя $\text{V}_\text{br}$ $-50\,\text В$ характерно для обычных диодов. Большую часть времени вы не позволяете напряжению диода приближаться к $\text{V}_\text{br}$.

Резюме

Схематическое обозначение и названия выводов для диода,

Диод имеет сильную проводимость в направлении, указанном черной стрелкой, и ток $0$ может течь в противоположном направлении.

Кремниевый диод имеет прямое напряжение $0,60–0,75\,\text В$.

Диод, конструкция, работа, эксплуатация, объемный заряд, характеристики и параметры

Содержание

1

Введение в диод:

Диод, конструкция, работа, эксплуатация, пространственный заряд, характеристики и параметры – Под «ди» мы подразумеваем два, а «оды» были извлечены из электродов. Таким образом, под диодом мы подразумеваем два электрода. Поэтому трубка или вентиль, состоящий из двух электродов, называется диодом. В 1883 году американский ученый г-н Эдисон занимался экспериментами по исправлению/улучшению электрической лампочки. Он засунул в лампочку металлическую пластину и вытолкнул один из ее концов наружу, чтобы лампочка не почернела от тепла, выделяемого нитью накала, и в то же время нить накала тоже не ослабла. Когда он включил лампочку, внутри лампочки не образовалось темной области, однако он получил удар током в результате внезапного прикосновения руки к металлической пластине. Проведя точные измерения с помощью вольтметра, он обнаружил, что на пластину действует электрическое давление. Впоследствии, когда он соединил эту пластину с положительным источником питания через амперметр, стало очевидным протекание тока. Однако, когда он подключил эту пластину к отрицательному источнику питания, ток прекратился. Отсюда он узнал, что ток может проходить через металлическую пластину только с одного направления. На основе этой теории был изобретен диодный вентиль, который г-н Флеминг в 1919 г. преобразовал в диод.04.

Конструкция диода

С точки зрения конструкции диод представляет собой простейшую электронную лампу из всех других электронных ламп или ламп, которая в основном состоит из 2 электродов. Один из двух электродов называется катодом или эмиттером, задачей которого является эмиссия электронов. Другой называется электродом, анодом или коллектором. Анод также в основном называют пластиной. Его функция состоит в том, чтобы собирать или собирать электроны, испускаемые эмиттером. Катод находится в середине диодной лампы, в то время как анод или пластина окружает катод в цилиндрической форме. Это анод или пластина вокруг нагревателя или катода. Как видно из конструкции диодной трубки, отраженной на рис. 1.

рис. 1

Оба электрода заключены в стеклянную или металлическую оболочку, полностью очищенную от воздуха. Его эмиттер может передаваться напрямую или косвенно. Анод трубки обычно напоминает полый металлический цилиндр. Обычно он изготавливается из никеля, молибдена , графита, тантала или железа. Поверхность анода обычно шероховатая и немного черноватая, так что тепло, выделяемое при столкновении электронов на нем, могло излучаться методом тепла………. и его температура также не повышается. Катод поддерживается при постоянной температуре. Анод притягивает электроны, находящиеся на поверхности катода, только тогда, когда на анод или пластину через катод подается положительное напряжение. Электроны движутся от катода к аноду (в космосе/вакууме), в то время как поток тока остается в противоположном направлении.

Для закрытия горловины трубы ее основание изготавливается из бакелита или жесткого изолятора. В основании закреплены покрытые латунью штифты, соединенные через внутренний катод. Количество соединительных контактов зависит от количества электродов.

Имейте в виду, что анод должен быть большего размера, чтобы он мог легко излучать тепло и в то же время не нагреваться.

Работа диода

Работа диода зависит от фундаментального закона электричества, согласно которому одинаковые (одинаковые) заряды отталкиваются друг от друга, а разноименные притягиваются друг к другу. Электроны, испускаемые катодом, всегда имеют отрицательный заряд, а анод притягивает к себе эти электроны или отталкивает их. Это зависит от того, передается ли положительный заряд аноду через катод или отрицательный.

Диод проводит только в одном направлении, что означает, что он позволяет электронам проходить только в одном направлении (от катода к аноду), при условии, что анод положителен по отношению к катоду. Он вообще не проводит с противоположной стороны; следовательно, он действует как переключатель, который оказывает очень небольшое сопротивление в одном направлении. Это нелинейное устройство (то есть оно не работает по закону Ома) и в основном используется для выпрямления и обнаружения.

При подаче разности потенциалов (напряжения) между катодом и анодом диода через батарею или какой-либо другой источник внутри трубки или клапана создается электричество. Силовые линии этого поля всегда распространяются от отрицательно заряженного элемента к положительно заряженному элементу. Поскольку электроны являются отрицательно заряженными частицами (или отрицательно электрически заряженными), поэтому они движутся в направлении силовых линий в электрическом поле. (Напоминается, что в некоторых старых книгах показано, как силовые линии движутся от положительного к отрицательному направлению, точно так же, как поток обычного тока считается потоком зарядов в противоположном направлении электронов, а не потоком электронов)

Основную функцию диода можно объяснить с помощью схемы простого диода, как показано на рисунке 2.

рисунок 2

На этом рисунке батарея помещена между анодом и катодом таким образом, что анод отрицательный по отношению к катоду (анод соединен с минусом, а катод с плюсом аккумулятора). Таким образом, внутри клапана устанавливаются силовые линии поля от анода к катоду. Теперь, когда напряжение подается на нагревательный элемент (H), катод начинает испускать электроны в большом количестве из-за тепла, однако отрицательно заряженный анод с большой силой отталкивает испускаемые катодом электроны обратно к катоду. (То есть два одинаковых заряда отталкиваются друг от друга). Таким образом, все пустое пространство между анодом и катодом заполняется этими электронами, и фактически электроны вообще не достигают анода. Следовательно, трубка действует как разомкнутая цепь, а счетчик, закрепленный между внешней цепью анода и катода, показывает нулевое значение, как видно из рисунка.

Теперь, если подключение батареи поменять местами, а анод сделать положительным по отношению к катоду, как показано на рисунке 3, теперь силовые линии в электрическом поле будут распространяться от катода к направлению анода. Вследствие повторной подачи напряжения на нагреватель начнется обильная эмиссия электронов с катода. Однако в такой ситуации положительно заряженный анод будет с чрезвычайной силой притягивать к себе эмитированные катодом электроны (мы знаем, что притяжение всегда происходит между противоположными зарядами), благодаря чему электроны будут ударяться об анод с большой скоростью. Так как электрический ток возникает за счет движущихся зарядов (или поток зарядов называется электрическим током), то и протекание электрического тока начинается в результате перетекания электронов от катода к аноду, что называется анодным током. Этот поток электронов после достижения анода через вечную цепь, образованную соединительными проводами, достигает положительной клеммы батареи, непрерывно проходя через счетчик. Положительная клемма батареи поглощает электроны, приходящие или достигающие положительной клеммы, и равное количество электронов достигает катода после испускания с отрицательной клеммы батареи. Таким образом, посредством эмиссии количество электронов, испускаемых катодом, в равной степени принимается обратно катодом через какой-либо источник питания. С помощью измерителя, установленного во внешнем контуре, производится измерение электронов, движущихся от анода и возвращающихся к катоду. Пока на катоды подается температура излучения (температура, при которой начинается эмиссия электронов), а анод остается положительным по сравнению с катодом, непрерывный поток электронов от катода к аноду внутри трубки и от анода к катоду во внешней цепи идет постоянно

Краткий обзор работы диодной лампы, объясненный выше, выглядит следующим образом:

1. Электронный ток в диоде (или анодный ток) протекает только тогда, когда его анод остается положительным по отношению к катоду. Когда анод отрицателен по отношению к катоду, ток в диоде прекращается.
2. Поток электронов в диоде всегда происходит от катода к аноду, а от анода к катоду потока нет. Это также называется однонаправленной или односторонней проводимостью.
3. Диод может функционировать как переключатель или клапан из-за его однонаправленного характера, или диод можно рассматривать как переключатель, так что, когда анод положителен по отношению к катоду, он может автоматически пропускать анодный ток, а когда анод отрицательное по отношению к катоду, автоматически прерывает протекание анодного тока или останавливает анодный ток. Эта характеристика диодов позволяет им действовать как выпрямитель или преобразовывать переменный ток в постоянный. Другими словами, процесс выпрямления может осуществляться с помощью одномерных проводящих диодов.

Объемный заряд

При нагреве катода в диоде до температуры эмиссии (т.е. температуры, при которой начинается поток электронов) он начинает испускать электроны, и эти испускаемые электроны заполняют пространство вокруг катода отрицательными заряжать. Этот отрицательный заряд вокруг катода отталкивает дальнейшие электроны, испускаемые катодом. Таким образом, эти электроны, испускаемые катодами, достигают анода. Наступает стадия, когда отталкивающее поле, создаваемое существующими вокруг пространства электронами, становится настолько огромным, что начинает отталкивать электроны к катоду. Такое отталкивающее поле называется пространственным зарядом.

Общее количество электронов, испускаемых катодом диода, всегда остается постоянным при определенной температуре. Анодное напряжение (напряжение, существующее между анодом и катодом) не влияет на количество электронов, эмитированных с катода. Термин пространственный заряд используется для облака электронов, которое создается между двумя электродами, то есть катодом и анодом в пустом пространстве (межэлектродное пространство). Поскольку такое облако возникает в результате отрицательно заряженных электронов; поэтому облако создает отрицательный заряд в пустом пространстве между электродами, которые отталкивают дальнейшие эмитированные катодом электроны снова к катоду. Таким образом, такой отрицательный заряд снова отталкивает значительную часть эмитированных электронов к катоду и не дает другим достичь анода.

Если на анод подается очень низкое напряжение, оно притягивает очень мало электронов, находящихся вблизи анода, из-за чего протекает очень небольшой анодный ток. В такой ситуации имеет место значительное влияние объемного заряда на большую часть электронов. В такой ситуации объемный заряд препятствует тому, чтобы большая часть электронов достигла анода. Когда анодное напряжение увеличивается, он притягивает к себе очень большое количество электронов через объемный заряд, и очень небольшое количество электронов снова отклоняется к катоду. В случае увеличения анодного напряжения до разумного предела наступит момент, когда анод притянет к себе все электроны, испускаемые катодом, и эффект пространственного заряда полностью прекратится. Процесс диода был разработан на рисунке 4. Не будет увеличения анодного тока, проходящего через анодную трубку, если анодное напряжение будет увеличено еще больше, а эмиссия электронов с катодов ограничит экстремальный поток тока.

Характеристики диода

Характеристики диода относятся к соотношению между током , проходящим через цепь анода (пластины), (который также известен как ток анода и обозначается I _b или I _p ) и напряжение , подаваемое на анод (которое также называется анодным напряжением и обозначается как E _b или E _p ). Другими словами, соотношение между анодным током диода и его анодным напряжением отражает характеристики диода (параллельное напряжение, обеспечиваемое анодом и катодом, называется анодным напряжением) (т.е. как влияет на ток анодной пластины сохранение температуры катода). постоянное и колеблющееся напряжение анодной пластины. Далее, какие изменения происходят в анодном токе, при поддержании постоянного напряжения анода и изменении температуры катода? Такое исследование отражает характеристики диодов.

Когда катод нагревается до определенной температуры, он испускает значительное количество электронов в зависимости от температуры. После этого напряжение анода/пластины постепенно увеличивают; за счет чего увеличивается и сила притяжения анода к электронам. На аноде создается очень небольшая сила притяжения при подаче на него низкого положительного напряжения, из-за чего все электроны, эмитированные с катода, не могут достичь анода, а большая часть электронов остается на поверхности катодов (это означает, что низкое анодное напряжение приводит к низкому ток анода) Его основная причина — подавляющее влияние пространственного заряда. Из-за пространственного заряда отрицательно заряженные электроны отталкивают дальнейшие электроны, испускаемые от катода к катоду, снова. В результате объемный заряд работает как барьер для электронов, испускаемых катодами. Электроны, которые могут достичь анода, пересекая барьер пространственного заряда из-за притяжения анода, вызывают протекание анодного тока, значение которого можно измерить, считывая показания амперметра, установленного в цепи. Если подачу напряжения на анод увеличить, положительное поле, создаваемое анодом/пластиной, становится еще большим, из-за влияния которого эффект пространственного заряда еще больше уменьшается. Таким образом, анодный ток также увеличивается. Теперь, если постепенно увеличивать анодное напряжение, наступает момент, когда анод притягивает к себе все электроны, испускаемые катодом (то есть все электроны, находящиеся на катоде, достигают анода), благодаря чему анодный ток стремительно увеличивается до своего максимального значения (помните, это стало возможным из-за того, что анодное напряжение превышало объемный заряд). После этого момента при дальнейшем увеличении анодного напряжения анодный ток не будет увеличиваться (анодный ток становится стабильным и не влияет на увеличение анодного напряжения). Это происходит из-за насыщения, и это состояние называется насыщением трубки. Если требуется дальнейшее увеличение анодного тока, то это возможно только при повышении рабочей температуры катода, а не при повышении напряжения на аноде. Взаимосвязь между напряжением анода (пластины) и анодным током показана на рис. 4(а). Следует иметь в виду, что когда трубка работает в состоянии насыщения, она полностью освобождается от пространственного заряда. Увеличение значения напряжения анода также может повредить катод. Обычно термоэмиссионные клапаны работают в области ограниченного пространственного заряда.

Рисунок 3

В отличие от приведенного выше объяснения, если напряжение анода (пластины) поддерживать постоянным, а температуру катода постепенно увеличивать, ток анода (пластины) также будет увеличиваться с повышением температуры. Это показано на рис. (b). Эмиссия электронов с катода при низкой температуре (T ₃ ) низка, и все испускаемые электроны движутся к пластине из-за притяжения анода/пластины, в результате чего не создается эффекта пространственного заряда. Однако электроны, испускаемые через катод, также увеличиваются с постепенным повышением температуры, а поскольку сила притяжения анодов постоянна, поэтому все электроны не смогут достичь анода из-за этого притяжения, в результате объемный заряд эффект будет нарастать, и ток достигнет постоянного значения. Помните, что уровень кривых характеристик зависит не только от материала катода (или эмиссионных характеристик), но и от температуры катода. Если в качестве катода использовался вольфрамовый электрод, будет достигнут низкий ток. А если бы использовался катод с оксидным покрытием, то можно было бы получить относительно больший ток. Схема, отражающая характеристики диода, показана на диаграмме ниже.

Рисунок 4 напряжения и температуры катодов. Однако при использовании диодных ламп необходимо соблюдать следующие электрические параметры или константы. (Параметр означает константу, изменение значения которой зависит от ее использования)

Рассеяние пластины

Эмиссия электронов с катода и их притяжение к пластине создают температуру на пластине. Это тепло называется потерей мощности пластины и обычно относится к истощению (потере) мощности пластины.

Максимальный ток пластины

Диодная лампа или вентиль могут выйти из строя следующим образом.

1. Когда анод/пластина чрезмерно нагревается из-за бомбардировки таким количеством электронов
2. Катод может быть поврежден из-за эмиссии большого количества электронов
3. Если в качестве выпрямителя используется диод и на выходе выпрямителя оказывается слишком большая нагрузка, чрезмерный ток может повредить выпрямитель.

Безопасный ток пластины — это максимальный прямой ток пластины, при котором не происходит ни чрезмерной бомбардировки пластины электронами, ни чрезмерной эмиссии электронов с катода (т. е. максимальный ток, который диод может безопасно пропустить без повреждения анода или катода, называется максимальным прямой ток)

Пиковое обратное напряжение

Максимальное напряжение, которое может быть подано на диод в обратном направлении без каких-либо повреждений, называется максимальным или пиковым обратным напряжением. Обозначается PIV.

Сопротивление пластины

Полное внутреннее сопротивление трубки от катода до анода называется сопротивлением пластины. Обозначается R _p . Однако взаимное соотношение пластинчатого напряжения и пластинчатого тока также называется сопротивлением пластины.

Сопротивление пластины (R _p ) = Напряжение пластины (E _p ) / Ток пластины (I _p ) выходной постоянный ток, то есть он позволяет току двигаться только в одном направлении (от катода к аноду), аналогичным образом пульсирующий переменный ток преобразуется или выпрямляется в постоянный. Помимо выпрямления, диод также использует трубку в качестве детектора. Процесс разделения двух или более источников переменного или постоянного тока/напряжения на определенный тип называется обнаружением. Когда диод используется в качестве детектора, он разделяет чередующиеся высокочастотные и низкочастотные (аудиочастотные) сигналы. Кроме того, он также используется для подачи высокого напряжения для тестирования высоковакуумных диодных трубок, рентгеновских аппаратов и для выполнения других требований к высокому напряжению.

Диодные трубки также используются в качестве преобразователя частоты (генерация частоты путем сложения или вычитания двух разных частот), формирователя (обрезка части напряжения для изменения его вида), для стабилизации работы электронных приборов с помощью схем дискриминатора (которые вносить изменения в амплитуду в соответствии с колебаниями частоты) и схемы детектора соотношения.

Резюме

1. Диод представляет собой трубку, состоящую из двух электродов, один из которых является катодом (который работает как эмиттер электронов), а другой является анодом или пластиной (работает как коллектор электронов)
2. Электрическое поле образуется между катодом и анодом в результате того, что диод питает анод положительным зарядом, который притягивает электроны, эмитированные с катода, к аноду.
3. Анодный ток течет из-за потока электронов от катода к аноду, и эти электроны снова возвращаются к катоду через внешнюю цепь.
4. Когда анод положителен по отношению к катоду, анодный ток течет в диоде в это время. Когда анод отрицателен по отношению к катоду, через диод не проходит ток.
5. Ток электронов в диоде всегда течет от катода к аноду. Этот процесс называется однонаправленной проводимостью или односторонним потоком.
6. Облако электронов, созданное в пустом пространстве между катодом и анодом, называется пространственным зарядом. Объемный заряд отрицательный; следовательно, он оказывает отталкивающее воздействие на электроны, испускаемые катодом. Этот пространственный заряд отталкивает электроны, испускаемые катодом, обратно к катоду).
7. Величина анодного тока зависит от мощности электрического поля, создаваемого объемным зарядом, и положительного анодного напряжения.
8. При низком анодном напряжении отрицательный объемный заряд ограничивает поток электронов, поэтому анодный ток полностью контролируется анодным напряжением. В такой ситуации анодный ток остается независимым от температуры катода.
9. Объемный заряд прекращается при высоких анодных напряжениях, и анодный ток достигает значения насыщения, что эквивалентно полному току эмиссии. В этом случае анодный ток не зависит от анодного напряжения, которое затем достигает постоянного значения при определенной температуре катода.
10. В области ограниченного пространственного заряда анодный ток составляет пропорционально 2/3 анодного напряжения.

Прочтите мою статью про Триод .

Для проектов, связанных с электроникой и программированием, посетите мой канал YouTube.

Ссылка на мой канал YouTube

Предыдущая статья: Вакуумные лампы и Следующая статья: Триод, конструкция, работа, параметры TTI, Inc.

Онлайн-сервисы TTI доступны только членам,
пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить доступ!

Извини! У вас нет доступа к этой онлайн-службе в учетной записи: {{appAccount.accountNumber}}

Аккаунты не найдены

---

Пожалуйста, выберите одну из следующих учетных записей, у которых есть доступ.

{{account.accountDisplayData}}

Ни один аккаунт не имеет доступа.

Щелкните здесь, чтобы узнать больше о статусе заказа.

Щелкните здесь, чтобы узнать больше о ezReview.

Извини! У вас нет доступа к этой онлайн-службе в учетной записи: {{selectedAccount.accountNumber}}

Аккаунты не найдены

---

Приложение {{serviceName}} в настоящее время недоступно.

---

Пожалуйста, выберите одну из следующих учетных записей, у которых есть доступ.

{{account.accountDisplayData}}

Нет доступа к учетным записям. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы узнать больше о ezBuy.

Нет доступа к учетным записям. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы узнать больше о ezBuy.

Доступ к вашей услуге {{serviceName}} в настоящее время недоступен, так как ваша корзина «привязана» к учетной записи TTI. которого нет в вашем профиле {{serviceName}}. Вероятно, это произошло из-за того, что ваша корзина содержит одну или несколько деталей. со сниженными ценами.

Чтобы восстановить доступ к ezBuy, очистите корзину, разместив заказ или удалив детали со скидкой. Цены.

Если у вас есть другие вопросы, позвоните своему торговому представителю TTI.

Корзина заблокирована для:
{{selectedAccount.accountNumber}}
{{selectedAccount.billingAddress.name}}
{{selectedAccount.billingAddress.streetAddress}}
{{selectedAccount.billingAddress.city}}, {{selectedAccount.billingAddress.state.stateShortName}} {{selectedAccount.billingAddress.zip}}
{{selectedAccount.billingAddress.country.countryShortName}}

• {{supportModalInfo.firstName}} {{supportModalInfo.lastName}}
• {{supportModalInfo.title}}
• {{supportModalInfo.branch}}
• {{supportModalInfo.phone}}
• {{supportModalInfo.email}}

• {{supportModalInfoTwo. firstName}} {{supportModalInfoTwo.lastName}}
• {{supportModalInfoTwo.title}}
• {{supportModalInfoTwo.branch}}
• {{supportModalInfoTwo.phone}}
• {{supportModalInfoTwo.email}}

Электронная почта: {{supportModalInfo.email}}

Отправить быстрое сообщение

Предмет:

Сообщение:

Сообщение успешно отправлено!

---

Не удалось отправить письмо!

---

Введите не менее трех символов в поле поиска детали.

请在“零件搜索”字段至少输入三个字符

• Дом
• Технические ресурсы
• Блог TTI
• Инфографика электроники
• Стабилитроны — инфографика

Что такое диод Зенера?

A Стабилитрон рассчитан на определенное напряжение пробоя, чтобы он проводил ток в обратном направлении, когда катод достигает своего порогового напряжения.