В каких устройствах используется в электротехнике диоды. Применение диодов в электротехнике: ключевые области использования и принципы работы

Какие типы диодов используются в современной электротехнике. Как работают различные виды диодов. В каких устройствах и схемах применяются диоды. Какие функции выполняют диоды в электрических цепях.

Основные типы диодов и их характеристики

Диод — это полупроводниковый прибор с двумя электродами (анодом и катодом), обладающий односторонней проводимостью. Существует несколько основных типов диодов, применяемых в электротехнике:

• Выпрямительные диоды — используются для преобразования переменного тока в постоянный
• Стабилитроны — поддерживают постоянное напряжение на участке цепи
• Светодиоды — излучают свет при прохождении через них тока
• Варикапы — работают как конденсаторы с переменной емкостью
• Туннельные диоды — имеют участок с отрицательным сопротивлением на вольт-амперной характеристике
• Фотодиоды — преобразуют световой поток в электрический ток

Выбор конкретного типа диода зависит от его назначения в электрической схеме. Рассмотрим подробнее области применения различных диодов.

Применение выпрямительных диодов

Выпрямительные диоды являются одними из наиболее распространенных типов диодов. Их основное назначение — преобразование переменного тока в постоянный. Где применяются выпрямительные диоды:

• В блоках питания электронных устройств
• В зарядных устройствах для аккумуляторов
• В выпрямительных мостах для электродвигателей
• В системах электроснабжения автомобилей
• В сварочных аппаратах

Принцип работы выпрямительного диода основан на его способности пропускать ток только в одном направлении. При подаче переменного напряжения диод пропускает ток только в течение положительного полупериода, отсекая отрицательную полуволну. В результате на выходе получается пульсирующий постоянный ток.

Использование стабилитронов

Стабилитроны применяются для стабилизации напряжения в электрических схемах. Их основные области применения:

• Источники опорного напряжения
• Параметрические стабилизаторы напряжения
• Ограничители напряжения для защиты компонентов
• Генераторы шума

Принцип работы стабилитрона основан на эффекте электрического пробоя p-n перехода. При достижении напряжения пробоя ток через стабилитрон резко возрастает, но напряжение остается практически неизменным. Это свойство позволяет поддерживать постоянное напряжение на нагрузке при изменении входного напряжения или тока нагрузки.

Применение светодиодов

Светодиоды находят все более широкое применение в различных областях техники:

• Системы освещения и подсветки
• Световая индикация в электронных устройствах
• Светофоры и дорожные знаки
• Автомобильные фары и габаритные огни
• Экраны и табло

Принцип работы светодиода основан на явлении электролюминесценции. При прохождении прямого тока через p-n переход происходит рекомбинация электронов и дырок, сопровождающаяся излучением фотонов. Цвет свечения определяется шириной запрещенной зоны полупроводника.

Использование варикапов

Варикапы (варакторы) применяются как конденсаторы с электронной перестройкой емкости. Основные области их использования:

• Системы автоматической подстройки частоты
• Параметрические усилители
• Генераторы, управляемые напряжением
• Умножители частоты

Принцип работы варикапа основан на зависимости барьерной емкости p-n перехода от приложенного обратного напряжения. При увеличении обратного напряжения толщина обедненного слоя растет, а емкость уменьшается. Это позволяет управлять емкостью варикапа с помощью напряжения.

Применение туннельных диодов

Туннельные диоды имеют уникальную вольт-амперную характеристику с участком отрицательного сопротивления. Это позволяет использовать их в следующих устройствах:

• Сверхвысокочастотные генераторы и усилители
• Быстродействующие переключатели
• Детекторы
• Преобразователи частоты

Принцип работы туннельного диода основан на квантово-механическом туннельном эффекте. При определенном напряжении происходит туннелирование электронов через потенциальный барьер p-n перехода, что приводит к появлению участка с отрицательным дифференциальным сопротивлением на ВАХ.

Использование фотодиодов

Фотодиоды применяются для преобразования светового излучения в электрический сигнал. Основные области их применения:

• Системы автоматики и контроля
• Оптические датчики и сенсоры
• Оптроны и оптопары
• Солнечные батареи
• Системы оптической связи

Принцип работы фотодиода основан на внутреннем фотоэффекте. При освещении p-n перехода происходит генерация электронно-дырочных пар. В результате возникает фототок, пропорциональный интенсивности падающего излучения.

Диоды в радиоэлектронной аппаратуре

В современной радиоэлектронной аппаратуре диоды выполняют множество важных функций:

• Детектирование высокочастотных сигналов
• Ограничение амплитуды сигналов
• Фиксация уровня напряжения
• Защита входов усилителей от перегрузки
• Формирование импульсов
• Умножение частоты

Широкое применение в радиотехнике находят импульсные и высокочастотные диоды с малой емкостью перехода и коротким временем восстановления. Это позволяет использовать их на частотах до сотен мегагерц.

Применение диодов в силовой электронике

В силовой электронике используются мощные высоковольтные диоды. Основные области их применения:

• Выпрямители в системах электропитания
• Снабберные цепи для защиты тиристоров и транзисторов
• Обратные диоды в инверторах
• Диодные сборки в импульсных источниках питания

Силовые диоды способны работать при больших токах (сотни и тысячи ампер) и высоких напряжениях (тысячи вольт). Для улучшения характеристик применяются специальные конструкции корпусов с эффективным теплоотводом.

Диоды в автомобильной электронике

Автомобильная электроника — одна из важных сфер применения различных типов диодов:

• Защита от обратной полярности в системе электропитания
• Выпрямители в генераторах
• Светодиоды в системах освещения и индикации
• Стабилитроны в регуляторах напряжения
• Защитные диоды в цепях управления

Автомобильные диоды должны надежно работать в широком диапазоне температур и выдерживать значительные электрические и механические нагрузки. Поэтому для их производства применяются специальные технологии.

Заключение

Диоды являются одними из важнейших компонентов современной электроники. Их уникальные свойства позволяют создавать эффективные устройства для преобразования, управления и контроля электрических сигналов. Постоянное совершенствование технологии производства диодов открывает новые области их применения.

В каких устройствах используется в электротехнике диоды

Диод — это электронный элемент, который обладает различной проводимостью. Он изготовлен на полупроводниковой основе и предназначен для выполнения разнообразных действий с поступающими электрическими сигналами. Применяется это приспособление не только в промышленности, электронике, но и в повседневной жизни. Большинство современного оборудования имеет в своём составе несколько таких элементов.

Общие сведения

Прежде чем рассматривать, как работает диод, необходимо подробно изучить его устройство, разновидности и узнать, зачем он применяется. Это поможет лучше понять принцип действия и выбрать максимально эффективное приспособление для определённого оборудования.

Устройство диода

Диод (от англ. diode) выглядит просто и имеет конструкцию, состоящую из небольшого количества элементов. Это позволяет мастерам не приобретать дорогостоящие изделия, а изготавливать их своими руками. Самодельные приспособления хоть и стоят намного дешевле, но выполняют те же функции, что и покупные.

Так как диоды часто изображаются на электросхемах, то определение их параметров считается довольно важным мероприятием. Обозначением для этих элементов служит комбинация символов VD1, VD2 и так далее.

Схема диода предусматривает наличие следующих элементов:

1. Корпус. Он представляет собой стеклянный, керамический или металлический вакуумный баллон.
2. Два электрода (катод и анод). Они располагаются внутри баллона и используются для обеспечения эмиссии электронов. Чаще всего применяются электроды косвенного накала, которые имеют цилиндрическую форму, и обладают специальным слоем, испускающим электроны. В некоторых старых конструкциях можно встретить эти элементы в виде тонкой нити, накаливающейся в процессе работы приспособления.
3. Подогреватель. Он находится внутри катода и устроен в виде проволоки, которая накаливается из-за прохождения электрического тока.
4. Диодный кристалл. Для изготовления этого элемента применяется германий или кремний. Одна его часть проводит электричество и имеет недостаточное количество электронов, а вторая — избыток.
5. P-n переход — область между первой и второй частью диодного кристалла.

Принцип действия

Принцип работы диода довольно простой и разобраться в нём сможет не только профессионал, но и новичок. Для этого не нужно иметь специальное образование или навыки работы с таким приспособлением, а достаточно обладать общим представлением об устройстве.

Принцип действия диода:

1. Электрический ток проходит через устройство и воздействует на катод диода.
2. Из-за этого подогреватель постепенно накаляется, а электрод начинает испускать электроны.
3. Следствием этого становится образование электрического поля между двумя электродами, которое является катализатором процесса притяжения электронов к аноду, обладающему положительным зарядом. Благодаря этому образуется эмиссионный ток.
4. Пространственный отрицательный заряд, который появляется между двумя электродами, препятствует движению электронов к аноду. Из-за этого часть их меняет своё направление, и начинает двигаться к катоду.
5. Попавшие на анод электроны образуют анодный ток, параметры которого соответствуют катодному.
6. Если электрическое поле, возникшее между электродами, препятствует возвращению частиц на катод, то электродиод остаётся в запертом состоянии. Всё это приводит к размыканию цепи.

Разновидности приспособлений

Производители электронных элементов делают несколько типов диодов. Все они немного отличаются друг от друга, имеют различные свойства, а также используются для достижения определённых целей.

Диоды бывают:

1. Выпрямительные. Это наиболее распространённый тип приспособлений, который используется в устройствах, способствующих преобразованию переменного тока промышленной частоты в постоянный.
2. Высокочастотные. Большинство моделей современного оборудования функционируют при рабочей частоте в несколько гигагерц. В таких конструкциях применяются специальные диоды, рассчитанные на высокую частоту.
3. Переключающие. Эти приспособления используются в тех схемах, где диод должен работать в различных режимах. В одном из них он оказывается смещённым в прямом направлении, а в другом — в обратном.
4. Стабилитроны. Такие элементы применяются только в конструкциях, помогающих стабилизировать напряжение, поступающее к оборудованию.
5. Варикапы. Они используются в параметрических усилителях и прочих подобных устройствах. С их помощью происходит коррекция частотной модуляции и автоматическая подстройка частоты.
6. Диоды Шоттки. Назначение этого приспособления — малое падение напряжения при прямом включении. Область их применения ограничивается низковольтными электрическими цепями.
7. Тиристоры (управляемые диоды). Они часто применяются в схемах, которые предназначены для плавного пуска двигателя, регулировки мощности или включения лампочки.
8. Симисторы. Эта разновидность диодов используется для обеспечения работы систем, питающихся от переменного напряжения, так как способна пропускать электричество в обоих направлениях. Они представляют собой 2 тиристора, соединённые между собой.

Область применения

Диоды широко применяются по всему миру и входят в состав различных приспособлений. В большинстве случаев несколько таких элементов объединяются в общую конструкцию. Их количество выбирается исходя из типа и особенностей каждой схемы.

Использование диодов в электротехнике:

1. На устройство подаётся электрический ток, под воздействием которого образуется электрическое поле в области между двумя электродами. Его направление будет противоположным по отношению к внутреннему диффузионному полю.
2. Затем происходит резкое сужение запирающего слоя, которое получается из-за значительного снижения напряжения электрического поля.
3. Следствием этого станет способность большинства электронов свободно перемещаться из одной области (n-типа) в другую (p-типа).
4. Во время этого процесса показатели дрейфового тока не изменятся, так как они зависят только от количества заряженных частиц, находящихся в области p-n перехода.
5. Электроны способны перемещаться из n-области в p-область, что приводит к дисбалансу их концентрации. В одной из областей будет недостаток частиц, а в другой — избыток.
6. Из-за этого часть электронов перемещается вглубь полупроводника, что становится причиной разрушения его электронейтральности.
7. В этом случае полупроводник стремится к восстановлению своей нейтральности и начинает получать заряд от подключённого источника питания. Всё это приводит к образованию тока во внешней электроцепи.

Обратный метод

Этот способ подключения диода к общей схеме используется гораздо реже. В его основе лежит изменение полярности внешнего источника питания, который участвует в процессе передачи напряжения.

Особенности функционирования диода при обратном включении:

1. После включения источника питания в области p-n перехода образуется электрическое поле. Его направление будет одинаковым с внутренним диффузионным полем.
2. Из-за этого будет происходить расширение запирающего слоя.
3. Находящееся в области p-n перехода поле будет ускорять движение электронов, но оставлять неизменными показатели дрейфующего тока.
4. Из-за всех этих действий будет постепенно нарастать обратное напряжение, которое поспособствует стремлению электрического тока к максимальным значениям.

Возможные неисправности

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

Специалисты по ремонту различают 4 вида неисправностей.

Среди них такие:

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

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

Самым простым по конструкции в семействе полупроводников являются диоды, имеющие в конструкции всего два электрода, между которыми существует проводимость электрического тока в одну сторону. Такой вид проводимости в полупроводниках создается благодаря их внутреннему устройству.

Особенности устройства

Не зная конструктивных особенностей диода, нельзя понять его принципа действия. Структура диода состоит из двух слоев с проводимостью различного вида.

Диод состоит из следующих основных элементов:

• Корпус . Выполняется в виде вакуумного баллона, материалом которого может быть керамика, металл, стекло и другие прочные материалы.
• Катод . Он расположен внутри баллона, служит для образования эмиссии электронов. Наиболее простым устройством катода является тонкая нить, раскаляющаяся в процессе действия. Современные диоды оснащены косвенно накаляющимися электродами, которые выполнены в виде металлических цилиндров со свойством активного слоя, имеющего возможность испускать электроны.
• Подогреватель . Это особый элемент в виде нити, раскаляющейся от электрического тока. Подогреватель расположен внутри косвенно накаляющегося катода.
• Анод . Это второй электрод диода, служащий для приема электронов, вылетевших от катода. Анод имеет положительный потенциал, по сравнению с катодом. Форма анода чаще всего так же, как и катода, цилиндрическая. Оба электрода аналогичны эмиттеру и базе полупроводников.
• Кристалл . Его материалом изготовления является германий или кремний. Одна часть кристалла имеет р-тип с недостатком электронов. Другая часть кристалла имеет n-тип проводимости с избытком электронов. Граница, расположенная между этими двумя частями кристалла, называется р-n переходом.

Эти особенности конструкции диода позволяют ему проводить ток в одном направлении.

Принцип действия

Работа диода характеризуется его различными состояниями, и свойствами полупроводника при нахождении в этих состояниях. Рассмотрим подробнее основные виды подключений диодов, и какие процессы происходят внутри полупроводника.

Диоды в состоянии покоя

Если диод не подключен к цепи, то внутри него все равно происходят своеобразные процессы. В районе «n» есть излишек электронов, что создает отрицательный потенциал. В области «р» сконцентрирован положительный заряд. Совместно такие заряды создают электрическое поле.

Так как заряды с разными знаками притягиваются, то электроны из «n» проходят в «р», при этом заполняют дырки. В итоге таких процессов в полупроводнике появляется очень слабый ток, увеличивается плотность вещества в области «р» до определенного значения. При этом частицы расходятся по объему пространства равномерно, то есть, происходит медленная диффузия. Вследствие этого электроны возвращаются в область «n».

Для многих электрических устройств направление тока не имеет особого значения, все работает нормально. Для диода же, большое значение имеет направление протекания тока. Основной задачей диода является пропускание тока в одном направлении, чему благоприятствует переход р-n.

Обратное включение

Если диоды подсоединять к питанию по изображенной схеме, то ток не будет проходить через р-n переход. К области «n» подсоединен положительный полюс питания, а к «р» — минусовой. В итоге электроны от области «n» переходят к плюсовому полюсу питания. Дырки притягиваются минусовым полюсом. На переходе возникает пустота, носители заряда отсутствуют.

При повышении напряжения дырки и электроны осуществляют притягивание сильнее, и на переходе нет носителей заряда. При обратной схеме включения диода ток не проходит.

Повышение плотности вещества возле полюсов создает диффузию, то есть, стремление к распределению вещества по объему. Это возникает при выключении питания.

Обратный ток

Вспомним о работе неосновных переносчиков заряда. При запертом диоде, через него проходит малая величина обратного тока. Он и образуется от неосновных носителей, двигающихся в обратном направлении. Такое движение возникает при обратной полярности питания. Обратный ток обычно незначительный, так как число неосновных носителей очень мало.

При возрастании температуры кристалла их число повышается и обуславливает повышение обратного тока, что обычно приводит к повреждению перехода. Для того, чтобы ограничить температуру работы полупроводников, их корпус монтируют на теплоотводящие радиаторы охлаждения.

Прямое включение

Поменяем местами полюса питания между катодом и анодом. На стороне «n» электроны будут отходить от отрицательного полюса, и проходить к переходу. На стороне «р» дырки, имеющие положительный заряд, оттолкнутся от положительного вывода питания. Поэтому электроны и дырки начнут стремительное движение друг к другу.

Частицы с разными зарядами скапливаются возле перехода, и между ними образуется электрическое поле. Электроны проходят через р-n переход и двигаются в область «р». Часть электронов рекомбинирует с дырками, а остальные проходят к положительному полюсу питания. Возникает прямой ток диода, который имеет ограничения его свойствами. При превышении этой величины диод может выйти из строя.

При прямой схеме диода, его сопротивление незначительное, в отличие от обратной схемы. Считается, что обратно ток по диоду не проходит. В результате мы выяснили, что диоды работают по принципу вентиля: повернул ручку влево – вода течет, вправо – нет воды. Поэтому их еще называют полупроводниковыми вентилями.

Прямое и обратное напряжение

Во время открытия диода, на нем имеется прямое напряжение. Обратным напряжением считается величина во время закрытия диода и прохождения через него обратного тока. Сопротивление диода при прямом напряжении очень мало, в отличие от обратного напряжения, возрастающего до тысяч кОм. В этом можно убедиться путем измерения мультиметром.

Сопротивление полупроводникового кристалла может изменяться в зависимости от напряжения. При увеличении этого значения сопротивление снижается, и наоборот.

Если диоды использовать в работе с переменным током, то при плюсовой полуволне синуса напряжения он будет открыт, а при минусовой – закрыт. Такое свойство диодов применяют для выпрямления напряжения. Поэтому такие устройства называются выпрямителями.

Характеристика диодов

Характеристика диода выражается графиком, на котором видна зависимость тока, напряжения и его полярности. Вертикальная ось координат в верхней части определяет прямой ток, в нижней части – обратный.

Горизонтальная ось справа обозначает прямое напряжение, слева – обратное. Прямая ветка графика выражает ток пропускания диода, проходит рядом с вертикальной осью, так как выражает повышение прямого тока.

Вторая ветка графика показывает ток при закрытом диоде, и проходит параллельно горизонтальной оси. Чем круче график, тем лучше диод выпрямляет ток. После возрастания прямого напряжения, медленно повышается ток. Достигнув области скачка, его величина резко нарастает.

На обратной ветви графика видно, что при повышении обратного напряжения, величина тока практически не возрастает. Но, при достижении границ допустимых норм происходит резкий скачок обратного тока. Вследствие этого диод перегреется и выйдет из строя.

Идёт приём заявок

Подать заявку

Для учеников 1-11 классов и дошкольников

1. Что такое электрический ток?

а) поток воды в реке;

б) движение электронов;

в) направленное движение электронов

2. В каких единицах измеряется мощность электрического тока?

б) лошадиных силах;

3. Как называется прибор, с помощью которого измеряют электрическое напряжение?

4. На каком рисунке изображен резистор?

5. На каком рисунке изображена батарея питания?

6. На каком рисунке изображен полупроводниковый триод – (транзистор)?

7. На каком рисунке изображен трансформатор?

8. Электрическая энергия передаётся по линиям электропередачи с помощью высокого

напряжения, потому что:

а) высокое напряжение наиболее безопасно;

б) меньше потери в проводах при передаче энергии;

в) высокое напряжение удобно использовать

9. Трансформаторы позволяют:

а) преобразовать постоянный ток в переменный;

б) преобразовать переменный ток в постоянный;

в) преобразовать переменный ток одного напряжения определённой частоты;

в переменный ток другого напряжения и той же частоты

10. Диоды используются в электротехнике:

а) в осветительных приборах;

б) в выпрямителях;

в) в трансформаторах

11. Счётчик измерительной энергии измеряет:

б) мощность потребляемой электроэнергии;

в) расход энергии за определённое время

12. Электромагнит – это:

а) катушка со стальным сердечником;

б) спиралевидный проводник;

в) катушка с алюминиевым сердечником

13. Для изготовления пластин коллектора машин постоянного тока применяется следующий

б) электротехническая сталь;

14. Продолжить следующее предложение:

Сопротивление тела человека электрическому току зависит от.

а) роста человека;

б) массы человека;

г) физического состояния человека

15. В асинхронных электрических двигателях:

а) скорость вращения ротора совпадает со скоростью вращения магнитного поля статора;

б) скорость вращения ротора больше скорости вращения магнитного поля статора;

в) скорость вращения ротора меньше скорости вращения магнитного поля статора

1. Как называется величина, описанная в определении?

Упорядоченное движение электронов по проводнику называется……

б) электронный луч;

в) электрический ток;

2. В каких единицах измеряется сила электрического тока?

б) лошадиных силах;

3. Как называется прибор, с помощью которого измеряют мощность электрического тока?

4. На каком рисунке изображен диод?

5. На каком рисунке изображен конденсатор?

6. На каком рисунке изображена электрическая лампа накаливания?

7. На каком рисунке изображена катушка индуктивности?

8. Продолжить следующее предложение:

Электрический ток оказывает на проводник действие.

9. Сердечник силового трансформатора выполняется из:

а) электротехнической стали;

б) электротехнической меди;

г) любого материала

10. К диэлектрикам относятся следующие материалы?

11. Вольтметр измеряет:

б) мощность потребляемой электроэнергии;

в) электрическое напряжение

12. Какие вещества относятся к магнитным материалам?

13. Что обозначают на электрических схемах данным значком (С ₁ ) ?

14. Чему равна наименьшая смертельно опасная сила тока для человека ?

15. Для изготовления каких приборов используются п роводниковые материалы ?

а) корпусов бытовых приборов;

в) якорей электрических машин;

г) контактных зажимов

для тестовых заданий по дисциплине: ” Основы электротехники «,

студента группы: _________

для тестовых заданий по дисциплине: » Основы электротехники «,

студента группы: _________

тестовых заданий по дисциплине: » Основы электротехники «

КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ТЕСТА

« 5 » – 85-100% = 13-15 правильных ответов

« 4 » – 65-84% = 10-12 правильных ответов

« 3 » – 50-64% = 7-9 правильных ответов

« 2 »- менее 49% = 6 и менее правильных ответов

• Карташов Алексей НиколаевичНаписать 2972 01. 10.2015

Номер материала: ДВ-023952

01.10.2015 1230

01.10.2015 505

01.10.2015 1694

01.10.2015 639

01.10.2015 458

01.10.2015 496

01.10.2015 342

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения авторов.

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако редакция сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Задания для освоения дисциплины Электротехника по профессии «Столяр»

3. ЗАДАНИЯ ДЛЯ ОЦЕНКИ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Проверяемые результаты обучения:

У 1; У 2; У3, У4; У5; У6

З1; У 2; З 3; З 4.

Текст задания:

Вариант №1.

1. Что такое электрический ток?

1.Поток воды в реке

2. Движение электронов.

3.Направленное движение электронов.

2. Что называется электропроводкой?

1. Провода, соединяющие групповой щиток, светильники, розетки, стационарные электроприборы.

2. Направленное движение электронов.

3. Схема соединения проводников

3. Что называется электрооборудованием?

1.Совокупность электрических устройств, объединенных общими признаками. 2.провода, соединяющие групповой щиток

4.В каких единицах измеряется напряжение?

1. Амперах

2.Кулонах

3.Вольтах

5.Назовите причину, по которой нельзя сращивать алюминиевый и медный провод скруткой 1.Окисление алюминиевого провода.

2. Ослабевание контакта.

3.Оба ответа правильны

6. Закон Ома выражается формулой..
1. U = R/I

2. I = U/R

3. R=I/U

Начало формы7.Закон Джоуля-Ленца выражается формулой … 1 .

2. Q = I²Rt

3. I/RU = R/I

8. Какая электрическая схема не относится к типам электрических схем?

1. Схема электрическая структурная

2. Схема разделения

3.Схема электрическая соединений

9.Электрические лампы в электрической цепи не могут соединяться

1.Последовательно.  

2.Параллельно.

3. Перпендикулярно.  

10.Как обозначается резистор переменный?

1 2 3

11.Участок электрической цепи состоит из трех ламп, соединенных параллельно.  Одну лампу включают.  Сколько ламп будет гореть при наличии напряжения в цепи? 1. 1

2. 2

3. Все;

12.Если напряжение в сети равно 220 в, сопротивление лампы — 20 ом, тогда сила тока в цепи равна…

1. Начало формы

4400 А

2.11 А

3. 110 А

13. Что не входит в основные элементы электрических сетей?

1. Электропроводки

2.Аппаратуры защиты от коротких замыканий и перегрузок

3. Дозиметры

14. Как называется прибор, с помощью которого измеряют электрическое напряжение?

1. Вольтметр 2. Амперметр. 3. Ареометр.

15. Каким прибором измеряют величину сопротивления?

1. Омметром

2. Ваттметром.

3. Линейкой.

16.Диоды используются в электротехнике:

1. В нагревательных приборах

2. В выпрямителях

3. В электродвигателях

17. Коллекторные двигатели используются:

1.В электроприводе станков

2.В стартерах автомобилей

3. В холодильниках

18. Для преобразования переменного тока в постоянный используются:

1. Двигатели

2. Генераторы

3. Выпрямители

19.Трансформатор служит для:

1.Трансформации тока при постоянстве напряжения

2.Преобразования напряжения одной величины в напряжение другой величины 3.Преобразования электрической энергии в другие виды энергии

20.Область применения асинхронных двигателей:

1.Электропривод

2.Электротяга

3. Электроцепей освещения

21.Основные источники электрической энергии: 1.Тепловые, атомные и гидроэлектростанции 2.Электродвигатели 3.Выпрямители 4.Нагревательные приборы 5.Осветительные приборы

22. Медный провод с изоляцией из полиэтилена имеет марку:

1. ТРП 2. КГ 3. ППВ 

23. Какие типичные дефекты не относятся к паянию металла? 1.Трещина 2.Непропаяный шов 3.Излом в месте спая. 4.Окисление шва.

24. Последовательно или параллельно с бытовым прибором в квартире включают плавным предохранитель на электрическом щите:

1.Можно последовательно, можно и параллельно 2.Последовательно 3.Параллельно

25.Бытовая электрическая сеть может передавать электроэнергию мощностью 1,5 кВт. Можно ли подключить к этой сети одновременно чайник мощностью 1кВт и пылесос мощностью 0,8 кВт?

1.Можно 2. Нельзя 3.Иногдада можно

26. Агрегаты какого класса энергопотребления бытовой техники считаются самыми экономичными? 1.А 2. В 3. С 4. D 5.E 6.F 7. G

27.Проводниковые материалы используются для изготовления:Начало формы

1.корпусов бытовых приборов 2.проводов 3.якорей электрических машин
4.контактных зажимов

28.К диэлектрикам относятся
1.латунь 2.бронза 3.пластмасса

29.Диэлектрики применяют для изготовления

1.магнитопроводов 2.корпусов штепсельных вилок 3.корпусов бытовых приборов
4.обмоток катушек индуктивности

Начало формы

30. Какое из способов соединений не относится к соединению проводов:

1.Опрессовка. 2. Сварка. 3. Пайка. 4. Связка. 5. Клемники.

Вариант №2

1. Что называется электрической цепью? 1.Преобразования напряжения одной величины в напряжение другой величины2.Совокупность устройств, образующих путь для прохождения электрического тока. 3.направленное движение электронов.

2. Что такое напряжение?

1.Разность потенциалов между двумя точками, например, между фазным и нулевым проводом.2. Направленное движение электронов.

3. Электрический ток в металлах — это…Начало формы

1.беспорядочное движение заряженных частиц
движение ионов 2.направленное движение свободных электронов
движение электронов
4.Что измеряется в Омах?

+1.Сопротивление 2.  Напряжение      3.Мощность.

5. Что из перечисленного не понадобится для соединения проводов пайкой? 1.Припой. 2.Канифоль. 3.Электроды 4. Наждачная бумага. 5.Паяльник.

6. Закон Киргофа выражается формулой…
1. 2.Q = I²Rt3.m = kIt

7.Закон Фарадея выражается формулой

1.I/R U = R/I 2.m = kIt3.Q = I²Rt

8.Наиболее широко используется подключение электрических элементов (потребителей) к сети:

1.Параллельное 2. Смешанное 3. Неравномерное.

9. Как обозначается полное сопротивление?

1. 2 3

10. Участок электрической цепи состоит из четырех ламп, соединенных  последовательно. При включении напряжения одна лампа перегорела.  Сколько  ламп останется гореть?

1.-3  2.-2;   3.-1;  4.-ни одной.

11. Что не входит в основные элементы электрических сетей?

1.Приборы контроля. 2. Градусники. 3. источников, потребителей и распределительных 4.Устройств, препятствующих помехам радиоприему

12. С помощью какого прибора измеряют силу электрического тока?

1.Омметра.   2.Манометра. 3.Амперметра.

13.Трансформаторы позволяют:

 1.Преобразовать постоянный ток в переменный 2.Преобразовать переменный ток в постоянный 3.Преобразовать переменный ток одного напряжения определённой частоты в переменный ток другого напряжения и той же частоты

14. Коллекторные двигатели позволяют:

1.Уменьшить потери электрической энергии 2.Уменьшить габариты двигателя

3.Плавно менять скорость вращения ротора 4.Работать в цепях постоянного и переменного тока

15. Технические устройства, в которых используется электромагнитное действие электрического тока:

1.Электрические двигатели и генераторы 2.Осветительные приборы 3.Нагревательные приборы 4.Линии электропередачи 5.Предохранители

16.Области применения коллекторных двигателей:

1.Электротранспорт, швейные машины и другие устройства, где требуется изменение скорости вращения ротора в широких пределах 2.Электропривод 3.Осветительные приборы 4.Нагревательные приборы 5. Выпрямители

17.Автоматические устройства позволяют поддерживать постоянную температуру:

1.Ламп накаливание 2. Электрических двигателей  3.Электроутюгов   4.Люминесцентных ламп    5.Внутри холодильников

18.Счётчик измерительной энергии измеряет:

1.Силу тока 2.Напряжение сети 3.Мощность потребляемой электроэнергии 4.Расход энергии за определённое время

19. Медный провод с изоляцией из ПВХ имеет марку:

1. ТРП 2. КГ 3. ППВ 

20.Выберите из нижеперечисленных устройств те, в которых используется электромагнитное  действие электрического тока:

1.Реле.  2. Батарея.   3. Трансформатор.   4.Телефон.    5.Настольная лампа .   6.Громкоговоритель. 7. Колебательный контор

21.Автоматический регулятор(автоматическое устройство замкнутого типа) включает: 1.Усилитель, датчик, исполнительное устройство 2.Датчик, задающий орган, элемент сравнения, исполнительное устройство, объект управления 3. Объект управления, датчик, элемент сравнения

22. Какое действие не относится к проверке качеству паяния электрическим паяльником? 1.Внешний осмотр 2.Герметичность 3.Твердость 4.Перегиб

23.Выберете из нижеперечисленных элементов те, которые не являются  составными частями двигателя постоянного тока:

1.Коллектор.  2. Электромагнит  щётки 3.Якорь.   4.Возвратная пружина.  

24. Какая электрическая схема не относится к типам электрических схем?

1.Электрическая подключения 2.Электрическая общая. 3.Электрическая коммутационная 4.Схема расположения

25.Потребители электроэнергии имеют мощности: електрочайник-1 кВт, стиральная машина- 1 кВт, пылесос- 0,8 кВт, осветительные приборы- 0,5 кВт. Напряжение сети 220 В. Предохранитель , обеспечивающий работу этих потребителей должен иметь ток срабатывания: 1.10 А; 2.15 А; 3.20 А; 4.25 А.

26. Какая из ламп одинаковой мощности меньше употребляет энергию?

1.Диодная 2. Энергосберегающая, 3. Лампа накаливания.

27. Магнитные материалы применяют для изготовления 1.Начало формырадиотехнических элементов 2.экранирования проводов 3.обмоток электрических машин

28.Диэлектрики применяют для изготовления

1.магнитопроводов 2.корпусов штепсельных вилок 3.корпусов бытовых приборов
4.обмоток катушек индуктивности

29. Из каких металлов состоит припой?

1. Сталь и алюминий   2.Титан и магний     3.Свинец и олово

30. Какое из способов соединений не относится к соединению проводов:

1.Сращивание. 2. Сварка. 3. Спайка. 4. Намот.

Силовая электроника. Активные и пассивные компоненты

17.12.2018

Одной из особенностей современной электроники является значительная степень взаимной интеграции отдельных областей. Посмотрите на материнскую плату компьютера – помимо собственно вычислительных элементов на ней можно увидеть и сравнительно мощные преобразователи (типичные представители силовой электроники), понижающие стандартные напряжения, отдаваемые блоком питания компьютера, до необходимых для работы процессоров и других микросхем величин. Такие примеры наводят на мысль, что выделить и единой фразой описать всю силовую электронику довольно сложно. Можно сказать, что силовая электроника – это область, имеющая дело с преобразованием электрической энергии, используемой в дальнейшем для питания каких-либо электронных и электромеханических устройств. Противопоставляя силовую электронику другим разделам – например, системам, связанным с передачей и обработкой сигнала и данных, можно утверждать, что силовая электроника в основном имеет дело с бóльшими мощностями. Их величина для АС/DC преобразователей, используемых в большинстве современных бытовых приборов – компьютерах, телевизорах и т.п. – лежит в пределах от десятков до сотен ватт. В наиболее распространенных промышленных приложениях силовой электроники – приводах с изменяемой скоростью, основанных на преобразовании частоты переменного тока – диапазон мощностей составляет от сотен ватт до десятков мегаватт.

Сложившийся способ классификации устройств силовой электроники основан на указании рода тока (AC – переменный, DC — постоянный) на входе и на выходе. Нетрудно подсчитать, что такой способ порождает четыре возможных класса устройств:

• AC-DC (управляемые выпрямители)
• DC-AC (инверторы)     
• DC-DC конверторы
• АС-АС конверторы

Наиболее яркой особенностью современных схем всех указанных устройств является, наверное, широкое использование импульсных режимов работы, требующих применения т.н. «ключевых» элементов, основное время находящихся в одном из двух режимах работы – открытом или закрытом. Задача ключей – отбор мощности из первичной цепи в фазе с колебательными процессами самого устройства. Энергия, отбираемая на входе, передается в выходные цепи, формирующие требуемое выходное напряжение Идеальный ключ при работе не нагревается – в открытом состоянии падение напряжения на нем равно нулю, а в закрытом нет тока, так что произведение напряжения на ток всегда ноль. Приближение режимов работы ключевых элементов к идеальным – залог высокого КПД и малых габаритов устройства. Частота открытия-закрытия ключевых элементов – одна из важнейших характеристик импульсных устройств. Ее повышение, как известно, позволяет уменьшить габариты пассивных компонентов схемы.

Импульсные высокочастотные режимы работы, являясь ключом к высокому КПД, вместе с тем порождают высокочастотные пульсирующие и переменные токи и напряжения, которые требуют адекватной работы всех элементов схемы – как активных, так и пассивных. Поэтому элементы, используемые в импульсной силовой электронике, как правило, работают в более напряженных условиях, чем их собратья в линейных цепях.

Следствием достоинств современных силовых импульсных устройств является один из главных их недостатков – сложность схемотехники и, следовательно, проблематичность ремонта таких устройств. Кроме того, возможность использования силовых электронных устройств в условиях промышленных предприятий, зачастую принципиально необслуживаемый характер работы, — все это требует от схемотехники и используемых компонентов значительного запаса надежности. Указанные обстоятельства, помимо прочих, и привели к тому, что элементы силовой электроники выделяются поставщиками в отдельную группу. К этой группе непосредственно примыкают также компоненты для мощных электротехнических приложений – пусковые и рабочие конденсаторы электродвигателей, конденсаторы коррекции коэффициента мощности, мощные резисторы, предохранители, провода и разъемы.

Пассивные компоненты силовой электроники

Конденсаторы DC-link

Конденсаторы этого типа предлагаются известным производителем — фирмой WIMA — в качестве альтернативы электролитическим конденсаторам в промежуточных цепях преобразователей. Примером использования такой схемы может быть преобразователь частоты для питания асинхронного двигателя. Первичное напряжение однофазной или трехфазной сети напряжением 220/380 В и частотой 50 Гц выпрямляется входными цепями (диодным мостом), сглаживается емкостью промежуточной цепи и поступает на мостовую схему, формирующую выходное напряжение нужной частоты и уровня. Естественным и распространенным решением является использование в промежуточных цепях высоковольтных электролитических конденсаторов, обладающих значительной удельной емкостью и, следовательно, способных сгладить значительные пульсации выпрямленного тока даже при невысоких сетевых частотах. Однако «врожденные» недостатки электролитических конденсаторов – невысокие рабочие напряжения (до 500 В), значительное эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), уменьшение емкости за время жизни (за счет высыхания электролита) – делают именно электролитические конденсаторы промежуточной цепи тем «слабым звеном», которое существенно сказывается на надежности прибора в целом. Следует отметить, что указанные недостатки критичны как раз для мощных сетевых преобразователей – выпрямленное напряжение сети имеет величину более 300 В, импульсный характер работы преобразователя порождает значительные пульсации тока, которые в сочетании с высоким ESR приводят к разогреву конденсатора. Выход видится в использовании пленочных конденсаторов высокой емкости. Конденсаторы DC-link, обладая низким ESR, способны чрезвычайно быстро отдавать значительную мощность, что позволяет поддерживать постоянное напряжение в промежуточной цепи, несмотря на значительные пиковые токи, потребляемые системой. Пленочные конденсаторы не имеют ограничений по рабочему напряжению и могут быть рассчитаны на характерные напряжения промежуточных цепей – 500-1500 В. Кроме этого, срок службы и надежность конденсаторов DC-link существенно выше, чем электролитических.

Конденсаторы электродвигателей

Для сдвига фаз при пуске и работе асинхронных двигателей широко используются конденсаторы, включаемые, например, последовательно с обмоткой двигателя. Как правило, в качестве таких конденсаторов используются пленочные конденсаторы, отличающиеся достаточно высокой емкостью и надежностью. В высококачественных конденсаторах фирмы «Ducati» в качестве диэлектрика используется полипропилен. Электроды выполняются вакуумным напылением, что, при достаточно низком сопротивлении, обеспечивает их минимальную толщину и способность к самовосстановлению – при замыкании электродов в какой-нибудь точке металлическая пленка моментально выгорает, уничтожая паразитный контакт. Это повышает надежность и безопасность цепи, снижает габариты конденсаторов, исключает утечку. На случай существенного аварийного разогрева конденсаторов, согласно стандарту EN 60252-1, конструкция пусковых и рабочих конденсаторов предусматривает «управляемое разрушение», размыкающее контакт между выводами и обкладками за счет давления газов внутри корпуса.

Поскольку пусковой и рабочий режимы асинхронного двигателя существенно различаются, для пуска мотора под нагрузкой необходимо включение дополнительной емкости. С этой целью могут использоваться пусковые конденсаторы, выполняемые по электролитической технологии. Чрезвычайно высокая удельная емкость делает «электролиты» во многих случаях незаменимыми, несмотря на все их недостатки (значительное сопротивление, нестабильность характеристик, низкая надежность). Необходимым условием их использования является кратковременный режим работы – не больше нескольких секунд – после чего пусковой конденсатор должен быть отключен во избежание разогрева и возможного взрыва конденсатора.

Конденсаторы коррекции коэффициента мощности

Коэффициент мощности цепи переменного тока равен косинусу угла сдвига фаз между током и напряжением. Активная мощность – та, которую можно преобразовать в тепло, свет или работу – равна произведению тока на напряжение и на коэффициент. Соответственно, чтобы получить фиксированную активную мощность при определенном напряжении, необходимо обеспечить ток тем больший, чем меньше коэффициент мощности. Увеличение тока сопровождается увеличением омических потерь в проводах, увеличением размеров трансформаторов, проводов и других элементов цепи. Таким образом, борьба за увеличение коэффициента мощности – одна из основных забот разработчика схемы. Простейшим и наиболее применяемым способом повышения коэффициента мощности является включение в цепь реактивных элементов, «обратных» по реактивному действию к основным элементам цепи. Для схем с электродвигателями переменного тока, обладающих значительной индуктивностью, такими компенсирующими элементами являются конденсаторы. Компенсирующие конденсаторы могут устанавливаться для каждого потребителя, а могут работать в составе установок компенсации реактивной мощности (УКРМ). Низковольтные компенсирующие конденсаторы изготавливаются по пленочной технологии с использованием полипропилена как диэлектрика. Обкладки формируются вакуумным напылением, что позволяет конденсатору «самовосстанавливаться» при пробое. Сформированный прибор помещается в корпус либо одиночно (однофазный), либо в составе сборки (трехфазный).

Поскольку конденсаторы этого типа работают вместе с электродвигателями, они рассчитаны на значительные пусковые токи, а также на кратковременное превышение рабочего напряжения. В целях безопасности, конденсаторы заполнены азотом и оборудованы разъединителем при превышении давления внутри корпуса.

В нашем каталоге представлены компенсирующие конденсаторы “Ducati” и “Electronicon”.

Мощные резисторы

Как и в других разделах электроники, в силовой электронике чрезвычайно широко используются резисторы. Основной особенностью их силового применения является необходимость рассеивания значительной мощности. Среди «силовых» амплуа резисторов можно упомянуть токоизмерительные, зарядные и разрядные, тормозные, элементы снабберов и т.д. Для некоторых из этих целей (в основном, как нагрузочные и тормозные) могут быть использованы мощные проволочные резисторы, представленные в нашем каталоге производителями “Danotherm” “Arcol” “ATE” и некоторыми другими. Простейшие выводные резисторы мощностью рассеяния от 2 до 15 Вт фирмы “ATE” серии CS намотаны медно-никелевым или никель-хромовым проводником на керамическом каркасе и покрыты силиконом, что обеспечивает рабочие температуры от -55 до +350. Для снижения индуктивности в резисторах может применяться бифилярная намотка Айртона-Перри (проволочные резисторы с нулевой индуктивностью).

Для более мощных приложений могут быть использованы резисторы в алюминиевых корпусах различных конфигураций, предназначенные для установки на радиатор. Примером могут служить резисторы серий HS и HSD, а также многочисленные представители серии “Alpha” фирмы “Danotherm”.

Еще более мощные тормозные и нагрузочные резисторы могут быть построены из наборных стальных элементов, обеспечивающих хорошее воздушное охлаждение. В качестве примера упомянем серию резисторов “Tera” (обозначение BRC/BRD с суффиксом исполнения – C, D, F, M и N).

Если для использования в качестве тормозных и нагрузочных могут подойти проволочные и наборные резисторы, не имеющие альтернативы по мощности (кроме еще более мощных резисторов с водяным охлаждением), то для использования в импульсной схемотехнике в качестве токоизмерительных и снабберных, более оправданы мощные толстопленочные резисторы. Это объясняется несколькими факторами – потребность в чрезвычайно низкой паразитной индуктивности элементов, работающих в составе импульсных цепей, малые габариты с возможностью планарного монтажа, меньшие требуемые мощности рассеяния по сравнению с нагрузочными и тормозными резисторами.

В нашем каталоге наиболее широко представлены мощные пленочные резисторы фирм Caddock и Arcol. Среди них можно упомянуть серию мощных измерительных резисторов MP (Caddock), выпускающихся в выводных корпусах TO-126, TO-220, TO-247, более привычных для диодов и транзисторов. Использование этих типов корпусов упрощает установку измерительных резисторов на радиатор (например, общий с ключевыми и выпрямительными элементами). Подобные серии резисторов выпускаются Arcol под обозначением AP с цифровым кодом, определяемым типом корпуса. Также эти производители предлагают мощные пленочные SMD-резисторы различных типоразмеров (серии CC, CD, CHR у Caddock и АР5025 у Arcol).

Для более мощных (в том числе и не измерительных) приложений Arcol предлагает широкую номенклатуру пленочных резисторов с винтовыми клеммами серий FPA100, FPA250 и FPA600 (число обозначает мощность рассеяния в ваттах).   

Дискретные полупроводники, лампы

Ключевые и выпрямительные элементы

Первыми приборами «силовой электроники» принято считать ртутные выпрямительные лампы, некоторые разновидности которых (игнитроны) используются и поныне. «Силовой» особенностью этих ламп является катод из жидкой ртути, способный работать с большими токами без эрозии и разрушения, свойственным твердым катодам. Позже был разработан ряд вакуумных и газонаполненных ламп (тиратроны и их родственники), адаптированный к ключевому режиму работы. По мере развития твердотельной электроники и появления полупроводниковых приборов – диодов, тиристоров, транзисторов — использование ламп в силовой электронике стало сокращаться и сейчас с их использованием решаются лишь некоторые специальные задачи.

Диоды

Диоды – двухэлектродные нелинейные элементы – наверное, самые применяемые полупроводниковые приборы. Основная область применения силовых диодов – это выпрямление переменного тока за счет существенной нелинейности вольт-амперной характеристики. Львиная доля всех выпрямительных диодов перекрывается диодами с p-n переходом и диодами Шоттки. Основные различия между этими типами лежат в плоскостях времени восстановления, прямого падения напряжения, обратного тока и рабочего напряжения. Время восстановления диода Шоттки меньше, чем диода с p-n переходом. Падение напряжения в открытом состоянии также меньше (от 0.15 до 0.46 В для типов 1N5817 и 1N5711 соответственно, по сравнению с 0,7 В у кремниевого диода с переходом при токе 1 мА). Однако больший ток утечки с положительным температурным коэффициентом (могущим вызвать неконтролируемый фатальный разогрев при неправильном теплоотводе) и меньшие рабочие напряжения диодов Шоттки требуют определенной аккуратности в их использовании. Все это определяет предпочтительное использование диодов с p-n переходом в сетевых выпрямителях (во входных цепях преобразователей), где частота невелика, а рабочие напряжения значительны. Диоды Шоттки чаще применяются в выходных выпрямителях низковольтных (до десятков вольт) преобразователей, где они работают на рабочих частотах в десятки и сотни килогерц.

Поскольку диоды часто используются в составе двухтактных схем, подразумевающих наличие нескольких диодов, широкое распространение получили диодные сборки («мосты» и модули), объединяющие несколько диодов в едином корпусе. Также диоды могут включаться в состав мощных модулей вместе с ключевыми элементами – тиристорами и транзисторами.

Кроме выпрямительных диодов, в силовой электронике широко применяются и другие двухэлектродные полупроводниковые приборы. Среди них следует упомянуть переключающие – несимметричные и симметричные динисторы – и ограничивающие – TVS-диоды.

Основное свойство динистора – это способность, во-первых, скачком переходить в проводящее состояние при превышении напряжения на нем выше некоторого порога и, во-вторых, оставаться в этом состоянии, пока через него протекает ток. Вообще говоря, его поведение аналогично поведению его близкого родственника – тиристора, с тем лишь отличием, что у динистора отсутствует управляющий электрод.

Супрессорный или TVS диод в чем-то подобен стабилитрону. Как и стабилитрон, TVS переходит в проводящее состояние при превышении обратного напряжения выше некоторого порога. Отличие состоит в том, что стабилитрон не рассчитан на значительные токи и предназначен для стабилизации, а супрессор может выдерживать значительные импульсные токи и предназначен для защиты элементов схемы от паразитных выбросов напряжения. В этом смысле он подобен разряднику, но лишен многих его недостатков. Одними из первых на рынке появились TVS-диоды под маркой “Transil”, в связи с чем это слово стало синонимом TVS-диода вообще. В настоящее время, кроме марки «Transil», в продаже имеются TVS-диоды под марками “TransZorb”, «Insel» и другие.

Распространенные системы обозначения полупроводниковых элементов

Существует несколько стандартных систем обозначения полупроводников, включающих в себя и обозначения силовых диодов. Наиболее распространенными являются системы обозначений EIA/JEDEC (изначально принятая в США), Pro Electron (широко используемая европейскими производителями) и JIS (детище японской ассоциации производителей электроники, распространенная в азиатско-тихоокеанском регионе).

Обозначение полупроводникового прибора по EIA/JEDEC состоит из цифры, обозначающей количество переходов в приборе, обязательной буквы N и четырехзначного числа – регистрационного номера прибора. Обозначения диодов, таким образом, начинаются с 1N. Из следующего за 1N числа, вообще говоря, невозможно извлечь априорной информации об устройстве прибора и его характеристиках. Опытный разработчик может помнить наиболее распространенные приборы, например «классические» выпрямительные кремниевые диоды 1N4001-1N4007 с током до 1А и напряжения от 50 до 1000В, или 1N5400-1N5408 с током до 3А.

Стандарт обозначений Pro Electron более информативен. Изначально он создавался так, чтобы включить в себя стандарт обозначения радиоламп “Mullrad-Philips”, хотя теперь это его свойство используется редко. Обозначение прибора строится из первой буквы, обозначающей тип полупроводника, второй буквы – типа прибора, необязательной третьей буквы, символизирующей специальное назначение прибора, и серийного номера прибора.

А	Германий
В	Кремний
C	Арсенид Галлия
R	Другие (в т. ч. приборы без перехода)

Таб.1 Первая буква обозначения (наиболее употребительные)

А	Маломощные импульсные и универсальные диоды
В	Варикапы
C	Маломощные НЧ транзисторы
D	Мощные НЧ транзисторы
E	Туннельные диоды
F	Маломощные ВЧ транзисторы
G	Гибридные устройства
H	Сенсоры и диоды на эффекте Холла
L	Мощные ВЧ транзисторы
M	Кольцевые смесители
N	Опто-изоляторы
Q	Светодиоды
R	Маломощные переключающие устройства (тиристоры, динисторы, симисторы и т. д.)
S	Маломощные ключевые транзисторы
T	Мощные переключающие устройства
U	Мощные ключевые транзисторы
W	Приборы на поверхностных акустических волнах
X	Умножители частоты
Y	Мощные выпрямительные диоды
Z	TVS диоды (“Transil”)

Таб. 2 Вторая буква обозначения

К основному обозначению через дефис или дробь может прибавляться дополнительное, несущее информацию о различных параметрах (рабочем напряжении, усилении, напряжении стабилизации и его точности и т.д.).

Таким образом, примером обозначения мощного выпрямительного диода может быть BY228.

Система Pro Electron широко используется для обозначения дискретных приборов. Изначально включенные в стандарт обозначения интегральных схем не получили распространения.

Обозначение по стандарту JIS-C-7012 (национальный стандарт Японии – электроника и электротехника – система обозначения дискретных полупроводников) состоит из первой цифры – числа переходов в приборе, следующей обязательной буквы S и буквы типа прибора.

-	Диоды
A	ВЧ PNP биполярные транзисторы
B	ЗЧ PNP биполярные транзисторы
C	ВЧ NPN биполярные транзисторы
D	ЗЧ NPN биполярные транзисторы
E	Диоды
F	Тиристоры
G	Диоды Ганна
H	Двухбазовый диод (однопереходной транзистор)
J	Р-канальные полевые транзисторы
K	N-канальные полевые транзисторы
M	Симисторы
Q	Светодиоды
R	Выпрямительные диоды
S	Сигнальные диоды
T	Супрессоры (TVS, «transil»)
V	Варикапы
Z	Стабилитроны

Таб. 3 Третий символ обозначения

Затем следует порядковый регистрационный номер, возможно дополненный суффиксом, обозначающим подкласс прибора по напряжению и т.п.

Из обозначения на корпусе прибора может быть исключены первая цифра и буква «S», что может породить путаницу, поскольку из обозначения по стандарту Pro Electron может «выпасть» первая буква.    

Существует большое количество «фирменных» систем обозначений элементов, введенных производителями для своей продукции. Для силовых диодов практически важной является система, используемая, в частности, таким гигантом, как «Vishay». Вначале обозначения идет число, символизирующее максимальный рабочий ток в амперах, затем следует буквенный код, определяющий технологию и временные параметры диода, затем следует число, указывающее обратное напряжение в десятках вольт. Так из обозначения 40HF10 следует максимальный ток 40А и напряжение 100В.

Номенклатура корпусов силовых диодов довольно разнообразна. Наиболее употребительными на данный момент являются диоды и сборки в цилиндрических выводных аксиальных корпусах DO-15, DO-35, DO-41, DO-201A; выводных корпусах TO-220, TO-220A, ITO-220A, TO-220AB, TO-247AC, TO-3P, TO-225AA. Также широко используются планарные корпуса диодов DPAK, D²PAK, DO-214, SOT-23.   

Для мощных приложений могут использоваться корпуса с винтовыми и ножевыми клеммами. Примером из нашего каталога могут являться выпрямительно-ключевые модули фирмы «Semikron» в корпусе типа “Semipack” (SKKD – винтовые клеммы и SKKE — ножевые).

Перейти к списку статей

Каковы виды использования и применения диода? – Все о технике

Главная > Электрика > Каковы виды использования и применения диода?

Диод представляет собой полупроводниковый прибор с двумя выводами, который проводит электрический ток только в одном направлении, когда разность потенциалов между его выводами превышает определенный предел. Диоды являются наиболее часто используемыми устройствами в любых электронных устройствах, и их применение безгранично, что зависит от типов диодов.

В этой статье мы обсудим области применения диодов (включая различные типы диодов)

СОДЕРЖАНИЕ СОДЕРЖАНИЕ

• 1 Применение диодов включает в себя
  • 1,1 1) Выпрямление
    • 1,1.1 Полуновая выпрямление
    • 1.1.2 Полное выпрямление волновой.
    • 1.3 3) Изоляция источника
    • 1.4 4) В качестве опорного напряжения
    • 1.5 5) Смеситель частот
    • 1.6 6) Детектор огибающей АМ или демодулятор (диодный детектор)
    • 1.7 90 Источник света 6 as1 90 Диод0011 1.8 8) В качестве датчика
      • 1.8.1 В качестве датчика температуры
      • 1.8.2 В качестве датчика освещенности
      • 1.8.3 9) Солнечная или фотоэлектрическая батарея
    • 1.9 10) В качестве машинки для стрижки
    • 1.10 11) As a Clamper
    • 1.11 12) Circuit Protection
      • 1. 11.1 Protection against Reverse Current
      • 1.11.2 Protection against Reverse Polarity
      • 1.11.3 Protection against Surges
  Области применения диодов включают

  Ниже приведены некоторые области применения диодов, используемые в нашей повседневной жизни:

  • Выпрямление
  • Как переключатель
  • Изоляция источника
  • В качестве опорного напряжения
  • Смеситель частот
  • Детектор огибающей AM или демодулятор (диодный детектор)
  • В качестве источника света
  • В качестве датчика температуры
  • В качестве датчика освещенности
  • Солнечная батарея или фотогальванический элемент
  • Как Клипер
  • В качестве фиксатора
  • Защита от обратного тока
  • Защита от обратной полярности
  • Защита от скачков напряжения

  Читайте также: Тиристор | Его работа, типы и применение

  1) Выпрямление

  Впервые диоды были использованы для целей выпрямления для преобразования сигнала переменного тока в однонаправленный сигнал постоянного тока (чистый звуковой сигнал) в радиоприемниках или источниках питания и т. д. Диоды используется в основном в двух типах ректификации;

  Однополупериодное выпрямление

  Преобразование только полуволны сигнала переменного тока в сигнал постоянного тока называется однополупериодным выпрямлением. Такой тип выпрямления достигается использованием всего одного диода, но ценой потери половины сигнала.

  Двухполупериодный выпрямитель

  Двухполупериодный выпрямитель преобразует двухполупериодный сигнал переменного тока в сигнал постоянного тока. он состоит из четырех диодов в определенной конфигурации, известной как мостовой выпрямитель.

  Может преобразовывать полную волну сигнала переменного тока в сигнал постоянного тока.

  2) Как переключатель (в логических элементах)

  Диод действует как переключатель, который включается при прямом смещении и выключается при обратном смещении. Он используется в логике RDL (резисторно-диодная логика). Хотя эта конструкция не используется в современных схемах, вы можете легко спроектировать базовые логические элементы, используя диоды и резисторы.

  3) Изоляция источника

  Оптопара или оптоизолятор представляет собой устройство, состоящее из светодиода (ИК-диода или ЛАЗЕРНОГО диода) и фотодатчика для передачи сигнала между двумя цепями. Электрическая связь между цепью источника и управляемой цепью отсутствует. Таким образом, он изолирует источник от высокого напряжения.

  4) В качестве опорного напряжения

  Стабилитрон используется в качестве опорного напряжения в различных электронных схемах для обеспечения стабильного напряжения смещения. Он работает как стабилизатор напряжения при обратном смещении и обеспечивает стабильное напряжение в широком диапазоне тока.

  5) Смеситель частот

  Смеситель частот представляет собой схему, которая обеспечивает новый сигнал, частота которого представляет собой сумму или разность двух входных сигналов. Диоды используются в смесителе частоты для смещения частоты сигнала, например, при модуляции сигнала для передачи или демодуляции в супергетеродинном приемнике.

  6) Детектор огибающей АМ или демодулятор (детектор диодов)

  Диод с конденсатором — это самая простая и дешевая схема, используемая для демодуляции АМ-сигнала. Сигнал звукового сообщения хранится в огибающей модулированного АМ-сигнала, который обнаруживается диодом, поскольку он допускает только положительный полупериод сигнала.

  7) Диод как источник света

  Диод, такой как светодиод (светоизлучающий диод) или лазерный диод, преобразует электрическую энергию в энергию света. Светодиод обеспечивает рассеянный свет, а лазерный диод обеспечивает луч сходящегося света. Светодиоды используются в системах освещения, таких как вспышки и т. д., а лазерные диоды используются в оптической связи, указателях, принтерах, сканерах и т. д.

  Также читайте : Как проверить диод и методы тестирования диода, светодиода и стабилитрона

  8) В качестве датчика

  Диод можно использовать в качестве датчика температуры и света.

  В качестве датчика температуры

  Согласно уравнению Шокли прямой ток диода зависит от температуры. Фактически, если прямое напряжение остается постоянным, повышение температуры уменьшает прямой ток. Его можно использовать для измерения температуры.

  Пельтье или термодиод используется для контроля нагрева в микропроцессорах.

  В качестве датчика света

  Фотодиод — это светочувствительный диод, преобразующий световую энергию в электрическую. Он разработан с открытым соединением с отверстием для света. Когда фотонная частица попадает на соединение, она высвобождает пару электрон-дырка, которая создает потенциал на ее концах.

  Применяются в оптической связи, дымовых извещателях, ИК извещателях.

  9) Солнечная батарея или фотоэлектрический элемент

  Фотоэлектрический элемент, используемый в солнечных панелях, преобразует солнечную энергию в электрическую. Разница между фотодиодом и фотогальваническим элементом заключается в том, что для фотодиода требуется соединение с обратным смещением, в то время как для фотогальванического элемента смещение не требуется.

  Читайте также: Как проверить конденсатор? Использование различных методов

  10) В качестве ограничителя

  Ограничитель представляет собой схему, состоящую из диодов, которая используется для формирования формы волны сигнала путем ограничения или вырезания либо части положительной половины, либо отрицательной, либо обеих половин сигнала. он используется для ограничения напряжения в заданной точке.

  11) В качестве ограничителя

  Ограничитель представляет собой схему, которая добавляет положительный или отрицательный сдвиг значения постоянного тока к сигналу без искажения его формы. Размах сигнала остается прежним. Фиксатор состоит из диода с конденсатором.

  12) Защита цепи

  Диоды также используются для защиты цепи по многим причинам.

  Защита от обратного тока

  Защитный диод используется в цепи для предотвращения протекания обратного тока, который может привести к повреждению источника или компонентов внутри цепи.

  Защита от обратной полярности

  Диод используется для защиты от обратной полярности в цепи. Обратная полярность батареи может привести к повреждению компонентов схемы. Таким образом, диод, который позволяет току течь только в одном направлении, используется для остановки тока в таких случаях.

  Защита от скачков напряжения

  Диоды специального типа, известные как диоды TVS (подавление переходного напряжения), используются для подавления скачков высокого напряжения. Эти диоды не проводят ток в нормальных условиях, но они предотвращают повреждение компонентов, заземляя пики высокого напряжения.

  применений диода | bartleby

  Что такое диод?

  Диоды — это двухконтактные компоненты, используемые во многих электронных и электрических приложениях. Течение тока в таких компонентах однонаправленное. Диод обеспечивает очень низкое сопротивление в одном направлении, но в противоположном направлении он обеспечивает очень высокое сопротивление. Одной из общих функций диода является обеспечение протекания тока в прямом направлении и сопротивление протеканию тока в обратном направлении. Однако, помимо этого простого функционирования диодов, диоды вообще имеют нелинейные вольт-амперные характеристики. Например, полупроводниковые диоды проводят ток только тогда, когда в прямом направлении достигается определенное пороговое напряжение или предпочтительно напряжение отсечки. Они известны как диоды прямого смещения. Кроме того, при достижении определенного напряжения, известного как напряжение пробоя, высокое сопротивление, обеспечиваемое диодами в обратном направлении, достигает низкого значения сопротивления.

  CC BY-SA 2.5 | Кредиты изображений: https://commons.wikimedia.org | Morcheeba

  Изменение падения напряжения на выводах диода при изменении протекающего тока незначительно, оно в значительной степени зависит от колебаний температуры. Это характерное поведение заставляет диод действовать как датчики температуры или устройства опорного напряжения. Устройства опорного напряжения — это те устройства, которые выдают постоянный сигнал напряжения при изменении входного тока, перепадах напряжения питания, изменениях температуры и т. д. Диод можно спроектировать для различных применений, адаптировав вольт-амперные характеристики диодов. Этого можно достичь путем выбора подходящих полупроводниковых материалов и характера легирования, вводимого в процессе производства. Диоды, изготовленные по этой технологии, известны как диоды специального назначения. Стабилитроны (диоды, которые используются для регулирования напряжения), лавинные диоды (диоды, которые используются для контроля скачков напряжения), диоды для излучения света (светоизлучающие диоды или светодиоды), диоды для генерации радиочастотных колебаний (туннельные диоды), выпрямитель диоды, силовые диоды и так далее.

  Работа диода

  В этом разделе представлен краткий обзор работы диода. Когда диод пропускает ток, это называется прямым смещением, когда он сопротивляется протеканию тока, это называется обратным смещением. Диоды в своей базовой форме действуют как диод с P-N переходом, который пропускает ток благодаря приложенному прямому потенциалу. В своей простой форме диоды легированы трехвалентными и пятивалентными примесями на их P-стороне и N-сторонах. Это делается для обеспечения контролируемых количеств донорных и акцепторных примесей. Область P-типа легирована трехвалентной примесью, а область N-типа легирована пятивалентной примесью. Обычно в качестве материалов выбирают германий или кремний. На рисунке ниже показана структура диода с PN-переходом.

  CC BY-SA 3.0 | Кредиты изображений: https://commons.wikimedia.org | Raffamaiden

  На приведенном выше рисунке видно, что полупроводниковый материал P-типа объединен с полупроводниковым материалом N-типа. Между двумя областями образуется соединение, известное как соединение P-N. В P-области большинство дырок и электронов составляют меньшинство, тогда как в N-области большинство электронов и дырок составляют меньшинство. Общую работу диода можно разделить на три категории, они обсуждаются ниже:

  Несмещенное состояние

  Это состояние диода, когда на клеммы диода не подается напряжение или разность потенциалов. В таких условиях дырки из области P-типа и электроны из области N-типа накапливаются на переходе, что создает неподвижные ионы на переходе диода и формирует обедненный слой. Ширина области обеднения фиксирована, так как накопление основных носителей создает электрическое поле на переходе, которое препятствует дальнейшему движению основных носителей от переходов P-типа и N-типа.

  Состояние прямого смещения

  В состоянии прямого смещения сторона P диода подключена к положительной клемме источника питания, а сторона N подключена к отрицательной клемме. Когда источник включен, дырки и электроны в области P и области N соответственно испытывают силу отталкивания. Дырки и электроны отталкиваются в сторону перехода. Но дырки и электроны не пересекают переход из-за барьерного потенциала. Как только этот барьерный потенциал превышается, происходит чистое движение большинства носителей заряда через область PN-перехода. Это чистое движение порождает поток тока, известный как ток большинства. В этом случае можно наблюдать уменьшение ширины обедненной области.

  Состояние обратного смещения

  Состояние обратного смещения достигается, когда сторона P подключена к отрицательной клемме источника, а сторона N подключена к положительной клемме источника. Из-за такого расположения большинство носителей заряда оттягивается от перехода, и, таким образом, это условие расширяет область обеднения. В этом случае диод действует как непроводящий компонент. Однако меньшинство носителей заряда все еще находится внутри областей, которые накапливаются в области обеднения, вызывая слабые сигналы тока.

  Диод в качестве однополупериодного и двухполупериодного выпрямителя

  Одним из основных применений диода является то, что его можно использовать для преобразования переменного напряжения в эквивалентное постоянное напряжение. Устройство, которое преобразует переменное напряжение в постоянное, известно как выпрямитель, а диоды, используемые в таких устройствах, известны как выпрямительные диоды. В зависимости от схемы и характера выпрямления применяют один или группу выпрямительных диодов. Этого можно добиться, используя диоды в качестве основного компонента.

  Диод в качестве однополупериодного выпрямителя

  В однополупериодном выпрямителе в цепи выпрямителя используется только один диод. Эти диоды проводят ток в течение полупериода сигнала переменного тока. Когда сигнал переменного тока проходит через диод, диод действует как прямое смещение во время положительного цикла переменного тока и позволяет проходить положительному полупериоду сигнала. Во время отрицательного полупериода диод ведет себя как обратное смещение и блокирует сигнал переменного тока. Таким образом, выходной сигнал получается только с положительными частями. Для сглаживания выходного сигнала подключены дополнительные схемы фильтров.

  Диод в качестве двухполупериодного выпрямителя

  Схемы двухполупериодного выпрямителя преобразуют обе половины цепи переменного тока в сигнал постоянного тока. В этой схеме для этой цели используется несколько диодов. Двухполупериодные выпрямители можно дополнительно разделить на двухполупериодные выпрямители с отводом от середины и двухполупериодные мостовые выпрямители в зависимости от количества диодов и характера резистивных нагрузок.

  Типы диодов для различных применений

  В зависимости от применения различные типы диодов представлены ниже:

  Стабилитрон

  Зенеровские диоды представляют собой диоды с P-N-переходом с сильным легированием. Эти диоды в основном используются в условиях обратного смещения. Эти диоды используются для регулирования напряжения, операций переключения и ограничения, защиты счетчиков и т.д.

  Туннельный диод

  Эти диоды имеют плотное легирование и высокую проводимость. Они показывают отрицательные характеристики сопротивления. Он используется во многих приложениях усилителей и генераторов из-за его быстрого отклика.

  PIN-диод

  PIN-диоды в основном используются во многих микроволновых и радиолокационных устройствах. Он имеет внутренний слой, который расположен между P-областью и N-областью диода. Это обеспечивает высокое сопротивление и позволяет обрабатывать слабые сигналы.

  Варакторный диод

  Эти диоды состоят из комбинации различных конденсаторов. Это диод обратного смещения, функция которого зависит исключительно от переходной емкости конденсаторов. Эти диоды используются для высокочастотных приложений.

  Контекст и приложения

  Эта тема преподается на многих курсах бакалавриата и магистратуры, таких как:

  • Бакалавр технологии (электротехника)
  • Бакалавр технологии (электроника)
  • Бакалавр технологии (электроника и электроника)

  Практические задания

  В 1. Какой из следующих диодов используется для регулирования напряжения?

  1. Стабилитроны
  2. Силовые диоды
  3. Туннельные диоды
  4. Выпрямительные диоды

  Ответ: Вариант a

  Пояснение: Стабилитроны используются для регулирования напряжения.

  В 2. Путем настройки каких из следующих характеристик можно получить различные диоды для различных применений?

  1. Вольт-амперные характеристики
  2. Вольт-мощностные характеристики
  3. Токовые характеристики
  4. Ничего из перечисленного

  Ответ: Вариант а

  Пояснение: Регулируя вольт-амперные характеристики, можно получить различные диоды для различных применений.

  В 3. Какие из следующих компонентов используются в варакторном диоде?

  1. Конденсатор
  2. Резистор
  3. И конденсатор, и резистор
  4. Резистор и транзистор

  Ответ: Вариант а

  Пояснение: В варакторных диодах используются только конденсаторы.

  В 4. Что происходит с током, когда диод работает в качестве обратного смещения?

  1. Диод пропускает ток.
  2. Диод не пропускает ток.
  3. Диод пропускает небольшой ток.
  4. Диод нагревается.

  Ответ: Вариант b

  Объяснение: Когда диод действует как обратный смещение, он не пропускает ток.

  Q5. Что из перечисленного является диодом с густым легированием?

  1. Туннельный диод
  2. Зенеровский диод
  3. PIN-диод
  4. Силовой диод

  Ответ: Вариант a

  Пояснение: Туннельные диоды имеют плотное легирование.

  Мы обеспечим вас пошаговыми решениями миллионов задач из учебников, экспертами в любой области наготове 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, когда вы запутались, и многое другое.

  Ознакомьтесь с примером решения вопросов и ответов по электротехнике здесь!

  *Время ответа зависит от темы и сложности вопроса. Среднее время отклика составляет 34 минуты для платных подписчиков и может быть больше для рекламных предложений.

  Типы диодов | bartleby

  Что такое диод?

  Диоды используются для защиты цепей за счет ограничения электрической мощности и преобразования переменного тока в постоянный. Полупроводники, такие как кремний и германий, используются для изготовления диодов. Или они передают энергию одним способом, а передают другим. Существуют разные типы диодов, и каждый тип имеет свою собственную систему.

  Типы диодов

  Существует семь типов диодов:

  Светодиод

  Пока электрический ток между электродами проходит через этот диод, возникает свет. В разных статьях свет вырабатывается, пока через него проходит достаточное количество тока. На большинстве диодов выход этого светодиода незаметен так как именно высокочастотный диапазон не позволяет его увидеть. Светодиоды должны быть специальных цветов. Есть трехцветные светодиоды, которые могут излучать три цвета одновременно. Цвет свечения зависит от площади силового точечного контакта используемого полупроводника.

  Лазерный диод

  Это совсем другой вид диода, потому что он излучает когерентный свет как электрон-дырка. Он широко используется в приводах компакт-дисков, DVD и лазерных устройствах. Они дороги по сравнению со светодиодами и дешевле по сравнению с другими лазерными генераторами. Ограниченное существование — единственный недостаток этих диодов.

  Варакторный диод

  Варакторные диоды представляют собой полупроводниковые устройства, которые широко используются в электронной промышленности. Они также используются в сфере радиочастотного проектирования. В этой статье мы узнаем о характеристиках и применении варакторного диода.

  Туннельный диод

  Туннельный диод — это сильно легированный диод с p-n переходом, в котором электрический ток уменьшается из-за увеличения напряжения. В туннельном диоде электрический ток возникает из-за «туннелирования». Туннельный диод используется как быстродействующий инструмент переключения в компьютерных системах. Он также используется в высокочастотных генераторах и усилителях.

  Лавинный диод

  Этот диод относится к типу искажений и использует лавинный эффект. Когда перебои в подаче электроэнергии нормальны и не зависят от тока, происходит лавинный обвал.

  Стабилитрон

  Это наиболее выгодный тип диода, так как он может обеспечить стабильное опорное напряжение. Они используются при обратном смещении и разрушаются при поступлении определенного напряжения. Когда прохождение тока в резисторе ограничено, генерируется сильное напряжение. Стабилитроны широко используются в источниках питания для обеспечения эталонного напряжения пробоя.

  Зенеровский диод отлично работает как обычный диод в режиме прямого смещения и имеет напряжение открытия от 0,3 до 0,7 В. Однако, несмотря на то, что это связано с противоположным режимом, это не является чем-то необычным для большинства его систем. Утечка слабого сигнала может сопровождаться течением. Когда управляемое напряжением обратного смещения повысится до заданного напряжения (Vz), заряд-накопитель (ограничивающий ток) начнет течь в диод. Ток будет резко возрастать, что определяется последовательным резистором, а затем стабилизируется и останется неизменным при самых разных приложенных напряжениях пробоя.

  Диод Шоттки

  Он имеет более низкое прямое напряжение, чем другие кремниевые диоды с P-N переходом. Падение будет видно там, где может быть слабый ток и, в этом случае, ступени напряжения между 0,15 и 0,4 вольт. Они сконструированы по-другому, чтобы иметь возможность получить эту производительность. Диоды Шоттки широко используются в программах выпрямления. Диод — это электронный компонент с выводами, который обычно отводит энергию в одну сторону. Огромный диод может иметь нулевое сопротивление с одной стороны и неограниченное сопротивление с другой стороны. Существует много типов диодов, в частности светоизлучающие диоды, стабилитроны, фотодиоды, диоды Шоттки, лавинные диоды, диоды с PN-переходом и многое другое. В этом информационном бюллетене давайте рассмотрим немного больше о диоде Шоттки.

  Диод с соединением P-N

  Диоды с соединением P-N также называются выпрямительными диодами. Эти диоды используются для ремонтного метода и изготавливаются из полупроводниковых материалов. Диод с P-N переходом состоит из двух слоев полупроводников. Один полупроводниковый слой покрыт тканью P-типа, а другой — покрытием N-слоя. Комбинация обоих слоев P-типа и N-типа образует соединение, известное как соединение P-N. По этой причине диод называют PN-переходом.

  Фотодиод

  Фотодиод может воспринимать даже небольшое количество электрического тока как следствие света. Они очень помогают в обнаружении света. Это диод с противоположным смещением, который используется в солнечных элементах и ​​фотометрах. Они даже используются для выработки энергии.

  Характеристики диода

  Имеются следующие характеристики:

  Диод с прямым смещением

  Наблюдается небольшое снижение напряжения на всем диоде, когда диод находится в прямом направлении и течет ток. Для кремниевых диодов прямое напряжение равно 69 В.0 мВ, а для германия 300 мВ — прямое напряжение. Электрическая емкость во всех p-активностях хорошая, а во всех n-типах мощность может быть отрицательной.

  Диод с прямым смещением
  Лицензия бесплатной документации GNU | https://commons.wikimedia.org |Muskan Shaik

  Диод с обратным смещением

  Говорят, что диод предпочитает обратное смещение, когда заряд батареи полностью снижен. Для кремниевых диодов обратное напряжение -20мкА, а для германиевых обратное напряжение -50мкА. Энергия может присутствовать во всем, что p-типа отрицательно, и во всем n-типа положительная энергия положительна.

  Диод с обратным смещением
  Лицензия бесплатной документации GNU | https://commons.wikimedia.org |Muskan Shaik

  Диод с нулевым смещением

  Детектор с нулевым смещением на диоде Шоттки — это тип детектора ВЧ-мощности, для работы которого не требуется напряжение смещения. В результате эти устройства можно использовать для больших приемников радиочастотной мощности или приемников, которым не требуется питание постоянного тока в режиме прослушивания.

  Диод с нулевым смещением
  Лицензия бесплатной документации GNU | https://commons.wikimedia.org |Афроз 232

  Для чего используется диод

  Диод может быть самым простым из всех полупроводниковых компонентов, однако он выполняет множество важных функций, включая управление потоком электрического тока. Вот краткий обзор скромного диода и того, для чего он обычно используется.

  Диод — это устройство, позволяющее току течь в одном направлении, но не в другом. Это достигается за счет встроенного электрического поля. Хотя самые ранние диоды состояли из раскаленных проводов, проходящих через середину металло-полупроводникового цилиндра, который сам находился внутри стеклянной вакуумной трубки, современные диоды — это полупроводниковые диоды. Как следует из названия, они сделаны из полупроводниковых материалов, в основном из легированного кремния.

  Распространенные ошибки

  Диоды очень чувствительны к температуре. Для схем на основе фотодиодов требуется увеличение. Светоизлучающие диоды дороже по сравнению с другими диодами. Некоторые диоды, такие как диод Шоттки, имеют низкое падение напряжения.

  Контекст и приложения

  В каждом из экспертных экзаменов для бакалавров и аспирантов эта тема огромна и в основном используется для:

  • Бакалавр технологии на факультете электротехники и электроники
  • Бакалавр науки в области физики
  • Магистр науки в области физики
  • Тип усилителя
  • Тип транзистора
  • Тип передатчика

  Практические проблемы

  Q1

  .

  

  (a) регулировка напряжения

  (b) регулировка тока

  (c) обе

  (d) ни одна из этих

  Правильный вариант — (a)

  Пояснение — Стабилитроны широко используются для регулирования напряжения и в качестве шунтирующих контроллеров для управления напряжением во всех небольших цепях.

  Q2 Фотодиод представляет собой один тип ______.

  (a) датчик тока

  (b) датчик света

  (c) датчик напряжения

  (d) ни один из перечисленных Тип детектора света, используемый для преобразования света в ток или напряжение в зависимости от режима работы устройства.

  Q3 Диод изготовлены из _________

  (a) Не проводящий

  (b) Изоляция

  (c) Полупроводящий

  (D) Электронный

  Правильный вариант — (c)

  9003

  40063 — (c)

  444444444444444. — Сегодня большинство диодов изготавливаются из полупроводников, но также используются и другие материалы, такие как арсенид галлия и германий.

  Q4  диод является _________устройством.

  (a) без вкладыша

  (b) однонаправленный

  (в) двунаправленный

  (г) ни один из этих

  Правильный вариант — (б)

  Пояснение — Диодом называют однонаправленный прибор, то есть ток течет только в одном направлении при используется прямое напряжение, диод снова работает, когда используется обратное напряжение, без проводимости.

  Q5 полупроводниковый диод — это проводник _________ в одном направлении.

  (а) напряжение

  (б) ток

  (в) мощность

  (г) ни один из этих

  Правильный вариант — (б)

  Объяснение — Полупроводниковый диод проводит ток с одной стороны. Двухканальные приборные диоды, соединяющие P-N переход. Диод может быть с преимущественно смещенным или обратным смещением.

  Мы обеспечим вас пошаговыми решениями миллионов задач из учебников, экспертами в любой области наготове 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, когда вы запутались, и многое другое.