Катод и анод на диоде: Светодиод [База знаний]

Содержание

Светодиод [База знаний]

Светодиод

Теория

КОМПОНЕНТЫ
ARDUINO
RASPBERRY
ИНТЕРФЕЙСЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

Светодиод — вид диода, представляет собой полупроводниковый прибор, способный излучать свет при пропускании через него электрического тока в прямом направлении, от анода (+) к катоду (-).

Для того чтобы правильно включить светодиод в электрическую цепь, необходимо отличать катод от анода. Сделать это можно по двум признакам:
  1. анод (+) светодиода имеет более длинный проводник;
  2. со стороны катода, корпус светодиода немного срезан.

В современной микроэлектронике применяются миниатюрные светодиоды для поверхностного монтажа (SMD). Такие индикаторы, например, имеются на Arduino Uno для информирования пользователя о состоянии системы.


Основные характеристики

Падение напряжения VF Вольт
Номинальный ток I
Ампер
Интенсивность (яркость) IV Кандела
Длина волны (цвет) λ Нанометр

Схема подключения

Собственное сопротивление светодиода после насыщения очень мало, и без резистора, ограничивающего ток через светодиод, он перегорит. Порядок «резистор до» или «резистор после» — не важен.


Расчет токоограничивающего резистора

Рассчитаем, какой резистор R в приведённой схеме нам нужно взять, чтобы получить оптимальный результат. Предположим, что у нас такой светодиод и источник питания:

VF = 3.3 В
I = 20 мА
Vcc = 5 В

 

Найдём оптимальное сопротивление R и минимально допустимую мощность резистора PR.

Сначала рассчитаем, какое напряжение должен взять на себя резистор:

UR = Vcc – VF = 5 В – 3.3 В = 1.7 В

 

По закону Ома найдём значение сопротивления, которое обеспечит такое падение:

R = UR / I = 1.7 В / 0.02 А = 85 Ом

 

Таким образом:

  • при сопротивлении более 85 Ом яркость будет ниже заявленной;
  • при сопротивлении менее 85 Ом срок жизни светодиода будет меньше.

Далее рассчитаем мощность, которую при этом резистору придётся рассеивать:

PR = I2 × R = (0.02 А)2 × 85 Ом = 0.034 Вт

 

Это означает, что при мощности резистора менее 34 мВт резистор перегорит.

 


Калькулятор

Расчет токоограничивающего резистора:

 


Собери свою радиосхему!


Многие новички путают анод с катодом, точнее андо с минусом и катод с плюсов, чтобы не путаться ниже размещена картинка. У светодиода есть два вывода питания: анод и катод. В случае подачи прямого напряжения потенциал анода выше, чем потенциал катода. То есть, попросту говоря, на анод подан плюс, а на анод минус. Легко запомнить: АНОД и ПЛЮС – по 4 буквы, а КАТОД и МИНУС – по 5 букв. Если же сделать наоборот и подать на анод минус, а на катод плюс напряжения питания, то в таком случае на диод будет подано обратное напряжение.

 

 

 

Естественно, есть пределы прямого и обратного напряжения диода, превышение которых приведет к выходу прибора из строя. Для наглядности приведем вольтамперную характеристику светодиода.



  Рассмотрим область прямого включения. При некотором значении прямого напряжения Uнач от анода к катоду пойдет ток, и светодиод засветится. В области свечения через светодиод протекает ток допустимого значения. Однако если питающее напряжение увеличивать, то при некотором значении Uпр.max ток, проходящий через светодиод будет настолько большим, что может разрушить его внутреннюю структуру, то есть вывести светодиод из строя.

При подаче небольшого обратного напряжения, попадающего в область запирания, ток через светодиод не протекает. Однако если увеличивать значение обратного напряжения то можно добиться того, что через светодиод начнет протекать обратный ток от катода к аноду. При некотором значении напряжения Uобр.max светодиод будет выведен из строя недопустимым значением обратного тока.

Рабочее значение напряжения питания и прямого тока светодиода должно выбираться из области напряжений от Uнач до Uпр.max. Обычно производители светодиодов указывают значение номинальной яркости свечения диода и соответствующее данной яркости значение необходимого прямого тока. Также производители указывают максимальные (предельные) значения прямого и обратного напряжений. Для того чтобы через светодиод протекал номинальный рабочий ток, необходимо последовательно с ним подключить резистор, сопротивление которого предварительно рассчитывается.

 

 

Диод (электронная лампа) - это. .. Что такое Диод (электронная лампа)?

Электровакуумный диод — электронная лампа с двумя электродами (катод и анод). Разновидность диода. Используется в детекторах (амплитудных или частотных) и в выпрямителях. Высоковольтная разновидность — кенотрон.

История

Принцип действия термионных (электровакуумных) диодов был открыт британским учёным Фредериком Гутри в 1873 году.

Устройство

Обозначение на схемах диода с катодом непрямого накала.

Электровакуумный диод представляет собой стеклянный или металлический баллон, из которого откачан воздух и внутри которого находятся катод и анод. От этих электродов сквозь стенки баллона проходят выводы. Если баллон стеклянный, то выводы впаиваются в стекло. Если же баллон металлический, то выводы выходят через стеклянные или керамические бусинки, впаянные в металл.

Анод имеет один вывод. В зависимости от конструкции выделяют катоды прямого накала и подогревные катоды

. Катод прямого накала греется за счёт проходящего через него тока имеет два вывода. Для подогревного катода (который греется за счет близко расположенной нити накала) делают два вывода от подогревающей нити и один от, собственно, катода.

В практических конструкциях диодов анод обычно имеет форму цилиндра или коробки без двух стенок (часто с закругленными углами), окружающей катод. В последнем случае нить имеет вид латинской буквы V или W. При таких конструкциях анодов все излучаемые катодами электроны с одинаковой силой притягиваются анодами.

Для уменьшения нагрева анода его часто снабжают рёбрами или крылышками, которые способствуют лучшему отводу от него тепла.

Принцип работы

При разогреве катода электроны начнут покидать поверхность последнего за счёт термоэлектронной эмиссии. Покинувшие поверхность электроны будут препятствовать вылету других электронов, в результате вокруг катода образуется своего рода облако электронов. Часть электронов с наименьшими скоростями из облака падает обратно на катод.

При заданной температуре катода облако стабилизируется: на катод падает столько же электронов, сколько из него вылетает.

При подаче на катод отрицательного напряжения, а на анод — положительного возникает электрическое поле, которое заставляет электроны двигаться от катода к аноду. Тем самым в цепи появляется ток.

Если же на катод подан «+», а на анод «-», электрическое поле препятствует движению электронов, которые покидают катод и ток не течёт.

ВАХ

Вольт-амперная характеристика электровакуумного диода.

Вольт-амперная характеристика электровакуумнуго диода имеет 3 участка:

  1. Нелинейный участок. На начальном участке ВАХ ток медленно возрастает при увеличении напряжения на аноде, что объясняется противодействием полю анода объёмного отрицательного заряда электронного облака. По сравнению с током насыщения, анодный ток при Ua = 0 очень мал (и не показан на схеме). Его зависимость от напряжения растет экспоненциально, что обуславливается разбросом начальных скоростей электронов.
    Для полного прекращения анодного тока необходимо приложить некоторое анодное напряжение меньше нуля, называемое запирающим.
  2. Участок закона «трех вторых». Зависимость анодного тока от напряжения характеризуется законом Ленгмюра-Чайльда-Богуславского (так же называемым законом "трех вторых")
  3. Участок насыщения. При дальнейшем увеличении напряжения на аноде рост тока замедляется, а затем полностью прекращается так как все электроны, вылетающие из катода, достигают анода. Дальнейшее увеличение анодного тока при данной величине накала невозможно, поскольку для этого нужны дополнительные электроны, а их взять негде, так как вся эмиссия катода исчерпана. Установившейся в этом режиме анодный ток называется током насыщения. Этот участок описывается законом Ричардсона-Дешмана.

, где - универсальная термоэлектронная постоянная Зоммерфельда.

ВАХ анода зависит от напряжения накала — чем больше накал, тем больше крутизна ВАХ и тем больше ток насыщения. Однако увеличение напряжения накала приводит к уменьшению срока службы лампы.

Основные параметры

К основным параметрам электровакуумнуго диода относятся:

  • Крутизна ВАХ: — изменение анодного тока в мА на 1 В изменения напряжения.
  • Дифференциальное сопротивление:
  • Максимально допустимое обратное напряжение. При некотором напряжении, приложенном в обратном направлении (тоесть изменена полярность катода и анода), происходит пробой диода — проскакивает искра между катодом и анодом, что сопровождается резким возростанием силы тока.
  • Запирающее напряжение — напряжение, необходимое для прекращения тока в диоде.
  • Максимально допустимая рассеиваемая мощность.

Крутизна и внутреннее сопротивление являются функциями от анодного напряжения и температуры катода, в пределах участка «трех вторых» они являются постоянными.

Маркировка приборов

Электровакуумные диоды маркируются по такому принципу, как и остальные лампы:

  1. Первое число обозначает напряжение накала, округлённое до целого.
  2. Второй символ обозначает тип электровакуумного прибора. Для диодов:
    • Д
      — одинарный диод.
    • Ц — кенотрон (выпрямительный диод)
    • X — двойной диод, то есть содержащий два диода в одном корпусе с общим накалом.
      • МХ — механотрон-двойной диод
      • МУХ — механотрон-двойной диод для измерения углов
  3. Следующее число — это порядковый номер разработки прибора.
  4. И последний символ — конструктивное выполнение прибора:
    • С — стеклянный баллон диаметром более 24 мм без цоколя либо с октальным (восьмиштырьковым) пластмассовым цоколем с ключом.
    • П — пальчиковые лампы (стеклянный баллон диаметром 19 или 22,5 мм с жёсткими штыревыми выводами без цоколя).
    • Б — миниатюрная серия с гибкими выводами и с диаметром корпуса менее 10мм.
    • А — миниатюрная серия с гибкими выводами и с диаметром корпуса менее 6мм.
    • К — серия ламп в керамическом корпусе.

Если четвертый элемент отсутствует, то это говорит о присутствии металлического корпуса!

Сравнение с полупроводниковыми диодами

По сравнению с полупроводниковыми диодами в электровакуумных диодах отсутствует обратный ток, и они выдерживают более высокие напряжения. Способны кратковременно выдерживать большие перегрузки (полупроводниковые «выгорают» сразу). Стойки к ионизирующим излучениям. Однако они обладают гораздо большими размерами и меньшим КПД.

Литература

  1. Клейнер Э. Ю. Основы теории электронных ламп. — М., 1974.
  2. Электронные приборы: Учебник для вузов/В. Н. Дулин, Н. А. Аваев, В. П. Демин и др.; Под ред. Г. Г. Шишкина. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 496 с.
  3. Физический энциклопедический словарь. Том 5, М. 1966, «Советская энциклопедия»

Электровакуумный диод - это... Что такое Электровакуумный диод?

Электровакуумный диод — вакуумная двухэлектродная электронная лампа. Катод диода нагревается до температур, при которых возникает термоэлектронная эмиссия. При подаче на анод отрицательного относительно катода напряжения все эмитированные катодом электроны возвращаются на катод, при подаче на анод положительного напряжения часть эмитированных электронов устремляется к аноду, формируя его ток. Таким образом, диод выпрямляет приложенное к нему напряжение. Это свойство диода используется для выпрямления переменного тока и детектирования сигналов высокой частоты. Практический частотный диапазон традиционного вакуумного диода ограничен частотами до 500 МГц. Дисковые диоды, интегрированные в волноводы, способны детектировать частоты до 10 ГГц[1].

Устройство

Обозначение на схемах диода с катодом непрямого накала.

Электровакуумный диод представляет собой сосуд (баллон), в котором создан высокий вакуум. В баллоне размещены два электрода — катод и анод. Катод прямого накала представляет собой прямую или W-образную нить, разогреваемую током накала. Катод косвенного накала — длинный цилиндр или короб, внутри которых уложена электрически изолированная спираль подогревателя. Как правило, катод вложен внутрь цилиндрического или коробчатого анода, который в силовых диодах может иметь рёбра или «крылышки» для отвода тепла. Выводы катода, анода и подогревателя (в лампах косвенного накала) соединены с внешними выводами (ножками лампы).

Принцип работы

При разогреве катода электроны начнут покидать его поверхность за счёт термоэлектронной эмиссии. Покинувшие поверхность электроны будут препятствовать вылету других электронов, в результате вокруг катода образуется своего рода облако электронов. Часть электронов с наименьшими скоростями из облака падает обратно на катод. При заданной температуре катода облако стабилизируется: на катод падает столько же электронов, сколько из него вылетает.

Уже при нулевом напряжении анода относительно катода (например, при коротком замыкании анода на катод) в лампе течёт ток электронов из катода в анод: относительно быстрые электроны преодолевают потенциальную яму пространственного заряда и притягиваются к аноду. Отсечка тока наступает только тогда, когда на анод подано запирающее отрицательное напряжение порядка −1 В и ниже. При подаче на анод положительного напряжения в диоде возникает ускоряющее поле, ток анода возрастает. При достижении током анода значений, близких к пределу эмиссии катода, рост тока замедляется, а затем стабилизируется (насыщается).

ВАХ

Участки вольт-амперной характеристики диода

Вольт-амперная характеристика электровакуумного диода имеет 3 участка:

  1. Нелинейный участок. На начальном участке ВАХ ток медленно возрастает при увеличении напряжения на аноде, что объясняется противодействием полю анода объёмного отрицательного заряда электронного облака. По сравнению с током насыщения, анодный ток при очень мал (и не показан на схеме). Его зависимость от напряжения растет экспоненциально, что обуславливается разбросом начальных скоростей электронов. Для полного прекращения анодного тока необходимо приложить некоторое анодное напряжение меньше нуля, называемое запирающим.
  2. Участок закона степени трёх вторых. Зависимость анодного тока от напряжения описывается , где первеанс g — постоянная, зависящая от конфигурации и размеров электродов. В простейшей модели первеанс не зависит от состава и температуры катода, в действительности первеанс растёт с ростом температуры из-за неравномерного его нагрева.
  3. Участок насыщения. При дальнейшем увеличении напряжения на аноде рост тока замедляется, а затем полностью прекращается, так как все электроны, вылетающие из катода, достигают анода. Дальнейшее увеличение анодного тока при данной величине накала невозможно, поскольку для этого нужны дополнительные электроны, а их взять негде, так как вся эмиссия катода исчерпана. Установившейся в этом режиме анодный ток называется током насыщения. Этот участок описывается законом Ричардсона-Дешмана: , где  — универсальная термоэлектронная постоянная Зоммерфельда.

ВАХ анода зависит от напряжения накала — чем больше накал, тем больше крутизна ВАХ и тем больше ток насыщения. Чрезмерное увеличение напряжения накала приводит к уменьшению срока службы лампы.

Основные параметры

К основным параметрам электровакуумного диода относятся:

  • Крутизна ВАХ:  — изменение анодного тока в мА на 1 В изменения напряжения.
  • Дифференциальное сопротивление:
  • Максимально допустимое обратное напряжение. При некотором напряжении, приложенном в обратном направлении (то есть изменена полярность катода и анода), происходит пробой диода — проскакивает искра между катодом и анодом, что сопровождается резким возрастанием силы тока.
  • Запирающее напряжение — напряжение, необходимое для прекращения тока в диоде.
  • Максимально допустимая рассеиваемая мощность.

Крутизна и внутреннее сопротивление являются функциями от анодного напряжения и температуры катода.

Если температура катода постоянна, то в пределах участка «трех вторых» крутизна равна первой производной от функции «трех-вторых».

Маркировка приборов

Электровакуумные диоды маркируются по такому принципу, как и остальные лампы:

  1. Первое число обозначает напряжение накала, округлённое до целого.
  2. Второй символ обозначает тип электровакуумного прибора. Для диодов:
    • Д — одинарный диод.
    • Ц — кенотрон (выпрямительный диод)
    • X — двойной диод, то есть содержащий два диода в одном корпусе с общим накалом.
      • МХ — механотрон-двойной диод
      • МУХ — механотрон-двойной диод для измерения углов
  3. Следующее число — это порядковый номер разработки прибора.
  4. И последний символ — конструктивное выполнение прибора:
    • С — стеклянный баллон диаметром более 24 мм без цоколя либо с октальным (восьмиштырьковым) пластмассовым цоколем с ключом.
    • П — пальчиковые лампы (стеклянный баллон диаметром 19 или 22,5 мм с жёсткими штыревыми выводами без цоколя).
    • Б — миниатюрная серия с гибкими выводами и с диаметром корпуса менее 10 мм.
    • А — миниатюрная серия с гибкими выводами и с диаметром корпуса менее 6 мм.
    • К — серия ламп в керамическом корпусе.

Если четвертый элемент отсутствует, то это говорит о присутствии металлического корпуса!

Сравнение с полупроводниковыми диодами

По сравнению с полупроводниковыми диодами в электровакуумных диодах отсутствует обратный ток, и они выдерживают более высокие напряжения. Способны кратковременно выдерживать большие перегрузки (полупроводниковые «выгорают» сразу[источник не указан 1008 дней]). Стойки к ионизирующим излучениям. Однако они обладают гораздо большими размерами и меньшим КПД.

Примечания

  1. Батушев, В. А. Электронные приборы. — М.: Высшая школа, 1969. — С. 52. — 608 с. — 90,000 экз.

Литература

  1. Клейнер Э. Ю. Основы теории электронных ламп. — М., 1974.
  2. Электронные приборы: Учебник для вузов/В. Н. Дулин, Н. А. Аваев, В. П. Демин и др.; Под ред. Г. Г. Шишкина. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 496 с.
  3. Физический энциклопедический словарь. Том 5, М. 1966, «Советская энциклопедия»

Как определить катод у диода


Как определить катод у диода

Вам понадобится

  • - карта местности;
  • - карандаш и линейка;
  • - транспортир, артиллерийский круг или хордоугломер;
  • - компас или буссоль.

Инструкция

Существует несколько способов определения дирекционного угла: по карте или аэрофотоснимку с помощью транспортира, хордоугломера или артиллерийского круга, а также по магнитному азимуту с помощью прибора с магнитной стрелкой. Чтобы определить дирекционный угол с помощью транспортира, найдите на карте исходную точку и предмет на местности (ориентир), отметьте их. С помощью карандаша и линейки соедините их линией. Длина этой линии должна превышать радиус транспортира, начиная от точки пересечения с вертикальной линией координатной сетки.

Наложите транспортир на карту так, чтобы «ноль» на транспортире совпал с вертикальной линией, а центр – с точкой пересечения линий. Отсчитайте дирекционный угол по шкале транспортира по линии, прочерченной между объектами. Измерение артиллерийским кругом схоже с использованием транспортира. Центр круга совмещается с исходной точкой, а нулевая отметка – с северным направлением вертикальной линии координатной сетки или с прямой, параллельной ей.

Для измерения с использованием хордоугломера проведите линию между исходной точкой и ориентиром не меньше 15 см. Из точки пересечения этой линии с вертикальной с помощью циркулеизмерителя сделайте засечки на линиях, образующих острый угол. Для этого проведите дугу окружности радиусом в 10 делений прибора. Затем поставьте циркуль двумя иглами в отмеченные точки, таким образом, сделав раствор циркуля равным длине хорды (расстоянию между точками).

Держа обе иглы циркуля на горизонтальной линии, ведите его левой иглой по крайней левой вертикальной шкале хордоугломера. Продолжайте движение до тех пор, пока правая игла не совпадет с линией пересечения, горизонтальной или наклонной. Снимите измерение.

Для определения дирекционного угла с помощью магнитного азимута используйте компас или другой прибор с магнитной стрелкой, например, буссоль. Для того, чтобы воспользоваться этим методом, необходимо знать поправку направления. Это величина отклонения магнитного меридиана (магнитной стрелки) данной точки от вертикальной линии координатной сетки. Поправка направления обычно указывается на карте в виде рамки. Определите магнитный азимут, который измеряется по часовой стрелке от северного направления магнитного меридиана (направления магнитной стрелки прибора) до определяемого направления. Дирекционный угол найдите по формуле:α = β + (±dα), где β – магнитный азимут, dα – поправка направления.

www.kakprosto.ru

Назначение диода

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

Условное обозначение диода на схеме

На рисунке показано условное обозначение диода на схеме. Буквами А и К соответственно обозначены анод диода и катод диода. Анод диода - это вывод, который подключается к положительному выводу источника питания, непосредственно или через элементы схемы. Катод диода - это вывод из которого выходит ток положительного потенциала и далее через элементы схемы попадает на отрицательный электрод источника тока. Т.е. ток через диод идёт от анода к катоду. А в обратном направлении диод ток не пропускает. Если каким-то из своих выводов диод подключается к источнику переменного напряжения, то на другом его выводе получается постоянное напряжение с полярностью, зависящей от того, как диод подключен. Если он подключен анодом к переменному напряжению, то с катода мы получим положительное напряжение. Если он подключен катодом, то с анода будет получено соответственно отрицательное напряжение.

Как проверить диод мультиметром

Выводы диода

Как проверить диод мультиметром или тестером - такой вопрос встаёт тогда, когда есть подозрен

anode and cathode - Перевод на немецкий - примеры английский

Эти примеры могут содержать грубые слова на основании вашего поиска.

Эти примеры могут содержать разговорные слова, основанные на вашем поиске.

Во время зарядки ионы лития перемещаются вперед и назад между анодом и катодом .

Уменьшите расстояние между анодом и катодом .

Топливный элемент по п.4, в котором средство обнаружения содержит средство для проверки напряжения холостого хода на аноде и катоде топливного элемента.

Bennstoffzelle nach Anspruch 4, wobei die Detektionsmittel Mittel zum Testen einer Leerlaufspannung über der Anode und der Kathode der Brennstoffzelle aufweisen.

Способ по п.1, дополнительно содержащий этап поддержания заданного количества диоксида углерода в полностью изготовленном электрохимическом элементе, чтобы, в свою очередь, предотвратить реабсорбцию кислорода по меньшей мере в одном из электролита, анода и катода .

Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend den Schritt des Beibehaltens einer vorbestimmten Menge an Kohlendioxid innerhalb der vollständig hergestellten elektrochemischen Zelle, um im Gegenzug die Reabrolyption von Sauerstoff9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9 из которых можно проверить.

Способ по п. 1, отличающийся тем, что анод и катод представляют собой стальной прокат.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode und die Kathode aus Walzstahl bestehen.

Мембранный электродный узел по п.1, в котором анод и катод являются газодиффузионными электродами.

Membranelektrodenanordnung nach Anspruch 1, bei der die Anode und die Kathode Gasdiffusionselektroden sind.

С анодом и катодом , как огромный PN переход.

Выводы диода называются анодом , а катодом .

Способ по любому из пп.1-5, в котором падение напряжения между анодом и катодом составляет не более 10 В.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin der Spannungsabfall zwischen Anode und Kathode nicht mehr als 10V Beträgt.

Способ по п. 1, в котором пространство между анодом и катодом представляет собой цилиндр.

Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem es sich bei dem Raum zwischen Anode und Kathode um eine Röhre handelt.

анод и катод для питания органических диодов,

Когда газ течет, между анодом и катодом зажигается дуга, от которой движущие газы поглощают дополнительную тепловую энергию.

Zwischen der Anode und Kathode ist bei Gasströmung ein Lichtbogen gezündet, aus dem die Treibgase zusätzliche thermische Energie aufnehmen.

Топливный элемент с пористой внутренней каталитической камерой сгорания между анодом и катодом

Brennstoffzelle mit porösem internen katalytischen Brenner zwischen Anode und Kathode

Совместимый токоприемник для топливного элемента анод и катод

Они состоят из отдельных ячеек, каждая из которых имеет два электрода (анод и катод ), разделенных электролитом.

Sie bestehen aus einzelnen Zellen mit jeweils zwei Elektroden ( Anode und Kathode ), die durch einen Elektrolyten getrennt sind.

Толщиной 100-200 нм), расположенный между двумя электродными слоями (анод и катод ).

100 - 200 нанометров), das sich zwischen zwei Elektroden ( Anode und Kathode ) befindet.

Мембраны Каждая мембрана состоит из электродов (анод и катод ) с тонким слоем катализатора, прикрепленным к обеим сторонам.

Мембрана. Jede Membrane besteht aus Elektroden ( Anode und Kathode ) mit einer duennen Katalysator-Schicht, die an beiden Seiten aufgebracht ist.

Как и у обычного диода, светодиод имеет два контакта - анод и катод .

Ионы должны проходить через мембрану, чтобы поддерживать равновесие заряда между анодом и катодом .

Die Ionen müssen die Membran durchqueren um das Ladungsgewicht zwischen Anode und Kathode aufrecht zu erhalten.

Способ по п. 1, дополнительно включающий подключение анода и катода к источнику питания.

Das Verfahren nach Anspruch 1, das außerdem das Verbinden der Anode und Kathode mit einer Stromquelle umfaßt.

Работа диода - Energy Education

Рис. 1. p-n переход диода вместе с его соответствующими схематическими и реальными компонентами. [1] Катод и анод диода помечены так, чтобы обычный ток протекал от анода к катоду через диод.

Принцип работы диода может быть трудным для понимания, поскольку он включает довольно продвинутую квантовую механику. Однако на простейшем уровне работу диода можно понять, взглянув на поток положительных зарядов (или «дырок») и отрицательных зарядов (электронов). Технически полупроводниковый диод упоминается как p-n переход . Эти p-n-переходы также важны для работы фотоэлементов. Для правильной работы диода требуется процесс, известный как легирование.Полупроводники могут быть легированы материалами так, чтобы они имели избыток легко смещаемых электронов - обычно это называется областью отрицательного или n-типа . Кроме того, они могут быть легированы элементами, которые создают избыток дырок, которые легко поглощают эти электроны - обычно называемые областью положительного или p-типа . [2] [3] Отрицательная и положительная области диода также являются катодом и анодом компонента соответственно (см. Рисунок 1).

Различия между этими двумя материалами и их взаимодействие на очень коротких расстояниях (менее миллиметра) приводят к образованию диода при соединении двух типов. Соединение этих двух типов создает p-n-переход, а область между двумя сторонами называется обедненной областью, поскольку электроны из области n-типа диффундируют и заполняют некоторые дыры в области p-типа. Это создает отрицательные ионы в области p-типа и оставляет положительные ионы в области n-типа (см. Рисунок 2). [4] Он по-разному реагирует на электрические поля в зависимости от направления электрического поля. Это приводит к полезному поведению электроники в зависимости от способа приложения напряжения (или электрического поля), это называется смещением.

Смещение

Диод (PN переход) в электрической цепи позволяет току течь легче в одном направлении, чем в другом. Прямое смещение означает подачу напряжения на диод, позволяющее легко протекать току, в то время как обратное смещение означает подачу напряжения на диод в противоположном направлении.Напряжение с обратным смещением не вызывает протекания заметного тока. Это полезно для изменения переменного тока на постоянный. У него есть и другие применения для управления электронными сигналами.

Обратное смещение

Рис. 2. Обратносмещенный p-n-переход с черными кружками, представляющими легко перемещаемые электроны, и белыми кружками, представляющими "дырки" с недостатком электронов. В таком соединении с обратным смещением, как этот, электроны покидают черные кружки и движутся к внешней цепи, оставляя после себя больше положительных ионов, в то время как электроны из внешней цепи «заполняют дыры», создавая больше отрицательных ионов.

Если на диод подается напряжение таким образом, что половина диода n-типа была подключена к положительной клемме источника напряжения, а половина p-типа была подключена к отрицательной клемме, электроны из внешней цепи создаст больше отрицательных ионов в области p-типа, «заполняя дыры», и больше положительных ионов будет создано в области n-типа, поскольку электроны смещаются к положительному выводу источника напряжения (см. рисунок 2). Следовательно, область истощения будет увеличиваться, и напряжение между областями p-типа и n-типа также будет увеличиваться, поскольку общий заряд на каждой стороне перехода увеличивается по величине до тех пор, пока напряжение на диоде не станет равным приложенному напряжению и не будет противодействовать ему, и не компенсирует его, прекратив ток через цепь.Этот процесс происходит почти мгновенно и практически не приводит к протеканию тока через цепь, когда напряжение подается в этом направлении через диод. Это известно как p-n-переход с обратным смещением. [5]

Смещение вперед

Рис. 3. Частично и полностью смещенный в прямом направлении p-n переход. Обратите внимание, что для сжатия обедненной области требуется минимальное напряжение.

Когда на диод подается напряжение в противоположном направлении, область обеднения начинает сокращаться (см. Рисунок 3).В диоде с обратным смещением электроны и дырки будут отводиться от перехода, но сценарий с прямым смещением гарантирует, что электроны и дырки движутся к переходу, поскольку они отталкиваются от положительных и отрицательных выводов источника напряжения соответственно. . [1] [6] При достаточно большом приложенном напряжении и дырки, и электроны преодолеют область истощения и встретятся рядом с переходом, где они могут объединиться в непрерывном процессе, замыкая цепь и позволяя течь току. .

Прямое напряжение и напряжение пробоя

Существует минимальное пороговое напряжение, необходимое для преодоления области обеднения, которое для большинства кремниевых диодов составляет значительные 0,7 вольт. Кроме того, напряжение обратного смещения действительно вызывает небольшой ток через диод, называемый током утечки, которым можно пренебречь для большинства целей. Наконец, достаточно большое обратное напряжение приведет к полному электрическому пробою диода и позволит току течь через диод в обратном направлении. [1]

Для получения дополнительной информации о диодах см. Все о схемах или гиперфизике.

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

Теоретические формулы »Электроника

Диодный вентиль или вакуумная трубка имеет интересные соотношения между током и напряжением пластины, а также распределением потенциала в катодном пространстве.


Вакуумные трубки / термоэлектронные клапаны Включает:
Основы Как работает трубка Электроды для вакуумных трубок Диодный клапан / трубка Триод Тетроде Луч Тетрод Пентод Эквиваленты Контактные соединения Системы нумерации Патрубки / основания клапанов


Диодный клапан или диодная вакуумная трубка относительно легко использовать в схеме, чтобы действовать как выпрямитель мощности или детектор сигнала.

Однако базовая теория, а также некоторые графики и формулы могут помочь обеспечить понимание работы схем, в которых они могут использоваться.

Теория анодного тока и напряжения диода

Отношение между током, протекающим в цепи, и анодным напряжением показано на диаграмме ниже.

Видно, что текущие ограничения для любой заданной температуры катода. Причина этого в том, что когда достигается достаточно высокое анодное напряжение, анод отводит все электроны, испускаемые катодом.Поскольку количество электронов, испускаемых катодом, зависит от его температуры, это становится общим ограничивающим фактором для данного материала катода.

Характеристики анодного тока и напряжения диода

При умеренном или низком анодном напряжении анодный ток меньше максимального излучения катода. Причина этого в том, что электроны, движущиеся в пространстве между катодом и анодом, создают отрицательный объемный заряд. Это снижает притяжение положительного потенциала на аноде.

В результате это означает, что общее количество электронов в пути в любой данный момент не может превышать количество, которое будет обеспечивать отрицательный объемный заряд, который полностью нейтрализует электростатическое поле, создаваемое анодным потенциалом на поверхности катода.

Теория распределения потенциала диод-катод-анод

Если исследовать объемный заряд через зазор между катодом и анодом, можно увидеть интересное распределение потенциала.

Обнаружено, что отрицательный заряд электронов вблизи катода дает небольшой отрицательный потенциал по отношению к катоду.

Распределение потенциала диода катода и анода

Электроны с поверхности катода диодного клапана испускаются в это отрицательное поле, и их скорости будут различаться для разных электронов.

Отрицательное поле вокруг катода заставляет электроны замедляться, поскольку они отталкиваются отрицательным зарядом. Те, у кого высокая скорость, будут проникать в это отрицательное поле, тогда как те, у кого только низкая скорость, будут отталкиваться и возвращаться на поверхность катода.

Ток анода диода с ограниченным пространственным зарядом

Можно определить, что анодный ток пропорционален закону 3/2 напряжения на аноде.

Для катодов нагревательного типа эмиссия на поверхности примерно одинакова, и поэтому полный анодный ток для положительного анодного напряжения можно определить по уравнению или формуле:

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

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *