Какие бывают виды диодов. Как устроены и работают основные типы диодов. Для чего используются различные диоды в электронике. Какие у диодов есть преимущества и недостатки.
Что такое диод и как он работает
Диод — это полупроводниковый прибор с двумя электродами (анодом и катодом), который пропускает электрический ток только в одном направлении. Основной принцип работы диода заключается в односторонней проводимости p-n-перехода:
- При прямом включении (анод «+», катод «-«) p-n-переход открыт и имеет малое сопротивление, ток свободно проходит через диод
- При обратном включении (анод «-«, катод «+») p-n-переход закрыт и имеет высокое сопротивление, ток практически не проходит
Благодаря этому свойству диоды используются для выпрямления переменного тока, защиты от обратного тока, стабилизации напряжения и других целей в электронных схемах.
Основные виды диодов
Существует множество разновидностей диодов, различающихся по конструкции, характеристикам и назначению. Рассмотрим основные типы:
Выпрямительные диоды
Выпрямительные диоды предназначены для преобразования переменного тока в постоянный. Их основные характеристики:
- Высокий допустимый прямой ток (до сотен ампер)
- Высокое обратное напряжение (до нескольких киловольт)
- Низкое прямое падение напряжения
- Высокая скорость переключения
Применяются в выпрямителях, инверторах, источниках питания, зарядных устройствах.
Стабилитроны
Стабилитроны (диоды Зенера) используются для стабилизации напряжения. Их особенности:
- Работают в режиме обратного пробоя
- Поддерживают постоянное напряжение на выходе при изменении входного напряжения или тока нагрузки
- Имеют резкий излом вольт-амперной характеристики
Применяются в стабилизаторах напряжения, ограничителях напряжения, эталонных источниках напряжения.
Светодиоды
Светодиоды излучают свет при прохождении через них электрического тока. Их характеристики:
- Преобразуют электрическую энергию в световую
- Имеют высокий КПД и низкое энергопотребление
- Долгий срок службы
- Различные цвета свечения
Используются в освещении, индикации, подсветке дисплеев, оптоволоконной связи.
Специальные типы диодов
Помимо базовых видов существуют специализированные диоды для особых применений:
Варикапы
Варикапы (варакторы) — это диоды переменной емкости. Их особенности:
- Емкость p-n-перехода изменяется в зависимости от приложенного обратного напряжения
- Используются как управляемые напряжением конденсаторы
- Применяются в схемах автоподстройки частоты, модуляторах
Туннельные диоды
Туннельные диоды обладают участком отрицательного сопротивления на вольт-амперной характеристике. Их свойства:
- Способны работать на сверхвысоких частотах (до сотен ГГц)
- Имеют очень малое время переключения
- Применяются в СВЧ-генераторах, усилителях, преобразователях частоты
Лавинные диоды
Лавинные диоды работают в режиме лавинного пробоя. Их характеристики:
- Очень быстрое переключение (единицы наносекунд)
- Генерация коротких импульсов большой мощности
- Используются в импульсных генераторах, радиолокации
Преимущества и недостатки диодов
Диоды обладают рядом достоинств и ограничений:
Преимущества диодов:
- Простота конструкции и низкая стоимость
- Высокая надежность и долговечность
- Малые габариты и вес
- Отсутствие необходимости в накале (в отличие от ламп)
- Высокий КПД
Недостатки диодов:
- Чувствительность к перегреву и перенапряжениям
- Нелинейность характеристик
- Наличие паразитных емкостей и индуктивностей
- Зависимость параметров от температуры
Несмотря на некоторые ограничения, диоды остаются незаменимыми элементами современной электроники благодаря своим уникальным свойствам.
Применение диодов в электронных схемах
Диоды нашли широкое применение в различных областях электроники и радиотехники:
Выпрямление переменного тока
Это одно из основных применений диодов. Выпрямительные диоды используются для преобразования переменного тока в постоянный в:
- Блоках питания электронных устройств
- Зарядных устройствах
- Сварочных аппаратах
- Системах электроснабжения
Защита от обратного тока
Диоды применяются для защиты чувствительных элементов схемы от обратного тока в:
- Цепях питания микросхем
- Реле и электромагнитных клапанах
- Автомобильной электронике
Стабилизация напряжения
Стабилитроны используются для поддержания постоянного напряжения в:
- Стабилизаторах напряжения
- Источниках опорного напряжения
- Ограничителях напряжения
Детектирование сигналов
Диоды применяются для выделения огибающей высокочастотного сигнала в:
- Радиоприемниках
- Амплитудных детекторах
- Демодуляторах
Генерация и преобразование сигналов
Специальные типы диодов используются для генерации и преобразования сигналов в:
- СВЧ-генераторах (туннельные диоды)
- Умножителях частоты (варикапы)
- Параметрических усилителях
Как выбрать подходящий диод
При выборе диода для конкретного применения следует учитывать ряд параметров:
Основные характеристики для выбора диода:
- Максимальный прямой ток
- Максимальное обратное напряжение
- Прямое падение напряжения
- Обратный ток утечки
- Быстродействие (время восстановления)
- Допустимая рассеиваемая мощность
- Температурный диапазон работы
Выбор конкретного типа диода зависит от требований схемы и условий эксплуатации. Важно учитывать запас по току и напряжению, чтобы обеспечить надежную работу устройства.
Заключение
Диоды являются одними из самых распространенных и важных компонентов в электронике. Благодаря своей простоте, надежности и уникальным свойствам они находят применение практически во всех областях современной техники. Понимание принципов работы и особенностей различных типов диодов позволяет эффективно использовать их возможности при разработке электронных устройств.
Радиоэлектроника для начинающих — статьи по основам радиоэлектроники для новичка
#МОП-транзисторы #акустические кабели #аналоги конденсаторов #батареики #биполярные транзисторы #варикапы #варисторы #герконовое реле #динисторы #диодные мосты #диоды #диоды Шоттки #заземление #защитные диоды #керамические конденсаторы #конвертеры конденсатора #конденсаторы #контракторы #маркировка конденсаторов #маркировка резиторов #микросборка #мультиметры #осциллограф #отвертки #паяльник для проводов #переключатели фаз #переменные резисторы #печатные платы #радиодетали #резисторы #реле #светодиоды #стабилитроны #танталовые конденсаторы #твердотельное реле #тепловое реле #термодатчики #тестеры для транзистора #тиристоры #транзисторы #тумблеры #туннельные диоды #фототиристоры
Печатная плата: виды, требования, размеры, методы изготовления
26 Марта 2023 — Анатолий Мельник
Рассказываем что такое печатная плата, виды и размеры печатных плат.
Технология изготовления печатных плат. Из чего изготавливается печатная плата.
Читать полностью274
#печатные платы
Переменный резистор: типы, устройство и принцип работы
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Рассказываем и показываем как правильно проверить работу транзисторов с помощью цифрового мультиметра. Магазин электронных компонентов и радиодеталей «Радиоэлемент»
Читать полностью1825
#переменные резисторы #резисторы
Тумблеры
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Конструктивные особенности тумблеров. Типы, виды. Какие характеристики нужно учитывать при выборе. Как правильно подключить тумблер. Инструкция и советы в одной статье.
Читать полностью1307
#тумблеры
Как проверять транзисторы тестером – отвечаем
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Рассказываем и показываем как правильно проверить работу транзисторов с помощью цифрового мультиметра.
Читать полностью1484
#тестеры для транзистора #транзисторы
Как пользоваться мультиметром
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Что такое и как устроен мультиметр. Как правильно пользоваться мультиметром: как измерить напряжение, силу тока и напряжение. Как проверить емкость и индуктивность
Читать полностью1373
#мультиметры
Выпрямитель напряжения: принцип работы и разновидности
29 Декабря 2022 — Анатолий Мельник
Выпрямитель напряжения электрической сети: как устроен, применение, обозначение на схемах. Как работает и для чего предназначается выпрямитель напряжения.
Читать полностью 1761
Переключатель фаз (напряжения): устройство, принцип действия, виды
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Подробная статья о переключателях фаз: устройство и разновидности.
Рекомендации по подключению и настройке. Рекомендации по выбору: популярные модели.
Читать полностью373
#переключатели фаз
Как выбрать паяльник для проводов и микросхем
31 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Особенности выбора хорошего паяльника для проводов и микросхем: разновидности конструкций, требования. Какие существуют нагреватели и жала. Дополнительные возможности.
Читать полностью1165
#паяльник для проводов
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
В статье разбираются особенности защитных диодов, их устройство и маркировка, а также применения в реальных условиях. Даны рекомендации по проверке и подбору супрессоров.
Читать полностью1239
#диоды #защитные диоды
Варистор: устройство, принцип действия и применение
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
В статье разбирается устройство варисторов: маркировка, основные параметры.
Вы узнаете в чем заключаются достоинства и недостатки варисторов, а также как выбрать и проверить компоненты.
Читать полностью1501
#варисторы
Виды отверток по назначению и применению
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Виды отверток по сферам применения. В статье рассматриваются простые, ударные, диэлектрические и другие отвертки.
Читать полностью1066
#отвертки
Виды шлицов у отверток
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
В статье рассматривается, что такое шлицы и какие бывают виды, их маркировка, основные размеры: крестообразные, прямые, звездочки, наружные, комбинированные и другие виды шлицов.
Читать полностью402
#отвертки
Виды и типы батареек
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Подробная статья о батарейках: виды и типы батереек, как различаются батарейки.
Как обозначаются батарейки (маркировка)
Читать полностью1727
#батареики
Для чего нужен контактор и как его подключить
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Для чего нужен контактор и как он устроен. Как правильно выбрать и подключить контактор для управления в автоматическом режиме электрическими приборами.
Читать полностью2735
#контракторы
Как проверить тиристор: способы проверки
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Как самому проверить тиристор? Способы проверки тиристора мультиметром, тестером. Проверка тиристора без выпаивания. Пошаговые инструкции с фото.
Читать полностью2822
#тиристоры
Как правильно выбрать акустический кабель для колонок
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Статья про выбор акустического кабеля: типы и виды акустического кабеля.
Как маркируется кабель. Как рассчитать сечение кабеля. Правила эксплуатации и советы по выбору.
Читать полностью1665
#акустические кабели
Что такое цифровой осциллограф и как он работает
20 Сентября 2022 — Анатолий Мельник
Обзор принципа работы цифровых осциллографов. Виды осциллографов, их отличия от аналоговых. Применение цифрового осциллографа
Читать полностью640
#осциллограф
Как проверить варистор: используем мультиметр и другие способы
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Статья-инструкция о том, как проверить варистор на исправность мультиметром или тестором. Принцип работы варистора и основные параметры варисторов, обнозначение на схеме.
Читать полностью5444
#варисторы #мультиметры
Герконовые реле: что это такое, чем отличается, как работает
31 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Статья об устройстве герконовых реле: обзор конструкции, характеристик и принципа работы.
Преимущества и недостатки. Назначение герконовых реле, где используются компоненты.
Читать полностью497
#герконовое реле #реле
Диоды Шоттки: что это такое, чем отличается, как работает
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Статья ответит на вопросы: что такое диоды Шоттки, как они устроены, плюсы и минусы данного вида диодов. Обозначение диодов на схемах. Сферы применения.
Читать полностью6793
#диоды #диоды Шоттки
Как правильно заряжать конденсаторы
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Способы зарядки и разрядки конденсаторов. Виды конденсаторов: основные параметры, принципы работы и области применения.
Читать полностью3464
#конденсаторы
Светодиоды: виды и схема подключения
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Светодиодами называют полупроводниковые приборы, которые при подаче напряжения создают оптическое излучение.
Их международное буквенное обозначение – LED (LightEmittingDiode). На схеме светодиод обозначается как обычный диод с двумя параллельными стрелками, направленными наружу и указывающими на его излучающий характер.
Читать полностью220
#диоды #светодиоды
Микросборка
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Микросборка (МСБ) – конструктивная составляющая радиоэлектронной аппаратуры микроминиатюрного исполнения, предназначенная для реализации определенной функции. МСБ обычно не выпускаются в качестве самостоятельных изделий, предназначенных для широкого применения.
Читать полностью3606
#микросборка
Применение, принцип действия и конструкция фототиристора
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Фототиристор (ТФ) – полупроводниковое устройство со структурой, сходной с обычным тиристором, но с одним существенным отличием.
Он включается не подачей напряжения, а с помощью света, падающего на него. Этот прибор сочетает функции управляемого тиристора и фотоприемника, преобразующего световую энергию в электрический управляющий импульс. Изготавливается обычно из кремния, имеет спектральную характеристику, аналогичную другим фоточувствительным элементам с кремниевой полупроводниковой структурой.
Читать полностью1132
#тиристоры #фототиристоры
Схема подключения теплового реле – принцип работы, регулировки и маркировка
31 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Электродвигатели и прочее электрооборудование в процессе эксплуатации могут испытывать высокие нагрузки, вызывающие их перегрев. Частые перегревы обмоток силовых установок приводят к разрушению изоляционных материалов и значительному сокращению срока службы, поэтому в конструкции таких устройств предусматривают защитное тепловое реле (ТР). Подключение в схему теплового реле обеспечивает обесточивание электрооборудования при возникновении нештатных ситуаций и предотвращает его выход из строя.
Читать полностью6809
#реле #тепловое реле
Динисторы – принцип работы, как проверить, технические характеристики
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Динистор – неуправляемая разновидность тиристоров, иначе он называется триггер-диодом. Изготавливается из полупроводникового монокристалла, имеющего несколько p-n переходов. Обладает двумя устойчивыми состояниями: открытым и закрытым. Подходят для применения в цепях непрерывного действия, в которых наибольшее значение тока составляет 2 А, а также в импульсных режимах, при условии, что максимальный ток – 10А, а напряжения находятся в диапазоне 10-200 В. Этот элемент обычно выполняет функции электронного ключа. Его открытое положение соответствует высокой проводимости, закрытое – низкой. Переход из открытого в закрытое состояние происходит практически мгновенно.
Читать полностью2142
#динисторы
Маркировка керамических конденсаторов
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Правильно выбрать конденсатор для микросхемы определенного назначения помогает маркировка, нанесенная на корпус.
Но у конденсаторов она сложная и разнообразная, поэтому определить характеристики этих элементов затруднительно, особенно если они имеют незначительную площадь поверхности. Параметры, указываемые в обозначении: код производителя, номинальное напряжение, емкость, допустимое отклонение от номинала, температурный коэффициент емкости (ТКЕ).
Читать полностью882
#керамические конденсаторы #конденсаторы
Компактные источники питания на печатную плату
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Выбор ИП печатной платы напрямую влияет на ее работоспособность. Главная задача такого прибора – получить переменное напряжение от питающей сети, преобразовать его в постоянное и подать на оборудование. Если компонент выбран неверно или неисправен, он может перегореть или не справиться с входным напряжением. В худшем случае пострадает и плата – ее придется либо ремонтировать, либо выбрасывать и покупать новую.
Читать полностью958
#печатные платы
SMD-резисторы: устройство и назначение
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
SMD-резисторы – это мелкие электронные компоненты, разработанные для поверхностного монтажа на печатную плату. Ранее при сборке радиоэлектронной аппаратуры осуществлялся навесной монтаж элементов или их продевание в печатную плату через предусмотренные отверстия.
Читать полностью941
#резисторы
Принцип работы полевого МОП-транзистора
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
МОП-транзистор (MOSFET, «металл-оксид-полупроводник») – полевой транзистор с изолированным затвором (канал разделен с затвором тонким диэлектрическим слоем).
Читать полностью4854
#МОП-транзисторы #транзисторы
Проверка микросхем мультиметром: инструкция и советы
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Как проверить микросхему? Рассмотрим как проверить микросхему на исправность и работоспособность мультиметром, влияние разновидности микросхем на способы проверки.
Читать полностью3909
#мультиметры
Характеристики, маркировка и принцип работы стабилитрона
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Полупроводниковый стабилитрон, или диод Зенера, представляет собой диод особого типа. При прямом включении обычный диод и стабилитрон ведут себя аналогично. Разница между ними проявляется при обратном включении.
Читать полностью146
#стабилитроны
Что такое реле: виды, принцип действия и устройство
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Реле – одно из наиболее распространенных устройств, применяемых для автоматизации процессов в электротехнике. В этой статье мы подробно разберем, что такое реле, какие виды реле существуют и для чего они применяются.
Читать полностью1501
#реле
Конденсатор: что это такое и для чего он нужен
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Конденсатор – это устройство, способное накапливать и моментально отдавать электрический заряд.
В статье подробно разберем, в чем суть конденсатора, что он делает, из чего состоит и какие его основные параметры.
Читать полностью3619
#конденсаторы
Все о танталовых конденсаторах — максимально подробно
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
В этой статье я максимально подробно расскажу о назначении, видах, области применения танталовых конденсаторов. Покажу как они выглядят в живую и на схеме, объясню, как считать буквенную маркировку конденсаторов.
Читать полностью1814
#конденсаторы #танталовые конденсаторы
Как проверить резистор мультиметром
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Рассказываем как правильно проверить резистор мультиметром на плате, как узнать его сопротивление и определить работоспособность не выпаивая. Узнайте, как настроить тестер для проверки резисторов.
Читать полностью4575
#мультиметры #резисторы
Что такое резистор
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Резистор (от латинского «resisto» — сопротивляюсь) – это пассивный элемент электрической цепи, обладающий определённым или переменным значением электрического сопротивления. Резисторы предназначены для линейного преобразования силы тока в напряжение и наоборот, а также для ограничения тока и поглощения электрической энергии.
Читать полностью10989
#резисторы
Как проверить диодный мост мультиметром
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Подробная инструкция по проверке работоспособности диодного моста с помощью мультиметра или лампы.
Читать полностью15546
#диодные мосты #диоды #мультиметры
Что такое диодный мост
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Диодный мост – электрическое устройство, предназначенное выпрямления тока, то есть для преобразования переменного тока в постоянный.
Читать полностью3700
#диодные мосты #диоды
Виды и принцип работы термодатчиков
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Принцип работы и виды термодатчиков. Особенности различных типов датчиков.
Читать полностью2342
#термодатчики
Заземление: виды, схемы
11 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Заземление – соединение проводящих элементов промышленного или бытового оборудования с грунтом или общим проводом электрической системы, относительно которого производят измерения электрического потенциала. Из нашей статьи вы узнаете о видах заземления и их изображении на схемах.
Читать полностью2627
#заземление
Как определить выводы транзистора
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Способы определения выводов от базы, эмиттера и коллектора полупроводникового транзистора.
Читать полностью4856
#транзисторы
Назначение и области применения транзисторов
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Полупроводниковый транзистор – радиоэлемент, изготавливаемый из полупроводникового материала, чаще всего кремния. Основное назначение транзистора – управление током в электрической цепи. В этой статье мы кратко перечислим области применения полупроводниковых транзисторов, присутствующих практически во всех электронных компонентах современных приборов и аппаратов.
Читать полностью3656
#транзисторы
Как работает транзистор: принцип и устройство
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Транзистор – прибор, предназначенный для управления током в электрической цепи. Применяется практически во всех моделях видео- и аудио аппаратуры. В этой статье мы постараемся простыми словами изложить, что такое транзистор, как он устроен и что делает.
Читать полностью3393
#транзисторы
Виды электронных и электромеханических переключателей
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Переключатель (свитчер) – устройство, служащее в радиоэлектронике для коммутации электроцепей постоянного и переменного тока и обеспечивающее требуемый рабочий режим. От функциональности этого компонента часто зависит работоспособность всего аппарата. В этой статье мы расскажем об основных видах переключателей
Читать полностью 2140
Как устроен туннельный диод
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Рассказываем про устройство туннельных диодов, их отличия от обычных, цветовую маркировку и обозначение туннельных диодов на схемах. Также из этой статьи вы узнаете об истории создания данного типа диодов.
Читать полностью6392
#диоды #туннельные диоды
Виды и аналоги конденсаторов
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Конденсаторы – электронные компоненты, состоящие из двух проводников-обкладок и находящимся между ними диэлектриком.
Существует множество видов конденсаторов, имеющих сходную конструкцию, но различных по материалам, из которых изготавливаются обкладки и диэлектрический слой, и функциям в электронных схемах. Тип изделия определяется по форме, цвету, маркировке на корпусе.
Читать полностью2351
#аналоги конденсаторов #конденсаторы
Твердотельные реле: подробное описание устройства
31 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Твердотельное реле (ТТР) – полупроводниковое устройство, применяемое для создания контакта между низковольтными и высоковольтными цепями, является современной альтернативой традиционным пускателям и контакторам. Применяется в бытовой технике, промавтоматике, автомобильной электронике.
Читать полностью4299
#реле #твердотельное реле
Конвертер единиц емкости конденсатора
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Основной характеристикой конденсатора является его ёмкость, характеризующая способность конденсатора накапливать электрический заряд.
В обозначении конденсатора фигурирует значение номинальной ёмкости, в то время как реальная ёмкость может значительно меняться в зависимости от многих факторов. Реальная ёмкость конденсатора определяет его электрические свойства. Так, по определению ёмкости, заряд на обкладке пропорционален напряжению между обкладками (q = CU). Типичные значения ёмкости конденсаторов составляют от единиц пикофарад до тысяч микрофарад. Однако существуют конденсаторы (ионисторы) с ёмкостью до десятков фарад.
Читать полностью409
#конвертеры конденсатора #конденсаторы
Графическое обозначение радиодеталей на схемах
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Радиодетали – электронные компоненты, собираемые в аналоговые и цифровые устройства: телевизоры, измерительные приборы, смартфоны, компьютеры, ноутбуки, планшеты. Если ранее детали изображались приближенно к их натуральному виду, то сегодня используются условные графические обозначения радиодеталей на схеме, разработанные и утвержденные Международной электротехнической комиссией.
Читать полностью4101
#радиодетали
Биполярные транзисторы: принцип работы, характеристики и параметры
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Биполярные транзисторы – электронные полупроводниковые приборы, отличающиеся от полевых способом переноса заряда. В полевых (однополярных) транзисторах, используемых в основном в цифровых устройствах, заряд переносится или дырками, или электронами. В биполярных же в процессе участвуют и электроны, и дырки. Биполярные транзисторы, как и другие типы транзисторов, в основном используются в качестве усилителей сигнала. Применяются в аналоговых устройствах.
Читать полностью240
#биполярные транзисторы #транзисторы
Как подобрать резистор по назначению и принципу работы
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Характеристики самых распространенных видов резисторов по типу, материалу, назначению, принципу работы.
Какие параметры необходимо учитывать при работе. Номинальное и реальное сопротивление.
Читать полностью1456
#резисторы
Тиристоры: принцип работы, назначение, характеристики, проверка работоспособности
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Тиристор представляет собой вид полупроводниковых приборов, предназначенный для однонаправленного преобразования тока (т.е. ток пропускается только в одну сторону). Прибор выполняет функции коммутатора разомкнутой цепи и ректификационного диода в сетях постоянного тока.
Читать полностью5670
#тиристоры
Зарубежные и отечественные транзисторы
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Как подобрать отечественный аналог зарубежному транзистору? Читайте в нашей статье!
Читать полностью5938
#транзисторы
Исчерпывающая информация о фотодиодах
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Обзор фотодиодной технологии с подробным описанием основ, принципа работы, а также различных типов фотодиодов и их применения.
Читать полностью2029
#тиристоры #фототиристоры
Калькулятор цветовой маркировки резисторов
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Резисторы – это элементы для построения электрических схем, предназначенные для контроля и регулирования величины силы тока. Разделяют на постоянные, переменные, подстроечные. Для идентификации постоянных резисторов SMD – устройств, монтируемых на поверхность, – все производители разработали буквенно-цифровые обозначения для крупных элементов и цветовой код для деталей очень маленьких размеров.
Читать полностью1365
#маркировка резиторов #резисторы
Область применения и принцип работы варикапа
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Варикап – полупроводниковый диод, главным параметром которого является изменяемая под напряжением емкость. В устройстве применяется зависимость емкости p-n перехода и приложенного обратного напряжения.
Читать полностью8396
#варикапы
Маркировка конденсаторов
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Выбор конденсаторов по маркировке – процесс достаточно сложный, поскольку разные производители используют различные системы кодирования. Особенно трудно прочесть зашифрованную информацию на незначительной поверхности маленьких конденсаторов.
Читать полностью7059
#конденсаторы #маркировка конденсаторов
Виды и классификация диодов
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Диод – электронный прибор с двумя (иногда тремя) электродами, обладающий односторонней проводимостью. В этой статье вы найдёте подробную классификацию диодов по видам, характеристикам, материалам изготовления и сфере использования.
Читать полностью1147
#диоды
виды, как работает и область применения
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.
- Устройство и принцип работы
- Основные виды
- Область применения
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.
Знакомство с типами диодов
В зависимости от назначения диоды можно разделить на выпрямительные диоды, детекторные диоды, стабилитроны, варакторы, фотодиоды, светоизлучающие диоды, переключающие диоды, быстровосстанавливающиеся диоды и т.д.
Каталог
I Типы диодов
Существует множество типов диодов: в зависимости от материалов: германиевые диоды, кремниевые диоды, арсенид-галлиевые диоды и т.д.; их можно разделить на диоды с поверхностным контактом и диоды с точечным контактом в зависимости от производственного процесса; по разным назначениям их можно разделить на выпрямительные диоды, детекторные диоды, стабилитроны, варакторы, фотодиоды, светоизлучающие диоды, переключающие диоды, быстровосстанавливающиеся диоды и т. д.; по типу соединения их также можно разделить на полупроводниковые переходные диоды, контактные диоды металл-полупроводник и т.
д.; по форме корпуса их можно разделить на обычные корпусные диоды, специальные корпусные диоды и т. д. Ниже приведены характеристики различных типов диодов по различному назначению.
1. Выпрямительный диод
Роль выпрямительного диода заключается в преобразовании переменного тока в пульсирующий постоянный ток. Он работает, используя односторонние проводящие характеристики диода. Поскольку прямой рабочий ток выпрямительного диода велик, в процессе в основном используется структура поверхностного контакта. Емкость перехода этой структуры относительно велика, поэтому рабочая частота выпрямительного диода обычно меньше 3 кГц.
Выпрямительные диоды в основном поставляются в герметичных корпусах из металлической конструкции и пластиковых корпусах. В нормальных условиях выпрямительный диод с номинальным прямым током Т LF более 1 А упаковывают в металлический корпус для облегчения отвода тепла; номинальный прямой рабочий ток менее 1 А в цельнопластиковом корпусе.
Кроме того, в связи с постоянным совершенствованием Т-технологии появилось также много мощных выпрямительных диодов в пластиковых корпусах, которые следует отличать при использовании.
Рисунок 1. Схема мостового выпрямителя
Поскольку схема выпрямителя обычно представляет собой схему мостового выпрямителя (как показано на рисунке 1), некоторые производители объединяют четыре выпрямительных диода. Такие резервные части часто называют выпрямительными мостами или полными выпрямительными мостами. Форма обычного выпрямительного диода показана на рисунке 2.
Рисунок 2. Выпрямительный диод
следует учитывать время обратного восстановления. К выпрямительным диодам, применяемым в обычных схемах последовательно регулируемого питания, не предъявляются высокие требования по времени обратного восстановления частоты среза. Если максимальный ток выпрямителя и максимальный обратный рабочий ток соответствуют требованиям, выберите выпрямительный диод (например, серии N, серии 2CZ, серии RLR и т.
д.). Выпрямительные диоды, используемые в выпрямительных цепях и импульсных выпрямительных цепях импульсных регулируемых источников питания, должны использовать выпрямительные диоды или диоды с быстрым восстановлением с более высокими рабочими частотами и более коротким временем обратного восстановления.
2. Детекторный диод
Детекторный диод — это устройство, обнаруживающее низкочастотные сигналы, наложенные на высокочастотную несущую, обладающее высокой эффективностью обнаружения и хорошими частотными характеристиками.
Рисунок 3 обнаруживающий диод
Детекторные диоды требуют небольшого прямого падения напряжения, высокой эффективности обнаружения, малой емкости перехода и хороших частотных характеристик. Форма детекторного диода обычно представляет собой стеклянную упаковку EA. В диоде общего обнаружения используется структура точечного контакта из германиевого материала.
При выборе детекторного диода следует выбирать детекторный диод с высокой рабочей частотой, малым обратным током и достаточно большим прямым током в соответствии со специфическими требованиями схемы.
3. Переключающий диод
Переключающий диод представляет собой тип полупроводникового диода, который специально разработан и изготовлен для включения и выключения цепи. Время, необходимое для его переключения с включения на выключение или с выключения на включение, короче, чем у обычных диодов. Обычно есть серии 2AK, 2DK и другие, которые в основном используются в электронно-вычислительных машинах, импульсах и схемах переключения. Переключающие диоды в основном используются в бытовой технике, такой как магнитолы, телевизоры, видеоплееры и электронное оборудование, включая схемы переключения, схемы обнаружения и схемы высокочастотных импульсных выпрямителей.
Рисунок 4 Переключающий диод
Полупроводниковый диод эквивалентен замкнутому переключателю (цепь включена), когда он включен, и эквивалентен размыканию (цепь выключена), когда он выключен, поэтому диод можно использовать как переключатель. Обычно используется модель 1N4148.
Поскольку полупроводниковый диод имеет характеристику однонаправленной проводимости, PN-переход включается при положительном смещении, а сопротивление во включенном состоянии очень мало, от десятков до нескольких сотен Ом; при обратном смещении он выключен. Его сопротивление очень велико. Как правило, кремниевые диоды имеют сопротивление выше 10 мегаом, а германиевые лампы также имеют сопротивление от десятков тысяч до сотен тысяч ом. Благодаря этой функции диод будет играть роль в контроле включения или выключения тока в цепи и станет идеальным электронным переключателем.
Для среднескоростных коммутационных цепей и цепей обнаружения можно выбрать обычные коммутационные диоды серии 2AK. В качестве высокоскоростной схемы переключения можно выбрать высокоскоростные коммутационные диоды серии RLS, серии 1sS, серии 1N, серии 2CK. Мы должны выбрать конкретную модель переключающего диода в соответствии с основными параметрами схемы приложения (такими как прямой ток, максимальное обратное напряжение, время обратного восстановления и т.
д.)
4. Стабилитрон
Стабилитрон использует характеристики, согласно которым напряжение не изменяется при изменении тока при обратном пробое PN-перехода для достижения цели стабилизации напряжения. Диод Зенера делится в соответствии с напряжением пробоя, а его значение регулирования напряжения является значением напряжения пробоя. Стабилитроны в основном используются в качестве регуляторов или компонентов опорного напряжения. Стабилитроны можно соединить последовательно, чтобы получить более высокое значение напряжения.
Рис. 5 Стабилитрон
Выбранный стабилитрон должен соответствовать требованиям основных параметров в соответствующей схеме. Стабильное значение напряжения стабилитрона должно быть таким же, как и значение опорного напряжения схемы приложения. Максимальный стабильный ток стабилитрона должен быть примерно на 50 % выше, чем максимальный ток нагрузки прикладной схемы.
5.
Диод с быстрым восстановлением (FR D) Диод с быстрым восстановлением представляет собой полупроводниковый диод нового типа. Этот тип диода имеет хорошие характеристики переключения и короткое время обратного восстановления. Обычно используется в качестве выпрямительного диода в высокочастотных импульсных источниках питания. Диод с быстрым восстановлением характеризуется коротким временем восстановления, что делает его пригодным для выпрямления высокой частоты (например, частоты сети в телевизоре). Диод с быстрым восстановлением имеет важный параметр, определяющий его рабочие характеристики — время обратного восстановления. Определение времени обратного восстановления состоит в том, что диод резко переходит из состояния прямой проводки в состояние выключения, начиная с падения выходного импульса до нулевых линий.
Диоды со сверхбыстрым восстановлением (SRD) разработаны на основе диодов с быстрым восстановлением. Основное различие между ними заключается в том, что время обратного восстановления короче.
Время обратного восстановления обычного диода быстрого восстановления составляет несколько сотен наносекунд, а время обратного восстановления диода сверхбыстрого восстановления (SRD) обычно составляет десятки наносекунд. Чем меньше значение, тем выше рабочая частота быстровосстанавливающегося диода.
Рис. 6. Диод быстрого восстановления
При рабочей частоте в диапазоне от десятков до сотен кГц время изменения нормального и обратного напряжения обычных выпрямительных диодов меньше, чем время восстановления, и обычные выпрямительные диоды не могут нормально работать в однонаправленном режиме. Но выпрямительные диоды с быстрым восстановлением вполне годятся на данный момент. Поэтому выпрямительные диоды с питанием от импульсных блоков питания для цветных телевизоров и другой бытовой техники обычно являются диодами с быстрым восстановлением и не могут быть заменены обычными выпрямительными диодами. В противном случае электроприборы могут работать неправильно.
Форма обычного диода с быстрым восстановлением показана на рис. 6.9.0003
6. Диод Шоттки (sBD)
Диод Шоттки — это сокращение от диода с барьером Шоттки (сокращенно SBD). Диоды Шоттки — маломощные, сильноточные, сверхбыстродействующие полупроводниковые приборы, выпускаемые в последние годы. Его обратное время восстановления чрезвычайно мало (оно может составлять всего несколько наносекунд), прямое падение напряжения составляет всего около 0,4 В, а выпрямленный ток может достигать нескольких тысяч ампер. Эти превосходные характеристики не имеют себе равных среди диодов с быстрым восстановлением.
Рисунок 7 Диод Шоттки
Диоды Шоттки представляют собой металло-полупроводниковые приборы, изготовленные из драгоценных металлов (золота, серебра, алюминия, платины и т. д.) в качестве положительных электродов и полупроводников N-типа в качестве отрицательных электродов. Диоды Шоттки обычно используются в высокочастотных, сильноточных, низковольтных выпрямительных цепях.
Внешний вид обычного диода Шоттки показан на рисунке 7.
7. Диод подавления переходных напряжений
Диод для подавления переходного напряжения называется трубкой TVP (подавитель переходного напряжения). Это полупроводниковое устройство, разработанное на основе процесса трубки регулятора напряжения, в основном используется в схемах быстрой защиты от перенапряжения. Его можно широко использовать в компьютерах, электронных счетчиках, коммуникационном оборудовании, бытовой технике, а также в полевом/морском и автомобильном электронном оборудовании для полевых операций. Он также может быть использован в качестве защитного элемента от воздействия перенапряжения, вызванного действиями человека или поражения электрическим током оборудования.
Рис. 8 Диоды для подавления переходных напряжений
Диоды для подавления переходных напряжений можно разделить на четыре категории в зависимости от их пиковой импульсной мощности: 500 Вт, 1000 Вт, 1500 Вт, 5000 Вт.
Каждая категория делится на несколько типов по номинальному напряжению. Когда напряжение на обоих концах диода подавления переходного напряжения выше номинального значения, он мгновенно включается. Фиксируется до заданного значения. Форма диода для подавления переходных напряжений показана на рис. 8.
8. Светодиод
Аббревиатура светоизлучающего диода — светодиод, который представляет собой устройство, изготовленное из полупроводниковых материалов, таких как фосфид галлия и арсенид фосфида галлия, которые могут напрямую преобразовывать электрическую энергию в энергию света. Помимо однонаправленной проводимости обычных диодов, светоизлучающие диоды также могут преобразовывать электрическую энергию в энергию света. Когда на светодиод подается прямое напряжение, он также находится в проводящем состоянии. Когда через кристалл протекает прямой ток, светодиод излучает свет и преобразует электрическую энергию в световую.
Цвет светодиода в основном определяется материалом трубки и типом примесей.
В настоящее время распространенными светоизлучающими диодами являются в основном синие, зеленые, желтые, красные, оранжевые, белые и так далее. Среди них белый светодиод — это новый тип продукта, который в основном используется в области подсветки мобильных телефонов, подсветки ЖК-дисплеев и освещения. Рабочий ток светодиода обычно составляет от 2 до 25 мА. Рабочее напряжение (то есть прямое падение напряжения) различно для разных материалов: рабочее напряжение обычных зеленых, желтых, красных и оранжевых светодиодов составляет около 2 В; рабочее напряжение белых светодиодов обычно выше 2,4В; синие светодиоды’ рабочее напряжение обычно выше 3,3 В. Рабочий ток светодиода не должен слишком сильно превышать номинальное значение, иначе существует опасность перегорания. Поэтому резистор R обычно включают последовательно в цепь светодиода в качестве токоограничивающего резистора.
Рисунок 9 Светодиод
Инфракрасный светодиод представляет собой особый вид светодиода.
По внешнему виду он похож на светодиоды, но излучает инфракрасный свет, невидимый человеческому глазу в обычных условиях. Его рабочее напряжение составляет около 1,4 В, а рабочий ток обычно менее 20 мА. Некоторые компании упаковывают два светодиода разных цветов вместе, чтобы сделать их двухцветными диодами (также известными как светоизлучающие диоды, изменяющие цвет). Этот светодиод обычно имеет три контакта, один из которых является общим выводом. Он может излучать три цвета света (один из которых представляет собой смесь двух цветов), поэтому его обычно используют в качестве индикатора различных рабочих состояний. Форма обычного светодиода показана на рисунке 9..
9. Лавинный диод
Лавинный диод представляет собой микроволновое силовое устройство, разработанное на основе технологии трубки регулятора напряжения. Он может генерировать высокочастотные колебания под действием приложенного напряжения.
Рисунок 10 лавинный диод
В лавинных диодах используется лавинный пробой для инжекции носителей в кристалл.
Поскольку носителям требуется определенное время, чтобы пересечь полупроводниковую пластину, их ток отстает от напряжения, и возникает задержка. Влияние отрицательного сопротивления на отношение напряжения будет иметь место, что вызовет высокочастотные колебания. Он часто используется в микроволновой связи, радарах, тактических ракетах, дистанционном управлении, телеметрии, контрольно-измерительных приборах и другом оборудовании.
10.DIAC
DIAC (диод для переменного тока) представляет собой диод, который проводит электрический ток только после того, как на мгновение достигается его пороговое перенапряжение, VBO. DIAC также называют симметричными триггерными диодами. Это кремниевое двунаправленное устройство переключения напряжения. Когда напряжение, приложенное к симметричному триггерному диоду, превышает его напряжение пробоя, два конца включаются, и проводимость будет продолжаться до тех пор, пока ток не прервется или не уменьшится до минимального тока удержания устройства.
Выключить снова. Симметричные триггерные диоды обычно используются в схемах защиты от перенапряжения, фазовращательных схемах, тиристорных триггерных схемах и схемах синхронизации.
Рис. 11 Диод для переменного тока
VCD) — это специальный полупроводниковый прибор, использующий обратное смещение для изменения емкости узел ПН. Варакторный диод эквивалентен конденсатору переменной емкости. Величина емкости PN-перехода между двумя его электродами изменяется в зависимости от величины обратного напряжения, приложенного к варакторному диоду. Когда обратное напряжение, приложенное к варакторному диоду, увеличивается, емкость варакторного диода уменьшается. Поскольку варакторный диод обладает этой характеристикой, он в основном используется в электрической схеме настройки (например, в высокочастотной головке цветного телевизора) в качестве конденсатора с автоматической подстройкой, которым можно управлять по напряжению. 9Рисунок 12. Варакторный диод цепь приложения.
II Идентификация и обнаружение диодов
1. Идентификация диода
Кристаллические диоды обычно обозначаются VD плюс цифры в схеме, например, VD5 означает диод с номером 5. В национальных стандартных схемах обозначения наиболее часто используемых диодов показаны на рис. 13.
Рисунок 13 обозначения диода
Идентификация диода проста: отрицательный полюс маломощного диода обычно маркируется цветным кольцом на поверхности; некоторые диоды также используют символы «P» и «N» для определения полярности диода, «P» представляет положительный электрод, а «N» представляет отрицательный электрод; Диоды в металлическом корпусе обычно печатаются с символом диода той же полярности на поверхности; светодиоды обычно используют положительные и отрицательные контакты для идентификации положительных и отрицательных полюсов, причем длинные ножки являются положительными, а короткие — отрицательными.
Поверхность выпрямительного моста обычно маркируется структурой внутренней схемы или названиями входной клеммы переменного тока и выходной клеммы постоянного тока.
Входной разъем переменного тока обычно обозначается «AC» или «~»; выходная клемма постоянного тока обычно представлена символами «+» и «~».
Из-за различной формы чип-диодов их полярность также маркируется различными способами: в чип-диоде с выводами конец трубки с кольцом белого цвета является отрицательным электродом; в чип-диоде с выводами и без цветного кольца более длинный конец вывода положительный; в SMD-диоде без вывода конец с лентой или насечкой — минус.
2. Обнаружение диода
При использовании стрелочного мультиметра для обнаружения диода, первичный черный щуп меньшего номинала подключается к положительному концу, а красный щуп подключается к отрицательному концу. И прямое, и обратное сопротивления бесконечны, что указывает на то, что диод был поврежден из-за разомкнутой цепи; если все прямое и обратное сопротивления равны 0, это означает, что диод был закорочен и поврежден. В нормальных условиях прямое сопротивление германиевого диода составляет около 1,6 кОм.
При использовании цифрового мультиметра для измерения диода красный щуп подключается к положительному полюсу диода, а черный щуп подключается к отрицательному полюсу диода. В это время измеренное сопротивление является прямым сопротивлением диода.
Если для обнаружения диода используется диодный блок цифрового мультиметра, удобнее поместить цифровой мультиметр в диодный блок, а затем подключить отрицательный полюс диода к черному мультиметру цифрового мультиметра, а положительный полюс к красному мультиметру. Диоды из разных материалов имеют разные значения прямого падения напряжения: от 0,55 до 0,7 В для кремниевых диодов и от 0,15 до 0,3 В для германиевых диодов. Если на дисплее отображается «0000», это означает, что трубка закорочена; если он показывает «0L» или «перегрузка», это означает, что диод внутренне открыт или находится в обратном состоянии.
III Основные параметры диодов
Диоды разных типов имеют разные характеристики. Начинающим необходимо знать следующие основные параметры:
1.
Номинальный прямой рабочий ток Номинальный прямой рабочий ток относится к максимальному значению прямого тока, допускаемому диодом во время непрерывной длительной работы T. Потому что при прохождении тока через трубку сердечник будет нагреваться, температура повысится, и температура превысит допустимый предел (около 140°С для кремниевой трубки и около 90°C для германиевой ванны). Поэтому не превышайте номинальный прямой рабочий ток диода во время использования. Например, обычно используемый германиевый диод lN400l имеет номинальный прямой рабочий ток 1 А.
2. Максимальный пусковой ток
Максимальный пусковой ток — это допустимый избыточный прямой ток. Это не нормальный ток, а мгновенный ток. Это значение обычно примерно в 20 раз превышает номинальный прямой рабочий ток.
3．Максимальное обратное рабочее напряжение
Когда обратное напряжение, подаваемое на оба конца диода, достигает определенного значения, трубка выходит из строя и теряет однонаправленную проводимость.
Для обеспечения безопасности указано максимальное значение обратного рабочего напряжения. Например, выдерживаемое обратное напряжение диода lN400l равно 50В, а выдерживаемое обратное напряжение диода lN4007 равно 1000В.
4．Обратный ток
Обратный ток относится к обратному току, протекающему через диод при указанной температуре и максимальном обратном напряжении диода. Чем меньше обратный ток, тем лучше однонаправленная проводимость трубки. Стоит отметить, что обратный ток имеет тесную связь с температурой. При повышении температуры на каждые 10°С обратный ток удваивается. Например, германиевый диод типа 2АПл при 25°С, обратный ток 250мкА; при повышении температуры до 35°С обратный ток возрастет до 500 мкА; а при 75°С его обратный ток достигал 8мА. Направленная проводимость также повреждает трубку из-за перегрева. Кремниевые диоды имеют лучшую стабильность при более высоких температурах, чем германиевые диоды.
5．Время обратного восстановления
При переходе от прямого напряжения к обратному идеальной ситуацией является мгновенное отключение тока.
Но в целом задержится. Что определяет величину текущей задержки отсечки, так это время обратного восстановления. Хотя она напрямую влияет на скорость переключения диода, не надо говорить, что эта величина мала.
6. Максимальная мощность
Максимальная мощность представляет собой произведение напряжения на диоде на протекающий ток. Этот предельный параметр особенно важен для стабилитронов и т.п.
Рекомендуемая статья:
Что такое лазерные диоды?
Различные типы диодов
Диод является простейшим полупроводниковым устройством. Тем не менее, у него есть бесконечное количество приложений. В полупроводниковой электронике p-n переход как базовый диод служит основой для всех других сложных полупроводниковых компонентов и их конструкции. Принципы проектирования, применимые к полупроводниковым диодам, такие же, как и к транзисторам и другим компонентам.
Интересно, что когда мы даем определение любому электронному компоненту, это определение обычно не основывается на его конструкции.
Вместо этого любой электронный компонент определяется его уникальными электрическими характеристиками. Придерживаясь того же соглашения, мы можем определить диод как управляемый напряжением двухконтактный односторонний переключатель. Часто термин диод относится к полупроводниковому диоду. Полупроводниковый диод — не единственный диодный прибор. Существует множество различных типов диодов, и многие из них представляют собой полупроводниковые диоды, специально разработанные для того, чтобы иметь определенные физические или электрические свойства. Существуют также диоды, которые не являются простым p-n переходом и имеют другую конструкцию и конструкцию. В этой статье мы кратко рассмотрим различные диоды.
Диоды малой мощности
Диоды малой мощности представляют собой полупроводниковые диоды общего назначения с малой допустимой нагрузкой по току. Эти диоды, как правило, изготавливаются из кремния или германия и предназначены для маломощных высокочастотных приложений.
Малые сигнальные диоды меньше типичных выпрямительных диодов и обычно покрыты стеклом для защиты от загрязнения. Вот почему они также известны как Стеклянные пассивированные диоды . Катодный вывод диода обозначен красной или черной полосой с одной стороны. Поскольку эти диоды имеют минимальную пропускную способность по току, их номинальная мощность также очень мала. Небольшой сигнальный диод с номинальным током 150 мА может иметь номинальную мощность всего 500 мВт. Диоды с малым сигналом используются в высокочастотных или пульсирующих слаботочных приложениях, таких как радио, телевидение, цифровые логические схемы, схемы ограничителя и фиксатора, высокоскоростное переключение и параметрические усилители. Важными характеристиками, на которые следует обратить внимание в техническом описании слабосигнального диода, являются пиковое обратное напряжение, обратный ток, пиковый прямой ток, пиковое прямое напряжение и обратное время восстановления.
\
Большие сигнальные диоды/выпрямительные диоды
Большие сигнальные диоды отличаются от малых сигнальных диодов площадью p-n перехода.
Большие сигнальные диоды имеют большую площадь p-n перехода. Это увеличивает пропускную способность по току, а также пиковое обратное напряжение. Они имеют очень низкое отношение прямого сопротивления к обратному сопротивлению, при этом прямое сопротивление обычно составляет несколько Ом, а обратное сопротивление составляет мегаомы. Именно поэтому эти диоды не подходят для высокочастотных цепей. Они имеют большой номинал PIV, малое прямое сопротивление и большую пропускную способность по току. Они обычно используются для выпрямления переменного напряжения в постоянное или для подавления высоких пиковых напряжений. На самом деле большие сигнальные диоды в основном являются выпрямительными диодами.
Малые и большие сигнальные диоды имеют тот же символ, что и обычные диоды.
Стабилитрон
Стабилитроны представляют собой полупроводниковые диоды, разработанные с сильным легированием для использования пробоя Зенера в их работе. Когда к нормальному диоду приложено обратное напряжение, превышающее его номинал PIV, он необратимо повреждается и размыкается.
С другой стороны, из-за сильного легирования, когда на стабилитрон подается обратное напряжение, превышающее его «напряжение стабилитрона», он начинает проводить ток в обратном направлении без повреждений из-за пробоя стабилитрона и лавинного пробоя. Зенеровский диод имеет управляемый пробой в обратной области. Он проводит ток выше «напряжения Зенера». Он в основном используется в качестве выпрямителя напряжения в приложениях постоянного тока. Различные стабилитроны имеют напряжение Зенера в диапазоне от 2 до 200 В. Эти диоды также используются в качестве защитных диодов в некоторых полупроводниковых схемах.
Стабилитрон имеет следующий символ.
Светоизлучающий диод
Светоизлучающие диоды — это специальные диоды, излучающие видимый свет при прямом смещении. При обратном смещении, как и обычный диод, они находятся в состоянии непроводимости и не излучают никакого света. Это полупроводниковые диоды, состоящие из арсенида галлия и аналогичных полупроводниковых подложек с большой шириной запрещенной зоны между их зонами проводимости и валентной зоной.
Из-за большой ширины запрещенной зоны, когда электроны и дырки объединяются вблизи p-n перехода, излучаемая энергия имеет форму видимого или инфракрасного света, а не тепла.
Существует множество различных видов светодиодов. Их обычно классифицируют по свету, который они пропускают. Например, ИК-светодиоды — это светоизлучающие диоды, излучающие свет в инфракрасном диапазоне. Светодиоды разных цветов имеют разные полупроводниковые подложки, номинальное напряжение включения и обратное напряжение. Светодиоды используются как в приложениях переменного, так и постоянного тока. Важно следить за максимальным прямым напряжением, номиналом PIV и максимальным прямым током светодиода, прежде чем использовать его в качестве приложения. Светодиоды довольно чувствительны и могут быть легко повреждены. Номинальные значения PIV светодиодов, как и сигнальных диодов, обычно измеряются десятками вольт, тогда как максимальное прямое напряжение составляет всего несколько вольт.
Светодиоды имеют следующий символ.
Диод Шоттки
Диоды Шоттки отличаются от типичных p-n диодов. Диод Шоттки строится путем образования соединения между полупроводниковым материалом N-типа и металлом, таким как платина, хром или вольфрам. Благодаря переходу металл-полупроводник эти диоды обладают высокой пропускной способностью по току и малым временем переключения. Металлический переход также снижает напряжение включения и повышает энергоэффективность диода. Благодаря всем этим преимуществам диоды Шоттки используются для высокочастотного выпрямления и высокочастотного переключения.
Диод Шоттки имеет следующий символ.
Диод Шокли
Так же, как обычный диод имеет два слоя, диод Шокли имеет четыре слоя. Его также называют диодом PNPN. Это похоже на тиристор без клеммы затвора. Он идентифицируется как диод, так как имеет только две клеммы и два электрических состояния устройства — проводимость и непроводимость. Он может перейти в состояние проводимости только при приложении к нему прямого напряжения.
PNPN-диод — это, по сути, один PNP- и один NPN-транзистор, соединенные вместе. Другой транзистор открывается, когда есть достаточное напряжение для смещения первого. Следовательно, диод PNPN требует достаточного прямого напряжения, чтобы перейти в состояние проводимости. Если прямое напряжение падает или подается обратное напряжение, Shockley переходит в состояние отсутствия проводимости. Говорят, что в состоянии проводимости диод Шокли включен, а в состоянии отсутствия проводимости — выключен. Двумя наиболее распространенными применениями диода Шокли являются триггерный переключатель для SCR и генератор релаксации или генератор пилы. Эти диоды используются в схемах усилителей звука.
Ниже приведен электрический символ Shockley Diode.
Туннельный диод
Туннельные диоды — это сильно легированные полупроводниковые диоды — в 1000 раз больше, чем у большого сигнального диода. В этих диодах используется квантовое явление, называемое резонансным туннелированием.
Эти диоды демонстрируют странное отрицательное сопротивление в своих прямых характеристиках. При прямом смещении ток увеличивается с напряжением и достигает пика. Это называется пиковым током, а напряжение в этой точке называется пиковым напряжением. Затем, с увеличением напряжения, ток уменьшается и падает до нижней точки, называемой током впадины. Напряжение в этой точке называется напряжением долины. При увеличении приложенного напряжения за пределы напряжения долины ток растет экспоненциально без дальнейшего падения. Эти диоды имеют очень быстрое время переключения порядка наносекунд. Их переходная характеристика ограничена только емкостью перехода и емкостью паразитного провода. Туннельные диоды используются в качестве быстродействующих переключателей в генераторах и усилителях СВЧ. Эти диоды можно настраивать как электрически, так и механически.
Ниже приведен электрический символ туннельного диода.
Варакторный диод
Варакторные диоды работают как переменный конденсатор, поэтому эти диоды также называют варикапными диодами.
Они включены через обратное смещение в цепь постоянного напряжения. Их особенность в том, что их обедненный слой можно увеличивать или уменьшать, изменяя приложенное обратное напряжение. Изменение обедненного слоя изменяет емкость диода. Емкость варакторного диода можно варьировать до очень больших значений. Эти диоды используются в генераторах, управляемых напряжением, конденсаторах, управляемых напряжением, умножителях частоты, параметрических усилителях, контурах фазовой автоподстройки частоты и FM-передатчиках.
Варакторный диод имеет следующий электрический символ.
Лазерный диод
Лазерные диоды являются разновидностью светоизлучающих диодов. Аббревиатура «лазер» означает усиление света за счет стимулированного излучения. P-N переход лазерного диода имеет полированные концы. При прямом смещении переход излучает фотоны, а затем испускаемые фотоны отражаются туда и обратно между полированными концами диода. В результате образуется больше электронно-дырочных пар.
Их рекомбинация производит больше фотонов в фазе с предыдущим фотоном. Это приводит к генерации узконаправленного луча из полупроводниковой области диода, монохроматического и монофазного. Излучаемый лазерный луч может находиться в видимом или инфракрасном диапазоне. Эти диоды также известны как инжекционные, полупроводниковые и диодные лазеры. Лазерные диоды используются в оптоволоконной связи, лазерных принтерах, считывателях оптических дисков, системах обнаружения вторжений, приложениях дистанционного управления и считывателях штрих-кодов.
Лазерный диод имеет следующий электрический символ.
Ступенчатый восстанавливающий диод / Щелчковый диод
Ступенчатые восстанавливающие диоды или мгновенные диоды предназначены для работы на высоких частотах. Их также называют отщелкивающими диодами и диодами с накоплением заряда. Эти диоды используются в схемах умножителей и формирователей импульсов более высокого порядка. Когда на них подается синусоидальный сигнал, они накапливают заряд в положительном импульсе и используют этот заряд в отрицательном импульсе.
Время нарастания импульса тока остается таким же, как и время привязки. Вот почему они называются диодами с ступенчатым восстановлением. Частота среза этих диодов находится в диапазоне от 200 до 300 ГГц. Чем выше частота сигнала, тем лучше их эффективность.
Ниже приведен электрический символ ступенчатого восстанавливающего диода.
Диод Ганна
Диоды Ганна изготавливаются только из полупроводникового материала n-типа. Два материала n-типа соединяются, образуя обедненную область между ними. Область обеднения материалов n-типа очень мала. При подаче прямого напряжения ток увеличивается и достигает пикового уровня. Затем, по мере дальнейшего увеличения прямого напряжения, ток начинает экспоненциально уменьшаться. Это называется отрицательным дифференциальным сопротивлением. Диоды Ганна также называют устройствами с переносом электронов. В состоянии проводимости они производят микроволновые радиочастотные сигналы. Диоды Ганна используются в усилителях СВЧ.
Ниже приведен электрический символ диода Ганна.
PIN-диод
PIN-диоды имеют слой собственного материала между материалами p-типа и n-типа. При прямом смещении электроны и дырки инжектируются в собственный слой из материала n-типа и p-типа соответственно. Наличие собственного слоя увеличивает обедненный слой и создает электрическое поле между материалом р-типа и n-типа. Ток течет через диод из-за этого электрического поля. Увеличенный обедненный слой уменьшает емкость диода и увеличивает скорость отклика. Это также увеличивает светочувствительную область диода. PIN-диоды используются в высокоскоростных устройствах с высокой чувствительностью, таких как фотодетекторы, радиочастотные переключатели и аттенюаторы.
PIN-диод имеет следующий электрический символ.
Фотодиод
Фотодиоды представляют собой полупроводниковые диоды, предназначенные для выработки электрического тока в ответ на облучение видимым, инфракрасным и ультрафиолетовым светом.
Диод состоит из тонкого материала p-типа и сильно легированного материала n-типа. Между ними находится узкая обедненная область, которая подвергается воздействию света через материал p-типа. Из-за конструкции диода воздействие света вызывает образование большого количества электронно-дырочных пар в обедненной области. Электроны и дырки рассеиваются в материалах p-типа и n-типа из-за встроенного электрического поля, создающего электрический ток от анода (материал p-типа, подвергающийся воздействию света) к катоду (металлический контакт).
Фотодиод имеет следующий электрический символ.
Солнечная батарея
Солнечные батареи — это просто фотодиоды, оптимизированные для подачи питания на нагрузку. Они работают в фотоэлектрическом режиме. Напряжение на сопротивлении нагрузки вызывает прямое смещение солнечного элемента. Существует множество различных типов солнечных батарей, основанных на конструкционном материале и дизайне. Кремниевые солнечные батареи являются наиболее популярными.
Другие материалы, используемые для создания солнечных элементов, включают поликристаллический кремний, теллурид кадмия и диселенид кадмия, индия, галлия.
Солнечный элемент, также известный как фотогальванический элемент, имеет следующий электрический символ.
IMPATT диод
Ударно-лавинный диод называется IMPATT Diode. Эти диоды используются для генерации мощных радиочастот в диапазоне от 3 до 100 ГГц. Эти диоды включены в цепи обратного смещения в цепи генератора. Из-за лавинного эффекта они производят большой ток сверх пикового обратного напряжения. В схеме генератора ток через диод IMPATT отстает от напряжения. Благодаря эффекту отрицательного сопротивления и резонансному контуру из диода вырабатываются мощные радиоволны.
Диод IMPATT имеет тот же электрический символ, что и обычный диод.
Диоды постоянного тока
Диоды постоянного тока также известны как токоограничивающие диоды и токорегулирующие диоды.
Они используются в качестве регуляторов тока. Они имеют конструкцию, аналогичную JFET, но представляют собой двухполюсное устройство. Диод постоянного тока имеет прямую характеристику, в которой сначала ток растет экспоненциально, как у обычного диода. Затем, за пределами точки регулирования тока, ток насыщается. Диод достигает насыщения по току, сбрасывая на него больше напряжения. Диоды постоянного тока используются в зарядке аккумуляторов, цепях питания и схемах лазерных диодов.
Диод постоянного тока имеет следующий электрический символ.
Силовой диод
Силовые диоды представляют собой большие сигнальные диоды. Они специально используются для выпрямления напряжения. Наиболее важным параметром силовых диодов является их рейтинг PIV. Номинальное значение PIV силовых диодов обычно находится в диапазоне от 50 до 1000 В. Максимальный прямой ток и отношение прямого сопротивления к обратному сопротивлению — два других важных фактора, которые необходимо проверить в техническом описании силового диода.
Силовой диод имеет тот же символ, что и обычный диод.
Диоды с точечным контактом
Диоды с точечным контактом используются для обнаружения высокочастотных сигналов. Они производятся путем создания PN-перехода между золотой или вольфрамовой проволокой и германиевым материалом n-типа. Золотой провод позволяет пропускать большой ток через соединение. Прямые характеристики этого диода аналогичны характеристикам обычного диода; однако при обратном смещении диод действует как изолятор. Это заставляет диод работать как конденсатор в условиях обратного смещения и блокировать постоянный ток при прохождении высокочастотного сигнала переменного тока. Корпус диода заключен в стеклянную колбу.
Диод с точечным контактом имеет тот же символ, что и обычный диод.
Кремниевый выпрямитель
Кремниевый выпрямитель (SCR) подобен диоду Шокли с дополнительной клеммой затвора. Прямая и обратная характеристики SCR аналогичны диоду, за исключением того, что он переходит в состояние проводимости в прямой области, когда затвор срабатывает.
Они в основном используются в приложениях управления мощностью.
Кремниевый управляемый выпрямитель имеет следующий электрический символ.
Кристаллический диод
Кристаллические диоды аналогичны диодам с точечным контактом. Они также известны как кошачий ус. Они созданы путем прижатия металлической проволоки к полупроводниковому кристаллу. Их использование ограничено микроволновыми детекторами и приемниками.
Кристаллический диод имеет тот же электрический символ, что и обычный диод.
Диод для подавления переходных напряжений
Диоды подавления переходного напряжения аналогичны диодам Зенера. Они используются для фиксации переходных напряжений и предназначены для обеспечения низкого импеданса в ответ на переходное напряжение путем непосредственного входа в область лавинного пробоя. Время отклика диода в пикосекундах. Эти диоды рассчитаны на минимальное напряжение фиксации. Диоды подавления напряжения используются в различных приложениях, в основном связанных с обработкой сигналов или передачей данных.
Диоды подавления напряжения имеют следующий электрический символ.
Супербарьерный диод
Супербарьерные диоды используются в качестве выпрямительных диодов. Они рассчитаны на низкое прямое напряжение, как у диода Шоттки, и низкий обратный ток утечки, как у обычного диода. Эти диоды имеют быстрое время переключения и могут работать с высокой мощностью с минимальными потерями.
Супербарьерный диод имеет тот же электрический символ, что и диод Шоттки.
Лавинный диод
Лавинный диод работает по принципу лавинного пробоя. Они рассчитаны на точное обратное напряжение пробоя. Эти диоды используются в радио- и микроволновых устройствах.
Лавинный диод имеет следующий электрический символ.
Диод Пельтье
Диоды Пельтье имеют переход из двух материалов. В этих диодах поток тепла идет в одном направлении вдоль направления тока. Эти диоды используются в качестве датчиков и тепловых двигателей в системах отопления и охлаждения.
