Что такое диоды: Что такое диод и как он работает? | ASUTPP

Содержание

Что такое диод и как он работает? | ASUTPP

Меня несколько раз спрашивали — что такое диод?

Диод — это электронный компонент, который проводит ток в одном направлении и блокирует ток в другом направлении.

Символ диода выглядит так:

Символ диода выглядит так:

Как подключить диод?

Давайте посмотрим на пример.

В цепи выше диод подключен в правильном направлении. Это означает, что ток может течь через него, так что светодиод загорается.

Но что произойдет, если мы подключим его наоборот?

В этой второй цепи диод подключен неправильно. Это означает, что ток не будет течь в цепи, и светодиод будет выключен.

Для чего нужен диод?

Диоды очень часто используются в источниках питания. От электрической розетки в стене вы получаете переменный ток (переменный ток). Многие устройства, которые мы используем, нуждаются в постоянном токе (DC). Чтобы получить постоянный ток от переменного тока, нам нужна схема выпрямителя. Это схема, которая преобразует переменный ток (переменный ток) в постоянный ток (постоянный ток). Диоды являются основными компонентами в выпрямительных цепях.

Как работает диод?

Диод создан из PN-перехода . Вы получите PN-соединение, взяв полупроводниковый материал с отрицательным и положительным добавлением и соединив его.

На пересечении этих двух материалов появляется «область истощения». Эта область истощения действует как изолятор и отказывается пропускать ток.

Когда вы прикладываете положительное напряжение с положительной стороны к отрицательной стороне, «обедненный слой» между этими двумя материалами исчезает, и ток может течь с положительной на отрицательную сторону.

Когда вы прикладываете напряжение в другом направлении, от отрицательной к положительной стороне, область истощения расширяется и сопротивляется любому протекающему току.

Что нужно знать о диодах?
  1. Вы должны приложить достаточное напряжение в «правильном» направлении — от положительного к отрицательному — чтобы диод начал проводить проводку. Обычно это напряжение составляет около 0,7 В.
  2. Диод имеет ограничения и не может проводить неограниченное количество тока.
  3. Диоды не являются идеальными компонентами. Если вы подадите напряжение в неправильном направлении, будет течь немного тока. Этот ток называется «током утечки».
  4. Если вы подадите достаточно высокое напряжение в «неправильном» направлении, диод сломается и пропустит ток и в этом направлении.

Типы диодов

Есть много разных типов диодов . Наиболее распространенными являются сигнальные диоды, выпрямительные диоды, стабилитроны и светодиоды (светодиоды) . Сигнальные и выпрямительные диоды — это одно и то же, за исключением того, что выпрямительные диоды рассчитаны на большую мощность.

Стабилитроны — это диоды, которые используют напряжение пробоя при подаче напряжения «неправильным» образом. Они действуют как очень стабильные опорные напряжения.

Поделитесь своими комментариями или вопросами ниже!

Диоды Шотки — это… Что такое Диоды Шотки?

Диоды Шотки

Изображения на схемах

Дио́д Шо́ттки (назван в честь немецкого физика Вальтера Шоттки) — полупроводниковый диод с малым падением напряжения при прямом включении. Диоды Шоттки используют переход металл-полупроводник в качестве барьера Шоттки (вместо p-n перехода, как у обычных диодов). Допустимое обратное напряжение промышленно выпускаемых диодов Шоттки ограничено 250 В (MBR40250 и аналоги), на практике большинство диодов Шоттки применяется в низковольтных цепях при обратном напряжении порядка единиц и нескольких десятков вольт.

Свойства диодов Шоттки

Достоинства

  • В то время, как обычные кремниевые диоды имеют прямое падение напряжения около 0,6—0,7 вольт, применение диодов Шоттки позволяет снизить это значение до 0,2—0,4 вольт. Столь малое прямое падение напряжения присуще только диодам Шоттки с максимальным обратным напряжением порядка десятков вольт, выше же падение напряжения становится сравнимым с аналогичным параметром кремниевых диодов, что ограничивает применение диодов Шоттки. Например, для силового диода Шоттки 30Q150 с максимально возможным обратным напряжением (150 В) при прямом токе 15 А падение напряжение нормируется на уровне от 0,75 В (T = 125 °C) до 1,07 В (T = −55 °C).
  • Барьер Шоттки также имеет меньшую электрическую ёмкость перехода, что позволяет заметно повысить рабочую частоту. Это свойство используется в интегральных микросхемах, где диодами Шоттки шунтируются переходы транзисторов логических элементов. В силовой электронике малая ёмкость перехода (то есть малое время восстановления) позволяет строить выпрямители на частоты в сотни кГц и выше. Например, диод MBR4015 (15 В, 40 А), оптимизированный под высокочастотное выпрямление, нормирован для работы при dV/dt до 1000 В/мс.
  • Благодаря лучшим временны́м характеристикам и малым ёмкостям перехода выпрямители на диодах Шоттки отличаются от традиционных диодных выпрямителей пониженным уровнем помех, поэтому они предпочтительны в традиционных трансформаторных блоках питания аналоговой аппаратуры.

Недостатки

  • при кратковременном превышении максимального обратного напряжения диод Шоттки необратимо выходит из строя (КЗ — короткое замыкание), в отличие от кремниевых диодов, которые переходят в режим обратного пробоя, и при условии непревышения рассеиваемой на диоде максимальной мощности, после падения напряжения диод полностью востанавливает свои свойства.
  • диоды Шоттки характеризуются повышенными (относительно обычных кремниевых диодов) обратными токами, возрастающими с ростом температуры кристалла. Для вышеупомянутого 30Q150 обратный ток при максимальном обратном напряжениии изменяется от 0,12 мА при +25 °C до 6,0 мА при +125 °C. У низковольтных диодов в корпусах ТО220 обратный ток может превышать сотни миллиампер (MBR4015 — до 600 мА при +125 °C). При неудовлетворительных условиях теплоотвода положительная обратная связь по теплу в диоде Шоттки приводит к его катастрофическому перегреву.

Номенклатура диодов Шоттки

Диоды Шоттки — составные части современных дискретных полупроводниковых приборов:

  • МОП-транзисторы со встроенным обратным диодом Шоттки (впервые выпущены компанией International Rectifier под торговой маркой FETKY в 1996) — основной компонент синхронных выпрямителей. В отличие от обычного МОП-транзистора, обратный диод которого отличается высоким прямым падением напряжения и посредственными временны́ми характеристиками, использование обратного диода Шоттки позволяет строить силовые синхронные выпрямители с частотой преобразования в сотни кГц и выше. Существуют приборы этого класса со встроенными драйверами затворов и устройствами управления синхронным выпрямлением.
  • Так называемые ORing-диоды и ORing-сборки — силовые диоды и диодные сборки, применяемые для объединения параллельных источников питания общей нагрузки в устройствах повышенной надёжности (логическое ИЛИ по питанию). Отличаются особо низким, нормируемым прямым падением напряжения. Например, специализированный миниатюрный диод MBR140 (30 В, 1 А) при токе 100 мА имеет прямое падение напряжения не более 360 мВ при +25 °C и 300 мВ при +85 °C. ORing-диоды характеризуются относительно большой плошадью P-N перехода и низкими удельными плотностями тока.
Электроника

 

Wikimedia Foundation. 2010.

Диод [База знаний]

Что такое диод? Виды диодов

Теория

КОМПОНЕНТЫ
ARDUINO
RASPBERRY
ИНТЕРФЕЙСЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

Диод — электронный элемент, обладающий различной проводимостью в зависимости от направления электрического тока. У него есть 2 полюса: анод и катод. Ток пропускается только от анода (+) к катоду (-).

Электроды диода носят названия анод и катод. Если к диоду приложено прямое напряжение (то есть анод имеет положительный потенциал относительно катода), то диод открыт (через диод течёт прямой ток, диод имеет малое сопротивление). Напротив, если к диоду приложено обратное напряжение (катод имеет положительный потенциал относительно анода), то диод закрыт (сопротивление диода велико, обратный ток мал, и может считаться равным нулю во многих случаях).

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/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-типакатодом (отрицательным электродом) диода.


Основные характеристики

Падение напряжения VF Вольт
Максимальное сдерживаемое обратное напряжение VDC Вольт
Максимальный прямой ток IF Ампер

Вольт-амперная характеристика

После того, как напряжение в прямом направлении превысит небольшой порог VF диод открывается и начинает практически беспрепятственно пропускать ток, который создаётся оставшимся напряжением.

Если напряжение подаётся в обратном направлении, диод сдерживает ток вплоть до некоторго большого напряжения VDC после чего пробивается и работает также, как в прямом направлении.


Основные виды диодов

Выпрямительный диод

Также известен как защитный, кремниевый

  • VF = 0,7 В
  • VDC — сотни или тысячи вольт
  • Открывается медленно
  • Восстанавливается после пробоя обратным током

 

Диод Шоттки

Шоттки — фамилия его изобретателя. Также известен как сигнальный, германиевый.

  • VF = 0,3 В
  • VDC — десятки вольт
  • Открывается быстро
  • Сгорает после пробоя обратным током

 

Диод Зеннера (Стабилитрон)

Зеннер — фамилия его изобретателя. Также известен как стабилитрон

  • VF = 1 В
  • VDC — фиксированное значение на выбор
  • Умышленно используется в обратном направлении как источник фиксированного напряжения

 


Что такое диоды и для чего они используются?

Автор Глеб Захаров На чтение 4 мин. Просмотров 54 Опубликовано

Простейший полупроводниковый компонент – диод – выполняет множество полезных функций, связанных с его основной целью управления направлением потока электрического тока. Диоды позволяют току течь через них только в одном направлении.

Совершенно эффективные диоды представляют собой разомкнутые цепи с отрицательным напряжением, в противном случае они выглядят как короткие замыкания. Но поскольку диоды допускают некоторую неэффективность, их отношение тока к напряжению является нелинейным.

Таким образом, вы захотите ознакомиться с таблицей данных диода, чтобы увидеть график кривой прямого напряжения любого диода относительно его прямого тока, чтобы вы выбрали правильный диод для вашего конкретного проекта.

Применение диодов


Несмотря на то, что диоды являются простыми двухконтактными полупроводниковыми приборами, они жизненно важны в современной электронике. Некоторые из типичных применений диодов включают в себя:

  • Выпрямление напряжения, например, преобразование переменного тока в постоянное напряжение
  • Изоляция сигналов от источника
  • Управление размером сигнала
  • Микширование сигналов

Преобразование мощности


Одним из важных применений диодов является преобразование мощности переменного тока в мощность постоянного тока. Один диод или четыре диода могут быть использованы для преобразования домашнего напряжения 110 В в постоянный ток путем формирования полупроводникового (одиночного диода) или двухполупериодного (четыре диода) выпрямителя . Диод делает это, пропуская через него только половину сигнала переменного тока. Когда этот импульс напряжения используется для зарядки конденсатора, выходное напряжение представляется постоянным напряжением постоянного тока с небольшой пульсацией напряжения. Использование двухполупериодного выпрямителя делает этот процесс еще более эффективным за счет направления импульсов переменного тока, так что положительная и отрицательная половины входной синусоидальной волны рассматриваются как только положительные импульсы, эффективно удваивая частоту входных импульсов для конденсатора, что помогает держать его заряженным и обеспечивает более стабильное напряжение.

Диоды и конденсаторы также могут быть использованы для создания ряда типов умножителей напряжения, чтобы брать небольшое напряжение переменного тока и умножать его для создания выходов очень высокого напряжения. Оба выхода переменного и постоянного тока возможны с использованием правильной конфигурации конденсаторов и диодов.

Демодуляция сигналов


Наиболее распространенным применением диодов является удаление отрицательного компонента сигнала переменного тока. Поскольку отрицательная часть сигнала переменного тока обычно идентична положительной половине, в процессе ее удаления фактически теряется очень мало информации, что приводит к более эффективной обработке сигнала.

Демодуляция сигнала обычно используется в радиооборудовании как часть системы фильтрации, чтобы помочь извлечь радиосигнал из несущей волны.

Защита от перенапряжения


Диоды также функционируют как защитные устройства для чувствительных электронных компонентов. При использовании в качестве устройств защиты по напряжению диоды непроводящие в нормальных условиях эксплуатации, но сразу же закорачивают любой высоковольтный выброс на землю, где он не может повредить интегральную схему. Специализированные диоды, называемые ограничителями переходного напряжения , разработаны специально для защиты от перенапряжения и могут выдерживать очень большие скачки мощности в течение коротких периодов времени, типичные характеристики скачка напряжения или поражения электрическим током, которые обычно повреждают компоненты и укорачивают жизнь электронного продукта.

Аналогично, диод может регулировать напряжение, выступая в роли ограничителя или ограничителя – специализированного назначения, которое ограничивает напряжение, которое может проходить через него в определенной точке.

Текущее рулевое управление


Основное применение диодов – управлять током и следить за тем, чтобы он двигался только в правильном направлении. Одной из областей, где текущая способность управления диодами используется для достижения хорошего эффекта, является переключение с питания, поступающего от источника питания, на питание от аккумулятора. Когда устройство подключено и заряжается – например, сотовый телефон или источник бесперебойного питания – устройство должно получать питание только от внешнего источника питания, а не от батареи, и пока устройство подключено к аккумулятору, должно потребляться питание и перезарядка. Как только источник питания отключен, аккумулятор должен запитывать устройство, чтобы пользователь не заметил прерывания.

Хорошим примером текущего управления является защита от обратного тока. Рассмотрим, например, ваш автомобиль. Когда ваша батарея разрядится, и дружелюбный прохожий предложит помочь с перемычками, если вы смешаете порядок красного и черного кабелей, вы не будете жарить электрическую систему вашего автомобиля, потому что диоды, смежные с батареей, блокируют ток неправильного направления.

Логические ворота


Компьютеры работают в двоичном формате – бесконечное море нулей и единиц. Бинарные деревья решений в вычислениях основаны на логических элементах, включаемых диодами, которые контролируют, включен ли переключатель («1») или выключен («0»).Хотя в современных процессорах появляются сотни миллионов диодов, они функционально такие же, как диоды, которые вы покупаете в магазине электроники, – только намного меньше.

Диоды и Свет


Светодиодный фонарик – это просто фонарик, освещение которого исходит от светодиода. При наличии положительного напряжения светодиоды светятся.

Фотодиод, напротив, принимает свет через коллектор (как мини-солнечная панель) и преобразует этот свет в небольшое количество тока.

Что такое диод быстрого восстановления?

Диод — это обычное электронное устройство с двумя выводами; он позволяет электрическому сигналу проходить в одном направлении, но блокирует сигнал, который пытается пройти в другом направлении. При работе диод непрерывно переключается назад и вперед между проводкой в ​​нужном направлении и блокировкой в ​​нежелательном направлении. Когда диод переключается, требуется короткий момент, называемый временем восстановления, чтобы восстановиться и перейти от проводки к блокировке. Во время восстановления небольшое количество сигнала может пройти в неправильном направлении. Диод с быстрым восстановлением — это диод, разработанный так, чтобы иметь как можно меньшее время восстановления, чтобы нежелательный сигнал не нарушал работу мощного или высокочастотного оборудования.

Стандартные полупроводниковые диоды изготавливаются из двух частей материала, таких как кремний. Одна часть заряжена положительно, называется анодом, а другая заряжена отрицательно, называется катодом. Такие диоды называются PN-переходными диодами после двух заряженных секций и эффекта переключения, который имеет место на стыке, где встречаются две части.

Когда электрический ток входит в катод, он не может пройти через отрицательно заряженный катод диода, который разделяет тот же электрический заряд, и блокируется. Ток, поступающий через анод, однако, может проходить через положительно заряженный анод и продолжаться через катод и выходить с другой стороны диода и на остальную цепь. В большинстве приложений, например при преобразовании сигнала переменного тока в постоянный, диод регулярно переключается между проводящей и блокирующей.

В течение времени, в течение которого диод проводит ток, проходящий через диод, накапливает отрицательный заряд в нормально положительном аноде диода. Когда он затем переключается в режим блокировки, этот накопленный заряд позволяет электрическому току течь через диод в обратном направлении, пока заряд не рассеется. Время, за которое этот заряд рассеивается, а диод начинает полностью блокировать сигнал, называется временем восстановления диода.

Для большинства приложений время восстановления стандартного диода, которое обычно составляет менее 100 миллисекунд, не является проблемой. Аналогично, сигнал, который проходит через диод во время восстановления, часто слишком слаб, чтобы вызывать беспокойство. Однако в некоторых высокоскоростных, высокочастотных или мощных приложениях время восстановления диода может иметь решающее значение и потребовать использования диода с быстрым восстановлением.

В рабочем режиме диод с быстрым восстановлением обычно преодолевает длительное время восстановления стандартного диода, используя металлический сегмент вместо одного из полупроводниковых сегментов, например, в диоде Шоттки. Другой тип диода с быстрым восстановлением, называемый легированным золотом диодом, использует золотые или платиновые добавки для увеличения проводимости одного из сегментов диода. На практике использование металла вместо полупроводника обеспечивает более высокопроводящий диод. Эта более высокая проводимость позволяет заряду, накопленному в диоде, рассеиваться с гораздо большей скоростью, обычно в диапазоне десятков наносекунд, что значительно сокращает время восстановления диода.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Что такое диод в электротехнике

Диод — это элемент, имеющий различную проводимость. Такое его свойство имеет применение в различных электротехнических и радиоэлектронных схемах. На его основе создаются устройства, имеющие применение в различных областях.

Типы диодов: электровакуумные и полупроводниковые. Последний тип в настоящее время применяется в подавляющем большинстве случаев. Никогда не будет лишним знать о том, как работает диод, для чего он нужен, как обозначается на схеме, какие существуют типы диодов, применение диодов разных видов.

Электровакуумные диоды

Приборы этого типа выполнены в виде электронных ламп. Лампа выглядит как стеклянный баллон, внутрь которого помещены два электрода. Один из них анод, другой катод. Они находятся в вакууме. Конструктивно анод выполнен в виде тонкостенного цилиндра. Внутри расположен катод. Он имеет обычно цилиндрическую форму. Изолированная нить накала проложена внутри катода. Все элементы имеют выводы, которые соединены со штырьками (ножками) лампы. Ножки лампы выведены наружу.

Принцип работы

При прохождении электрического тока по спирали она нагревается и разогревает катод, внутри которого находится. С поверхности разогретого катода электроны, покинувшие его, без дополнительного ускоряющего поля накапливаются в непосредственной близости от него. Часть из них затем обратно возвращается на катод.

При подаче на анод положительного напряжения электроны, испускаемые катодом, устремляются к нему, создавая анодный ток электронов.

Катод обладает пределом эмиссии электронов. При достижении этого предела анодный ток стабилизируется. Если на анод подать небольшое отрицательное напряжение по отношению к катоду, то электроны прекратят своё движение.

Материал катода, из которого он изготовлен, обладает высокой степенью эмиссии.

Вольт- амперная характеристика (ВАХ)

ВАХ диодов этого типа графически показывает зависимость тока анода от прямого напряжения, приложенного к выводам катода и анода. Она состоит из трёх участков:

  • Медленное нелинейное нарастание тока;
  • Рабочая часть характеристики;
  • Область насыщения тока анода.

Нелинейный участок начинается после области отсечки анодного тока. Его нелинейность связана с небольшим положительным потенциалом катода, который покинули электроны при его разогреве нитью накала.

Активный участок определяет из себя почти вертикальную линию. Он характеризует зависимость анодного тока от возрастающего напряжения.

Участок насыщения представляет собой линию постоянного значения тока анода при увеличивающемся напряжении между электродами лампы. Электронную лампу на этом участке можно сравнить с проводником электрического тока. Эмиссия катода достигла своего наивысшего значения.

Полупроводниковые диоды

Свойство p — n перехода пропускать электрический ток одного направления нашло применение при создании приборов этого типа. Прямое включение — это подача на n -область перехода отрицательного потенциала, по отношению к p -области, потенциал которой положительный. При таком включении прибор находится в открытом состоянии. При изменении полярности приложенного напряжения он окажется в запертом состоянии, и ток сквозь него не проходит.

Классификацию диодов можно вести по их назначению, по особенностям изготовления, по типу материала, используемого при его изготовлении.

В основном для изготовления полупроводниковых приборов используются пластины кремния или германия, которые имеют электропроводность n -типа. В них присутствует избыток отрицательно заряженных электронов.

Применяя разные технологии изготовления, можно на выходе получить точечные или пластинчатые диоды.

При изготовлении точечных приборов к пластинке n -типа приваривают заострённый проводник (иглу). На его поверхность нанесена определённая примесь. Для германиевых пластин игла содержит индий, для кремниевых пластин игла покрыта алюминием. В обоих случаях создаётся область p — n перехода. Её форма напоминает полусферу (точку).

Для плоскостных приборов применяют метод диффузии или сплавления. Площадь переходов, получаемых таким методом, варьируется в широких пределах. От её величины зависит в дальнейшем назначение изделия. К областям p — n перехода припаивают проволочки, которые в виде выводов из корпуса готового изделия используют при монтаже различных электрических схем.

На схемах полупроводниковые диоды обозначаются в виде равностороннего треугольника, к верхнему углу которого присоединена вертикальная черта, параллельная его основанию. Вывод черты называется катодом, а вывод основания треугольника анодом.

Прямым называется такое включение, при котором положительный полюс источника питания соединён с анодом. При обратном включении «плюс» источника подключается к катоду.

Вольт- амперная характеристика

ВАХ определяет зависимость тока, протекающего через полупроводниковый элемент, от величины и полярности напряжения, которое приложено к его выводам.

В области прямых напряжений выделяют три области: небольшого прямого тока и прямого рабочего тока через диод. Переход из одной области в другую происходит при достижении прямым напряжением порога проводимости. Эта величина составляет порядка 0,3 вольт для германиевых диодов и 0,7 вольт для диодов на основе кремния.

При приложении к выводам диода обратного напряжения ток через него имеет очень незначительную величину и называется обратным током или током утечки. Такая зависимость наблюдается до определённого значения величины обратного напряжения. Оно называется напряжением пробоя. При его превышении обратный ток нарастает лавинообразно.

Предельные значения параметров

Для полупроводниковых диодов существуют величины их параметров, которые нельзя превышать. К ним относятся:

  • Максимальный прямой ток;
  • Максимальное обратное напряжение пробоя;
  • Максимальная мощность рассеивания.

Полупроводниковый элемент может выдержать прямой ток через него ограниченной величины. При его превышении происходит перегревание p-n перехода и выход его из строя. Наибольший запас по этому параметру имеют плоскостные силовые приборы. Величина прямого тока через них может достигать десятков ампер.

Превышение максимального значения напряжения пробоя может превратить диод, имеющий однонаправленные свойства, в обычный проводник электрического тока. Пробой может иметь необратимый характер и варьируется в широких пределах, в зависимости от конкретного используемого прибора.

Мощность — это величина, напрямую зависящая от тока и напряжения, которое приложено при этом к выводам диода. Как и превышение максимального прямого тока, превышение предельной мощности рассеивания приводит к необратимым последствиям. Диод просто выгорает и перестаёт выполнять своё предназначение. Для предотвращения такой ситуации силовые приборы устанавливают приборы на радиаторы, которые отводят (рассеивают) избыток тепла в окружающую среду.

Виды полупроводниковых диодов

Свойство диода пропускать ток в прямом направлении и не пропускать его в обратном нашло применение в электротехнике и радиотехнике. Разработаны и специальные виды диодов для выполнения узкого круга задач.

Выпрямители и их свойства

Их применение основано на выпрямительных свойствах этих приборов. Их используют для получения постоянного напряжения путём выпрямления входного переменного сигнала.

Одиночный выпрямительный диод позволяет получить на его выходе пульсирующее напряжение положительной полярности. Используя их комбинацию, можно получить форму выходного напряжения, напоминающую волну. При использовании в схемах выпрямителей дополнительных элементов, таких как электролитические конденсаторы большой емкости и катушки индуктивности с электромагнитными сердечниками (дроссели), на выходе устройства можно получить постоянное напряжение, напоминающее напряжение гальванической батареи, столь необходимое для работы большинства аппаратуры потребителя.

Полупроводниковые стабилитроны

Эти диоды имеют ВАХ с обратной ветвью большой крутизны. То есть, приложив к выводам стабилитрона напряжение, полярность которого обратная, можно с помощью ограничительных резисторов ввести его в режим управляемого лавин пробоя. Напряжение в точке лавинного пробоя имеет постоянное значение при значительном изменении тока через стабилитрон, величину которого ограничивают в зависимости от применённого в схеме прибора. Так получают эффект стабилизации выходного напряжения на нужном уровне.

Технологическими операциями при изготовлении стабилитронов добиваются различных величин напряжения пробоя (напряжения стабилизации). Диапазон этих напряжений (3−15) вольт. Конкретное значение зависит от выбранного прибора из большого семейства стабилитронов.

Принцип работы детекторов

Для детектирования высокочастотных сигналов применяют диоды, изготовленные по точечной технологии. Задача детектора состоит в том, чтобы ограничить одну половину модулированного сигнала. Это позволяет в последующем с помощью высокочастотного фильтра оставить на выходе устройства только модулирующий сигнал. Он содержит звуковую информацию низкой частоты. Этот метод используется в радиоприёмных устройствах, принимающих сигнал, модулированный по амплитуде.

Особенности светодиодов

Эти диоды характеризуются тем, что при протекании через них тока прямого направления кристалл испускает поток фотонов, которые являются источником света. В зависимости от типа кристалла, применённого в светодиоде, спектр света может находиться как в видимом человеческим глазом диапазоне, так и в невидимом. Невидимый свет — это инфракрасное или ультрафиолетовое излучение.

При выборе этих элементов необходимо представлять цель, которую необходимо достигнуть. К основным характеристикам светодиодов относятся:

  • Потребляемая мощность;
  • Номинальное напряжение;
  • Ток потребления.

Ток потребления светодиода, применяемого для индикации в устройствах широкого применения, не более 20 мА. При таком токе свечение светодиода является оптимальным. Начало свечения начинается при токе, превышающем 3 мА.

Номинальное напряжение определяется внутренним сопротивлением перехода, которое является величиной непостоянной. При увеличении тока через светодиод сопротивление постепенно уменьшается. Напряжение источника питания, используемое для питания светодиода, необходимо применять не меньше напряжения, указанного в паспорте на него.

Потребляемая мощность — это величина, зависящая от тока потребления и номинального напряжения. Она увеличивается при увеличении величин, её определяющих. Следует учесть, что мощные световые диоды могут иметь в своём составе 2 и даже 4 кристалла.

Перед другими осветительными приборами светодиоды имеют неоспоримые преимущества. Их можно перечислять долго. Основными из них являются:

  • Высокая экономичность;
  • Большая долговечность;
  • Высокий уровень безопасности из-за низких питающих напряжений.

К недостатку их эксплуатации относится необходимость наличия дополнительного стабилизированного источника питания постоянного тока, а это увеличивает стоимость.

В механике есть такие устройства, которые пропускают воздух или жидкость только в одном направлении. Вспомните, как вы накачивали колесо велосипеда или автомобиля. Почему, когда вы убирали шланг насоса, воздух не выходил из колеса? Потому что на камере, в пипочке, куда вы вставляете шланг насоса, есть такая интересная штучка – ниппель. Вот он как раз пропускает воздух только в одном направлении, а в другом направлении блокирует его прохождение.

Электроника – эта та же самая гидравлика или пневматика. Но весь прикол заключается в том, что в электронике вместо жидкости или воздуха используется электрический ток. Если провести аналогию: бачок с водой – это заряженный конденсатор, шланг – это провод, катушка индуктивности – это колесо с лопастями

которое невозможно сразу разогнать, а потом невозможно резко остановить.

Тогда что такое ниппель в электронике? А ниппелем мы будем называть радиоэлемент – диод. И в этой статье мы познакомимся с ним поближе.

Что такое диод

Полупроводниковый диод представляет из себя элемент, который пропускает электрический ток только в одном направлении и блокирует его прохождение в другом направлении. Это своеобразный ниппель ;-).

Некоторые диоды выглядят почти также как и резисторы:

А некоторые выглядят чуточку по другому:

Есть также и SMD исполнение диодов:

Диод имеет два вывода, как и резистор, но у этих выводов, в отличие от резистора, есть определенные названия – анод и катод ( а не плюс и минус, как говорят некоторые неграмотные электронщики). Но как же нам определить, что есть что? Есть два способа:

1) на некоторых диодах катод обозначают полоской, отличающейся от цвета корпуса

2) можно проверить диод с помощью мультиметра и узнать, где у него катод, а где анод. Заодно проверить его работоспособность. Этот способ железный ;-). Как проверить диод с помощью мультиметра можно узнать в этой статье.

Если подать на анод плюс, а на катод минус, то у нас диод “откроется” и электрический ток спокойно по нему потечет. А если же на анод подать минус, а на катод – плюс, то ток через диод не потечет. Своеобразный ниппель ;-). На схемах простой диод обозначают вот таким образом:

Где находится анод, а где катод очень легко запомнить, если вспомнить воронку для наливания жидкостей в узкие горлышки бутылок. Воронка очень похожа на схему диода. Наливаем в воронку, и жидкость у нас очень хорошо бежит, а если ее перевернуть, то попробуй налей-ка через узкое горлышко воронки ;-).

Характеристики диода

Давайте рассмотрим характеристику диода КД411АМ. Ищем его характеристики в интернете, вбивая в поиск “даташит КД411АМ”

Для объяснения параметров диода, нам также потребуется его ВАХ

1) Обратное максимальное напряжение Uобр – это такое напряжение диода, которое он выдерживает при подключении в обратном направлении, при этом через него будет протекать ток Iобр – сила тока при обратном подключении диода. При превышении обратного напряжения в диоде возникает так называемый лавинный пробой, в результате этого резко возрастает ток, что может привести к полному тепловому разрушению диода. В нашем исследуемом диоде это напряжение равняется 700 Вольт.

2) Максимальный прямой ток Iпр – это максимальный ток, который может течь через диод в прямом направлении. В нашем случае это 2 Ампера.

3) Максимальная частота Fd, которую нельзя превышать. В нашем случае максимальная частота диода будет 30 кГц. Если частота будет больше, то наш диод будет работать неправильно.

Виды диодов

Стабилитроны

Стабилитроны представляют из себя те же самые диоды. Даже из названия понятно, чтоб стабилитроны что-то стабилизируют. А стабилизируют они напряжение. Но чтобы стабилитрон выполнял стабилизацию, требуется одно условие. Они должны подключатся противоположно, чем диоды. Анод на минус, а катод на плюс. Странно не правда ли? Но почему так? Давайте разберемся. В Вольт амперной характеристике (ВАХ) диода используется положительная ветвь – прямое направление, а вот в стабилитроне другая часть ветки ВАХ – обратное направление.

Снизу на графике мы видим стабилитрон на 5 Вольт. Сколько бы у нас не изменялась сила тока, мы все равно будем получать 5 Вольт ;-). Круто, не правда ли? Но есть и подводные камни. Сила тока не должны быть больше, чем в описании на диод, иначе он выйдет из строя от высокой температуры – Закон Джоуля-Ленца. Главный параметр стабилитрона – это напряжение стабилизации (Uст). Измеряется в Вольтах. На графике вы видите стабилитрон с напряжением стабилизации 5 Вольт. Также есть диапазон силы тока, при котором будет работать стабилитрон – это минимальный и максимальный ток (Imin, Imax). Измеряется в Амперах.

Выглядят стабилитроны точно также, как и обычные диоды:

На схемах обозначаются вот так:

Светодиоды

Светодиоды – особый класс диодов, которые излучают видимый и невидимый свет. Невидимый свет – это свет в инфракрасном или ультрафиолетовом диапазоне. Но для промышленности все таки большую роль играют светодиоды с видимым светом. Они используются для индикации, оформления вывесок, светящихся баннеров, зданий а также для освещения. Светодиоды имеют такие же параметры, как и любые другие диоды, но обычно их максимальный ток значительно ниже.

Предельное обратное напряжение (Uобр) может достигать 10 Вольт. Максимальный ток (Imax) будет ограничиваться для простых светодиодов порядка 50 мА. Для осветительных больше. Поэтому при подключении обычного диода нужно вместе с ним последовательно подключать резистор. Резистор можно рассчитать по нехитрой формуле, но в идеале лучше использовать переменный резистор, подобрать нужное свечение, замерять номинал переменного резистора и поставить туда постоянный резистор с таким же номиналом.

Лампы освещения из светодиодов потребляют копейки электроэнергии и стоят дешево.

Очень большим спросом пользуются светодиодные ленты, состоящие из множества SMD светодиодов. Смотрятся очень красиво.

На схемах светодиоды обозначаются так:

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

Ну и осветительные светодиоды – это те, которые используются в ваших китайских фонариках, а также в LED-лампах

Светодиод – это токовый прибор, то есть для его нормальной работы требуется номинальный ток, а не напряжение. При номинальном токе на светодиоде падает некоторое напряжение, которое зависит от типа светодиода (номинальной мощности, цвета, температуры). Ниже табличка, показывающая какое падение напряжения бывает на светодиодах разных цветов свечения при номинальном токе:

Как проверить светодиод можно узнать из этой статьи.

Тиристоры

Тиристоры представляют собой диоды, проводимость которых управляется с помощью третьего вывода – управляющего электрода (УЭ). Основное применение тиристоров – это управление мощной нагрузкой с помощью слабого сигнала, подаваемого на управляющий электрод. Выглядят тиристоры примерно как диоды или транзисторы. У тиристоров параметров столько, что не хватит статьи для их описания. Главный параметр – Iос,ср. – среднее значение тока, которое должно протекать через тиристор в прямом направлении без вреда для его здоровья. Немаловажным параметром является напряжение открытия тиристор – (Uу), которое подается на управляющий электрод и при котором тиристор полностью открывается.

а вот так примерно выглядят силовые тиристоры, то есть тиристоры, которые работают с большой силой тока:

На схемах триодные тиристоры выглядят вот таким образом:

Существуют также разновидности тиристоров – динисторы и симисторы. У динисторов нет управляющего электрода и он выглядит, как обычный диод. Динисторы начинают пропускать через себя электрический ток в прямом включении, когда напряжение на нем превысит какое-то значение. Симисторы – это те же самые триодные тиристоры, но при включении пропускают через себя электрический ток в двух направлениях, поэтому они используются в цепях с переменным током.

Диодный мост и диодные сборки

Производители также несколько диодов заталкивают в один корпус и соединяют их между собой в определенной последовательности. Таким образом получаются диодные сборки. Диодные мосты – одна из разновидностей диодных сборок.

На схемах диодный мост обозначается вот так:

Существуют также и другие виды диодов, такие как варикапы, диод Ганна, диод Шоттки и тд. Для того, чтобы их всех описать, нам не хватит и вечности.

Диод представляет собой простой полупроводниковый прибор, который нашел широкое применение в технике. Не каждый человек знает, что такое диод, и еще меньшее количество людей точно представляет себе принцип работы изделия.

При этом существует большое количество разновидностей этого прибора, о которых стоит знать всем, кто интересуется радиоэлектроникой.

Устройство и принцип работы

Если понять, как работает диод, то разобраться в устройстве этого полупроводникового прибора будет довольно просто. Основу детали составляет токовый переход, соединенный с двумя контактами (положительным — анодом и отрицательным — катодом). При прямом включении напряжения открывается переход, сопротивление которого небольшое. В результате через изделие проходит ток, называемый прямым.

Если же при включении детали в схему изменить полярность, то сопротивление участка перехода резко возрастет, а показатель электротока будет стремиться к нулю. Такое напряжение принято называть обратным.

Современные диоды имеют принципиальное отличие от первых моделей, активно используемых во время радиоламп. В полупроводниковых радиодеталях токовый переход изготавливается из кремния или германия и носит название р-n-переход. Основное различие между этими материалами заключается в показателях прямого напряжения, при которых происходит открытие.

Так как полупроводниковый кристалл может эффективно работать в любых условиях, то необходимость создания особой среды исчезла.

В ламповых устройствах для этого в колбу закачивался специальный газ либо создавался вакуум. В результате современные изделия имеют небольшие габариты, а стоимость их производства значительно снизилась.

Основные виды

Диоды принято классифицировать по нескольким параметрам. В зависимости от рабочих частот, они могут быть низко-, высокочастотными, а также способными функционировать в условиях сверхвысоких частот. Также существует деление и в соответствии с конструктивными особенностями, где можно выделить следующие виды диодов:

  • Диод Шоттки — вместо привычного p-n-перехода используется металл. С одной стороны, это позволяет добиться минимальных потерь напряжения при прямом включении. Однако с другой при высоком обратном токе, изделие быстро выходит из строя.
  • Стабилитрон — позволяет стабилизировать напряжение.
  • Стабистор — отличается от стабилитрона меньшей зависимостью напряжения от тока.
  • Диод Гана — лишен p — n -перехода, вместо которого используется особый кристалл. Используется для работы в диапазоне сверхвысоких частот.
  • Варикап — представляет собой сочетание диода с конденсатором. Емкость изделия зависит от обратного напряжения в области p — n -перехода, а применяется он при создании колебательных контуров.
  • Фотодиод — попадание светового потока на токовый переход приводит к созданию в нем разности потенциалов. Если замкнуть в этот момент цепь, то в ней появится ток.
  • Светодиод — при достижении определенного показателя тока в p — n -переходе, устройство начинает излучать световой поток.

Область применения

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

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

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

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

Работа диода Шоттки и его применение

Диод Шоттки — это один из типов электронный компонент , который также известен как барьерный диод. Он широко используется в различных приложениях, таких как смеситель, в радиочастотных приложениях и в качестве выпрямителя в энергетических приложениях. Это низковольтный диод. Падение мощности ниже по сравнению с Диоды с PN переходом . Диод Шоттки назван в честь ученого Шоттки. Его также иногда называют диодом с горячими носителями или диодом с горячими электронами и даже диодом с поверхностным барьером. В этой статье рассказывается, что такое диод Шоттки, конструкция, применение, характеристики и преимущества.



Что такое диод Шоттки?

Диод Шоттки также известен как диод с горячей несущей. полупроводниковый диод с очень быстрым переключением, но с низким падением прямого напряжения. Когда через диод протекает ток, на выводах диода возникает небольшое падение напряжения. В нормальном диоде падение напряжения составляет от 0,6 до 1,7 вольт, тогда как в диоде Шоттки падение напряжения обычно составляет от 0,15 до 0,45 вольт. Это меньшее падение напряжения обеспечивает более высокую скорость переключения и лучшую эффективность системы. В диоде Шоттки между полупроводником и металлом образуется переход полупроводник-металл, создавая таким образом барьер Шоттки. Полупроводник N-типа действует как катод, а металлическая сторона действует как анод диода.


Диод Шоттки



Конструкция диода Шоттки

Это односторонний переход. Переход металл-полупроводник формируется на одном конце, а другой контакт металл-полупроводник формируется на другом конце. Это идеальный омический двунаправленный контакт без потенциала между металлом и полупроводником, и он не выпрямляющий. Встроенный потенциал на диоде с разомкнутой цепью с барьером Шоттки характеризует диод Шоттки.

Физическая структура диода Шоттки


Диод Шоттки является функцией понижения температуры. Снижается и увеличивается температурная концентрация легирования в полупроводнике N-типа. В производственных целях используются металлы диода с барьером Шоттки, такие как молибден, платина, хром, вольфрам, алюминий, золото и т. Д., И используются полупроводники N-типа.

Диод с барьером Шоттки

Диод с барьером Шоттки также известен как диод Шоттки или диод с горячей несущей. Диод с барьером Шоттки — это металл-полупроводник. Переход образуется путем приведения металла в контакт с умеренно легированным полупроводниковым материалом N-типа. Диод с барьером Шоттки — это однонаправленное устройство, проводящее ток только в одном направлении (обычный ток, протекающий от металла к полупроводнику).

Диод с барьером Шоттки

V-I характеристики барьерного диода Шоттки

ВАХ диода с барьером Шоттки ниже

  • Прямое падение напряжения на диоде с барьером Шоттки очень мало по сравнению с обычным диодом с PN переходом.
  • Прямое падение напряжения составляет от 0,3 до 0,5 вольт.
  • Прямое падение напряжения на барьере Шоттки состоит из кремния.
  • Прямое падение напряжения увеличивается одновременно с увеличением концентрации легирования полупроводника N-типа.
  • ВАХ диода с барьером Шоттки очень крутые по сравнению с ВАХ нормального диода с PN переходом из-за высокой концентрации носителей тока.
Текущие компоненты в диоде Шоттки

В диоде с барьером Шоттки ток проходит через основные носители, которыми являются электроны в полупроводнике N-типа. Формула в диоде с барьером Шоттки:

яТ= ЯРаспространение+ ЯТуннелирование+ ЯТермоэлектронная эмиссия

Где я Распространение— диффузионный ток, обусловленный градиентом концентрации и плотностью диффузионного тока J пзнак равно D п* Какие * dn / dx для электронов, где D п— постоянная диффузии электронов, q — заряд электрона = 1,6 * 10 19кулонов, dn / dx — градиент концентрации электронов.
IT-туннелирование — это туннельный ток из-за квантово-механического туннелирования через барьер. Вероятность туннелирования увеличивается с уменьшением барьера или встроенного потенциала и уменьшением ширины обедненного слоя. Этот ток прямо пропорционален вероятности туннелирования.
я Термоэлектронная эмиссия— ток, обусловленный током термоэмиссии. Из-за теплового перемешивания некоторые носители имеют энергию, равную или превышающую энергию зоны проводимости для границы раздела металл-полупроводник и протекающего тока. Это известно как ток термоэлектронной эмиссии.
Поскольку ток, протекающий непосредственно через диод с барьером Шоттки, проходит через основные носители заряда. Следовательно, он подходит для приложений с высокоскоростной коммутацией, поскольку прямое напряжение очень низкое, а время обратного восстановления очень короткое.

Применение диода Шоттки

Диоды Шоттки используются для ограничения напряжения и предотвращения насыщения транзисторов из-за высокой плотности тока в диоде Шоттки. Кроме того, в диодах Шоттки наблюдается низкое прямое падение напряжения, они тратятся меньше тепла, что делает их эффективным выбором для чувствительных и очень эффективных приложений. Поскольку диод Шоттки используется в автономных фотоэлектрических системах, чтобы предотвратить разряд батарей для солнечные панели ночью, а также в подключенных к сети системах, содержащих несколько цепочек, соединенных параллельно. Диоды Шоттки также используются в качестве выпрямителей в Источники питания .

Преимущества диода Шоттки

Диоды Шоттки используются во многих приложениях по сравнению с другие типы диодов s, которые не работают хорошо.

  • Низкое напряжение включения: Напряжение включения диода составляет от 0,2 до 0,3 вольт. Для кремниевого диода оно составляет от 0,6 до 0,7 В у стандартного кремниевого диода.
  • Быстрое время восстановления: Быстрое время восстановления означает небольшой накопленный заряд, который можно использовать для приложений высокоскоростного переключения.
  • Низкая емкость перехода: Он занимает очень небольшую площадь по сравнению с результатом, полученным при точечном контакте кремния. Так как уровни емкости очень маленькие.
Особенности диода Шоттки

К особенностям диода Шоттки в основном относятся следующие

  • Более высокая эффективность
  • Низкое прямое падение напряжения
  • Низкая емкость
  • Низкопрофильный корпус для поверхностного монтажа, сверхкомпактный размер
  • Встроенное защитное кольцо для защиты от стресса

Таким образом, это все о работе диода Шоттки, его принципе работы и применениях. Мы надеемся, что вы лучше понимаете эту концепцию. Кроме того, при любых сомнениях относительно этой статьи или электротехнические и электронные проекты , пожалуйста, дайте свои ценные предложения в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос, какова основная функция диода Шоттки?

Фото:

Что такое диоды? — Новости о хранении энергии, батареях, изменении климата и окружающей среде

Диод – это полупроводниковое устройство, которое позволяет протекать электрическому току в одном направлении и блокирует прохождение электрического тока в другом направлении. В этом посте мы рассмотрим, как работают диоды, их краткую историю и практическое применение.

Диод – Компоненты, символ и внешний вид

Источник изображения: веб-сайт All About Circuits

Принцип действия

Базовая конструкция диода состоит из материалов N-типа и P-типа, анода, катода и корпуса устройства, который обычно состоит из стекла и пластика.Материал N-типа имеет свободные электроны, которые перемещаются из отрицательно заряженной области в положительно заряженную область. Материал P-типа имеет дырки, которые кажутся движущимися (когда движутся свободные электроны) из положительно заряженной области в отрицательно заряженную область. В условиях отсутствия напряжения электроны из материала N-типа заполняют дырки из материала P-типа вдоль соединения между слоями. В этом состоянии между материалами N-типа и P-типа формируется зона обеднения .

Зона истощения сформирована в Нет напряжения Состояние

Движущиеся дырки и электроны при Прямом смещении условие

Изображения Источник: веб-сайт HowStuffWorks

При подаче электрического тока, когда N-тип подключен к отрицательной клемме батареи, а P-тип — к положительной клемме, электроны в N-типе перемещаются к положительному электроду, в то время как дырки в P-типе перейти к отрицательному электроду.Зона обеднения исчезает, и через диод протекает электрический ток. В этом состоянии диод смещен в прямом направлении. Кремниевый диод может быть смещен в прямом направлении при подаче напряжения 0,7 В, в то время как германиевому диоду требуется всего 0,3 В. Когда полярность питания изменена на противоположную, N-тип подключен к положительной клемме, а P-тип к отрицательной клемме, диод блокирует весь подаваемый на него электрический ток. В этой ситуации зона обеднения увеличивается, и диод смещается в обратном направлении .

Краткая история

Есть два типа диодов, которые послужили основой для более сложных диодов, которые мы используем сегодня. Одним из них является термоэлектронный диод (также известный как вакуумная лампа), который был изобретен и запатентован Джоном Амброузом Флемингом 16 ноября 1904 года. Изобретение Флеминга основано на принципе Томаса Эдисона, известном как «эффект Эдисона» во время его открытия углеродного лампочка накаливания.

Второй тип диода — твердотельный диод (также известный как полупроводниковый диод).Именно Карл Фердинанд Браун первым открыл и запатентовал так называемый кристаллический выпрямитель в 1899 году. Кристаллы, благодаря своим выпрямляющим свойствам, составляют диод. Это привело к разработке германиевых диодов в 1950-х годах компанией Bell Laboratories для приложений микроволновой передачи.

Типы и области применения  

Типы диодов

Источник изображения: веб-сайт CDS Electronics

Существуют разные типы диодов, которые используются для разных приложений.Диоды обычно используются в цепи выпрямителя, устройства, которое преобразует переменный ток (AC) в постоянный ток (DC). Светоизлучающие диоды (LED) широко используются в бытовой электронике, например, в телевизорах. Другими типами диодов являются стабилитроны, фотодиоды, диоды Шоттки, Ганна и PIN-диоды, которые используются в самых разных приложениях.

Статьи по теме:

Что такое электрический ток?

Что такое выпрямитель?

Что такое анод батареи?

Что такое катод батареи?

Почему диоды используются в электрозащите?

Краткий обзор диодов, что это такое?

Диод — это электрический компонент, который действует как односторонний клапан.Их можно заставить проводить ток в одном или другом направлении в зависимости от предполагаемого использования диода. Если они не рассчитаны по электрическим и тепловым характеристикам для предполагаемой рабочей среды, диоды могут выйти из строя. Выход из строя диода приводит к тому, что ток течет в нежелательном направлении, что может привести к повреждению любых компонентов, обычно защищенных диодом.

Изображение предоставлено Википедией

Почему для защиты цепи используются диоды?

Диоды используются для защиты цепей благодаря их способности ограничивать протекание электрического тока только в одном направлении.Эта черта полезна, потому что некоторые электрические компоненты и устройства будут повреждены или неисправны, если ток течет в неправильном направлении. Например, текущие проблемы могут привести к ошибочным вычислениям микропроцессоров или просто к короткому замыканию и сбою. Одна из причин того, что радиация повреждает микропроцессоры, заключается в том, что она индуцирует блуждающие токи через контакты микропроцессора.

Диод можно использовать не только для защиты от блуждающих токов, но и для перенаправления блуждающих токов в полезный ток.Это известно как шунтирование, при котором ток сбрасывается по пути с очень низким сопротивлением. Перенаправление тока гарантирует, что паразитная мощность не будет просто потрачена впустую через заземление.

В системах с несколькими источниками питания чрезвычайно важную роль играют диоды. Диод можно использовать для защиты от переходных перенапряжений от первого или второго источника питания, в зависимости от настройки системы. Диод также может защищать от переходного перенапряжения на стороне нагрузки диода или даже от короткого замыкания и/или перегрузки на стороне источника питания.Кроме того, если необходимо отключить подачу тока на нагрузку диодной защиты, это можно сделать, не отключая другие нагрузки.

Изображение предоставлено Atlearner

Другое использование диодов

Диоды можно использовать для преобразования переменного тока в постоянный. Постоянный ток течет, как вода из шланга, то есть следует по линейному пути к концу шланга. Устройства, работающие в цепях постоянного тока, нуждаются в защите от блуждающих обратных токов, поскольку они наиболее подвержены повреждениям от таких токов.Другие устройства работают от переменного тока, который течет туда и обратно, как зигзаг. Устройства используют переменный ток по многим причинам, основная из которых заключается в том, что он более плотный, а это означает, что переменный ток протекает как через отрицательные, так и через положительные контакты любого устройства в системе.

Это преобразование тока известно как выпрямление переменного тока в постоянный. Поскольку переменный ток течет зигзагом, можно использовать диоды, чтобы предотвратить протекание отрицательного цикла по цепи. Следовательно, вершина волны пропускается и электрически преобразуется в линейный поток постоянного тока.Также по этой причине диоды используются только для защиты цепей постоянного тока — они позволяют току течь только в этом единственном направлении и, таким образом, не позволяют нормальному протеканию переменного тока.

Источники:

https://en.wikipedia.org/wiki/Diode

https://www.atlearner.com/2019/07/pn-junction-diode.html

РЕВИЗИОННЫЕ КАРТЫ — ЧТО ТАКОЕ ДИОДЫ?

РЕВИЗИОННЫЕ КАРТЫ — ЧТО ТАКОЕ ДИОДЫ?

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ ПОЛУЧИТЬ ИНДЕКСНУЮ СТРАНИЦУ

РЕВИЗИОННЫЕ КАРТЫ — ЧТО ТАКОЕ ДИОДЫ?

В.Райан 2013

 

 

PDF-ФАЙЛ — НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ РАБОТЫ ДЛЯ ПЕЧАТИ

ВВЕДЕНИЕ — ДИОДЫ

Диод пропускает электричество только в одном направлении и блокирует поток в обратном направлении. Их можно рассматривать как односторонние. клапаны.Они распространены в цепях, так как используются для защиты чувствительных компоненты. Чувствительные компоненты могут быть уничтожены/повреждены ЭМП (электричество течет по цепи в неправильном направлении).


ДИОДЫ — ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕХОДОВ


Когда такой компонент, как реле, выключен, возникает противоЭДС высокого напряжения. можно генерировать на короткое время.Этот скачок напряжения может повредить реле и другие компоненты, если они проходят по цепи.
Если диод ставится параллельно реле, цепь защищена против любых возможных «всплесков». Диод предотвращает обратную Э.Д.С. как диод позволит электричеству проходить по цепи только в правильном направление.


ДИОДЫ — ОБРАТНАЯ ПОЛЯРНОСТЬ
PROTECTOR

В большинстве схем диод является важным компонентом.Если батарея или источник питания неправильно подключен к магнитоле (см. выше), диод в цепи не пропускает ток, защищая чувствительные компоненты.

Схемы электронных устройств могут быть повреждены или даже разрушены, если полярность изменена (положительная и отрицательная подключены к неправильным клеммам).

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ АНИМАЦИИ
1.Почему диоды используются в электронных схемах? 3 балла
2. Как можно использовать диод в качестве защиты от переходных процессов? 3 балла
3.Как можно использовать диод для защиты от обратной полярности? 3 балла
 
НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ УКАЗАТЕЛЬ ЭЛЕКТРОНИКИ СТРАНИЦА
 

Различные типы, принцип их работы и многое другое

Диод

Диоды являются важными электронными компонентами, которые используются в электрических цепях и системах.Они играют ключевую роль в защите других компонентов и цепей в случае возникновения электрической неисправности. Но как они работают? Какие существуют типы диодов? Где они используются? В этой статье мы обсудим все, что нужно знать о диодах!

Что такое диод?

Диод — это электронный компонент, действующий как односторонний переключатель тока. Они позволяют току легко течь в одном направлении, но ограничивают его протекание в другом. Диоды используются для управления потоком тока в электрической цепи.Диоды защищают от скачков напряжения и любых других электрических неисправностей, которые могут возникнуть в электрической цепи или системе.

Совершенный или идеальный диод будет иметь нулевое сопротивление в одном направлении и бесконечное сопротивление в обратном направлении. В реальном мире это никогда не было бы так, поскольку диоды не могут иметь бесконечное или нулевое сопротивление. Из-за этого диоды имеют незначительное сопротивление в одном направлении (что позволяет течь току) и чрезвычайно высокое сопротивление в другом направлении (чтобы предотвратить протекание тока).

Диоды могут иметь две конфигурации смещения: прямое и обратное. Когда диод находится в конфигурации с прямым смещением, он позволяет току течь через них. Если диод смещен в обратном направлении, он не позволяет току течь через него и действует как изолятор. Наиболее распространенными типами диодов, с которыми вы столкнетесь, являются полупроводниковые диоды. Полупроводниковые диоды начинают проводить электричество только тогда, когда достигается определенный порог напряжения в прямом направлении компонента.

Диоды имеют полярность, это означает, что они имеют положительную сторону и отрицательную сторону. Анод — это положительная сторона компонента, а катод — отрицательная сторона. Таким образом, когда на диод подается положительное напряжение, ток будет проходить через него в одну сторону.

Уровень напряжения диода имеет решающее значение для его работы и должен всегда соблюдаться. Если уровень напряжения слишком низкий, некоторые диоды не будут работать и не пропустят ток в прямом направлении.Если напряжение выше, чем обратное напряжение пробоя, то диоды могут позволить току течь в неправильном направлении. Вот почему так важно проверять технические характеристики компонентов перед их установкой в ​​цепь.

Диод также известен как выпрямитель, так как он преобразует переменный ток (AC) в постоянный ток (DC).

Что такое электрический символ диода?

Диод

На изображении выше показан типичный символ диода. При поиске диода на электрических чертежах или схемах они обычно выглядят так, как показано выше.

Для чего нужен диод?

Диоды служат ряду целей при использовании в сочетании с другими электронными компонентами и устройствами.

Основное назначение диода — защита других компонентов электрической системы или цепи. Двигатели и реле могут накапливать электрические заряды, когда они выключены. Когда электромагнитные компоненты делают это, они посылают ток обратно по цепи. Для защиты от этого используются диоды, поскольку они не позволяют току течь обратно в цепь.

Диоды впервые были использованы в радиоприложениях. Они использовались для обработки радиосигналов и до сих пор используются для приложений радиосигналов.

Какие существуют типы диодов?

Существует ряд различных типов диодов, которые используются в электрических компонентах и ​​электрических цепях. Диоды бывают разных размеров и мощностей. Мы составили список наиболее распространенных типов ниже:

Диоды с малым сигналом

Диоды с малым сигналом используются в приложениях, где малые сигналы и импульсы ограничены низкими напряжениями и токами.Их можно найти в радиоприемниках, цифровых сигналах и автомобильных системах.

Большие сигнальные диоды

Большие сигнальные диоды аналогичны малым сигнальным диодам, но рассчитаны на более высокие отклонения от рабочей уставки.

Стабилитроны

Стабилитрон позволяет току течь в прямом или обратном направлении. Они сконструированы таким образом, что позволяют диоду работать в обратном направлении при достижении заданного уровня напряжения.

Светодиод или светоизлучающие диоды

Светодиод представляет собой полупроводниковое устройство, излучающее свет при протекании через него тока.Для получения дополнительной информации о светодиодах, пожалуйста, прочитайте наше полное руководство здесь.

Диоды постоянного тока

Диод постоянного тока ограничивает или регулирует максимальное значение тока в (А). Они также известны как токоограничивающие диоды или токорегулирующие диоды. Как только ток достигнет максимального значения, он отключится. Эти типы диодов используются в системах для защиты от короткого замыкания, а также для защиты компонентов.

Диоды Шоттки

Диод Шоттки является компонентом, используемым для высокоскоростных переключений благодаря своим свойствам, которые означают, что он имеет меньшее прямое падение напряжения, чем другие диоды.Их также можно назвать диодами с барьером Шоттки, диодами с поверхностным барьером, устройствами с основными носителями, диодами с горячими электронами или диодами с горячими носителями. Они были названы в честь немецкого физика Вальтера Х. Шоттки.

Диоды Шокли

Диоды Шокли также известны как диоды PNPN. Этот диод использовался в следующих шагах для концепции тиристоров. У них есть только два состояния ВКЛ и ВЫКЛ, поэтому они широко известны как тиристоры. Производство диодов Шокли прекратилось в 1950-х годах, поскольку они не очень полезны.Однако сама модель помогла разработать тиристоры, такие как SCR, DIAC и TRIAC.

Лазерные диоды

Лазерный диод — это оптоэлектрическое устройство, которое может преобразовывать электрическую энергию в световую. Они работают по тому же принципу, что и светодиод, но разница в том, что лазерный диод излучает когерентный свет, а светодиод излучает некогерентный свет. Это самые маленькие из известных лазеров, размеры которых составляют доли миллиметра.

Где используются диоды?

Диоды используются для ряда полезных приложений в электрических цепях и электронных компонентах.Некоторые из наиболее распространенных применений:

  • Светоизлучающие диоды (СИД)
  • Преобразование мощности
  • Защита от перегрузки по току
  • Диоды могут защитить цепи, если источник питания был неправильно подключен. Они будут блокировать поток тока и обеспечивать безопасность цепи и компонентов.

Кто изобрел диоды?

Первый настоящий диод назывался клапаном Флеминга, он был открыт в ноябре 1904 года Джоном Амброузом Флемингом в Великобритании.Диоды были впервые использованы в начале 20 века компаниями беспроводного телеграфа. Диоды в настоящее время являются одним из ключевых компонентов, которые используются в ряде различных электрических цепей и устройств.

Из чего сделаны диоды?

В настоящее время большинство диодов изготавливается из кремния, но из-за их полупроводниковых свойств используются и другие материалы, такие как германий и арсенид галлия. На материал диода влияет тип диода и место его использования.

В каком направлении течет ток в диоде?

Ток в диоде течет от анода к катоду в одном направлении.Это течет от положительного к отрицательному и не может течь в обратном направлении.

Диоды являются направленными компонентами, что означает, что ток может течь через них только в одном направлении. Диоды являются компонентами прямого смещения, поскольку ток может течь только от положительного к отрицательному.

Под диодом лучше всего понимать электронный односторонний клапан, так как он пропускает ток только в одном направлении. Если вы примените эту логику к одностороннему жидкостному клапану, они пропускают жидкость только в одном направлении.Точно так же и с диодом!

Диоды 101 – Что такое диод?

Информация о отраслевых стандартах испытаний

Резюме

Диод — это важнейший компонент, который необходимо освоить, если вы хотите повысить свой уровень владения электроникой. Поэтому крайне важно иметь четкое представление о том, как диоды ведут себя при различных нагрузках.

Описание


Диод является важным компонентом, который необходимо освоить, если вы хотите развить свои навыки в области электроники. Поэтому крайне важно иметь четкое представление о том, как диоды ведут себя при различных нагрузках.Сегодня мы рассмотрим некоторые основы диодов, а затем посмотрим видео, в котором рассказывается о 4 ½ практических применениях диода.
Диоды

относительно просты, но сложнее, чем многие основные пассивные компоненты, которые вы, вероятно, уже знаете. Диоды являются нелинейными компонентами. Резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности являются линейными устройствами , что означает, что их можно охарактеризовать с помощью дифференциальных уравнений первого порядка. Как бы мне ни хотелось заняться математикой, я вас пощажу. Для этого есть Википедия.Итак, что такое диоды?

 

Диоды — это нелинейные устройства . Они не следуют закону Ома, и для анализа цепей вы не можете заменить их эквивалентом Thevenin.

 

Диоды являются пассивными устройствами, что означает, что им не требуется питание для работы.

 

Диоды — двухпортовые устройства. Есть положительный вход, известный как анод, и отрицательный выход, известный как катод (рис. 1).


Рис. 1.Символ цепи диода. Анод слева, а катод справа.

 

Диоды

могут быть простыми, но они чрезвычайно полезны из-за их кривой V-I, показанной на рисунке 2. Ось X — это напряжение, а ось Y показывает, какой ток может протекать через диод при этом уровне напряжения.



Рис. 2. ВАХ диода.

Давайте внимательнее посмотрим на кривую V-I. Что это значит? Что еще более важно, как вы можете использовать это в своих интересах?

 

На рис. 2 стоит обратить внимание на несколько моментов.Начнем с положительно смещенных диодов. При умеренных положительных напряжениях диод в основном действует как короткое замыкание. Однако имеется небольшое падение напряжения, обычно называемое «прямым падением напряжения». Оно также известно как «напряжение включения» или просто «напряжение включения».

 

Вы можете видеть прямое падение напряжения на кривой V-I на рис. 2 около 0,6/0,7 В, где возникают пики тока. Падение 0,6/0,7 В является стандартным для кремниевых диодов, но для диодов из других материалов прямое падение напряжения будет другим.

 

Вы можете измерить прямое напряжение для определенного диода с помощью мультиметра с возможностью проверки диодов. Вы можете видеть, что этот кремниевый диод имеет прямое напряжение примерно 0,62 В (рис. 3).


Рис. 3. Использование мультиметра Keysight U1282A для измерения прямого падения напряжения на диоде.

 

Но вам нужно помнить, что при воздействии умеренного напряжения, скажем, 5 В, диод будет проходить через 5 В минус прямое напряжение.Итак, 4,3В для стандартного кремниевого диода. Есть несколько способов компенсировать это падение, но это выходит за рамки данной статьи.

 

Теперь перейдем к левой стороне оси Y на рис. 2. При воздействии отрицательного напряжения возникает обратный ток величиной в наноампер. В большинстве случаев вы можете приблизить его как 0A. То есть до тех пор, пока вы не дойдете до другого большого колебания на кривой VI, известного как напряжение пробоя.

 

Если ваш диод подвергается сильному обратному смещению, значит, вы его взорвали.Часто буквально. Диоды по существу не могут выдержать такой уровень отрицательного напряжения, и устройство физически выходит из строя, позволяя течь отрицательному току.

 

Короче говоря, вы можете думать о диоде как об одностороннем проводнике с падением напряжения. Достаточно предисловия, давайте рассмотрим несколько различных способов использования диодов в ваших схемах.

 

Теперь, когда вы знаете, как работает диод, как вы можете использовать его в своих проектах? Посмотрите это видео о 4 ½ практического применения диода:



Диоды

являются чрезвычайно полезными компонентами, и если вы работаете с электроникой, вам необходимо хорошо знать, как работают диоды.В видео было рассказано о нескольких способах использования диодов, но это только начало!

Что такое диоды, термисторы и экраны

В значительной степени я взялся за серию статей «Что такое…», посвященную электронным компонентам, потому что хотел лучше понять эти компоненты сам. До этого момента рассмотренные части (перемычки, макетные платы, резисторы и т. д.) были компонентами, с которыми новички, скорее всего, столкнутся напрямую. В этом посте мы рассмотрим три компонента, с которыми новички вряд ли столкнутся напрямую, но их понимание приведет к лучшему пониманию электроники в целом, плат, которые они, возможно, уже используют, и расширит их возможности до более продвинутой электроники.

Диод

 

Вы, вероятно, слышали о диодах в виде светодиодов (светоизлучающих диодов), но что они собой представляют помимо светодиодов? Проще говоря, диоды позволяют электричеству течь только в одном направлении. Диоды имеют два электрода, анод (положительный) и катод (отрицательный), которые придают им полярность. Когда к аноду приложено положительное напряжение, через диод может протекать ток. Хотя светодиоды, вероятно, являются наиболее знакомым вам типом диодов, диоды бывают различных конфигураций, которые позволяют использовать их для самых разных целей, включая преобразование переменного тока (ac) (розетки) в постоянный ток (dc) ( используется в электронике) через выпрямительный диод.

Термистор

Хотите измерить температуру? Возможно, вам понадобится термистор. Для тех из вас, кто любит хороший портманту, это для вас — это сочетание слов «термический» и «резистор». Термисторы представляют собой особый тип резисторов, сопротивление которых значительно зависит от температуры, что делает их удобными для измерения температуры. Термисторы, найденные на SparkFun PicoBoard, требуют использования уравнения Стейнхарта-Харта для преобразования значений датчика в реальную температуру, которую вы узнаете.

Щиты

При создании прототипов такие платы, как Arduino, предоставляют вам много возможностей и возможностей. Однако, когда вы хотите начать добавлять такие вещи, как IoT, драйверы двигателей, GPS и многое другое, все может довольно быстро усложниться. Именно здесь на помощь приходят экраны. Экраны упрощают всю сложность в едином интерфейсе, который можно подключить к контактам на исходной плате и немедленно добавить функциональность. Часто щиты также включают в себя программные библиотеки, чтобы упростить процесс программирования.Чтобы дать вам представление о множестве вещей, которые вы можете упростить с помощью щитов, взгляните на все различные варианты щитов, которые мы продаем.

 

Для чего используются диоды и транзисторы? – JanetPanic.com

Для чего используются диоды и транзисторы?

Диод используется для преобразования переменного тока в постоянный или для выпрямления, тогда как транзистор в основном используется для усиления и в качестве регулятора. Диод имеет два вывода, а именно анод и катод.Анод — это положительный вывод, а катод — отрицательный вывод диода.

Какие 2 приложения для транзисторов?

Транзисторы используются в нашей повседневной жизни во многих формах, известных нам как усилители и переключающие устройства. В качестве усилителей они используются в различных генераторах, модуляторах, детекторах и почти в любой схеме для выполнения определенной функции. В цифровой схеме в качестве переключателей используются транзисторы.

Для чего используются транзисторы?

Транзистор

, полупроводниковое устройство для усиления, управления и генерации электрических сигналов.Транзисторы являются активными компонентами интегральных схем или «микрочипов», которые часто содержат миллиарды этих крошечных устройств, выгравированных на их блестящих поверхностях.

Какие 2 типа транзисторов обычно используются?

Транзисторы

обычно делятся на два основных типа в зависимости от их конструкции. Эти два типа представляют собой биполярные переходные транзисторы (BJT) и полевые транзисторы (FET).

Из чего готовят диоды-транзисторы?

Пояснение: Кремний и германий, а также ряд других материалов и смесей материалов полупроводниковой группы широко используются в производстве транзисторов и диодов, а также интегральных схем, таких как микропроцессоры.

Что такое транзистор объяснить типы типов транзисторов и их использование?

Транзистор — это полупроводниковое устройство, используемое для усиления или переключения электронных сигналов. Транзисторы в целом делятся на три типа: биполярные транзисторы (транзисторы с биполярным переходом: BJT), полевые транзисторы (FET) и биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT).

Что такое транзистор на примере?

Транзистор — это электронное устройство, которое работает, управляя потоком электрического тока.Примером транзистора является нечто, объединенное в большом количестве с микросхемами в единую печатную плату и используемое в компьютере. имя существительное. 8.

Как диод используется в качестве переключателя?

Всякий раз, когда превышено указанное напряжение, сопротивление диода увеличивается, в результате чего диод смещается в обратном направлении и действует как разомкнутый переключатель. Всякий раз, когда приложенное напряжение ниже опорного напряжения, сопротивление диода уменьшается, что делает диод смещенным в прямом направлении, и он действует как замкнутый переключатель.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.