Что делает диод. Диоды: принцип работы, виды и применение в электронике

Как устроены диоды и для чего они используются. Какие бывают типы диодов. Как работает p-n-переход в диоде. Вольт-амперная характеристика диода. Применение диодов в электронных схемах.

Принцип работы диода и p-n-переход

Диод представляет собой полупроводниковый прибор с двумя выводами — анодом и катодом. Ключевым элементом диода является p-n-переход на границе между областями полупроводника с разным типом проводимости:

• p-область (анод) — с дырочной проводимостью
• n-область (катод) — с электронной проводимостью

При подаче на диод прямого напряжения (плюс на анод, минус на катод) через p-n-переход начинает протекать ток. Это объясняется тем, что:

1. Дырки из p-области движутся к катоду
2. Электроны из n-области движутся к аноду
3. На границе p-n-перехода происходит рекомбинация дырок и электронов
4. Внешняя цепь восполняет убыль основных носителей заряда

При обратном включении диода (минус на анод, плюс на катод) основные носители заряда оттягиваются от p-n-перехода к выводам. Область p-n-перехода обедняется носителями и ее сопротивление резко возрастает. Через диод протекает только очень малый обратный ток.

Вольт-амперная характеристика диода

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) диода имеет нелинейный вид и описывает зависимость тока через диод от приложенного напряжения:

• При прямом включении ток экспоненциально возрастает после преодоления порогового напряжения (0.3-0.7 В для кремниевых диодов)
• При обратном включении протекает очень малый обратный ток насыщения
• При значительном обратном напряжении происходит пробой p-n-перехода

ВАХ диода позволяет определить его основные параметры — прямое падение напряжения, обратный ток, напряжение пробоя и др.

Основные типы диодов

В зависимости от назначения и особенностей конструкции выделяют следующие основные типы диодов:

Выпрямительные диоды

Предназначены для преобразования переменного тока в постоянный. Характеризуются большим прямым током и высоким обратным напряжением. Используются в выпрямителях, источниках питания, зарядных устройствах.

Импульсные диоды

Оптимизированы для работы с импульсными сигналами. Имеют малое время восстановления обратного сопротивления. Применяются в импульсных источниках питания, логических схемах.

Стабилитроны

Работают на участке электрического пробоя p-n-перехода. Используются для стабилизации напряжения. Поддерживают постоянное напряжение на нагрузке при изменении тока.

Светодиоды

При протекании прямого тока излучают свет в видимом, инфракрасном или ультрафиолетовом диапазоне. Применяются для индикации и освещения.

Варикапы

Используют зависимость барьерной емкости p-n-перехода от обратного напряжения. Применяются в качестве управляемых конденсаторов в радиотехнике.

Применение диодов в электронных схемах

Диоды находят широкое применение в различных областях электроники:

Выпрямление переменного тока

Диодные мосты и однополупериодные выпрямители преобразуют переменное напряжение сети в постоянное для питания электронных устройств.

Защита от обратной полярности

Диод, включенный последовательно с нагрузкой, защищает ее от повреждения при случайном переполюсовании источника питания.

Ограничение напряжения

Стабилитроны используются для ограничения напряжения на входах микросхем и других чувствительных элементов.

Детектирование радиосигналов

Диодные детекторы позволяют выделить огибающую амплитудно-модулированного сигнала.

Умножение частоты

Нелинейность ВАХ диода используется для умножения частоты в радиопередатчиках.

Маркировка и параметры диодов

При выборе диода для конкретного применения необходимо учитывать его основные параметры:

• Максимальный прямой ток
• Максимальное обратное напряжение
• Прямое падение напряжения
• Обратный ток
• Время восстановления
• Емкость p-n-перехода

Маркировка диодов обычно включает буквенно-цифровой код, обозначающий тип прибора и его основные характеристики. Например, маркировка 1N4007 означает:

• 1N — серия диодов общего назначения
• 4 — максимальное обратное напряжение 400В
• 007 — максимальный прямой ток 1А

Заключение

Диоды являются одним из базовых элементов современной электроники. Понимание принципов их работы и особенностей применения необходимо для проектирования и анализа электронных схем. Широкий ассортимент типов диодов позволяет подобрать оптимальный прибор практически для любой задачи.

Диод — полупроводниковый элемент. Принцип работы, устройство и разновидности.

Диод (Diode -eng.) – электронный прибор, имеющий 2 электрода, основным функциональным свойством которого является низкое сопротивление при передаче тока в одну сторону и высокое при передаче в обратную.

То есть при передаче тока в одну сторону он проходит без проблем, а при передаче в другую, сопротивление многократно увеличивается, не давая току пройти без сильных потерь в мощности. При этом диод довольно сильно нагревается.

Диоды бывают электровакуумные, газоразрядные и самые распространённые – полупроводниковые. Свойства диодов, чаще всего в связках между собой, используются для преобразования переменного тока

электросети в постоянный ток, для нужд полупроводниковых и других приборов.

 

Конструкция диодов.

Конструктивно, полупроводниковый диод состоит из небольшой пластинки полупроводниковых материалов (кремния или германия), одна сторона (часть пластинки) которой обладает электропроводимостью p-типа, то есть принимающей электроны (содержащей искусственно созданный недостаток электронов («дырочная»)), другая обладает электропроводимостью n-типа, то есть отдающей электроны (содержащей избыток электронов («электронной»)).

Слой между ними называется p-n переходом. Здесь буквы p и n — первые в латинских словах negative — «отрицательный», и positive

— «положительный». Сторона p-типа, у полупроводникового прибора является анодом (положительным электродом), а область n-типа — катодом (отрицательным электродом) диода.

 

Электровакуумные (ламповые) диоды, представляют собой лампу с двумя электродами внутри, один из которых имеет нить накаливания, таким образом подогревая себя и создавая вокруг себя магнитное поле.

При разогреве, электроны отделяются от одного электрода (катода) и начинают движение к другому электроду (аноду), благодаря электрическому магнитному полю. Если направить ток в обратную сторону (изменить полярность), то электроны практически не будут двигаться

к катоду из-за отсутствия нити накаливания в аноде. Такие диоды, чаще всего применяются в выпрямителях и стабилизаторах, где присутствует высоковольтная составляющая.

Диоды на основе германия, более чувствительны на открытие при малых токах, поэтому их чаще используют в высокоточной низковольтной технике, чем кремниевые.

 

Типы диодов:

• · Смесительный диод — создан для приумножения двух высокочастотных сигналов.

• · pin диод — содержит область проводимости между легированными областями. Используется в силовой электронике или как фотодетектор.

• · Лавинный диод — применяется для защиты цепей от перенапряжения. Основан на лавинном пробое обратного участка вольт-амперной характеристики.

• · Лавинно-пролётный диод — применяется для генерации колебаний в СВЧ-технике. Основан на лавинном умножении носителей заряда.

• · Магнитодиод. Диод, характеристики сопротивления которого зависят от значения индукции магнитного поля и расположения его вектора относительно плоскости p-n-перехода.

• · Диоды Ганна. Используются для преобразования и генерации частоты в СВЧ диапазоне.

• · Диод Шоттки. Имеет малое падение напряжения при прямом включении.

• · Полупроводниковые лазеры
  .

Применяются в лазеростроении, по принципу работы схожи с диодами, но излучают в когерентном диапазоне.

• · Фотодиоды. Запертый фотодиод открывается под действием светового излучения. Применяются в датчиках света, движения и т.д.

• · Солнечный элемент (вариация солнечных батарей). При попадании света, происходит движение электронов от катода к аноду, что генерирует электрический ток.

• · Стабилитроны — используют обратную ветвь характеристики диода с обратимым пробоем для стабилизации напряжения.

• · Туннельные диоды, использующие квантовомеханические эффекты. Применяются как усилители, преобразователи, генераторы и пр.

• · Светодиоды (диоды Генри Раунда, LED). При переходе электронов, у таких диодов происходит излучение в видимом диапазоне света.

Для данных диодов используют прозрачные корпуса для возможности рассеивания света. Также производят диоды, которые могут давать излучение в ультрафиолетовом, инфракрасном и других требуемых диапазонах (в основном, литографической и космической сфере).

• · Варикапы (диод Джона Джеумма) Благодаря тому, что закрытый p—n-переход обладает немалой ёмкостью, ёмкость зависит от приложенного обратного напряжения. Применяются в качестве конденсаторов с переменной ёмкостью.

Идеальный диод

Представление реального диода в виде «идеального диода» равносильно модели идеального вентиля: полностью открыт (прямое включение), полностью закрыт (обратное включение). В закрытом положении ток равен нулю при любом отрицательном напряжении на диоде, в открытом положении напряжение равно нулю при любом токе. Таким образом дифференциальные сопротивления в закрытом и открытом состоянии равны соответственно бесконечности и нулю. На рис.2.2. представлены ВАХ «идеального диода»(жирно) и его схемы замещения в открытом и закрытом состяниях.

Рис. 2.2

Такое представление реального диода часто удобно использовать для анализа схем выпрямителей с большими значениями амплитуд выпрямляемых напряжений, когда нелинейностью начального участка прямой ветви ВАХ и наличием небольшого обратного тока можно пренебречь.

Рассмотрим пример работы простейшей выпрямительной схемы с «идеальным диодом» при гармоническом входном напряжении и нулевом постоянном смещении (Рис.2.3). Величина сопротивления нагрузки R , с которого снимается выпрямленное напряжение, значительно больше дифференциального сопротивления в открытом состоянии реального диода, и меньше дифференциального сопротивления закрытого перехода.

Рис. 2.3

Пусть , причем амплитуда Е_m такова, что можно использовать модель «идеального диода». При положительных значениях входного напряжения диод обладает нулевым дифференциальным сопротивлением, и ток в цепи равен

а при отрицательных значениях е(t) ток равен нулю. Осциллограммы тока и напряжений в схеме показаны на рис.2.4.

Рис. 2.4

Поскольку напряжение на нагрузке R несинусоидально, его можно разложить в ряд Фурье по гармоникам частоты входного напряжения. Выпрямленным напряжением является постоянная составляющая напряжения u_R (t) :

Из рисунка 2.4 видно, что напряжение на нагрузке отнюдь не постоянно, а пульсирует относительно постоянного напряжения U_R,0.

При наличии дополнительного постоянного напряжения Е_см (смещение) изменится уровень положительных и отрицательных напряжений на диоде, т.к. входное напряжение выпрямителя будет равно

На рис.2.5 показаны осциллограммы тока и напряжений для отрицательного смещения. На рисунке положительные уровни сигналов отмечены штриховкой.

Рис. 2.5

Как видим, обратное напряжение на диоде здесь увеличилось на величину смещения, а выпрямленное напряжение уменьшилось не только за счет уменьшения амплитуды тока, но и за счет уменьшения длительности импульсов тока.

В данной схеме выпрямителя выходное напряжение не постоянно, а имеет форму усеченных косинусоидальных импульсов, что свидетельствует о наличии в спектре тока и напряжения гармоник частоты выпрямляемого напряжения. Для уменьшения амплитуды гармоник на нагрузке выпрямителя ставят специальные фильтры нижних частот. Простейшим вариантом такого фильтра является параллельная цепочка RC вместо одного сопротивления R (см.рис.2.6).

Рис. 2.6

Величину емкости определяют исходя из заданного коэффициента подавления амплитуды первой гармоники, как наибольшей в спектре тока или из неравенства:

При выполнении этого неравенства постоянная составляющая тока протекает через резистор R , а все переменные составляющие – через конденсатор С , так как его сопротивление переменным токам будет значительно меньше сопротивления резистора.

Можно рассмотреть работу выпрямителя и во временной области. Осциллограммы токов и напряжений в установившемся режиме показаны на рис. 2.7, причем входное и выходное напряжения здесь совмещены на одном графике.

Рис. 2.7

Напряжение на диоде определяется разностью входного и выходного напряжений:

Напряжение же на выходе можно представить в виде процессов заряда и разряда конденсатора С . При положительных напряжениях на диоде сопротивление последнего равно нулю (или мало в реальном диоде в прямом режиме) конденсатор быстро (практически мгновенно) заряжается до напряжения, примерно равному е(t₁); в следующие моменты времени напряжение на диоде становится отрицательным, диод закрывается, и емкость медленно разряжается через сопротивление R достаточно большой величины. При правильном выборе С и R постоянная времени разряда емкости значительно больше постоянной времени заряда, так что при разряде напряжение на выходе почти не меняется. В установившемся режиме выходное напряжение колеблется около некоторого среднего значения U_вых,0 , близком по величине к амплитуде входного напряжения. Пульсации выпрямленного напряжения здесь значительно меньшие, чем в схеме без конденсатора.

Диоды и их свойства. P-N-переход и диод. Кремниевый диод и его ВАХ

Диоды часто именуются «прямыми» и «обратными». С чем это связано? Чем отличается «прямой» диод от «обратного» диода?

Что представляет собой «прямой» диод?

Диод — это полупроводник, имеющий 2 вывода, а именно — анод и катод. Используется он для обработки различными способами электрических сигналов. Например, в целях их выпрямления, стабилизации, преобразования.

Если, с другой стороны, диод имеет обратную смещенность, то есть самое высокое напряжение находится на катоде и самое низкое напряжение на аноде, ток не течет. Катод идентифицируется на корпусе диода посредством кольца или метки, соответствующей перекладине символа. Здесь, например, это 1-й диод. Справа серое кольцо используется для определения положения катода.

Использование в защитном диоде

Поэтому необходимо построить собственный регулируемый источник питания, основанный, например, на входе этого регулируемого источника питания, и у нас будет непрерывный внешний источник питания, обеспечивающий, например, 12 В, все электронные системы сети. Важное значение имеет риск неправильного подключения этого источника питания. Момент невнимания и компоненты поджариваются с ключом работы по распариванию и затратам.

Особенность диода в том, что он пропускает ток только в одну сторону. В обратном направлении — нет. Это возможно благодаря тому, что в структуре диода присутствует 2 типа полупроводниковых областей, различающихся по проводимости. Первая условно соответствует аноду, имеющему положительный заряд, носителями которого являются так называемые дырки. Вторая — это катод, имеющий отрицательный заряд, его носители — электроны.

Последовательный диод на разъеме внешнего источника питания позволяет смягчить этот риск. Если источник питания правильно подключен, диод будет поляризован в прямом направлении и, следовательно, будет пропускать ток. Следует иметь в виду, что напряжение питания после диода на 0, 7 В меньше напряжения внешнего источника питания.

Использование в качестве диода свободного хода

Если источник питания подключен вверх дном, диод будет обратным смещением и предотвратит протекание тока, тем самым защищая компоненты вашей карты. Когда цепь, управляющая потоком тока в индуктивной нагрузке, т.е. любое устройство, содержащее одну или несколько катушек, отключается, ток в индуктивной нагрузке не прекращается немедленно. индукция. Если этот остаточный ток не находит пути для циркуляции, напряжение увеличивается и может разрушать компоненты, подключенные к индуктивной нагрузке или вызывать искры.

Диод может функционировать в двух режимах:

• открытом;
• закрытом.

В первом случае через диод хорошо проходит ток. Во втором режиме — с трудом.

Открыть диод можно посредством прямого включения. Для этого нужно подключить к аноду положительный провод от источника тока, а к катоду — отрицательный.

Прямым также может именоваться напряжение диода. Неофициально — и сам полупроводниковый прибор. Таким образом, «прямым» является не он, а подключение к нему или же напряжение. Но для простоты понимания в электрике «прямым» часто именуется и сам диод.

Поэтому диод используется здесь для обеспечения пути к току. На следующей диаграмме мы имеем реле, работающее при напряжении 5 В и простой кнопке. Когда кнопка не нажата, цепь отключается, и ток не течет. Поэтому реле не склеено. Когда кнопка нажата, ток течет через катушку реле, и катушка реле склеена. Диод обратный. Следовательно, через него не течет ток.

Когда кнопка отпускается, путь к земле отключается, но индуктивный эффект катушки реле поддерживает остаточный ток. Диод предлагает путь, и ток течет через катушку. Катушка имеет сопротивление, она рассеивает энергию в виде тепла эффектом Джоуля. Реле срабатывает, как только ток уменьшается ниже определенного значения.

Что представляет собой «обратный» диод?

Закрывается полупроводник посредством, в свою очередь, обратной подачи напряжения. Для этого нужно поменять полярность проводов от источника тока. Как и в случае с прямым диодом, формируется обратное напряжение. «Обратным» же — по аналогии с предыдущим сценарием — именуется и сам диод.

Диод представляет собой двухногий электронный компонент, то есть диполь, особенность которого и главный интерес заключается в том, что он позволяет потоку течь только в одном направлении. Чтобы сделать его очень простым в отношении его полезности, эта особая особенность позволяет, в частности, защитить часть электрической цепи. Но область применения диодов более обширна, а также касается аналоговой, цифровой и электротехнической электроники.

Электрический символ диода на электрической схеме может быть представлен несколькими способами в зависимости от типа диода. Самый простой и наиболее распространенный дисплей выглядит следующим образом. Электрический символ диода. Чтобы легко понять основную характеристику диодов, достаточно создать простую замкнутую цепь, содержащую источник питания, диод и лампу. Если диод расположен в том же направлении, что и ток, лампа включается. Если диод расположен в противоположном направлении, диод предотвратит прохождение тока и, таким образом, обрезает цепь закрыт, чтобы лампа не включалась.

Сравнение

Главное отличие «прямого» диода от «обратного» диода — в способе подачи тока на полупроводник. Если он подается в целях открытия диода, то полупроводник становится «прямым». Если полярность проводов от источника тока меняется — то полупроводник закрывается и становится «обратным».

Рассмотрев, в чем разница между «прямым» диодом и «обратным» диодом, отразим основные выводы в таблице.

Вот и все, вы только что поняли, что самое главное в этом компоненте. Тем не менее, это очень упрощенное и идеальное использование. В частности, разность потенциалов между двумя выводами этого диполя должна превышать пороговое напряжение, чтобы пропускать ток. То есть диод с пороговым напряжением 6 В не будет пропускать ток, если показанное выше напряжение питания замкнутой цепи не превышает 6 В и даже после превышения разности потенциалов этот порог, ток будет постепенно возрастать по мере увеличения напряжения.

Это пороговое напряжение отображается на снимке ниже. Диод, который испускает свет, когда он покрыт электрическим током. Рельеф прямой характеристической кривой и обратного диода Схема подключения: Теоретическое Описание: Диод представляет собой электронный компонент с двумя терминалами, что обеспечивает прохождение электрического тока в одном направлении, в то время как в другом направлении воспрепятствует проходят практически, чтобы предотвратить его. Ток может протекать через диод, если потенциал анод является положительным по отношению к катоду. Когда потенциал анод является отрицательным по отношению к катоду, диод пересечен током очень малой потери. Таким образом, мы можем рассмотреть диод в качестве напряжения чувствительного переключателя, который закрыт, когда «анод является более положительным, чем катод, и открывается, когда» анод является отрицательным по отношению к катоду. В первом случае, при проведении, диод, как говорят, поляризован непосредственно, во втором случае, когда оно выступает против тока, говорят, обратно поляризованным. Ниже приводится небольшая классификация выпрямительных диодов. Диод выпрямитель: Выпрямитель диод любой диод используется таким образом, чтобы иметь обратное пробивное напряжение всегда выше любой обратный сигнал напряжения Его функция заключается в блокировании любого обратного тока проводимости диода Диоды для использования. Общие сведения: Они не требуют оптимизации конкретного электрического параметра. Диоды для переключения: Ожидаемые для работы с сигналами, которые имеют очень быстрое переключение; должен иметь малые значения времени восстановления диодов для малых сигналов: Эти диоды, предусмотренные для малого тока и напряжения пробоя не очень высоки. Диодные выпрямители: при условии, чтобы выпрямить напряжение сети или напряжение значительной амплитуды чередуется; Они предназначены для высоких напряжений и токов. Под ней показано техническое описание. Выполнение измерения и анализа: Прежде всего, мы приступили к установке схемы, показанной выше.

• Без названия Объект обучающая.
• Ее терминалы называются соответственно анод и катод.
• На рынке существуют различные типы.

Электроника и вычислительная техника — буфер на стабилитроне: прямая поляризация; обратного смещения.

И как возникает в нем ток. Сегодня мы продолжим начатую тему и поговорим о принципе работы полупроводниковых диодов .

Диод – это полупроводниковый прибор с одним p-n переходом, имеющий два вывода (анод и катод), и предназначенный для выпрямления, детектирования, стабилизации, модуляции, ограничения и преобразования электрических сигналов.

Электроника и вычислительная техника — отчет о поведении диода путем анализа его характеристической кривой. Электрический символ диода выглядит следующим образом. Для диода имеется прямая характеристика, которая получается путем поляризации диода непосредственно.

Прямая характеристика диода называется кривой, которая выражает ток диодного тока в соответствии с напряжением, приложенным к самому диоду. Ожидается, что лабораторный опыт будет составлен таким образом, чтобы он приобретал руководства и опыт в программах, необходимых для создания и проектирования электронных схем.

По своему функциональному назначению диоды подразделяются на выпрямительные, универсальные, импульсные, СВЧ-диоды, стабилитроны, варикапы, переключающие, туннельные диоды и т.д.

Теоретически мы знаем, что диод в одну сторону пропускает ток, а в другую нет. Но как, и каким образом он это делает, знают и понимают не многие.

Схематично диод можно представить в виде кристалла состоящего из двух полупроводников (областей). Одна область кристалла обладает проводимостью p -типа, а другая — проводимостью n -типа.

Для проведения лабораторных испытаний нам необходимо. Ш Некоторые провода для подключения. Сборка схемы выполняется в соответствии со следующими шагами. Установка диодов и чипов на хлебной доске. Подключение различных проводов к интегральной схеме. И, наконец, положительная и отрицательная хлебная доска для генератора переменного напряжения.

Эти значения помогут нам провести кривую, указывая на прямую характеристику диода. Для выполнения первого измерения или для проверки характеристики прямого диода он начинает подавать напряжение 0, и напряжение постоянно увеличивается. Для каждого изменения напряжения регистрируется напряжение диода и ток диода, а полученные значения приведены на диаграмме.

На рисунке дырки , преобладающие в области p -типа, условно изображены красными кружками, а электроны , преобладающие в области n -типа — синими. Эти две области являются электродами диода анодом и катодом :

Анод – положительный электрод дырки .

Кривую, которую мы представляем, будем называть прямой диодной характеристикой. Анализируя прямые характеристики диода, отметим, что существует пороговое напряжение, то есть превышенное напряжение, которое увеличивает ток много и линейно; тогда как для значений ниже порогового напряжения ток равен нулю.

Теперь мы проанализируем обратную характеристику, инвертируя диод и создавая новую схему. Мы объясняем символику и различные компоненты схемы. Рельеф значений, считанных на мультиметрах. Использовали один в качестве амперметра. После правильной сборки схемы мы могли бы продолжить, указав значения, указанные вольтметром и амперметром, вернув их к столу.

Катод – отрицательный электрод диода, в котором основными носителями заряда являются электроны .

На внешние поверхности областей нанесены контактные металлические слои, к которым припаяны проволочные выводы электродов диода. Такой прибор может находиться только в одном из двух состояний:

1. Открытое – когда он хорошо проводит ток;
2. Закрытое – когда он плохо проводит ток.

Эти значения помогут нам провести кривую, указывая на обратную характеристику диода. Чтобы выполнить поясничную меру или одну, чтобы проверить обратную характеристику диода, он начинает давать напряжение 0, и напряжение постоянно возрастает. Кривая, которую мы будем представлять, называется обратной характеристикой диода.

Этот очень малый ток называется обратным током насыщения и остается практически постоянным до точки разлома. На графике видно, что диод превысил определенное напряжение. Эта точка называется точкой останова. По-английски это называется сломать. Из графиков мы видели, что поведение диода напрямую связано с поляризацией, если оно поляризовано обратно.

Прямое включение диода. Прямой ток.

Если к электродам диода подключить источник постоянного напряжения: на вывод анода «плюс » а на вывод катода «минус », то диод окажется в открытом состоянии и через него потечет ток, величина которого будет зависеть от приложенного напряжения и свойств диода.

Затем мы можем нарисовать график, показывающий как характеристики диода. График, представляющий прямую и обратную характеристику диода, был получен путем объединения двух ранее полученных графиков со значением собранных значений схемы. Поэтому мы можем сказать, что установленная схема работает и что диод ответил на все ранее изученные понятия, поэтому мы можем сказать, что тест прошел успешно.

Диод Биполярный, нелинейный полупроводниковый элемент схемы, который имеет характерный асимметричный ток напряжения и сильно однонаправленную проводимость. В частности, они используются в цепях выпрямителя, в которых переменное напряжение преобразуется в напряжение со средним значением, отличным от нуля. Эта структура определяет формирование несущей области, называемой дренажной областью, где расположен потенциальный барьер, который предотвращает перемещение носителей большинства и допускает носителей меньшинства.

При такой полярности подключения электроны из области n -типа устремятся навстречу дыркам в область p -типа, а дырки из области p -типа двинутся навстречу электронам в область n -типа. На границе раздела областей, называемой электронно-дырочным или p-n переходом , они встретятся, где происходит их взаимное поглощение или рекомбинация .

Например. Oсновные носители заряда в области n -типа электроны, преодолевая p-n переход попадают в дырочную область p -типа, в которой они становятся неосновными . Ставшие неосновными, электроны будут поглощаться основными носителями в дырочной области – дырками . Таким же образом дырки, попадая в электронную область n -типа становятся неосновными носителями заряда в этой области, и будут также поглощаться основными носителями – электронами .

Контакт диода, соединенный с отрицательным полюсом источника постоянного напряжения будет отдавать области n -типа практически неограниченное количество электронов, пополняя убывание электронов в этой области. А контакт, соединенный с положительным полюсом источника напряжения, способен принять из области p -типа такое же количество электронов, благодаря чему восстанавливается концентрация дырок в области p -типа. Таким образом, проводимость p-n перехода станет большой и сопротивление току будет мало , а значит, через диод будет течь ток, называемый прямым током диода Iпр .

Обратное включение диода. Обратный ток.

Поменяем полярность источника постоянного напряжения – диод окажется в закрытом состоянии.

В этом случае электроны в области n -типа станут перемещаться к положительному полюсу источника питания, отдаляясь от p-n перехода, и дырки, в области p -типа, также будут отдаляться от p-n перехода, перемещаясь к отрицательному полюсу источника питания. В результате граница областей как бы расширится, отчего образуется зона обедненная дырками и электронами, которая будет оказывать току большое сопротивление.

Но, так как в каждой из областей диода присутствуют неосновные носители заряда, то небольшой обмен электронами и дырками между областями происходить все же будет. Поэтому через диод будет протекать ток во много раз меньший, чем прямой, и такой ток называют обратным током диода (Iобр ). Как правило, на практике, обратным током p-n перехода пренебрегают, и отсюда получается вывод, что p-n переход обладает только односторонней проводимостью .

Прямое и обратное напряжение диода.

Напряжение, при котором диод открывается и через него идет прямой ток называют прямым (Uпр), а напряжение обратной полярности, при котором диод закрывается и через него идет обратный ток называют обратным (Uобр).

При прямом напряжении (Uпр ) сопротивление диода не превышает и нескольких десятков Ом, зато при обратном напряжении (Uобр ) сопротивление возрастает до нескольких десятков, сотен и даже тысяч килоом. В этом не трудно убедиться, если измерить обратное сопротивление диода омметром.

Сопротивление p-n перехода диода величина не постоянная и зависит от прямого напряжения (Uпр ), которое подается на диод. Чем больше это напряжение, тем меньшее сопротивление оказывает p-n переход, тем больший прямой ток Iпр течет через диод. В закрытом состоянии на диоде падает практически все напряжение, следовательно, обратный ток, проходящий через него мал , а сопротивление p-n перехода велико .

Например. Если включить диод в цепь переменного тока, то он будет открываться при положительных полупериодах на аноде, свободно пропуская прямой ток (Iпр), и закрываться при отрицательных полупериодах на аноде, почти не пропуская ток противоположного направления – обратный ток (Iобр). Эти свойства диодов используют для преобразования переменного тока в постоянный , и такие диоды называют выпрямительными .

Вольт-амперная характеристика полупроводникового диода.

Зависимость тока, проходящего через p-n переход, от величины и полярности приложенного к нему напряжения изображают в виде кривой, называемой вольт-амперной характеристикой диода .

На графике ниже изображена такая кривая. По вертикальной оси в верхней части обозначены значения прямого тока (Iпр ), а в нижней части — обратного тока (Iобр ).
По горизонтальной оси в правой части обозначены значения прямого напряжения Uпр , а в левой части – обратного напряжения (Uобр ).

Вольт-амперная характеристика состоит как бы из двух ветвей: прямая ветвь , в правой верхней части, соответствует прямому (пропускному) току через диод, и обратная ветвь , в левой нижней части, соответствующая обратному (закрытому) току через диод.

Прямая ветвь идет круто вверх, прижимаясь к вертикальной оси, и характеризует быстрый рост прямого тока через диод с увеличением прямого напряжения.
Обратная ветвь идет почти параллельно горизонтальной оси и характеризует медленный рост обратного тока. Чем круче к вертикальной оси прямая ветвь и чем ближе к горизонтальной обратная ветвь, тем лучше выпрямительные свойства диода. Наличие небольшого обратного тока является недостатком диодов . Из кривой вольт-амперной характеристики видно, что прямой ток диода (Iпр ) в сотни раз больше обратного тока (Iобр ).

При увеличении прямого напряжения через p-n переход ток вначале возрастает медленно, а затем начинается участок быстрого нарастания тока. Это объясняется тем, что германиевый диод открывается и начинает проводить ток при прямом напряжении 0,1 – 0,2В, а кремниевый при 0,5 – 0,6В.

Например. При прямом напряжении Uпр = 0,5В прямой ток Iпр равен 50mA (точка «а » на графике), а уже при напряжении Uпр = 1В ток возрастает до 150mA (точка «б » на графике).

Но такое увеличение тока приводит к нагреванию молекулы полупроводника. И если количество выделяемого тепла будет больше отводимого от кристалла естественным путем, либо с помощью специальных устройств охлаждения (радиаторы ), то в молекуле проводника могут произойти необратимые изменения вплоть до разрушения кристаллической решетки. Поэтому прямой ток p-n перехода ограничивают на уровне, исключающем перегрев полупроводниковой структуры. Для этого используют ограничительный резистор, включенный последовательно с диодом.

У полупроводниковых диодов величина прямого напряжения Uпр при всех значениях рабочих токов не превышает:
для германиевых — 1В;
для кремниевых — 1,5В.

При увеличении обратного напряжения (Uобр ), приложенного к p-n переходу, ток увеличивается незначительно, о чем говорит обратная ветвь вольтамперной характеристики.
Например. Возьмем диод с параметрами: Uобр max = 100В, Iобр max = 0,5 mA, где:

Uобр max – максимальное постоянное обратное напряжение, В;
Iобр max – максимальный обратный ток, мкА.

При постепенном увеличении обратного напряжения до значения 100В видно, как незначительно растет обратный ток (точка «в » на графике). Но при дальнейшем увеличении напряжения, свыше максимального, на которое рассчитан p-n переход диода, происходит резкое увеличение обратного тока (пунктирная линия), нагрев кристалла полупроводника и, как следствие, наступает пробой p-n перехода.

Пробои p-n перехода.

Пробоем p-n перехода называется явление резкого увеличения обратного тока при достижении обратным напряжением определенного критического значения. Различают электрический и тепловой пробои p-n перехода. В свою очередь, электрический пробой разделяется на туннельный и лавинный пробои.

Электрический пробой.

Электрический пробой возникает в результате воздействия сильного электрического поля в p-n переходе. Такой пробой является обратимый , то есть он не приводит к повреждению перехода, и при снижении обратного напряжения свойства диода сохраняются. Например. В таком режиме работают стабилитроны – диоды, предназначенные для стабилизации напряжения.

Туннельный пробой.

Туннельный пробой происходит в результате явления туннельного эффекта , который проявляется в том, что при сильной напряженности электрического поля, действующего в p-n переходе малой толщины , некоторые электроны проникают (просачиваются) через переход из области p -типа в область n -типа без изменения своей энергии. Тонкие p-n переходы возможны только при высокой концентрации примесей в молекуле полупроводника.

В зависимости от мощности и назначения диода толщина электронно-дырочного перехода может находиться в пределах от 100 нм (нанометров) до 1 мкм (микрометр).

Для туннельного пробоя характерен резкий рост обратного тока при незначительном обратном напряжении – обычно несколько вольт. На основе этого эффекта работают туннельные диоды .

Благодаря своим свойствам туннельные диоды используются в усилителях, генераторах синусоидальных релаксационных колебаний и переключающих устройствах на частотах до сотен и тысяч мегагерц.

Лавинный пробой.

Лавинный пробой заключается в том, что под действием сильного электрического поля неосновные носители зарядов под действием тепла в p-n переходе ускоряются на столько, что способны выбить из атома один из его валентных электронов и перебросить его в зону проводимости, образовав при этом пару электрон — дырка . Образовавшиеся носители зарядов тоже начнут разгоняться и сталкиваться с другими атомами, образуя следующие пары электрон – дырка. Процесс приобретает лавинообразный характер, что приводит к резкому увеличению обратного тока при практически неизменном напряжении.

Диоды, в которых используется эффект лавинного пробоя используются в мощных выпрямительных агрегатах , применяемых в металлургической и химической промышленности, железнодорожном транспорте и в других электротехнических изделиях, в которых может возникнуть обратное напряжение выше допустимого.

Тепловой пробой.

Тепловой пробой возникает в результате перегрева p-n перехода в момент протекания через него тока большого значения и при недостаточном теплоотводе, не обеспечивающем устойчивость теплового режима перехода.

При увеличении приложенного к p-n переходу обратного напряжения (Uобр ) рассеиваемая мощность на переходе растет . Это приводит к увеличению температуры перехода и соседних с ним областей полупроводника, усиливаются колебания атомов кристалла, и ослабевает связь валентных электронов с ними. Возникает вероятность перехода электронов в зону проводимости и образования дополнительных пар электрон — дырка. При плохих условиях теплоотдачи от p-n перехода происходит лавинообразное нарастание температуры, что приводит к разрушению перехода.

На этом давайте закончим, а в части рассмотрим устройство и работу выпрямительных диодов, диодного моста.
Удачи!

Как из переменного напряжения получить постоянное или как работает диод.

Для того чтобы понять как из переменного напряжения получить постоянное нам необходимо разобраться, чем отличается переменный ток от постоянного и как работает диод.
Переме́нный ток (англ. alternating current) —  электрический ток, который с течением времени изменяется по величине и направлению или, в частном случае, изменяется по величине, сохраняя своё направление в электрической цепи неизменным.

Диод — это электронный элемент, который пропускает ток в одном направлении и не пропускает в другом. На рисунке ниже видно как течёт ток через диод.

У диода есть два вывода катод и анод, существует простой способ запомнить, что подключать к катоду плюс или минус. В слове «анод» столько же букв сколько в слове «плюс», соответственно к аноду подключаем плюс, а в слове «катод» столько же букв сколько в слове «минус», то есть к катоду подключаем минус. Давайте посмотрим как изменится переменное напряжение, после того как оно пройдёт через диод.

На осциллограмме видно, что диод не пропускает отрицательные полупериоды переменного напряжения, такой процесс называют выпрямлением переменного тока. Также надо учитывать, что амплитуда положительной полуволны стала меньше после выпрямления на падение напряжения на диоде.

Падение напряжения на диоде зависит от тока, температуры, и материала из которого он изготовлен и для германиевых диодов составляет около 0,7V. Давайте рассмотрим, что будет если подать на диод отрицательное напряжение или напряжение меньше 0,7V. Картинку можно увеличить кликнув по ней.

Если на диод подать отрицательное напряжение, то ток через него не потечёт. Если подать напряжение меньше 0,7V, то диод не откроется и ток через него тоже не потечёт. Если подать напряжение больше 0,7V, то падение напряжения на диоде всегда будет равно примерно 0,7V для кремневого диода.
Важным параметром диода является максимальный ток, который он может через себя пропустить, а, следовательно, максимальная рассеиваемая мощность. На картинке ниже изображена формула, которая связывает силу тока и мощность диода.

При силе тока 0,001А и падении напряжения 0,7V на диоде будет выделяться мощность равная 0,7mW.
Также есть одна интересная особенность при параллельном соединении диодов, если соединить параллельно 5 штук, максимальный ток каждого диода при этом равен 1А, то максимальный ток через все диоды не будет равен 5А.

Они начнут сгорать друг за другом, связано это с тем, что при одинаковом напряжении, так как двух одинаковых диодов не бывает, то при одном и том же напряжении, ток через них будет отличаться, то есть через какие-то будет течь ток меньше 1А, а через какие-то или какой-то больше, что и станет причиной выхода из строя первого диода, следовательно когда он сгорит тот же ток распределится уже на 4 диода и снова один из диодов или несколько, выйдут из строя и так будет происходить пока все не сгорят.
В заключение хотелось бы сказать про скорость открытия диода. Возьмём обычный выпрямительный диод(1N4007), который применяется там, где частота не превышает 50 – 60Hz и подадим на него, синусоиду частотой 15KHz.

На осциллограмме видно, что на такой частоте диод начинает пропускать часть отрицательной полуволны, объясняется это следующим образом, во время протекания тока возникает накопление неосновных носителей в обеих областях диода. После того как полярность напряжения приложенного к диоду изменяется на противоположную, движение навстречу друг другу неосновных носителей вызовет короткий импульс обратного тока. Длительность описанного выше процесса называют временем восстановления обратного сопротивления базы диода, его можно посмотреть в даташите. Время восстановления обратного сопротивления зависит от емкости p-n перехода. Диоды, работающие на более высоких частотах, обладают меньшей ёмкостью p-n перехода и следовательно меньшим временем восстановления обратного сопротивления.

Давайте возьмём импульсный диод с маркировкой 1N4148 и подадим на него синусоиду частотой 100Khz.

На осциллограмме видно, что отрицательные выбросы отсутствуют.
Пожалуй, это все, что хотелось рассказать про диод.

Принцип работы диода Шоттки, что такое диод Шоттки

Что такое диод Шоттки? Это полупроводниковый элемент, название которого соответствует фамилии знаменитого физика и изобретателя, работавшего в Германии. Специфика диода Шоттки заключается в минимальном снижении напряжения. Эта низкая динамика наблюдается при прямом введении компонента в цепь. На практике используется при обратном напряжении с небольшими значениями (в среднем 3-10В), при возможности применять в промышленности с гораздо большими величинами значение может достигать до 1200В.

Внешний вид

Разновидности диодов Шоттки

Все полупроводниковые элементы, работающие по принципу барьера Шоттки, делятся по мощности на:

• высокой;
• средней;
• малой мощности.

Сдвоенный диод

На рисунке показан сдвоенный элемент, являющий собой по сути два элемента. Они расположены в едином корпусе, в одно целое соединены катодом или анодом. В этом случае чаще всего имеется три вывода диода. При идентичных параметрах собранных таким образом элементов обеспечивается надежность работы всего устройства, в первую очередь, за счет единой температуры.

Особенности и принцип работы диода Шоттки

Как работает диод Шоттки? В чем принципиальные отличия его работы от аналогов с другим барьерным переходом?

Устройство диода Шоттки имеет отличие от других элементов того же назначения использованием барьером в виде перехода между металлом и полупроводником. У аналогов обычно работает с этой же целью p-n переход. Так в первом случае имеется односторонняя электропроводность. В зависимости от того, какой конкретно металл выбран для перехода в элементе, различаются и характеристики элемента. Чаще всего выбирается кремний, возможно применение арсенида галлия. Реже могут применяться сплавы вольфрама, платины и других материалов.

Кремний — самый распространенный и надежный элемент в диодах Шоттки, с ним конструкция надежно работает в условиях высокой мощности. Изделие стабильнее в работе, чем другие полупроводниковые аналоги, а простота изготовления и устройства диода Шоттки делают его очень доступным вариантом.

Металл-полупроводник: принцип работы перехода

Структура элемента

Принцип работы диода Шоттки основан на особенностях барьера. Эффект Шоттки при контакте компонентов, из которых выполнен непосредственно полупроводник и металл заключается в образовании бедного электронами участка. Последний имеет вентильные характеристики, аналогичные p-n взаимодействию. Контактный слой останавливает носителей заряда. По сравнению с другими типами полупроводниковых вентилей такое решение обладает:

• минимальным обратным током;
• стремящейся к нулю собственной емкостью;
• обратным напряжением самой низкой допустимой величины;
• при прямом включении — меньшим снижением напряжения (до 0.5 В в сравнении с 2-3 В в случае аналога).

В переходной зоне нет лишних носителей заряда. Благодаря этому там не возникают диффузии и рекомбинации, что наблюдается в контактных слоях p-n перехода. Так обеспечивается минимальная собственная емкость диода Шоттки, что делает возможным с большей эффективностью использовать его в устройствах с высокими и сверхчастотами.

Преимущества и недостатки диода Шоттки

Несомненными преимуществами подобных полупроводниковых изделий являются:

• надежное удерживание электротока;
• минимальная емкость барьера обеспечивает длительную эксплуатацию;
• быстродействие.

Высокие показатели обратного тока — основной недостаток устройств с диодом Шоттки. Из-за этого при скачке обратного тока диод может выйти из строя.

Важно! При внедрении подобных диодов в цепи с высокой мощностью электротока создается риск теплового пробоя.

Маркировка и схема диода Шоттки

На схеме преподносится почти как стандартный полупроводниковый диод, но имеются и отличия.

Обозначения диодов

В маркировке используется набор символов, они всегда обозначаются сбоку изделия. Используются международные стандарты, но в зависимости от производителя маркировка может отличаться.

Сочетание цифр и букв на корпусе не всегда понятно, но в радиотехнических справочниках всегда можно найти точную расшифровку.

Работа в ИБП

Подобные элементы очень широко используются в импульсных схемах, в приборах для стабилизации напряжения, а также в блоках питания. Преимущественно выбираются сдвоенные элементы, имеющие в одном корпусе общий катод.

Использование в ИБП сдвоенного диода Шоттки с общим катодом является признаком высокого качества и надежности блока питания.

При этом сгоревший элемент относится к частым и типовым неисправностям импульсного устройства. Нерабочее состояние возникает при:

• утечке на корпус;
• электроприборе.

Встроенная защита приводит к блокировке ИБП в обоих случаях. При утечке возможно присутствие незначительных нестабильных пульсаций напряжения на выходе, а также слабые «подергивания» вентилятора. В случае пробоя напряжения в блоке питания полностью исключены. Так можно определить вероятную причину нерабочего состояния диода Шоттки, но для окончательного решения понадобится диагностика.

Для диагностики следует выполнить шаги:

1. Выпаять элемент и схемы.
2. Осмотреть на предмет механических повреждений, присутствия следов разрушительных химических реакций.
3. Выполнить проверку мультиметром.

Проверка мультиметром

Отличие процедуры от диагностики обычных диодов заключается в необходимости демонтажа сборки или элемента, иначе проверить его состояние будет очень сложно. Утечку диагностировать сложнее. При использовании типичного мультиметра может отображаться полная работоспособность элемента при работе прибора в режиме «диод». Потому лучше устанавливать режим «омметр» и заменить элемент при демонстрации сопротивления. Показатель 5 кОм не устанавливает точно неисправность диода, но лучше считать его подозрительным и выполнить замену. Доступная стоимость диодов Шоттки позволяет сделать это практически в любой момент без особых трат.

Важно! Если для проверки работоспособности диода Шоттки используется типовой мультиметр, нужно учитывать указанный сбоку показатель электротока.

Применение

Отличительные особенности и принцип работы диода Шоттки обусловливают его широкое применение в быту и в промышленности. Кроме блоков питания компьютера, его часто можно встретить в схемах:

• бытовых электроприборов;
• стабилизаторов напряжения;
• во всем спектре радио- и телеаппаратуры;
• в другой электронике.

Подобные элементы используются в современных батареях и транзисторах, работа которых обеспечивается сенечной энергией.

Такое универсальное использование элемента связано с способностью полупроводникового диода с эффектом Шоттки во много раз усиливать работоспособность любого прибора и увеличивать его эффективность. Обратное сопротивление электротока восстанавливается, за счет чего он сохраняется в электрической сети. Потери динамики напряжения минимизируются. Также диод Шоттки вбирает несколько видов излучений.

Диод с барьером Шоттки — неприхотливый и простой элемент, обеспечивающий бесперебойную работу множества современных приборов. Доступный, надежный, отличается широкой сферой применения благодаря особенностям в своей конструкции.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 8 чел.
Средний рейтинг: 4.9 из 5.

принцип работы, схемы и т.д.

Туннельный диод — это специальный диод, характеристики которого отличаются от характеристик любого обычного диода или стабилитрона.

Как обычный диод, так и стабилитрон являются очень хорошими проводниками, имея прямое смещение, но ни один из них не проводит хорошо ток в состоянии обратного смещения (исключение составляет область пробоя). Но в материале туннельного диода имеются присадки в гораздо большем объеме, нежели в обычном диоде, а его P-N переход очень узкий. Туннельный диод в силу того, что имеет большое количество присадок и очень узкий P-N переход, исключительно хорошо проводит ток в обе стороны.

Схема туннельного диода

Обратите внимание на основы электричества и на приборы электроники.

Принцип действия туннельного диода

Потенциал, который необходим для того, чтобы заставить туннельный диод выступать в роли проводника, будь то в режиме прямого или обратного смещения, очень невелик, обычно этот потенциал находится в диапазоне милливольт. Именно поэтому туннельные диоды известны как приборы с низким сопротивлением. Они очень слабо противодействуют движению тока в цепи.

График напряжение-ток типичного туннельного диода

Самой уникальной особенностью туннельных диодов является их соотношение напряжение-ток, когда они имеют прямое смещение. Когда туннельный диод имеет прямое смещение (от точки А до точки В на графике) при увеличении напряжения, ток также растет до определенной величины. Как только это значение оказывается достигнутым, дальнейшее повышение напряжения при прямом смещении заставляет ток снижаться до минимального значения (от точки В до точки С). В области, которая находится на графике между максимальным и минимальным потоками тока, туннельный диод имеет отрицательное сопротивление. В этой области отрицательного сопротивления ток, идущий через туннельный диод, фактически снижается при повышении напряжения. Происходит прямо противоположное обычному соотношению напряжение ток. Однако, когда напряжение за точкой С повышается, то данный прибор демонстрирует обычное соотношение напряжения и тока.

В обычных условиях туннельные диоды работают в области своего отрицательного сопротивления. В данной области незначительное уменьшение напряжения включает этот прибор, а небольшое повышение — выключает его. В качестве такого своеобразного выключателя туннельный диод может использоваться либо как генератор, либо как высокоскоростной выключатель: специфическая особенность прибора, низкое сопротивление, позволяет почти мгновенно изменять внутреннее сопротивление. Туннельные диоды могут также использоваться в качестве усилителей, где изменения в подаваемом напряжении в сторону повышения, вызывают пропорционально более значительные изменения тока в цепи.

принцип действия и основные параметры

Выпрямительный диод это прибор проводящий ток только в одну сторону. В основе его конструкции один p-n переход и два вывода. Такой диод изменяет ток переменный на постоянный. Помимо этого, их повсеместно практикуют в электросхемах умножения напряжения, цепях, где отсутствуют жесткие требования к параметрам сигнала по времени и частоте.

Принцип работы

Принцип работы этого устройства основывается на особенностях p-n перехода. Возле переходов двух полупроводников расположен слой, в котором отсутствуют носители заряда. Это запирающий слой. Его сопротивление велико.

При воздействии на слой определенного внешнего переменного напряжения, толщина его становится меньше, а впоследствии и вообще исчезнет. Возрастающий при этом ток называют прямым. Он проходит от анода к катоду. Если внешнее переменное напряжение будет иметь другую полярность, то запирающий слой будет больше, сопротивление возрастет.

Разновидности устройств, их обозначение

По конструкции различают приборы двух видов: точечные и плоскостные. В промышленности наиболее распространены кремниевые (обозначение — Si) и германиевые (обозначение — Ge). У первых рабочая температура выше. Преимущество вторых — малое падение напряжения при прямом токе.

Принцип обозначений диодов – это буквенно-цифровой код:

• Первый элемент – обозначение материала из которого он выполнен,
• Второй определяет подкласс,
• Третий обозначает рабочие возможности,
• Четвертый является порядковым номером разработки,
• Пятый – обозначение разбраковки по параметрам.

Преимущества и недостатки диода Шоттки

Несомненными преимуществами подобных полупроводниковых изделий являются:

• надежное удерживание электротока;
• минимальная емкость барьера обеспечивает длительную эксплуатацию;
• быстродействие.

Высокие показатели обратного тока — основной недостаток устройств с диодом Шоттки. Из-за этого при скачке обратного тока диод может выйти из строя.

Важно! При внедрении подобных диодов в цепи с высокой мощностью электротока создается риск теплового пробоя.

Маркировка и схема диода Шоттки

На схеме преподносится почти как стандартный полупроводниковый диод, но имеются и отличия.

Обозначения диодов

В маркировке используется набор символов, они всегда обозначаются сбоку изделия. Используются международные стандарты, но в зависимости от производителя маркировка может отличаться.

Сочетание цифр и букв на корпусе не всегда понятно, но в радиотехнических справочниках всегда можно найти точную расшифровку.

Работа в ИБП

Подобные элементы очень широко используются в импульсных схемах, в приборах для стабилизации напряжения, а также в блоках питания. Преимущественно выбираются сдвоенные элементы, имеющие в одном корпусе общий катод.

Использование в ИБП сдвоенного диода Шоттки с общим катодом является признаком высокого качества и надежности блока питания.

При этом сгоревший элемент относится к частым и типовым неисправностям импульсного устройства. Нерабочее состояние возникает при:

• утечке на корпус;
• электроприборе.

Встроенная защита приводит к блокировке ИБП в обоих случаях. При утечке возможно присутствие незначительных нестабильных пульсаций напряжения на выходе, а также слабые «подергивания» вентилятора. В случае пробоя напряжения в блоке питания полностью исключены. Так можно определить вероятную причину нерабочего состояния диода Шоттки, но для окончательного решения понадобится диагностика.

Для диагностики следует выполнить шаги:

1. Выпаять элемент и схемы.
2. Осмотреть на предмет механических повреждений, присутствия следов разрушительных химических реакций.
3. Выполнить проверку мультиметром.

Проверка мультиметром

Отличие процедуры от диагностики обычных диодов заключается в необходимости демонтажа сборки или элемента, иначе проверить его состояние будет очень сложно. Утечку диагностировать сложнее. При использовании типичного мультиметра может отображаться полная работоспособность элемента при работе прибора в режиме «диод». Потому лучше устанавливать режим «омметр» и заменить элемент при демонстрации сопротивления. Показатель 5 кОм не устанавливает точно неисправность диода, но лучше считать его подозрительным и выполнить замену. Доступная стоимость диодов Шоттки позволяет сделать это практически в любой момент без особых трат.

Важно! Если для проверки работоспособности диода Шоттки используется типовой мультиметр, нужно учитывать указанный сбоку показатель электротока.

Применение

Отличительные особенности и принцип работы диода Шоттки обусловливают его широкое применение в быту и в промышленности. Кроме блоков питания компьютера, его часто можно встретить в схемах:

• бытовых электроприборов;
• стабилизаторов напряжения;
• во всем спектре радио- и телеаппаратуры;
• в другой электронике.

Подобные элементы используются в современных батареях и транзисторах, работа которых обеспечивается сенечной энергией.

Такое универсальное использование элемента связано с способностью полупроводникового диода с эффектом Шоттки во много раз усиливать работоспособность любого прибора и увеличивать его эффективность. Обратное сопротивление электротока восстанавливается, за счет чего он сохраняется в электрической сети. Потери динамики напряжения минимизируются. Также диод Шоттки вбирает несколько видов излучений.

Диод с барьером Шоттки — неприхотливый и простой элемент, обеспечивающий бесперебойную работу множества современных приборов. Доступный, надежный, отличается широкой сферой применения благодаря особенностям в своей конструкции.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 8 чел.
Средний рейтинг: 4.9 из 5.

принцип работы, схемы и т.д.

Туннельный диод — это специальный диод, характеристики которого отличаются от характеристик любого обычного диода или стабилитрона.

Как обычный диод, так и стабилитрон являются очень хорошими проводниками, имея прямое смещение, но ни один из них не проводит хорошо ток в состоянии обратного смещения (исключение составляет область пробоя). Но в материале туннельного диода имеются присадки в гораздо большем объеме, нежели в обычном диоде, а его P-N переход очень узкий. Туннельный диод в силу того, что имеет большое количество присадок и очень узкий P-N переход, исключительно хорошо проводит ток в обе стороны.

Схема туннельного диода

Обратите внимание на основы электричества и на приборы электроники.

Принцип действия туннельного диода

Потенциал, который необходим для того, чтобы заставить туннельный диод выступать в роли проводника, будь то в режиме прямого или обратного смещения, очень невелик, обычно этот потенциал находится в диапазоне милливольт. Именно поэтому туннельные диоды известны как приборы с низким сопротивлением. Они очень слабо противодействуют движению тока в цепи.

График напряжение-ток типичного туннельного диода

Самой уникальной особенностью туннельных диодов является их соотношение напряжение-ток, когда они имеют прямое смещение. Когда туннельный диод имеет прямое смещение (от точки А до точки В на графике) при увеличении напряжения, ток также растет до определенной величины. Как только это значение оказывается достигнутым, дальнейшее повышение напряжения при прямом смещении заставляет ток снижаться до минимального значения (от точки В до точки С). В области, которая находится на графике между максимальным и минимальным потоками тока, туннельный диод имеет отрицательное сопротивление. В этой области отрицательного сопротивления ток, идущий через туннельный диод, фактически снижается при повышении напряжения. Происходит прямо противоположное обычному соотношению напряжение ток. Однако, когда напряжение за точкой С повышается, то данный прибор демонстрирует обычное соотношение напряжения и тока.

В обычных условиях туннельные диоды работают в области своего отрицательного сопротивления. В данной области незначительное уменьшение напряжения включает этот прибор, а небольшое повышение — выключает его. В качестве такого своеобразного выключателя туннельный диод может использоваться либо как генератор, либо как высокоскоростной выключатель: специфическая особенность прибора, низкое сопротивление, позволяет почти мгновенно изменять внутреннее сопротивление. Туннельные диоды могут также использоваться в качестве усилителей, где изменения в подаваемом напряжении в сторону повышения, вызывают пропорционально более значительные изменения тока в цепи.

принцип действия и основные параметры

Выпрямительный диод это прибор проводящий ток только в одну сторону. В основе его конструкции один p-n переход и два вывода. Такой диод изменяет ток переменный на постоянный. Помимо этого, их повсеместно практикуют в электросхемах умножения напряжения, цепях, где отсутствуют жесткие требования к параметрам сигнала по времени и частоте.

Принцип работы

Принцип работы этого устройства основывается на особенностях p-n перехода. Возле переходов двух полупроводников расположен слой, в котором отсутствуют носители заряда. Это запирающий слой. Его сопротивление велико.

При воздействии на слой определенного внешнего переменного напряжения, толщина его становится меньше, а впоследствии и вообще исчезнет. Возрастающий при этом ток называют прямым. Он проходит от анода к катоду. Если внешнее переменное напряжение будет иметь другую полярность, то запирающий слой будет больше, сопротивление возрастет.

Разновидности устройств, их обозначение

По конструкции различают приборы двух видов: точечные и плоскостные. В промышленности наиболее распространены кремниевые (обозначение — Si) и германиевые (обозначение — Ge). У первых рабочая температура выше. Преимущество вторых — малое падение напряжения при прямом токе.

Принцип обозначений диодов – это буквенно-цифровой код:

• Первый элемент – обозначение материала из которого он выполнен,
• Второй определяет подкласс,
• Третий обозначает рабочие возможности,
• Четвертый является порядковым номером разработки,
• Пятый – обозначение разбраковки по параметрам.

Вольт-амперная характеристика

Вольт-амперную характеристику (ВАХ) выпрямительного диода можно представить графически. Из графика видно, что ВАХ устройства нелинейная.

В начальном квадранте Вольт-амперной характеристики ее прямая ветвь отражает наибольшую проводимость устройства, когда к нему приложена прямая разность потенциалов. Обратная ветвь (третий квадрант) ВАХ отражает ситуацию низкой проводимости. Это происходит при обратной разности потенциалов.

Реальные Вольт-амперные характеристики подвластны температуре. С повышением температуры прямая разность потенциалов уменьшается.

Из графика Вольт-амперной характеристики следует, что при низкой проводимости ток через устройство не проходит. Однако при определенной величине обратного напряжения происходит лавинный пробой.

ВАХ кремниевых устройств отличается от германиевых. ВАХ приведены в зависимости от различных температур окружающей среды. Обратный ток кремниевых приборов намного меньше аналогичного параметра германиевых. Из графиков ВАХ следует, что она возрастает с увеличением температуры.

Важнейшим свойством является резкая асимметрия ВАХ. При прямом смещении – высокая проводимость, при обратном – низкая. Именно это свойство используется в выпрямительных приборах.

Коэффициент выпрямления

Анализируя приборные характеристики, следует отметить: учитываются такие величины, как коэффициент выпрямления, сопротивление, емкость устройства. Это дифференциальные параметры.

Он отражает качество выпрямителя.

Его можно рассчитать: он будет равен отношению прямого тока прибора к обратному. Такой расчет приемлем для идеального устройства. Значение коэффициента выпрямления может достигать нескольких сотен тысяч. Чем он больше, тем лучше выпрямитель делает свою работу.

Основные параметры устройств

Какие же параметры характеризуют приборы? Основные параметры выпрямительных диодов:

• Наибольшее значение среднего прямого тока,
• Наибольшее допустимое значение обратного напряжения,
• Максимально допустимая частота разности потенциалов при заданном прямом токе.

Исходя из максимального значения прямого тока, выпрямительные диоды разделяют на:

• Приборы малой мощности. У них значение прямого тока до 300 мА,
• Выпрямительные диоды средней мощности. Диапазон изменения прямого тока от 300 мА до 10 А,
• Силовые (большой мощности). Значение более 10 А.

Существуют силовые устройства, зависящие от формы, материала, типа монтажа. Наиболее распространенные из них:

• Силовые приборы средней мощности. Их технические параметры позволяют работать с напряжением до 1,3 килоВольт,
• Силовые, большой мощности, могущие пропускать ток до 400 А. Это высоковольтные устройства. Существуют разные корпуса исполнения силовых диодов. Наиболее распространены штыревой и таблеточный вид.

Выпрямительные схемы

Схемы включения силовых устройств бывают различными. Для выпрямления сетевого напряжения они делятся на однофазные и многофазные, однополупериодные и двухполупериодные. Большинство из них однофазные. Ниже представлена конструкция такого однополупериодного выпрямителя и двух графиков напряжения на временной диаграмме.

Переменное напряжение U1 подается на вход (рис. а). Справа на графике оно представлено синусоидой. Состояние диода открытое. Через нагрузку Rн протекает ток. При отрицательном полупериоде диод закрыт. Поэтому к нагрузке подводится только положительная разность потенциалов. На рис. в отражена его временная зависимость. Эта разность потенциалов действует в течение одного полупериода. Отсюда происходит название схемы.

Самая простая двухполупериодная схема состоит из двух однополупериодных. Для такой конструкции выпрямления достаточно двух диодов и одного резистора.

Диоды пропускают только положительную волну переменного тока. Недостатком конструкции является то, что в полупериод переменная разность потенциалов снимается лишь с половины вторичной обмотки трансформатора.

Если в конструкции вместо двух диодов применить четыре коэффициент полезного действия повысится.

Выпрямители широко используются в различных сферах промышленности. Трехфазный прибор задействован в автомобильных генераторах. А применение изобретенного генератора переменного тока способствовало уменьшению размеров этого устройства. Помимо этого, увеличилась его надежность.

В высоковольтных устройствах широко применяют высоковольтные столбы, которые скомпонованы из диодов. Соединены они последовательно.

Импульсные приборы

Импульсным называют прибор, у которого время перехода из одного состояния в другое мало. Они применяются для работы в импульсных схемах. От своих выпрямительных аналогов такие приборы отличаются малыми емкостями p-n переходов.

Для приборов подобного класса, кроме параметров, указанных выше, следует отнести следующие:

• Максимальные импульсные прямые (обратные) напряжения, токи,
• Период установки прямого напряжения,
• Период восстановления обратного сопротивления прибора.

В быстродействующих импульсных схемах широко применяют диоды Шотки.

Импортные приборы

Отечественная промышленность производит достаточное количество приборов. Однако сегодня наиболее востребованы импортные. Они считаются более качественными.

Импортные устройства широко используются в схемах телевизоров и радиоприемников. Их также применяют для защиты различных приборов при неправильном подключении (неправильная полярность). Количество видов импортных диодов разнообразно. Полноценной альтернативной замены их на отечественные пока не существует.

Ток

— что именно делает диод?

Другой вопрос касается того факта, что ток течет по замкнутым цепям — нет тока без полного контура, через который протекает ток. Некоторые ответы пошли по касательной, обсуждая разницу между электронным током и обычным током. При проектировании схем вы можете спокойно игнорировать электронный ток и всегда думать в терминах обычного тока. Но направление тока абсолютно не имеет значения.

Что касается диодов, в идеале диод позволяет току течь через него только в одном направлении, от анода к катоду. В частности, выше определенного «порогового» напряжения требуется лишь очень небольшое увеличение напряжения, чтобы увеличить ток до астрономических уровней:

(изображение CC с openwetware.org)

Обратный пробой (большой обратный ток при большом обратном смещении) обычно считается неидеальным, а не частью идеального поведения диода.

Некоторые диоды имеют другие эффекты, например светодиоды, которые излучают свет, когда через них протекает ток; или стабилитроны, которые обычно используются в области обратного пробоя.

Редактировать

какова цель включения в схему диода (а не светодиода) разнообразного сорта?

Обычно вы используете их, когда хотите убедиться, что ток может течь только в одном направлении. Например,

• Для защиты цепи от аккумулятора, установленного в обратном порядке.
• Для формирования схемы полномостового выпрямителя (с использованием 4 диодов) для преобразования переменного тока в постоянный.
• В цепи детектора пиков .

В схемах, использующих сигналы переменного тока, правильное управление точкой смещения постоянного тока диода позволяет использовать его в качестве переключателя для маршрутизации этих сигналов.

Вы также можете увидеть диод, используемый в тех случаях, когда разработчик знает, что ток будет течь в правильном направлении, чтобы создать приблизительное «фиксированное» падение напряжения около 0.7 В.

Другое применение — использование способности (правильно спроектированного) диода пропускать большие количества тока (в прямом направлении) для защиты более чувствительных цепей от перегрузки или электростатических разрядов или в демпфирующей цепи для уменьшения кольца линии передачи.

Другое использование заключается в том, что, помимо свойств постоянного тока, диод с обратным смещением имеет переменную емкость, зависящую от величины смещения. Эта переменная емкость может использоваться для настройки генераторов или фильтров.Диоды, специально разработанные для этого использования, называются варикапами , .

Анализ цепи

— Блокирует ли диод ток, но не напряжение?

анализ цепи — диодная блокировка ток, но не напряжение? — Обмен электротехнического стека

Сеть обмена стеками

Сеть Stack Exchange состоит из 178 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.

Посетить Stack Exchange

2. 0
3. +0
6. Авторизоваться Подписаться

Electrical Engineering Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для профессионалов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов.Регистрация займет всего минуту.

Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу

Кто угодно может задать вопрос

Кто угодно может ответить

Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх

Спросил 3 года назад

Просмотрено 4к раз

\ $ \ begingroup \ $

При запуске этой тестовой схемы на CircuitLab и моим ожидаемым результатом было то, что открывался только M1. но потом я заметил, что M4 mosfet также открыт, хотя между ним и 3V есть диод. Порог гейта на обоих установлен на 1.5в

Я также заметил некоторые странные всплески, появляющиеся на текущем

.

Означает ли это, что диод блокирует ток, но не напряжение?

^{смоделировать эту схему — Схема создана с помощью CircuitLab}

Создан 20 окт.

\ $ \ endgroup \ $ 5 \ $ \ begingroup \ $

Рисунок 3 из таблицы 1N4148.

• Диоды имеют очень малый ток утечки. При 3 В это значение составляет от 3,5 до 10 нА.
• 2N7000 имеет ток утечки корпуса затвора, макс. В прямом направлении -10 нА.
• Диод также имеет емкость около 4 пФ. При скачке напряжения питания с нуля до +3 В при включении емкость диода заставит подскочить и затвор M4.

Создан 20 окт.

ТранзисторТранзистор

154k1111 золотых знаков168168 серебряных знаков348348 бронзовых знаков

\ $ \ endgroup \ $ \ $ \ begingroup \ $

Влияние напряжения, о котором вы заботитесь в большей части электроники, — это ток.Когда устройство блокирует ток, оно делает напряжение несущественным, за исключением электростатических эффектов.

Проблема в показанной схеме состоит в том, что она по существу оставляет неэкранированный затвор полевого МОП-транзистора плавающим (нет пути тока к нему или от него). Плавающий затвор MOSFET почти всегда является ошибкой конструкции, ведущей к неопределенному поведению.

Создан 20 окт.

\ $ \ endgroup \ $ 2 \ $ \ begingroup \ $

Идея блокировки по напряжению — ерунда.Вы должны думать о проблеме с точки зрения «сопротивления» и делителя напряжения (я заключаю в кавычки «сопротивление», потому что оно не реактивное, но сильно нелинейное). Поскольку транзистор представляет собой полевой МОП-транзистор, его затвор имеет гораздо более высокое сопротивление, чем сопротивление перевернутого диода (из-за тока утечки), а делитель, сделанный из диода D3 и затвора M4, передают почти все напряжение на затвор.

Итак, решение простое: просто поместите резистор большого номинала между затвором M4 и землей шасси.

Создан 21 окт.

CamionCamion

18255 бронзовых знаков

\ $ \ endgroup \ $ 2 \ $ \ begingroup \ $

Давайте посмотрим, что на самом деле означает «есть напряжение»:

Наличие напряжения между двумя точками цепи означает, что мы измеряем разность электрического потенциала величиной \ $ U \ $.Итак, , если бы существовал проводящий путь между этими точками с \ $ R <\ infty \ $, то протекал бы ток \ $ U = RI \ $. Наличие разности потенциалов (\ $ U \ $) не означает, что какие-либо электроны могут попасть из точки A в точку B, но это одно место примет «избыток» от другого.

Теоретически диод — это \ $ R = \ infty \ $ в одном смысле и \ $ R = 0 \ $ в другом. Однако на самом деле это приближение неверно. Это может привести к небольшому току, протекающему «в обратном направлении» через диод.

Транзистор

154k1111 золотых знаков168168 серебряных знаков348348 бронзовых знаков

Создан 21 окт.

ТришТриш

24933 серебряных знака1111 бронзовых знаков

\ $ \ endgroup \ $ 0 Электротехнический стек Exchange лучше всего работает с включенным JavaScript

Ваша конфиденциальность

Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь с тем, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой в ​​отношении файлов cookie.

Принимать все файлы cookie Настроить параметры

Сопротивление

— действительно ли диод подчиняется закону Ома?

На самом деле это не черный и белый вопрос, и многие люди будут утверждать, что он не соответствует «закону Ома», и, в зависимости от того, как вы его аргументируете, они могут быть правы.

Однако на самом деле сопротивление диода изменяется в зависимости от приложенного тока или напряжения. Таким образом, вы не можете просто найти сопротивление диода и использовать «Закон Ома», чтобы определить соотношение между напряжением и током по старой доброй формуле V = IR, как вы можете с резистором. Исходя из этого аргумента, ни один диод или, точнее, полупроводник, похоже, не подчиняется закону Ома.

Однако, если у вас есть цепь с диодом в ней, смещенным при напряжении V или с током смещения I, сопротивление диода в этих условиях остается постоянным.То есть формула Ома все еще применима, когда диод находится в устойчивом состоянии. Если вы пытаетесь вычислить выходное сопротивление вашей цепи в этом состоянии, это важно знать, в то время как подтверждение того, что импеданс будет другим, когда цепь находится в другом состоянии.

На самом деле, я бы даже сказал, что диод всегда следует формуле Ома. Да V = IR. Однако в случае диода R следует довольно сложному уравнению, которое включает V или I в качестве переменных.

То есть для диода

\ $ V = I.R_D \ $ Где
\ $ R_D = F (I, V) \ $
\ $ V = I.F (I, V) \ $

Итак, да, математически он следует формуле Ома, но не в той форме, которая вам может быть полезна, за исключением очень специфических статических условий.

Для тех, кто утверждает, что «Закон Ома неприменим, если сопротивление непостоянно», я боюсь, что это неверная цитата Максвелла. Намерение Ома состояло в том, чтобы сопротивление было постоянным во времени при стабильных условиях возбуждения. То есть сопротивление не может изменяться самопроизвольно без изменения приложенного напряжения и тока.По правде говоря, ничто не имеет постоянного сопротивления. Даже ваш скромный резистор на четверть ватта изменит сопротивление при нагревании и старении.

Если вы думаете, что это всего лишь мнение одного человека, то вы правы, его зовут
Георг Симон Ом

Скорее всего, вы никогда не читали его работу или, если вы читали по-немецки, оригинальную версию. Если вы когда-нибудь это сделаете, и, на 281 странице устаревшей английской и электрической терминологии, я предупреждаю вас, что это очень трудно читать, вы обнаружите, что он действительно охватывал нелинейные устройства и, как таковые, они должны быть включены в законе Ома.На самом деле есть целое приложение, около 35 страниц, целиком посвященное этой теме. Он даже признает, что там есть вещи, которые еще предстоит обнаружить, и оставляет это открытым для дальнейшего расследования.

Закон Ома гласит .. по Максвеллу ..

«Электродвижущая сила, действующая между концами любой части цепи, является произведением силы тока и сопротивления этой части цепи».

Это, однако, только часть тезиса Ома и уточняется, по словам Ома, утверждением «гальваническая цепь»…. который приобрел постоянное состояние «, которое определено в статье, и я перефразирую, поскольку любому элементу, сопротивление которого зависит от приложенного напряжения, тока или чего-либо еще, необходимо позволить прийти в сбалансированное состояние. Далее, после При любом изменении возбуждения цепи в целом, перед тем как формула вступит в силу, должна произойти перебалансировка. Максвелл, с другой стороны, квалифицировал это как R не должно изменяться с V или I.

Это может быть не то, чему вас учили в школе, или даже то, что вы слышали или читали из многих авторитетных источников, но это от самого Ома.Настоящая проблема в том, что многие люди воспринимают или понимают только очень упрощенную интерпретацию тезиса Ома, написанного Максвеллом, который, возможно, ошибочно распространялся на протяжении десятилетий с тех пор, как великий человек фактически выполнил свою работу как «закон Ома».

Что, конечно же, оставляет вас с парадоксом.

Дело в том, что Ом просто формулируется, когда он переходит в стабильное состояние, напряжение в цепи является суммой тока, умноженного на сопротивления частей.

^{смоделировать эту схему — Схема создана с помощью CircuitLab}

\ $ E = I.R1 + I.R2 + I.R3 \

$

Где R3 — сопротивление, на которое устанавливается диод. Таким образом, не имеет значения, является ли R3 диодом или нет. Что, конечно, правильно. Максвелл, с другой стороны, подразумевает, что, поскольку схема содержит нелинейный элемент, формула неприменима, что, конечно, неверно.

Итак, верим ли мы, что то, что написал Максвелл, было ошибкой из-за чрезмерного упрощения, и согласны с тем, что на самом деле сказал Ом, или мы отбросим то, что на самом деле сказал Ом, и остановимся на упрощении Максвелла, которое оставляет нелинейные части без внимания?

Если вы считаете, что диод не соответствует вашей ментальной модели закона Ома, то ваша модель закона Ома на самом деле является законом Максвелла.То, что нужно квалифицировать как подмножество тезиса Ома. Если вы считаете, что диод действительно подходит для этой модели, то вы действительно цитируете тезис Ома.

Как я уже сказал, он не черно-белый. В конце концов, это не имеет особого значения, поскольку ничего не меняет.

диодов 101: что они делают и как работают?

Диоды — важные средства защиты чувствительных компонентов в случае неожиданных скачков напряжения, но как они работают? Как использовать диоды? А чьим диодам можно доверять?

Что такое диод?

На самом базовом уровне диод — это компонент, который создает улицу с односторонним движением для электрических токов, протекающих по цепи.Направляя и блокируя эти токи, диоды предотвращают скачки напряжения и другие незапланированные эффекты от повреждения чувствительных компонентов. Они также играют важную роль в обработке сигналов, особенно в радиочастотных приложениях.

Первые диоды были изобретены в начале 20 века компаниями беспроводного телеграфа. С тех пор диоды стали важными компонентами ранней радиотехнологии — хотите верьте, хотите нет, но сегодняшние цифровые устройства были бы невозможны без этих небольших (но мощных) компонентов.

Что делает диод?

Диоды — бесценный актив в современной технологии, потому что они пропускают ток только в одном направлении. Когда ток течет вперед от анода диода к его катоду, диод действует как оголенный провод и пропускает ток. Когда тот же самый ток течет в противоположном направлении, диод становится мощным резистором и блокирует проход.

Таким образом, защита электроники — одно из наиболее распространенных применений диодов.

Электромагнитные компоненты, такие как двигатели и реле, при выключении высвобождают накопившиеся заряды, отправляя токи обратно по цепи, где они могут повредить чувствительные части. Диод, установленный между двигателями и реле, будет направлять этот ток от остальной цепи.

Обработка радиосигналов (из-за чего были изобретены диоды) по-прежнему широко используются в диодах даже сегодня. Выходя за рамки старых AM-радиоприемников, диоды также интегрированы во множество современных устройств, от телевизоров до микроволновых печей и даже спутников связи.

Как работает диод?

Современные диоды изготавливаются из полупроводниковых материалов, таких как кремний, германий или арсенид галлия. Производители полупроводников вводят в эти материалы определенные примеси, чтобы придать диоду его особые свойства.

Этот процесс «легирования» создает в диоде три области. Во-первых, на аноде имеется положительно заряженная p-область, в которой легирование создает большое количество электронных дырок. Кроме того, на катоде имеется отрицательно заряженная n-область, где легирование создает большое количество свободных электронов.Они встречаются в p-n-переходе, где электроны n-области перепрыгивают, чтобы заполнить электронные дырки p-области — это создает третью «обедненную область», которая действует как изолятор и препятствует протеканию тока.

Прямое смещение

Диод «смещен в прямом направлении», когда ток течет от положительного анода к отрицательному катоду. В идеальном случае ток устраняет обедненную область и проходит через диод, как если бы его там не было.

На самом деле, диоду требуется начальное напряжение, называемое прямым напряжением (Vf), чтобы он начал работать.По сути, настоящий диод действует как идеальный диод, соединенный последовательно с резистором, создавая небольшое, но заметное падение напряжения. В наиболее распространенных сигнальных диодах Vf составляет около 0,7 В.

Однако следует остерегаться температуры — Vf диода будет уменьшаться при повышении температуры. В некоторых случаях вы можете превратить эту температурную чувствительность в функцию. Например, в статье на Hackaday объясняется, как использовать эту характеристику для создания однодиодного датчика температуры.

Обратное смещение

Когда через диод протекает ток в противоположном направлении, от катода к аноду, это называется «обратным смещением».Вышеупомянутая обедненная область становится еще больше, превращая диод в мощный резистор и блокируя прохождение тока.

Однако у каждого электронного компонента есть предел, и диоды не исключение. Порог диода определяется так называемым напряжением пробоя (Vbr). После этого Vbr обедненная область перестает работать, освобождая обратный ток, чтобы течь через цепь и наносить ущерб, что часто приводит к выгоранию, связанному с синим дымом.

Символ диода

Символ диода напоминает боковой треугольник с вертикальной полосой на конце.Треугольник указывает направление тока прямого смещения, а полоса представляет собой блокирующее действие диода при обратном смещении тока.

Поскольку диоды поляризованы, вам нужно знать, как их вставить в ваши схемы. Из-за этого упаковка диода будет иметь полосу на катодном конце, как и вертикальная полоса в символе диода.

Какие бывают диоды?

Диоды в конструкции электронных схем имеют два основных различия: силовые диоды и сигнальные диоды.В этих широких категориях вы найдете всевозможные узкоспециализированные диоды, созданные для решения конкретных задач. Некоторые диоды также могут генерировать свет — метко названные светодиоды или светодиоды, как их чаще называют, — но это достаточно большая тема для отдельной статьи.

Силовые диоды

Подавление перенапряжения, как мы говорили ранее, является одним из методов использования силовых диодов. Помимо блокировки индуктивных скачков от таких компонентов, как двигатели, вы также можете использовать диоды для предотвращения электростатического разряда (ESD).Это искра, которую вы иногда видите, когда подключаете зарядное устройство к телефону — эта маленькая вспышка посылает мгновенный всплеск в 15000 вольт прямо на ваше устройство, а это защитный диод от электростатического разряда, который предохраняет ваш любимый телефон от перегрева.

Еще одно повседневное применение силовых диодов можно найти в зарядном устройстве вашего телефона. Силовые диоды помогают преобразовывать переменный ток (AC), выходящий из стены, в постоянный ток (DC), который используется принимающей электроникой.

Диоды сигнальные

Сигнальные диоды работают с гораздо меньшими токами и напряжениями.Этот тип диодов используется в схемах, обрабатывающих аналоговые сигналы, и в некоторых случаях эти приложения помогают остальной части схемы лучше выполнять свою работу.

Забавный эксперимент, демонстрирующий, как работают сигнальные диоды, — это самодельный AM-радио, состоящий из провода, металлического стержня, диода и динамика. Использование незаземленного провода в качестве антенны преобразует входящую радиоволну в переменный ток. Так же, как и приходящая радиоволна, этот ток имеет постоянную частоту быстрых колебаний между пиками и минимумами напряжения.Размер этих пиков и впадин (он же амплитуда) является сигналом, который, к сожалению, важен сам по себе, эти волны имеют тенденцию гасить друг друга в наушниках. Однако включение диода блокирует впадины и позволяет пикам проходить через наушники для преобразования в аудиосигнал.

Другой способ обработки аналоговых сигналов диодами — защита чувствительной электроники от слишком сильных сигналов. Например, диоды в цепи ограничителя будут отключать сигналы, когда напряжение выходит за пределы определенной точки.В зависимости от конструкции схемы, она ограничивает как положительные, так и отрицательные напряжения, либо то и другое одновременно.

Разработчик

Instructables gmoon демонстрирует, как схема с диодным ограничителем может придать гитарному усилителю звук, более похожий на ламповый.

Диоды специальные

Производители могут выбирать материалы, чтобы придать диодам особые свойства, чтобы схемы работали лучше.

Диод Шоттки, например, имеет очень низкое прямое напряжение. Если типичный сигнальный диод имеет Vf 0.7 В, Vf диода Шоттки может упасть до 0,15 В. Поставщик электроники для хобби SparkFun рекомендует диоды Шоттки, «когда нужно беречь до последнего бита напряжения».

Стабилитрон

— это своего рода антидиод. Производители конструируют стабилитроны так, чтобы через них протекали обратные токи, не повреждая диод. Диод будет блокировать ток с обратным смещением, пока напряжение остается ниже определенной точки. После этого стабилитрон пропускает ток при постоянном напряжении стабилитрона (Vz).

Кто делает диоды?

По данным исследовательской компании Technavio, продажи одних только дискретных диодов приносят более 3 миллиардов долларов в год. Рынок лазерных диодов стоит еще 55 миллиардов долларов. Это кое-что говорит о том, насколько ценны эти крошечные компоненты для современной электроники.

Однако, в отличие от некоторых отраслей, рынок диодов фрагментирован, и поэтому на нем не доминирует горстка крупных игроков. Некоторые известные надежные поставщики качественных диодов включают:

Эти компании продают продукцию производителям по всему миру, но их продукты можно приобрести в меньших количествах у торговых посредников, таких как Mouser Electronics или DigiKey Electronics.Менее известные производители диодов, такие как Chanzon и T&F Electronics, имеют хорошую репутацию среди клиентов Amazon.

Кто вы рекомендуете источник высококачественных диодов? Какие особенности вы ищете, чтобы найти надежного поставщика диодов? Поделитесь с нами в комментариях ниже!

Для чего нужен диодный предохранитель? — MVOrganizing

Для чего нужен диодный предохранитель?

Предохранитель

A — это устройство защиты цепи, которое срабатывает, когда сила тока / сила тока превышают указанные номиналы предохранителя.Диод — это своего рода односторонний обратный клапан. Он позволяет ток / напряжение в одном направлении, но не в другом. На блоке предохранителей должно быть написано прямо над диодом или перегоревшим, для чего он нужен.

Какой диод в моем блоке предохранителей?

Автомобильные диоды и мини-диоды Силовые диоды предназначены для ограничения перенапряжения, вызванного электромагнитными компонентами, и выполнения однонаправленной блокировки прохождения тока в цепи. Эти диоды доступны в виде печатных плат или мини-предохранителей, которые подключаются к держателям мини-предохранителей.

Как работает автомобильный диод?

Когда диод находится в прямом смещении, диод позволяет трафику или току течь от анода к катодной ножке. Когда напряжение на диоде положительное, может течь большой ток, когда напряжение становится достаточно большим. Когда напряжение на диоде отрицательное, ток практически не течет.

Как диод на 12 В предотвращает обратное питание?

Отрежьте два отрезка электрического провода длиной не менее 6 дюймов. Снимите ½ дюйма изоляции с концов каждого сегмента провода.Скрутите один конец первого провода с катодным выводом диода. Катодный вывод обозначен на корпусе диода линией или точкой возле провода катодного вывода.

Могу ли я обойти диод?

Такое использование байпасных диодов позволяет серии (называемой цепочкой) подключенных ячеек или панелей продолжать подавать питание при пониженном напряжении, а не при отсутствии питания вообще. Байпасные диоды подключены с обратным смещением между положительной и отрицательной выходной клеммами солнечной батареи (или панели) и не влияют на ее выход.

Что произойдет, если диод выйдет из строя?

Проблема: закороченный диод Однако вышедший из строя диод тоже может закоротить. В этом случае диод будет иметь небольшое сопротивление в обоих направлениях. Распространенными причинами выхода из строя диода являются чрезмерный прямой ток и большое обратное напряжение. Посмотрим, как закороченный диод повлияет на двухполупериодный выпрямитель.

Что происходит, когда диод выходит из строя?

Неисправный (разомкнутый) диод не позволяет току течь ни в одном направлении.Мультиметр будет отображать OL в обоих направлениях, когда диод открыт. Закороченный диод имеет одинаковое значение падения напряжения (примерно 0,4 В) в обоих направлениях.

Что может повредить диод?

Диоды могут быть повреждены высоким напряжением, особенно диоды, работающие с высоким напряжением или мощными приложениями, такими как источники питания, и в результате обычно происходит короткое замыкание 0 Ом при измерении в любом направлении.

Что вызывает горение диода?

Диод обычно не открывается из-за перегрузки по току.Это называется выгоранием металлизации и может происходить из-за таких вещей, как EOS (электрическое перенапряжение). Избыточный ток вызывает чрезмерный нагрев и буквально сжигает металл.

Можно ли заменить диод предохранителем?

Если вы хотите принять решение о замене, вам следует проверить ток, потребляемый блоком, и предохранитель в цепи. Если есть скачок в 10 ампер, вам понадобится диод, который сможет с этим справиться. Присоедините собственный предохранитель к устройству.

Что делает проверка диодов?

Некоторые мультиметры предоставляют функцию «проверки диода», которая отображает фактическое прямое напряжение диода, когда он проводит ток.Такие измерители обычно показывают немного более низкое прямое напряжение, чем «номинальное» для диода, из-за очень небольшого тока, используемого во время проверки.

Как узнать, положительный или отрицательный у диода?

Иногда проще всего проверить полярность с помощью мультиметра. Установите мультиметр в положение диода (обычно обозначается символом диода) и прикоснитесь каждым щупом к одной из клемм светодиода. Если светодиод горит, положительный датчик касается анода, а отрицательный датчик касается катода.

Каково основное использование стабилитрона?

Стабилитроны

используются для регулирования напряжения, в качестве опорных элементов, ограничителей перенапряжения, а также в коммутационных устройствах и схемах ограничителей. Напряжение нагрузки равно напряжению пробоя VZ диода. Последовательный резистор ограничивает ток через диод и снижает избыточное напряжение, когда диод проводит.

Какое утверждение о стабилитроне верно?

Пояснение: Все утверждения верны для сопротивления стабилитрона.3. Что из следующего верно о температурном коэффициенте или TC стабилитрона? Пояснение: Все сказанное верно для ТП стабилитрона.

Линия на диоде положительная или отрицательная? — AnswersToAll

Линия на диоде положительная или отрицательная?

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

Какая сторона диода отрицательная?

Эти выводы позволяют легко встраивать диод в электронные схемы. Вывод, прикрепленный к полупроводнику n-типа, называется катодом. Таким образом, катод — это отрицательная сторона диода. Положительная сторона диода, то есть вывод, прикрепленный к полупроводнику p-типа, называется анодом.

Имеет значение, каким образом вы подключаете конденсатор?

Что касается конденсатора, то не имеет значения, как он подключен, поскольку он не поляризован.Однако возможно, что схема будет вести себя иначе из-за связи между внешней фольгой и соседними цепями.

Что делает диод в цепи?

Основные функции. Наиболее распространенная функция диода — пропускать электрический ток в одном направлении (называемом прямым направлением диода), блокируя его в противоположном направлении (обратном направлении). Таким образом, диод можно рассматривать как электронную версию обратного клапана.

Какая сторона конденсатора положительная?

Положительная или анодная сторона конденсатора помечена символом «+».Поскольку электролитические конденсаторы поляризованы, я использую на схемах символ (показанный ниже).

Какая сторона конденсатора идет на массу?

Положительная сторона всегда подключается к источнику питания, а сторона дуги подключается к земле. Два наиболее распространенных типа конденсаторов, которые вы увидите на схеме США, стандартные и поляризованные.

Как узнать значение диода?

Держите диод отдельной цветной полосой слева. Полоса обозначает катод, то есть направление протекания тока.В этой позиции вы можете читать полосы слева направо. Определите первую и вторую полосы, если на диоде три полосы.

Что означает символ диода?

Диодные символы. Диод — это полупроводниковое устройство, которое позволяет току течь только в одном направлении. Он имеет два электрода, называемых анодом или пластиной и катодом, он использует выпрямляющие свойства соединения между материалами типа P и N полупроводника. Эти символы можно представить внутри круга.Диоды.

Есть ли полярность стабилитрона?

Стабилитрон ведет себя так же, как обычный диод общего назначения, состоящий из кремниевого PN перехода, и при смещении в прямом направлении, то есть положительном аноде по отношению к его катоду, он ведет себя так же, как нормальный сигнальный диод, пропускающий номинальный ток.

Как заменить СВЧ диод

Если вчерашние объедки выходят из микроволновой печи такими же холодными, как и при входе в нее, у вас есть более серьезная проблема, чем просто решить, какие хлопья для завтрака вы выберете, чтобы обуздать голод.Хотя причиной того, что микроволновая печь не нагревается, может быть неисправный дверной выключатель, неисправный магнетрон или неисправный высоковольтный конденсатор, есть одна вероятная причина, которая их всех превалирует: перегоревший диод.

Что делает диод?

Микроволновый диод преобразует выходную мощность переменного тока (AC) трансформатора в постоянный ток (DC), удваивая напряжение до почти 5000 вольт. Это высокое напряжение заставляет магнетрон нагревать пищу или напиток, помещенные в камеру печи.Если диод перегорел, магнетрон не получит достаточного напряжения для работы, и микроволновая печь не сможет нагреться.

Как проверить СВЧ диод

Перед заменой диода на новый необходимо убедиться, что деталь действительно неисправна. Перегоревший диод часто выглядит заметно поврежденным. Если вы не видите никаких признаков повреждения, вы можете попробовать проверить диод на непрерывность — постоянный электрический путь, присутствующий в детали. Прежде чем пытаться разобрать микроволновку, чтобы добраться до диода, отключите шнур питания.Поскольку высоковольтные конденсаторы, используемые в микроволновых печах, могут сохранять заряд даже после отключения шнура питания, рекомендуется разрядить конденсатор сразу после снятия крышки. Вы можете сделать это, поместив лезвие отвертки или плоскогубцы на каждый набор выводов конденсатора (при этом не прикасайтесь к металлическим частям инструмента).

Чтобы проверить диод на непрерывность, вам понадобится мультиметр, питаемый от 9-вольтовой батареи, или используйте 9-вольтовую батарею вместе с измерителем.Для последнего:

• Удерживая черный провод напротив одного конца диода, прикоснитесь противоположным концом диода к отрицательной клемме 9-вольтовой батареи. Коснитесь красным проводом положительной клеммы аккумулятора. Имейте в виду, что диод должен иметь непрерывность только в одном направлении, поэтому, если на дисплее мультиметра нет непрерывности, попробуйте перевернуть диод, чтобы черный провод соприкасался с противоположным концом диода, при этом касаясь другого конца диода. клемму 9 вольт.Если диод дает отрицательный результат на непрерывность в обоих направлениях или имеет непрерывность в обоих направлениях при перестановке проводов, диод вышел из строя и его необходимо заменить.

Что нужно для доступа к диоду?

На некоторых моделях, чтобы добраться до диода, сначала откройте дверцу микроволновой печи и открутите винты, чтобы освободить вентиляционное отверстие. Затем вы можете отвинтить крепежный винт или винты, которыми крепится панель управления, и приподнять панель, чтобы отсоединить ее. Позади панели управления может быть панель доступа, которая, если ее снять, позволит вам получить доступ к диоду для проверки или замены.Для других моделей потребуется полностью снять кожух или крышку устройства, прежде чем вы сможете добраться до диода. В автономных моделях это может быть так же просто, как откручивание крепежных винтов, крепящих крышку сбоку, сверху или сзади устройства. Однако, если микроволновая печь прикреплена к стене под шкафом, вам потребуется полностью снять прибор, чтобы снять крышку. Хотя этот процесс может отличаться в зависимости от модели, вот 25 типичных шагов, которые вы можете выполнить, чтобы успешно заменить диод:

1. Отключите шнур питания устройства.
2. Выньте стеклянный поднос и подставку из камеры духового шкафа.
3. Попросите помощника поддержать микроволновую печь, пока вы откручиваете винты, которыми верхняя часть микроволновой печи крепится к шкафу.
4. Осторожно наклоните прибор вниз и протяните шнур питания через отверстие в корпусе.
5. Снимите микроволновую печь с монтажной пластины и установите ее на твердую поверхность так, чтобы она опиралась на заднюю панель.
6. Выкрутите винты, которыми крепится нижняя панель духовки.
7. Отсоедините или отсоедините все двигатели поворотной платформы или световые провода, прикрепленные к панели, и отложите панель в сторону.
8. Установите микроволновую печь вертикально и поддержите переднюю часть деревянным бруском 2 × 4.
9. Откройте дверцу и выверните винты, крепящие воздухоотводчик.
10. Полностью снимите вентиляционное отверстие (для облегчения можно использовать шпатель).
11. При необходимости открутите винты сбоку, сверху и сзади, крепящие крышку к раме.
12. Вам также может потребоваться открутить винты, чтобы снять крышку вентилятора или воздушную заслонку.
13. Теперь вы можете сдвинуть крышку микроволновой печи, чтобы снять ее.
14. Как отмечалось ранее, обязательно разрядите потенциально накопленный электрический заряд в конденсаторе.
15. Выкрутите винт, которым старый диод крепится к корпусу, и отсоедините его от вывода конденсатора.
16. Установите новый диод, прикрепив соответствующий конец к клемме конденсатора и навинтив винт, чтобы прикрепить заземляющий конец диода к корпусу.
17. При необходимости установите крышку вместе с крышкой вентилятора или воздушной заслонкой.
18. Установите на место воздухоотводчик и закрепите его винтами.
19. Наклоните микроволновую печь на заднюю панель.
20. Установите нижнюю панель на место, сначала повторно подключив двигатель поворотной платформы или световые провода, затем полностью выровняйте панель и закрепите ее винтами.
21. Осторожно установите микроволновую печь на выступы монтажной пластины.
22. Пропустите шнур питания через отверстие в корпусе.
23. Поднимите прибор и закрутите винты, чтобы прикрепить верхнюю часть крышки микроволновой печи к шкафу.
24. Установите на место опору поворотного стола и выровняйте стеклянный лоток на муфте двигателя.
25. Подключите шнур питания снова, и ваша микроволновая печь должна быть готова к работе.

При ремонте микроволновой печи всегда ставьте безопасность превыше всего

Из-за высокого напряжения и высокого тока, используемого в микроволновых печах, имейте в виду, что ремонт этого устройства представляет значительный риск травмы или смерти, если не будут приняты меры предосторожности. Вы всегда должны отключать микроволновую печь от сети, прежде чем пытаться разобрать ее.Поскольку высоковольтные конденсаторы, используемые в микроволновых печах, могут сохранять заряд даже после того, как микроволновая печь была отключена от сети, мы рекомендуем только опытным профессионалам осуществлять доступ к внутренним компонентам и заменять их.

Найдите подходящие детали для микроволновой печи в Repair Clinic

Не все диоды будут работать с каждой моделью микроволновой печи.