Виды диодов и их обозначения: Страница не найдена

Полупроводниковые диоды (основные виды, их полупроводниковые структуры и обозначения на схемах)

Основой полупроводникового диода является р-n-переход, определяющий его свойства, характеристики и параметры. По своему назначению полупроводниковые диоды подразделяются на выпрямительные, импульсные, высокочастотные и сверхвысокочастотные, стабилитроны, трехслойные переключающие, туннельные, варикапы, фото- и светодиоды. Условные графические обозначения диодов показаны на рис. 1.10.

Рис. 1.10 Условные графические обозначения: а – выпрямительные и универсальные;
б – стабилитроны; в – двухсторонний стабилитрон; г – туннельный диод;
д – обращенные диоды; е – варикап; ж – фотодиод; з – светодиод

Выпрямительные диоды предназначены для выпрямления переменного тока низкой частоты (50-100 000 Гц).

Основным элементом выпрямительного диода является полупроводниковая пластинка, в которой методом сплавления или диффузии сформован р-n-переход. Кремниевый р-n-переход образуется при сплавлении исходного кристалла кремния n-типа с бором или алюминием. Для защиты от внешних воздействий, а также для обеспечения хорошего теплоотвода полупроводниковая пластинка с р-n-переходом и двумя внешними выводами от слоев p и n заключается в корпус

Высокочастотные диоды являются приборами универсального назначения. Они могут работать в выпрямителях переменного тока широкого диапазона частот (до нескольких сотен мегагерц), а также в модуляторах, детекторах и других нелинейных преобразователях электрических сигналов. Высокочастотные диоды содержат, как правило, точечный р-n-переход и поэтому называются точечными. Конструкция типичного представителя точечных диодов (Д106А) показана на рис. 1.11, а,а его вольтамперная характеристика – на рис. 1.11, б.

Прямая ветвь вольтамперной характеристики не отличается от соответствующей ветви характеристики плоскостного диода, чего нельзя сказать при сравнении обратных ветвей. Поскольку площадь р-n-перехода мала, то обратный ток невелик, однако участок насыщения практически не выражен и за счет токов утечки и термогенерации обратный ток равномерно возрастает. Значения постоянных прямых токов точечных диодов не превышают десятков миллиампер, а значения допустимых обратных напряжений 100 В.

Импульсные диоды являются разновидностью высокочастотных диодов и предназначены для использования в качестве ключевых элементов в быстродействующих импульсных схемах. Помимо высокочастотных свойств импульсные диоды должны обладать минимальной длительностью переходных процессов при включении и выключении. Общая конструкция импульсных диодов, а также их вольтамперные характеристики практически такие же, как у высокочастотных.

Стабилитроны – это кремниевые плоскостные диоды, предназначенные для стабилизации уровня постоянного напряжения в схеме при изменении в некоторых пределах тока через диод. Это полупроводниковый диод, сконструированный для работы в режиме электрического пробоя. Если обратное напряжение превышает значение Uобр. пр, то происходит лавинный пробой р-n-перехода, при котором обратный ток резко возрастает при почти неизменном обратном напряжении. Если обратный ток через стабилитрон не превышает некоторого значения Iст. макс, то состояние электрического пробоя не приводит к порче диода и может воспроизводиться в течение десятков и сотен тысяч часов. В качестве исходного материала при изготовлении стабилитронов используют кремний, поскольку обратные токи кремниевых р-n-переходов невелики, а следовательно, нет условий для саморазогрева полупроводника и теплового пробоя р-n-перехода.

Варикапом называется специально сконструированный полупроводниковый диод, применяемый в качестве конденсатора переменной емкости. Значение емкости варикапа определяется емкостью его р-n-перехода и изменяется при изменении приложенного к переходу (диоду) напряжения.

Прямосмещенный р-n-переход характеризуется, в частности, диффузионной емкостью, а обратносмещенный – барьерной. Поскольку толщина p-n-перехода зависит от величины приложенного внешнего напряжения U, то, изменяя последнее, можно регулировать значение ёмкости. Это используется, в частности, для настройки на нужный канал в телевизорах и радиоприёмниках.

Основными параметрами варикапов являются: номинальная емкость Сном, определяемая при номинальном напряжений смещения (Uном = 4 В), максимальная Смакс и минимальная Смин емкости соответственно при максимальном и минимальном напряжениях смещения (или коэффициент перекрытия по емкости Кс = Смакс/Смин), добротность Q, а также Uобр.макс.

Фотодиод – полупроводниковый фотоэлектрический прибор с внутренним фото-эффектом, отображающим процесс преобразования световой энергии в электрическую. Внутренний фотоэффект заключается в том, что под действием энергии светового излучения в области p-n-перехода происходит ионизация атомов основного вещества и примеси, в результате чего генерируются пары носителей заряда – электрон и дырка. Во внешней цепи, присоединенной к р-n-переходу, возникает ток, вызванный движением этих носителей (фототок).

Светодиоды преобразуют энергию электрического поля в нетепловое оптическое излучение, называемое электролюминесценцией. Основой светодиода является р-n-переход, смещаемый внешним источником напряжения в проводящем направлении. При таком смещении электроны из n-области полупроводника инжектируют в р-область, где они являются неосновными носителями, а дырки – во встречном направлении. В последующем происходит рекомбинация избыточных неосновных носителей с электрическими зарядами противоположного знака. Рекомбинация электрона и дырки соответствует переходу электрона из энергетического уровня Ее в энергетическое состояние уровня Еу с меньшим запасом энергии.

В германии и кремнии ширина запрещенной зоны сравнительно невелика и поэ-тому выделяемая при рекомбинации энергия передается в основном кристаллической решетке в виде тепла. Рекомбинационные процессы в арсениде галлия (GaAs), фосфиде галлия (GaP), карбиде кремния (SiC), имеющих большую ширину запрещенной зоны (например, для GaAs A? = 1,38 эВ), сопровождаются выделением энергии в виде квантов света, которые частично поглощаются объемом полупроводника, а частично излучаются в окружающее пространство. Поэтому внешний квантовый выход, фиксируемый зрительно, всегда меньше внутреннего.

Туннельный диод – это полупроводниковый диод, в котором используется явление туннельного пробоя при включении в прямом направлении. Характерной особенностью туннельного диода является наличие на прямой ветви вольтамперной характеристики

Рис. 1.12 ВАХ туннельного диода

Туннельные диоды могут работать на очень высоких частотах – более 1 ГГц. Наличие участка с отрицательным дифференциальным сопротивлением на вольтамперной характеристике обеспечивает возможность использования туннельных диодов в качестве усилительного элемента и в качестве основного элемента генераторов. В настоящее время туннельные диоды используются именно в этом качестве в области сверхвысоких частот.

Типы диодов по назначению

Лабораторная работа №2 Исследование полупроводниковых диодов

Цель работы: Снятие и анализ вольтамперных характеристик германиевого и кремниевого диодов. Определение их параметров по характеристикам.

1. Что такое полупроводниковый диод?

2. Из каких материалов изготавливаются диоды?

3. Сколько PN-переходов содержит диод?

4. Чем отличаются диоды, изготовленные из различных материалов?

5. Нарисуйте условное графическое обозначение (УГО) диода. Как называются его выводы. Запишите название выводов на рисунке.

6. Какие приборы необходимы для снятия ВАХ диодов?

7. Нарисуйте вольтамперную характеристику (ВАХ) диода. Расскажите о процессах, соответствующих характерным участкам ВАХ.

8. Перечислите основные параметры диодов. Охарактеризуйте каждый из них.

9. Как определить режим работы диода по нагрузочной прямой?

10. Назовите разновидности полупроводниковых диодов. Поясните их особенности и область применения.

Порядок выполнения работы

1. Собрать схему исследования диодов, изображенную на рисунке 1.

Рисунок 1 – Схема исследования диодов, включенных в прямом направлении.

2. Двойным щелчком левой кнопки мыши на генераторе тока открыть его свойства и установите ток 1 мкА (1 µА).

3. Открыть свойства первого диода и на вкладке Models выбрать диод SB040 (general2), а на вкладке Label в строку Label вписать обозначение VD1. Нажать OK.

4. Повторить операцию для второго диода, обозначив его VD2 и выбрав диод 1N4153 (national).

5. Включить схему переключателем , расположенным в правом верхнем углу экрана или нажатием клавиш [CTRL]+[G] (для отключения служит комбинация [CTRL]+[T]). При изменении параметров схемы возможно потребуется повторное включение.

6. Изменяя ток генератора в соответствии с таблицей 1, записать показания вольтметра.

Таблица 1 – Данные для построения прямой ветви ВАХ диода

7. Подключить диод VD2 к генератору тока, нажав клавишу [Пробел] (для управления переключателем можно использовать другую клавишу; для этого ее нужно задать в свойствах компонента).

8. Повторить измерения для второго диода.

9. Собрать схему, изображенную на рисунке 2.

Рисунок 2 – Схема исследования диодов, включенных в обратном направлении

10. Снять обратные характеристики диодов, изменяя напряжение в соответствии с таблицей 2.

Таблица 2 – Данные для построения обратной ветви ВАХ диода

12. Определить режим работы диода в схеме (Рисунок 3), при Е=2В, R1=39 Ом, используя ВАХ диода. Найти сопротивление постоянному току и дифференциальное сопротивление диода.

Рисунок 3 – Схема для задачи пункта 12

13. Сделать вывод. Вывод должен содержать описание теоретических положений, подтвержденных экспериментально в процессе выполнения работы.

1. Полупроводниковый диод — полупроводниковый прибор с одним электрическим переходом и двумя выводами (электродами). В отличие от других типов диодов, принцип действия полупроводникового диода основывается на явлении p-n-перехода.

2. Большую группу Полупроводниковые материалы составляют химические соединения типа A^III B^V(элементов III группы с элементами V группы) —арсениды, фосфиды, антимониды, нитриды (GaAs,InAs, GaP, lnP, InSb, AlN, BN и др.). Их получают различными методами изготовления монокристаллов как из жидкой, так и из газовой фазы

3. У диодов 1 P-Nпереход

4.Бывают диоды из различных полупроводниковых материалов, предназначенные для низких или высоких частот

5.

6. Для снятия ВАХ требуются вольтметр и амперметр

7. ВАХ мы можем пронаблюдать на графике в пункте 11 по таблице 1. По графику можно сказать что диод работает в режиме усиления судя по возрастанию напряжения при росте силы тока.

На промежутках от 0 до 5 мА происходит быстрое увеличение напряжения, далее рост напряжения происходит в линейном режиме на обоих диодах.

8.Постоянное прямое напряжение U_пр — Постоянное напряжение на диоде при заданном прямом токе.

Постоянное обратное напряжение U_обр — Постоянное напряжение приложенное к диоду в обратном направлении.

Постоянный прямой ток I_пр — постоянный ток, протекающий через диод в прямом направлении.

Постоянный обратный ток I_обр — постоянный ток, протекающий через диод в обратном направлении при заданном обратном напряжении.

Средний прямой ток I_пр.ср. — прямой ток, усредненный за период.

Средний обратный ток I_обр.ср. — обратный ток, усредненный за период.

Дифференциальное сопротивление диода r_диф — отношение приращения напряжения на диоде к вызвавшему его малому приращению тока.

Максимально допустимые параметры: К ним относятся все вышеперечисленные только с индексом «max» и словами «максимально допустимый(ое)». Необходимо отметить, что по максимально допустимым параметрам выбираются диоды для работы в каких-либо устройствах.

9. Стационарный — длительный режим работы СПП при неизменном или изменяющемся в ограниченных пределах (до 20%) токе (среднее и действующее значения прямого тока для диодов и тока в открытом состоянии для тиристоров) и неизменном или изменяющемся в тех же пределах амплитудном значении прикладываемого к СПП напряжения. В стационарном режиме работы состояние СПП определяется в основном максимальным значением эквивалентной температуры его полупроводниковой структуры;

повторно-кратковременный режим работы СПП при дискретно изменяющемся от нуля до максимума токе (среднее и действующее значения прямого тока диода и тока в открытом состоянии тиристора) и при неизменном или изменяющемся амплитудном значении прикладываемого к СПП напряжения.

импульсный — режим работы СПП при нагрузке его кратковременными импульсами тока большой скважности, когда состояние СПП определяется мгновенным значением температуры его полупроводниковой структуры и локальным перегревом горячих точек

ждущий — длительный режим работы СПП при приложении к нему постоянного или переменного анодного напряжения в непроводящем состоянии без переключения СПП в проводящее состояние. В ждущем режиме состояние СПП в основном определяется локальным перегревом полупроводниковой структуры током утечки при приложении обратного напряжения и током закрытого состояния при приложении прямого напряжения к тиристору в закрытом состоянии.

Классификация диодов

Типы диодов по назначению

· Выпрямительные диоды предназначены для преобразования переменного тока в постоянный.

· Импульсные диоды имеют малую длительность переходных процессов, предназначены для применения в импульсных режимах работы.

· Детекторные диоды предназначены для детектирования сигнала

· Смесительные диоды предназначены для преобразования высокочастотных сигналов в сигнал промежуточной частоты.

· Переключательные диоды предназначены для применения в устройствах управления уровнем сверхвысокочастотной мощности.

· Параметрические

· Ограничительные диоды предназначены для защиты радио и бытовой аппаратуры от повышения сетевого напряжения.

· Умножительные

· Настроечные

· Генераторные

Разновидности диодов и их применение

Устройство, параметры и разновидности диодов

В самом начале радиотехники первым активным элементом была электронная лампа. Но уже в двадцатые годы прошлого века появились первые приборы доступные для повторения радиолюбителями и ставшие очень популярными. Это детекторные приёмники. Более того они выпускались в промышленном масштабе, стоили недорого и обеспечивали приём двух-трёх отечественных радиостанций работавших в диапазонах средних и длинных волн.

Именно в детекторных приёмниках впервые стал использоваться простейший полупроводниковый прибор, называемый вначале детектором и лишь позже получивший современное название – диод.

Диод это прибор, состоящий всего из двух слоёв полупроводника. Это слой “p”- позитив и слой “n”- негатив. На границе двух слоёв полупроводника образуется “p-n” переход. Анодом является область “p”, а катодом зона “n”. Любой диод способен проводить ток только от анода к катоду. На принципиальных схемах он обозначается так.

Как работает полупроводниковый диод.

В полупроводнике “n” типа имеются свободные электроны, частицы со знаком минус, а в полупроводнике типа “p” наличествуют ионы с положительным зарядом, их принято называть «дырки». Подключим диод к источнику питания в обратном включении, то есть на анод подадим минус, а на катод плюс. Между зарядами разной полярности возникает притяжение и положительно заряженные ионы тянутся к минусу, а отрицательные электроны дрейфуют к плюсу источника питания. В “p-n” переходе нет носителей зарядов, и отсутствует движение электронов. Нет движения электронов – нет электрического тока. Диод закрыт.

При прямом включении диода происходит обратный процесс. В результате отталкивания однополярных зарядов все носители группируются в зоне перехода между двумя полупроводниковыми структурами. Между частицами возникает электрическое поле перехода и рекомбинация электронов и дырок. Через “p-n” переход начинает протекать электрический ток. Сам процесс носит название «электронно-дырочная проводимость». При этом диод открыт.

Возникает вполне естественный вопрос, как из одного полупроводникового материала удаётся получить структуры, обладающие различными свойствами, то есть полупроводник “n” типа и полупроводник “p” типа. Этого удаётся добиться с помощью электрохимического процесса называемого легированием, то есть внесением в полупроводник примесей других металлов, которые и обеспечивают нужный тип проводимости. В электронике используются в основном три полупроводника. Это германий (Ge), кремний (Si) и арсенид галлия (GaAs). Наибольшее распространение получил, конечно, кремний, так как запасы его в земной коре поистине огромны, поэтому стоимость полупроводниковых приборов на основе кремния весьма невысока.

При добавлении в расплав кремния ничтожно малого количества мышьяка (As) мы получаем полупроводник “n” типа, а легируя кремний редкоземельным элементом индием (In), мы получаем полупроводник “p” типа. Присадок для легирования полупроводниковых материалов достаточно много. Например, внедрение атомов золота в структуру полупроводника увеличивает быстродействие диодов, транзисторов и интегральных схем, а добавление небольшого числа различных примесей в кристалл арсенида галлия определяет цвет свечения светодиода.

Типы диодов и область их применения.

Семейство полупроводниковых диодов очень большое. Внешне они очень похожи за исключением некоторых групп, которые отличаются конструктивно и по ряду параметров. Наиболее распространены следующие модификации полупроводниковых диодов:

Выпрямительные диоды. Предназначены для выпрямления переменного тока.

Стабилитроны. Обеспечивают стабилизацию выходного напряжения.

Диоды Шоттки. Предназначены для работы в импульсных преобразователях и стабилизаторах напряжения. Например, в блоках питания персональных компьютеров.

Импульсные диоды отличаются очень высоким быстродействием и малым временем восстановления. Они применяются в импульсных блоках питания и в другой импульсной технике. К этой группе можно отнести и туннельные диоды.

СВЧ диоды имеют определённые конструктивные особенности и работают в устройствах на высоких и сверхвысоких частотах.

Диоды Ганна. Они предназначены для генерирования частот до десятков гигагерц.

Лавинно-пролётные диоды генерируют частоты до 180 ГГц.

Фотодиоды имеют миниатюрную линзу и управляются световым излучением. В зависимости от типа могут работать как в инфракрасном, так и в ультрафиолетовом диапазоне спектра.

Светодиоды. Излучают видимый свет практически любой длины волны. Спектр применения очень широк. Рассматриваются как альтернатива электрическим лампам накаливания и других осветительных приборов.

Твёрдотельный лазер так же представляет собой полупроводниковый диод. Спектр применения очень широк. От приборов военного назначения до обычных лазерных указок, которые легко купить в магазине. Его можно обнаружить в лазерных считывателях CD/DVD-плееров, а также лазерных уровнях (нивелирах), используемых в строительстве. Чтобы не говорили сторонники лазерной техники, как ни крути, лазер опасен для зрения. Так что, будьте внимательны при обращении с ним.

Также стоит отметить, что у каждого типа диодов есть и подгруппы. Так, например, среди выпрямительных есть и ультрабыстрые диоды. Могут называться как Ultra-Fast Rectifier, HyperFast Rectifier и т.п. Пример – ультрабыстрый диод с малым падением напряжения STTH6003TV/CW (аналог VS-60CPH03). Это узкоспециализированный диод, который применяется, например, в сварочных аппаратах инверторного типа. Диоды Шоттки являются быстродействующими, но не способны выдерживать больших обратных напряжений, поэтому вместо них применяются ультрабыстрые выпрямительные диоды, которые способны выдерживать большие обратные напряжения и огромные прямые токи. При этом их быстродействие сравнимо с быстродействием диодов Шоттки.

Параметры полупроводниковых диодов.

Параметров у полупроводниковых диодов достаточно много и они определяются функцией, которую те выполняют в конкретном устройстве. Например, в диодах, генерирующих СВЧ колебания, очень важным параметром является рабочая частота, а также та граничная частота, на которой происходит срыв генерации. А вот для выпрямительных диодов этот параметр совершенно не важен.

В импульсных и переключающих диодах важна скорость переключения и время восстановления, то есть скорость полного открытия и полного закрытия. В мощных силовых диодах важна рассеиваемая мощность. Для этого их монтируют на специальные радиаторы. А вот диоды, работающие в слаботочных устройствах, ни в каких радиаторах не нуждаются.

Но есть параметры, которые считаются важными для всех типов диодов, перечислим их:

U пр. – допустимое напряжение на диоде при протекании через него тока в прямом направлении. Превышать это напряжение не стоит, так как это приведёт к его порче.

U обр. – допустимое напряжение на диоде в закрытом состоянии. Его ещё называют напряжением пробоя. В закрытом состоянии, когда через p-n переход не протекает ток, на выводах образуется обратное напряжение. Если оно превысит допустимое значение, то это приведёт к физическому «пробою» p-n перехода. В результате диод превратиться в обычный проводник (сгорит).

Очень чувствительны к превышению обратного напряжения диоды Шоттки, которые очень часто выходят из строя по этой причине. Обычные диоды, например, выпрямительные кремниевые более устойчивы к превышению обратного напряжения. При незначительном его превышении они переходят в режим обратимого пробоя. Если кристалл диода не успевает перегреться из-за чрезмерного выделения тепла, то изделие может работать ещё долгое время.

I пр. – прямой ток диода. Это очень важный параметр, который стоит учитывать при замене диодов аналогами или при конструировании самодельных устройств. Величина прямого тока для разных модификаций может достигать величин десятков и сотен ампер. Особо мощные диоды устанавливают на радиатор для отвода тепла, который образуется из-за теплового действия тока. P-N переход в прямом включении также обладает небольшим сопротивлением. На небольших рабочих токах его действие не заметно, но вот при токах в единицы-десятки ампер кристалл диода ощутимо нагревается. Так, например, выпрямительный диодный мост в сварочном инверторном аппарате обязательно устанавливают на радиатор.

I обр. – обратный ток диода. Обратный ток – это так называемый ток неосновных носителей. Он образуется, когда диод закрыт. Величина обратного тока очень мала и его в подавляющем числе случаев не учитывают.

U стаб. – напряжение стабилизации (для стабилитронов). Подробнее об этом параметре читайте в статье про стабилитрон.

Кроме того следует иметь в виду, что все эти параметры в технической литературе печатаются и со значком “max”. Здесь указывается предельно допустимое значение данного параметра. Поэтому подбирая тип диода для вашей конструкции необходимо рассчитывать именно на максимально допустимые величины.

Диод является одной из разновидностей приборов, сконструированных на полупроводниковой основе. Обладает одним p-n переходом, а также анодным и катодным выводом. В большинстве случаев он предназначен для модуляции, выпрямления, преобразования и иных действий с поступающими электрическими сигналами.

Принцип работы:

1. Электрический ток воздействует на катод, подогреватель начинает накаливаться, а электрод испускать электроны.
2. Между двумя электродами происходит образование электрического поля.
3. Если анод обладает положительным потенциалом, то он начинает притягивать электроны к себе, а возникшее поле является катализатором данного процесса. При этом, происходит образование эмиссионного тока.
4. Между электродами происходит образование пространственного отрицательного заряда, способного помешать движению электронов. Это происходит, если потенциал анода оказывается слишком слабым. В таком случае, частям электронов не удается преодолеть воздействие отрицательного заряда, и они начинают двигаться в обратном направлении, снова возвращаясь к катоду.
5. Все электроны, которые достигли анода и не вернулись к катоду, определяют параметры катодного тока. Поэтому данный показатель напрямую зависит от положительного анодного потенциала.
6. Поток всех электронов, которые смогли попасть на анод, имеет название анодный ток, показатели которого в диоде всегда соответствуют параметрам катодного тока. Иногда оба показателя могут быть нулевыми, это происходит в ситуациях, когда анод обладает отрицательным зарядом. В таком случае, возникшее между электродами поле не ускоряет частицы, а, наоборот, тормозит их и возвращает на катод. Диод в таком случае остается в запертом состоянии, что приводит к размыканию цепи.

Устройство

Ниже приводится подробное описание устройства диода, изучение этих сведений необходимо для дальнейшего понимания принципов действия этих элементов:

1. Корпус представляет собой вакуумный баллон, который может быть изготовлен из стекла, металла или прочных керамических разновидностей материала.
2. Внутри баллона имеется 2 электрода. Первый является накаленным катодом, который предназначен для обеспечения процесса эмиссии электронов. Самый простейший по конструкции катод представляет собой нить с небольшим диаметром, которая накаливается в процессе функционирования, но на сегодняшний день более распространены электроды косвенного накала. Они представляют собой цилиндры, изготовленные из металла, и обладающие особым активным слоем, способным испускать электроны.
3. Внутри катодакосвенного накала имеется специфический элемент – проволока, которая накаливается под воздействием электрического тока, она называется подогреватель.
4. Второй электрод является анодом, он необходим для приема электронов, которые были выпущены катодом. Для этого он должен обладать положительным относительно второго электрода потенциалом. В большинстве случаев анод также имеет цилиндрическую форму.
5. Оба электрода вакуумных приборов полностью идентичны эмиттеру и базе полупроводниковой разновидности элементов.
6. Для изготовления диодного кристалла чаще всего используется кремний или германий. Одна из его частей является электропроводимой по p-типу и имеет недостаток электронов, который образован искусственным методом. Противоположная сторона кристалла также имеет проводимость, но n-типа и обладает избытком электронов. Между двумя областями имеется граница, которая и называется p-n переходом.

Такие особенности внутреннего устройства наделяют диоды их главным свойством – возможностью проведения электрического тока только в одном направлении.

Назначение

Ниже приводятся основные области применения диодов, на примере которых становится понятно их основное назначение:

1. Диодные мосты представляют собой 4, 6 или 12 диодов, соединенных между собой, их количество зависит от типа схемы, которая может быть однофазной, трехфазной полумостовой или трехфазной полномостовой. Они выполняют функции выпрямителей, такой вариант чаще всего используется в автомобильных генераторах, поскольку внедрение подобных мостов, а также использование вместе с ними щеточно-коллекторных узлов, позволило в значительной степени сократить размеры данного устройства и увеличить степень его надежности. Если соединение выполнено последовательно и в одну сторону, то это повышает минимальные показатели напряжения, которое потребуется для отпирания всего диодного моста.
2. Диодные детекторы получаются при комбинированном использовании данных приборов с конденсаторами. Это необходимо для того, чтобы было можно выделить модуляцию с низкими частотами из различных модулированных сигналов, в том числе амплитудно-модулированной разновидности радиосигнала. Такие детекторы являются частью конструкции многих бытовых потребителей, например, телевизоров или радиоприемников.
3. Обеспечение защиты потребителей от неверной полярности при включении схемных входов от возникающих перегрузок или ключей от пробоя электродвижущей силой, возникающей при самоиндукции, которая происходит при отключении индуктивной нагрузки. Для обеспечения безопасности схем от возникающих перегрузок, применяется цепочка, состоящая из нескольких диодов, имеющих подключение к питающим шинам в обратном направлении. При этом, вход, которому обеспечивается защита, должен подключаться к середине этой цепочки. Во время обычного функционирования схемы, все диоды находятся в закрытом состоянии, но если ими было зафиксировано, что потенциал входа ушел за допустимые пределы напряжения, происходит активация одного из защитных элементов. Благодаря этому, данный допустимый потенциал получает ограничение в рамках допустимого питающего напряжения в сумме с прямым падением показателей напряжение на защитном приборе.
4. Переключатели, созданные на основе диодов, используются для осуществления коммутации сигналов с высокими частотами. Управление такой системой осуществляется при помощи постоянного электрического тока, разделения высоких частот и подачи управляющего сигнала, которое происходит благодаря индуктивности и конденсаторам.
5. Создание диодной искрозащиты. Используются шунт-диодные барьеры, которые обеспечивают безопасность путем ограничения напряжения в соответствующей электрической цепи. В совокупности с ними применяются токоограничительные резисторы, которые необходимы для ограничения показателей электрического тока, проходящего через сеть, и увеличения степени защиты.

Прямое включение диода

На p-n-переход диода может оказывать воздействие напряжение, подаваемое с внешних источников. Такие показатели, как величина и полярность, будут сказываться на его поведении и проводимом через него электрическом токе.

Ниже подробно рассмотрен вариант, при котором происходит подключение плюса к области p-типа, а отрицательного полюса к области n-типа. В этом случае произойдет прямое включение:

1. Под воздействием напряжения от внешнего источника, в p-n-переходе сформируется электрическое поле, при этом его направление будет противоположным относительно внутреннего диффузионного поля.
2. Напряжение поля значительно снизится, что вызовет резкое сужение запирающего слоя.
3. Под воздействием этих процессов значительное количество электронов обретет возможность свободно переходить из p-области в n-область, а также в обратном направлении.
4. Показатели тока дрейфа во время этого процесса остаются прежними, поскольку они напрямую зависят только от числа неосновных заряженных носителей, находящихся в области p-n-перехода.
5. Электроны обладают повышенным уровнем диффузии, что приводит к инжекции неосновных носителей. Иными словами, в n-области произойдет повышение количества дырок, а в p-области будет зафиксирована повышенная концентрация электронов.
6. Отсутствие равновесия и повышенное число неосновных носителей заставляет их уходить вглубь полупроводника и смешиваться с его структурой, что в итоге приводит к разрушению его свойств электронейтральности.
7. Полупроводник при этом способен восстановить свое нейтральное состояние, это происходит благодаря получению зарядов от подключенного внешнего источника, что способствует появлению прямого тока во внешней электрической цепи.

Обратное включение диода

Теперь будет рассмотрен другой способ включения, во время которого изменяется полярность внешнего источника, от которого происходит передача напряжения:

1. Главное отличие от прямого включения заключается в том, что создаваемое электрическое поле будет обладать направлением, полностью совпадающим с направлением внутреннего диффузионного поля. Соответственно, запирающий слой будет уже не сужаться, а, наоборот, расширяться.
2. Поле, находящееся в p-n-переходе, будет оказывать ускоряющий эффект на целый ряд неосновных носителей заряда, по этой причине, показатели дрейфового тока останутся без изменений. Он будет определять параметры результирующего тока, который проходит через p-n-переход.
3. По мере ростаобратного напряжения, электрический ток, протекающий через переход, будет стремиться достичь максимальных показателей. Он имеет специальное название – ток насыщения.
4. В соответствии с экспоненциальным законом, с постепенным увеличением температуры будут увеличиваться и показатели тока насыщения.

Прямое и обратное напряжение

Напряжение, которое оказывает воздействие на диод, разделяют по двум критериям:

1. Прямое напряжение – это то, при котором происходит открытие диода и начинается прохождение через него прямого тока, при этом показатели сопротивления прибора являются крайне низкими.
2. Обратное напряжение – это то, которое обладает обратной полярностью и обеспечивает закрытие диода с прохождением через него обратного тока. Показатели сопротивления прибора при этом начинают резко и значительно расти.

Это приводит к росту параметров прямого тока, проходящего через диод. Когда данный прибор закрыт, то на него воздействует фактически все напряжение, по этой причине показатели проходящего через диод обратного тока являются незначительными, а сопротивление перехода при этом достигает пиковых параметров.

Работа диода и его вольт-амперная характеристика

Под вольт-амперной характеристикой данных приборов понимается кривая линия, которая показывает то, в какой зависимости находится электрический ток, протекающий через p-n-переход, от объемов и полярности напряжения, воздействующего на него.

Подобный график можно описать следующим образом:

1. Ось, расположенная по вертикали: верхняя область соответствует значениям прямого тока, нижняя область параметрам обратного тока.
2. Ось, расположенная по горизонтали: область, находящаяся справа, предназначена для значений прямого напряжения; область слева для параметров обратного напряжения.
3. Прямая ветвь вольт-амперной характеристики отражает пропускной электрический ток через диод. Она направлена вверх и проходит в непосредственной близости от вертикальной оси, поскольку отображает увеличение прямого электрического тока, которое происходит при увеличении соответствующего напряжения.
4. Вторая (обратная) ветвь соответствует и отображает состояние закрытого электрического тока, который также проходит через прибор. Положение у нее такое, что она проходит фактически параллельно относительно горизонтальной оси. Чем круче эта ветвь подходит к вертикали, тем выше выпрямительные возможности конкретного диода.
5. По графику можно наблюдать, что после роста прямого напряжения, протекающего через p-n-переход, происходит медленное увеличение показателей электрического тока. Однако постепенно, кривая достигает области, в которой заметен скачок, после которого происходит ускоренное нарастание его показателей. Это объясняется открытием диода и проведением тока при прямом напряжении. Для приборов, изготовленных из германия, это происходит при напряжении равном от 0,1В до 0,2В (максимальное значение 1В), а для кремниевых элементов требуется более высокий показатель от 0,5В до 0,6В (максимальное значение 1,5В).
6. Показанное увеличение показателей тока может привести к перегреву полупроводниковых молекул. Если отведение тепла, происходящее благодаря естественным процессам и работе радиаторов, будет меньше уровня его выделения, то структура молекул может быть разрушена, и этот процесс будет иметь уже необратимый характер. По этой причине, необходимо ограничивать параметры прямого тока, чтобы не допустить перегрева полупроводникового материала. Для этого, в схему добавляются специальные резисторы, имеющие последовательное подключение с диодами.
7. Исследуя обратную ветвь можно заметить, что если начинает увеличиваться обратное напряжение, которое приложено к p-n-переходу, то фактически незаметен рост параметров тока. Однако в случаях, когда напряжение достигает параметров, превосходящих допустимые нормы, может произойти внезапный скачок показателей обратного тока, что перегреет полупроводник и будет способствовать последующему пробою p-n-перехода.

Основные неисправности диодов

Иногда приборы подобного типа выходят из строя, это может происходить из-за естественной амортизации и старения данных элементов или по иным причинам.

Всего выделяют 3 основных типа распространенных неисправностей:

1. Пробой перехода приводит к тому, что диод вместо полупроводникового прибора становится по своей сути самым обычным проводником. В таком состоянии он лишается своих основных свойств и начинает пропускать электрический ток в абсолютно любом направлении. Подобная поломка легко выявляется при помощи стандартного мультиметра, который начинает подавать звуковой сигнал и показывать низкий уровень сопротивления в диоде.
2. При обрыве происходит обратный процесс – прибор вообще перестает пропускать электрический ток в каком-либо направлении, то есть он становится по своей сути изолятором. Для точности определения обрыва, необходимо использовать тестеры с качественными и исправными щупами, в противном случае, они могут иногда ложно диагностировать данную неисправность. У сплавных полупроводниковых разновидностей такая поломка встречается крайне редко.
3. Утечка, во время которой нарушается герметичность корпуса прибора, вследствие чего он не может исправно функционировать.

Пробой p-n-перехода

Подобные пробои происходят в ситуациях, когда показатели обратного электрического тока начинают внезапно и резко расти, происходит это из-за того, что напряжение соответствующего типа достигает недопустимых высоких значений.

Обычно различается несколько видов:

1. Тепловые пробои, которые вызваны резким повышением температуры и последующим перегревом.
2. Электрические пробои, возникающие под воздействием тока на переход.

График вольт-амперной характеристики позволяет наглядно изучать эти процессы и разницу между ними.

Электрический пробой

Последствия, вызываемые электрическими пробоями, не носят необратимого характера, поскольку при них не происходит разрушение самого кристалла. Поэтому при постепенном понижении напряжения можно восстановить всей свойства и рабочие параметры диода.

При этом, пробои такого типа делятся на две разновидности:

1. Туннельные пробои происходят при прохождении высокого напряжения через узкие переходы, что дает возможность отдельно взятым электронам проскочить через него. Обычно они возникают, если в полупроводниковых молекулах имеется большое количество разных примесей. Во время такого пробоя, обратный ток начинает резко и стремительно расти, а соответствующее напряжение находится на низком уровне.
2. Лавинные разновидности пробоев возможны благодаря воздействию сильных полей, способных разогнать носителей заряда до предельного уровня из-за чего они вышибают из атомов ряд валентных электронов, которые после этого вылетают в проводимую область. Это явление носит лавинообразный характер, благодаря чему данный вид пробоев и получил такое название.

Тепловой пробой

Возникновение такого пробоя может произойти по двум основным причинам: недостаточный теплоотвод и перегрев p-n-перехода, который происходит из-за протекания через него электрического тока со слишком высокими показателями.

Повышение температурного режима в переходе и соседних областях вызывает следующие последствия:

1. Рост колебания атомов, входящих в состав кристалла.
2. Попадание электронов в проводимую зону.
3. Резкое повышение температуры.
4. Разрушение и деформация структуры кристалла.
5. Полный выход из строя и поломка всего радиокомпонента.

Это полупроводниковый диод, напряжение на котором при прямом включении (около 0,7 В) мало зависит от тока (прямая ветвь на соответствующем участке почти вертикальная). Стабистор предназначен для стабилизации малых напряжений.

В диоде Шоттки используется не p – n -переход, а выпрямляющий контакт металл-полупроводник. Условное графическое обозначение диода Шоттки представлено на рис. 2.5, б.

В обычных условиях прямой ток, образованный электронами зоны проводимости, переходящими из полупроводника в металл, имеет очень малую величину. Это является следствием недостатка электронов, энергия которых позволила бы им преодолеть данный барьер.

Для увеличения прямого тока необходимо «разогреть» электроны в полупроводнике, поднять их энергию. Такой разогрев может быть осуществлен с помощью электрического поля.

Если подключить источник внешнего напряжения плюсом к металлу, а минусом к полупроводнику n -типа, то потенциальный барьер понизится и через переход начнет протекать прямой ток. При противоположном подключении потенциальный барьер увеличивается и ток оказывается весьма малым.

Диоды Шоттки – очень быстродействующие приборы, они могут работать на частотах

На варикап подают обратное напряжение. Барьерная емкость варикапа уменьшается при увеличении (по модулю) обратного напряжения. Характер изменения емкости у варикапа такой же, как и у обычного диода.

Рис. 2.8. Вольт-амперная характеристика германиевого туннельного диода

Общая емкость диода в точке минимума характеристики составляет 0,8…1,9 пФ. Полезно отметить, что проверка диода тестером не допускается. Туннельные диоды могут работать на очень высоких частотах – более 1 ГГц.

Наличие участка с отрицательным дифференциальным сопротивлением на вольт-амперной характеристике обеспечивает возможность использования туннельных диодов в качестве усилительного элемента и в качестве основного элемента генераторов.

В настоящее время туннельные диоды используются именно в этом качестве в области сверхвысоких частот.

Это полупроводниковый диод, физические явления в котором подобны физическим явлениям в туннельном диоде, поэтому зачастую обращенный диод рассматривают как вариант туннельного диода. При этом участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением на вольт-амперной характеристике обращенного диода отсутствует или очень слабо выражен.

Обратная ветвь вольт-амперной характеристики обращенного диода (отличающаяся очень малым падением напряжения) используется в качестве прямой ветви «обычного диода», а прямая ветвь – в качестве обратной ветви. Отсюда и название – обращенный диод.

Условное графическое обозначение обращенного диода представлено на рис. 2.5,д.

Рассмотрим для примера вольт-амперные характеристики германиевого обращенного диода 1И104А (рис. 2.9), предназначенного, кроме прочего, для работы в импульсных устройствах (постоянный прямой ток – не более 0,3 мА, постоянный обратный ток – не более 4 мА (при ), общая емкость в точке минимума вольт-амперной характеристики 1,2…1,5 пФ).

Как видно из графика (рис. 2.9), обе ветви вольт-амперной характеристики практически симметричны (в зеркальном отражении) относительно начала координат. Участок отрицательного дифференциального сопротивления размещен на участке положительного напряжения между 0,1 и 0,3 В. При этом амплитуда тока на участке с отрицательным дифференциальным сопротивлением не превышает 0,05 мА.

Рис. 2.9. Вольт-амперная характеристика обращенного диода.

Классификация диодов | Volt-info

   Учитывая различные особенности характеристик и конфигурации диодов, их можно группировать по различным признакам. Приведём наиболее часто употребляемые классификации.

  Все полупроводниковые диоды можно разделить на две группы: выпрямительные и специальные. Выпрямительные предназначены для преобразования переменного напряжения (тока) в постоянное.

По материалу проводимости

   По материалу проводимости диоды можно разделить на вакуумные (ламповые) и полупроводниковые.

   Хотя вакуум, как таковой, не совсем корректно называть материалом, тем не менее, это среда, в которой происходит движение электронов, а значит, вакуум обладает проводимостью, и его можно рассматривать как вполне материальный объект, обладающий конкретными электрическими свойствами.

По конфигурации p-n перехода

   В зависимости от того, какое исполнение имеет p-n переход полупроводникового диода, их можно разделить на точечные и плоскостные. По технологии изготовления p-n перехода их можно разделить на сплавные, диффузионные и эпитаксиальные.

По назначению

   Если рассматривать функции, выполняемые диодами в различных узлах электронных и электрических схем, можно разделить их по назначению на две больших группы: Выпрямительные и специальные.

По частоте и форме переменного напряжения

   Все диоды имеют предельную частоту, при которой они могут работать без отклонения их электротехнических характеристик за допустимые пределы. Ряд предельных рабочих частот различных диодов очень обширный, поэтому частотная классификация условна:

В зависимости от частоты и формы переменного напряжения:

— Низкочастотные диоды;

— Высокочастотные диоды;

— Импульсные диоды.

Специальные типы

   Вольтамперная характеристика диода на различных участках имеет свои особенности. Некоторые электротехнические параметры диода на отдельных участках его ВАХ так же имеют уникальные свойства, на которых основана работа того или иного типа диода. На основе этих особенностей существует классификация специальных типов:

— Диоды Шоттки;

— СВЧ-диоды;

— Стабилитроны;

— Стабисторы;

— Варикапы;

— Светодиоды;

— Фотодиоды;

— Pin диод;

— Лавинный диод;

— Лавинно-пролётный диод;

— Диод Ганна;

— Туннельные диоды;

— Обращённые диоды.

По мощности

   В зависимости от конструктивных особенностей, разные диоды способны рассеивать в пространство различную мощность, которая ограничивается тепловым разрушением материала проводимости или p-n перехода. Таким образом, диоды делят на:

—  Маломощные;

— Средней мощности;

— Большой мощности (силовые).

Маркировка диодов: разновидности и расшифровка

Маркировка диодов – краткое условное название элемента, обозначение его технических параметров и особенностей в графическом исполнении. На корпусе полупроводника указывают материал, назначение, тип. Для этого используются буквы, цифры, символы «+», «-», стрелки, цветовые коды и метки в виде полосок, точек.

Подробная расшифровка данных дается в специальных справочных таблицах.

Где применяется?

Маркировка диодов широко применяется в сфере электроники – при производстве электронных схем:

• современных телевизоров;
• смартфонов;
• зарядных устройств;
• компьютеров;
• радиоаппаратуры;
• детекторов, логарифматоров и других нелинейных средств обработки сигналов;
• выпрямителей;
• стабилизаторов напряжения;
• коммутационных устройств;
• в цепочках электрического тока.

Виды маркировки диодов

Российские и иностранные производители используют разные виды маркировок. Наиболее распространены:

1. Цветовая (кодовая) – представляет собой полоски и точки разных цветов, позволяет идентифицировать устройства, обозначает анод и катод. Некоторые производители маркируют цветом весь корпус, чтобы потребителю проще было отличать их устройства.
2. Стеклянных корпусов – диоды в стеклянных корпусах имеют собственные буквенные и цифровые обозначения. Маркировки выполняются одним цветом, в них обычно указывается напряжение стабилизации.
3. SMD – это диоды иностранного производства, сконструированы они по типу платы с закрепленным на поверхности чипом. На их долю приходится 80% от общего количества. Маленькие размеры полупроводников затрудняют нанесение маркировки, на крупных элементах обозначения наносятся в полном или сокращенном вариантах.

Расшифровка

Система обозначений у отечественных и импортных диодов разная. В современной маркировке российских полупроводников используется система, соответствующая отраслевым стандартам. На корпус наносятся буквы и цифры.

Первая буква соответствует исходному материалу:

• А – арсенид галлия, дорогой материал, высокоустойчив к радиации;
• Г – германий, диоды из этого материала используются в маломощных цепях, характеризуются высоким коэффициентом передачи;
• И – фосфит индия, предназначен для светодиодов, используется в устройствах, работающих на сверхвысоких частотах;
• К – кремний. Бюджетный материал, устойчив к воздействию высокой температуры, имеет среднюю проводимость.

Вторая буква указывает на класс изделия.

Третий символ, как правило, цифра. Она характеризует электрические свойства, определяет сферы применения диода.

Четвертая буква (А-Я) указывает на вариант разработки.

Иногда в кодах присутствуют дополнительные элементы – это могут быть цифры на изделиях без корпуса, информирующие потребителя о конструктивных особенностях полупроводника.

Иностранные производители часто используют разную маркировку для изделий в одинаковых корпусах. Это могут быть только буквы, комбинации букв и цифр, цветовые полосы и тиснения.

Перед использованием электронных комплектующих рекомендовано свериться с таблицами конкретного производителя и получить точную расшифровку.

Виды светодиодов, маркировка и параметры

Светодиоды вытеснили обычные электролампы из нашего повседневного обихода. Сегодня светоизлучающие диоды применяются повсеместно, от обычного фонарика до светильников и прожекторов. Пользователи светодиодной продукции мало знают про ее особенности и постоянно задают вопросы специалистам компании «Ледрус». Очень часто нас спрашивают: какие типы светодиодов выпускаются, как определить маркировку светодиода, как определить характеристики светоизлучающего диода.

Эта статья отвечает на популярные вопросы наших покупателей, раскрывает все секреты smd-светодиодов, рассказывает о критериях выбора светодиодных излучателей по маркировке и параметрам. Вам будет интересно узнать, что зачастую достаточно обычной линейки, чтобы найти всю нужную информацию про изделие.

Обзор видов светодиодов

Первые светодиоды появились в 60-х годах XX века и представляли собой, по сути, прототипы с малой энергетической эффективностью. Дальнейшее развитие технологии производства на основе новых материалов, таких как полупроводниковые гетероструктуры, позволило изготавливать мощные светоизлучающие диоды с высокой яркостью и малым энергопотреблением. Познакомимся с классификацией светоизлучающих диодов по различным критериям.

Тип корпуса: выводные и smd светодиоды

Промышленность выпускает два основных вида светодиодов, имеющих абсолютно разную конструкцию, технологию изготовления, внешний вид и назначение:

• выводные DIP для ручного монтажа;
• SMD для поверхностного монтажа вручную или на автоматизированной линии.

Выводные LED можно легко распознать по двум выводам (анод и катод), предназначенным для крепления и пайки на печатной плате. Основная сфера применения: индикация на приборах различного назначения. Отдельные модификации устанавливаются, например, в бытовые фонарики или, так называемые, «лазерные» указки.

Выводные светодиоды изготавливаются в трех вариантах корпусов:

Круглые светодиоды 3, 5, 8 мм

Прямоугольные светодиоды «Пиранья»

Цилиндрические светодиоды

Светоизлучающие диоды, используемые для поверхностного монтажа, производятся на основе светодиодного чипа (кристалла), который помещается в корпус той или иной формы. Для пайки на плате и подключения к схеме электропитания предусмотрены специальные выводы. Международная классификация определяет основные типы корпусов:

SMD-LED

Что такое smd светодиоды

Для лучшего понимания дальнейшей информации остановимся более подробно на особенностях СМД-светодиодов. Поскольку именно они служат источниками света в светодиодных лентах, светильниках, лампах и прожекторах.

Процесс создания SMD-светодиода подразделяется на четыре этапа: по выращиванию кристаллической структуры, планарной обработке пленок, бинированию (сортировке чипов на категории – бины), размещению чипа (один или несколько кристаллов) в корпус.

Выращивание кристалла осуществляется методом металлоорганической эпитаксии. Происходит послойное наращивание кристаллической структуры с созданием контактов к p-n переходам.

Светоизлучающие диоды устанавливаются на общей подложке, отводящей излишнее тепло от кристалла. Подобное решение позволяет выпускать изделия, излучающие мощный световой поток с выделением значительной тепловой энергии. Теплоотвод гарантирует нормальную работу SMD-LED со стабильными рабочими характеристиками.

На готовые чипы наносится оптическое покрытие, например, люминофор. На мощные модификации монтируется пластиковая фокусирующая линза, которая направляет световое излучение под заданным углом.

В результате, сборка из маломощных SMD-светодиодов, установленная в светильник, позволяет добиться высокой яркости свечения.

Одно-, двух-, трехкристальные SMD светодиоды

Однокристальные светоизлучающие диоды для поверхностного монтажа выпускаются в модификациях, отличающихся уровнем мощности и яркости.

Величина тока маломощных моделей находится в пределах 20 мА из-за ограничения отводимого тепла. Встречаются варианты с уровнем яркости 5 – 50 mCd и 100 – 2000 mCd. Сверху обычно устанавливается плоская или сферическая линза. Сфера применения: электронные табло с высоким разрешением.

Более мощные светодиоды на одном кристалле работают с током от 50 мА до 1 А и имеют более эффективный теплоотвод. Используются в осветительных приборах, на рекламных экранах.

Многокристальные, например, трехкристальные светодиоды изготавливаются с различным количеством и сочетанием кристаллов, позволяющим варьировать яркость и цвет излучения. Рабочее напряжение варьируется у разных производителей. К примеру, компания Cree выпускает серии многокристальных LED с питанием 6 – 72 вольта и мощностью до 25 ватт. Назначение этой продукции весьма разнообразно – от приборов освещения до цветных электронных табло на стадионах.

Классификация по цвету свечения светодиода

Светоизлучающие диоды поверхностного монтажа производятся в двух вариантах излучаемого цвета:

• монохромные (одноцветные) – выпускаются модели (однокристальные) с белым, желтым, синим, красным, зеленым свечением;
• полихромные (многоцветные) – по международным правилам обозначаются как RGB (Red/Green/Blue). Структура – трехкристальная. Каждый кристалл размещается на единой подложке и работает совершенно независимо. Три световых потока объединяются оптической линзой или пространственно по общей оси излучения. Яркость и интенсивность света каждого излучающего элемента регулируется отдельным контроллером.

Интернет-магазин «Ледрус» предлагает широкий модельный ряд светодиодов всех видов и цветов свечения.

Размеры светодиодов smd

Познакомимся с наиболее распространенными типоразмерами смд светодиодов в корпусах типа SMD-LED. Для их идентификации используется четырехзначное число, обозначающее размеры изделия.

SMD3528 – это одна из первых разработок небольшой мощности и с невысокой энергоэффективностью. Наиболее экономичный по стоимости вариант на основе одного кристалла. Отличается прямоугольной формой. Размеры: 3,5х2,8х1,4 мм. Два выводных контакта.

SMD5050 – это матрица, состоящая из трех кристаллов 3528 зеленого, красного и синего цветов свечения. Отдельное управление кристаллами с помощью контроллеров. Размеры 5,0х5,0х1,6 мм. Сила светового потока 5050 в три раза превышает аналогичный параметр 3528.

SMD2835 – более современный вариант со сниженным энергопотреблением. Размеры 2,8х3,5х0,8 мм. За счет увеличения контактных площадок улучшен теплоотвод. Нанесено люминофорное покрытие, увеличивающее интенсивность излучения.

SMD5630 – мощный светоизлучающий прибор с повышенной светоотдачей. Размеры 5,6х3,0х0,77 мм. 4 вывода для распайки на плате.

SMD5730 – почти полный аналог 5630 с размерами 5,7х3,0х0,8мм и двумя выводами. Встречаются модификации 5730-05 и 5730-1.

Помимо рассмотренных выше производятся SMD-светодиоды с типоразмерами 3014, 3030, 7020, 8520, которые применяются довольно редко. Производители постоянно расширяют модельный ряд и выпускают новые модификации изделий с другими размерами.

Маркировка светодиодов

Стандартная маркировка smd-светодиодов напрямую связана с рассмотренными выше типоразмерами изделий. Для примера расшифруем обозначение SMD 2835 UWC 5. Итак расшифровка маркировки: перед нами светоизлучающий диод в корпусе SMD-LED с габаритными размерами 2,8×3,5 мм, мощностью 500 мВт, белым свечением (Ultra White Color).

Можно просто измерить длину и ширину корпуса обычной линейкой и найти в таблице светодиодов соответствующую позицию:

Основные параметры светодиодов

Характеристики светодиодов являются главным критерием их применения в разных моделях светодиодных светильников, прожекторов, дисплеев и других устройствах. Рассмотрим несколько основных параметров, влияющих на выбор того или иного LED-источника для решения индивидуальных задач.

Характеристики SMD-светодиодов

Ток потребления

Производители выпускают светодиоды со средней величиной силы стабилизированного тока на одном кристалле примерно 200 мА. Для многокристального чипа этот параметр кратно возрастает. Токовая девиация (отклонение) отрицательно влияет на интенсивность излучения, сокращает период службы прибора. При увеличении тока повышается цветовая температура чипа, меняется оттенок свечения.

Напряжение

Светодиоды питаются от драйвера, поддерживающего постоянное значение тока. Напряжение может изменяться в пределах заданного диапазона, например, 12 – 36 В. Но для светодиодной ленты с токоограничивающими резисторами наоборот требуется постоянное стабилизированное напряжение, а величина тока задается резисторами.

Мощность

Это важный параметр, который требуется для расчета и выбора драйвера. Можно вычислить его по всем известной школьной формуле P = U х I.

Светоотдача, угол свечения

Особенностью светового потока LED-матрицы является его направленность с повышенным пятном яркости по центру потока. Величина угла рассеивания составляет 100 – 120 градусов. Можно изменять фокусировку посредством установки купольных линз.

Цветовая температура

Цветовая температура светового потока определяет вариант освещенности и комфортность восприятия света в помещении человеческими глазами. Существует несколько категорий белого света:

• 2700-3500 K – теплый;
• 3500-5000 K – нейтральный или дневной;
• более 5000 K – холодный.

Площадь излучения

От площади источника света зависит яркость освещения. Световой поток может излучаться круглой или прямоугольной площадкой в зависимости от модели прибора.

Цветовой диапазон

Сейчас можно купить светодиод любого цвета и оттенка. Например, технология трехцветного смешения RGB позволяет получить свыше 1 миллиона оттенков. Новые материалы и технологические решения постепенно вытесняют получение основных цветов при помощи легирующей примеси и нанесения люминофорного покрытия. В паспорте изделия обычно указывается вариант цвета, выбранного по длине волны, преобладающей в спектре излучения.

Как определить параметры смд светодиода по внешнему виду

Для определения характеристик светодиода необходимо узнать его типоразмер, а затем посмотреть нужные данные в таблице. Самый простой способ – измерить габариты LED обычной линейкой. По таблице находим типоразмер и видим все основные параметры.

Как определить полярность светодиода

Производители позаботились, чтобы пользователи смогли правильно определить полярность светодиода, уверенно распознать его анод и катод. Проще всего с выводными светоизлучающими диодами. На рисунке видны анодный (плюс) и катодный (минус) контакты:

Для непрозрачного SMD-корпуса нашли особые решения. При внимательном осмотре можно увидеть специальный срез на углу корпуса светодиода, который отмечает катод. А с обратной стороны располагается теплоотвод, всегда смещенный к аноду.

На небольших SMD-диодах подсказкой служат пиктограммы в форме треугольника, букв П или Т. Буквенный выступ и вершина треугольника направлены в сторону катода.

Вот и все, что мы хотели рассказать в сегодняшней статье. Надеемся, что этот материал будет полезен Вам, а информация пригодится в повседневной жизни. Впереди наших читателей ожидают новые статьи с интересными обзорами светодиодной продукции, которую можно купить в «Ледрус».

Воспользуйтесь консультацией специалиста

Вы можете связаться с менеджером «Ледрус» для консультации и помощи в выборе светодиодов и блоков питания для решения задач по освещению и декору помещений любого назначения. У нас большой выбор, приятные цены и дружелюбные специалисты. Здесь всегда рады покупателям и их хорошему настроению.

Идентификация кода диода — Силовая электроника от A до Z

Идентификация кода диода:

Как идентифицировать диод?

Студенты инженерных специальностей, окончившие колледж, хорошо знакомы с идентификацией кода резистора. Но они не знакомы с идентификацией кода диода. Этот пост решит эту проблему. Обычно в диодах упоминается какая-то буква с некоторыми цифрами. Что это значит? Прежде чем разбираться в идентификации кодов диодов, давайте быстро освежим основы диода.

Что такое диод?
Диод называется так потому, что он имеет два вывода: анод, который является положительным выводом, и катод, который является отрицательным выводом. В случае диода с p-n переходом анодом p-типа, а катодом n-типа. Это простейший из полупроводниковых приборов. Он имеет характеристики, близкие к характеристикам простого переключателя. Он состоит из различных материалов, таких как кремний, германий, карбид кремния (SiC).

Помимо диодов с PN переходом, для специальных применений производятся и другие типы диодов.Эти специальные диоды представляют собой два оконечных устройства, уровни легирования которых тщательно выбираются для обеспечения желаемых характеристик. Некоторые из специальных диодов: стабилитрон, диод Шоттки, варакторный диод, туннельный диод, диод Ганна, светоизлучающий диод (LED) и т.д. типа полупроводник. Диод Шоттки образуется между полупроводником и металлическим слоем. Накопление заряда, ограничивающее обратное восстановление переходных диодов, не происходит в диодах Шоттки, а обратное восстановление происходит очень быстро.Эти диоды характеризуются более низким прямым напряжением, чем кремниевые переходные диоды, и большим обратным током утечки. Благодаря низкому прямому напряжению и быстрому обратному восстановлению они широко используются в импульсных источниках питания низкого напряжения. Вольт-амперные характеристики диода Шоттки с прямым смещением имеют такую ​​же форму, как и у переходного диода.

Европейская система идентификации кода диода (ES) состоит из буквенно-цифрового кода, как показано ниже:
[1] Две буквы и три цифры
[2] Три буквы и две цифры
Первый метод наименования предназначен для диодов общего назначения и второй вариант — для диодов специального назначения.
Как показано на рисунке выше, в основном катодный вывод идентифицируется с помощью маркировки полосы.

Первая буква = Материал полупроводника
A — Германий
B — Кремний
C — Арсенид галлия
D — Фотодиоды

Вторая буква = Применение
A — Диод общего назначения
B — Диод переменной емкости
E — Туннельный диод
P — Фотодиод
Q — Светоизлучающий диод
T — Управляемый диод
X — Варакторный диод
Y — Силовой выпрямитель
Z — Стабилитрон

Третья буква — Третья буква не имеет особого значения.Буква используется для обозначения специализированного применения диода.

Обозначение кода стабилитрона:

Стабилитроны имеют дополнительную букву, которая появляется после цифр. Эта буква обозначает допуск стабилитронов. Для этого используются следующие буквы:
A ± 1%
B ± 2%
C ± 5%
D ± 10%
Стабилитроны имеют дополнительные символы, которые указывают напряжение стабилитрона.
Пример: 5V1 указать 5.1V

Теперь попробуем определить следующие диоды
AA113
BZY88C4V7

Быстрый вопрос?
Как вы идентифицируете катодные и анодные выводы в светодиоде со сквозным отверстием?
В светодиодах вывод катода длиннее вывода анода. Сравнивая длину выводов, мы можем идентифицировать выводы светодиода.

Подробнее:
Как стабилитрон работает как регулятор напряжения?
Power BJT: Введение, структура, характеристики
Сравнение MOSFET и BJT


Спасибо за чтение…

Diodes

См. Также: светодиоды | AC и DC | Источники питания

Пример: Обозначение цепи:

Функция

Падение прямого напряжения

обратное напряжение

Обычные диоды можно разделить на два типа: Сигнальные диоды, проходящие через малые токи 100 мА или меньше и выпрямительные диоды, которые могут пропускать большие токи. Вдобавок есть светодиоды (у которых есть своя страница) и стабилитроны (внизу этой страницы).

Подключение и пайка

Маленькие сигнальные диоды могут быть повреждены нагреванием при пайке, но риск невелик, если только вы используете германиевый диод (коды, начинающиеся с OA…), и в этом случае вы должны использовать радиатор, прикрепленный к проводу между соединением и корпусом диода. Стандартный зажим типа «крокодил» можно использовать в качестве радиатора.

Выпрямительные диоды достаточно прочные, и при их пайке не требуется специальных мер предосторожности.

Испытательные диоды

Диоды сигнальные (малоточные)

Сигнальные диоды общего назначения, такие как 1N4148, сделаны из кремния и имеют прямое падение напряжения 0.7В.

Германиевые диоды , такие как OA90, имеют меньшее прямое падение напряжения 0,2 В и это делает их пригодными для использования в радиосхемах в качестве детекторов, извлекающих звуковой сигнал от слабого радиосигнала.

Для общего использования, где размер прямого падения напряжения менее важен, кремний диоды лучше, потому что они менее легко повреждаются нагревом при пайке, у них есть меньшее сопротивление при проводке, и они имеют очень низкие токи утечки при обратном приложено напряжение.

Защитные диоды для реле

Выпрямительные диоды (большой ток)

Все выпрямительные диоды изготовлены из кремния и поэтому имеют прямое падение напряжения. 0,7 В. В таблице указаны максимальный ток и максимальное обратное напряжение для некоторых популярных выпрямительные диоды. 1N4001 подходит для большинства цепей низкого напряжения с током менее 1А.

См. Также: Источники питания

Мостовые выпрямители

На схеме показана работа мостового выпрямителя при преобразовании переменного тока в постоянный. Обратите внимание, как проводят чередующиеся пары диодов.

См. Также: Источники питания

Стабилитроны

Стабилитроны используются для поддержания фиксированного напряжения.Они предназначены для «поломки» надежным и неразрушающим способом, чтобы их можно было использовать в обратном направлении для поддержания фиксированное напряжение на их выводах. На схеме показано, как они связаны, с последовательно включенный резистор для ограничения тока.

Стабилитроны можно отличить от обычных диодов по их коду и напряжению пробоя. которые напечатаны на них. Коды стабилитронов начинаются BZX … или BZY … Их напряжение пробоя печатается с буквой V вместо десятичной точки, поэтому 4V7 означает 4.Например, 7В.

Стабилитроны классифицируются по напряжению пробоя и максимальной мощности:

• Минимальное доступное напряжение составляет 2,7 В.
• Обычно номинальная мощность составляет 400 мВт и 1,3 Вт.

Как читать схему

Условные обозначения (часть 2)

Диоды

Базовые диоды обычно представляют собой треугольник, прижатый к линии. Диоды также поляризованы, поэтому для каждого из двух выводов требуются отличительные идентификаторы.Положительный анод — это вывод, входящий в плоский край треугольника. Отрицательный катод выходит за линию символа (воспринимайте его как знак -).

Существует множество различных типов диодов, каждый из которых имеет специальный рифф на стандартном символе диода. Светодиоды (LED) дополняют символ диода парой линий, направленных в сторону. Фотодиоды , которые генерируют энергию из света (в основном, крошечные солнечные элементы), переворачивают стрелки и направляют их в сторону диода.

Другие специальные типы диодов, такие как диоды Шоттки или стабилитроны, имеют свои собственные символы с небольшими вариациями на штриховой части символа.

Транзисторы

, будь то биполярные транзисторы или полевые МОП-транзисторы, могут существовать в двух конфигурациях: положительно легированные или отрицательно легированные. Итак, для каждого из этих типов транзисторов есть как минимум два способа его нарисовать.

Биполярные переходные транзисторы (БЮТ)

БЮТ — трехполюсные устройства; у них есть коллектор (C), эмиттер (E) и база (B).Есть два типа BJT — NPN и PNP — и каждый имеет свой уникальный символ.

Контакты коллектора (C) и эмиттера (E) расположены на одной линии друг с другом, но на эмиттере всегда должна быть стрелка. Если стрелка указывает внутрь, это PNP, а если стрелка указывает наружу, это NPN. Мнемоника для запоминания: «NPN: n ot p ointing i n ».

Металлооксидные полевые транзисторы (МОП-транзисторы)

Как и BJT, полевые МОП-транзисторы имеют три терминала, но на этот раз они названы исток (S), сток (D) и затвор (G).И снова, есть две разные версии символа, в зависимости от того, какой у вас полевой МОП-транзистор с n-каналом или p-каналом. Для каждого типа полевого МОП-транзистора существует ряд часто используемых символов:

Стрелка в середине символа (называемая основной частью) определяет, является ли полевой МОП-транзистор n-канальным или p-канальным. Если стрелка указывает внутрь, это означает, что это n-канальный MOSFET, а если он указывает, это p-канал. Помните: «n is in» (своего рода противоположность мнемонике NPN).

Цифровые логические ворота

Наши стандартные логические функции — И, ИЛИ, НЕ и ИСКЛЮЧИТЕЛЬНОЕ ИЛИ — имеют уникальные условные обозначения:

Добавление пузыря к выходу отменяет функцию, создавая NAND, NOR и XNOR:

У них может быть более двух входов, но формы должны оставаться такими же (ну, может быть, немного больше), и все равно должен быть только один выход.

Интегральные схемы

решают такие уникальные задачи, и их так много, что на самом деле они не получают уникального обозначения схемы. Обычно интегральная схема представляет собой прямоугольник с выступающими по бокам выводами. Каждый вывод должен быть помечен как номером, так и функцией.

Поскольку микросхемы имеют такой общий символ схемы, имена, значения и метки становятся очень важными. Каждая микросхема должна иметь значение, точно идентифицирующее имя микросхемы.

Уникальные ИС: операционные усилители, регуляторы напряжения

Некоторые из наиболее распространенных интегральных схем получают уникальный символ схемы. Обычно вы увидите операционные усилители, расположенные, как показано ниже, с 5 выводами: неинвертирующий вход (+), инвертирующий вход (-), выход и два входа питания.

Часто в один корпус интегральной схемы встроено два операционных усилителя, для которых требуется только один вывод для питания и один для заземления, поэтому тот, что справа, имеет только три контакта.

Простые регуляторы напряжения обычно представляют собой трехконтактные компоненты с входными, выходными и заземляющими (или регулирующими) контактами. Обычно они имеют форму прямоугольника с выводами слева (вход), справа (выход) и внизу (заземление / регулировка).

Разное

Кристаллы и резонаторы

Кристаллы или резонаторы обычно являются важной частью схем микроконтроллера. Они помогают обеспечить тактовый сигнал. Кристаллические символы обычно имеют два вывода, в то время как резонаторы, которые добавляют два конденсатора к кристаллу, обычно имеют три вывода.

Заголовки и разъемы

Будь то обеспечение питания или отправка информации, разъемы необходимы для большинства цепей. Эти символы различаются в зависимости от того, как выглядит разъем, вот пример:

Двигатели, трансформаторы, динамики и реле

Мы объединим их вместе, так как они (в основном) все так или иначе используют катушки. Трансформаторы (не самые очевидные) обычно включают две катушки, прижатые друг к другу, с парой линий, разделяющих их:

Реле обычно соединяет катушку с переключателем:

Динамики и зуммеры обычно имеют форму, аналогичную их реальным аналогам:

и обычно имеют обведенную буквой «М», иногда с небольшим количеством украшений вокруг клемм:

Предохранители и PTC

Предохранители и PTC — устройства, которые обычно используются для ограничения значительных скачков тока — каждое имеет свой уникальный символ:

Символ PTC на самом деле является общим символом для термистора , резистора, зависящего от температуры (обратите внимание на международный символ резистора там?).

Несомненно, многие символы схем не включены в этот список, но те, что указаны выше, должны дать вам 90% грамотности в чтении схем. В общем, символы должны иметь довольно много общего с реальными компонентами, которые они моделируют. Помимо символа, каждый компонент на схеме должен иметь уникальное имя и значение, которое в дальнейшем помогает его идентифицировать.

Д.Диод

Имена символов: ДИОД, ЗЕНЕР, ШОТТКИ, ВАРАКТОР.

Синтаксис: Dnnn анодный катод <модель> [область]

+ [выкл.] [M = <значение>] [n = <значение>] [temp = <значение>]

Примеры:

ВЫХОД ВЫХОДА D1 MyIdealDiode

. Модель MyIdealDiode D (Ron = .1 Roff = 1Meg Vfwd = .4)

ВЫХОД ВЫХОДА D2 dio2

. Модель dio2 D (Is = 1e-10)

Параметр экземпляра M устанавливает количество параллельных устройств, а параметр экземпляра N устанавливает количество последовательных устройств.

Для определения характеристик диода требуется карта .model. Доступны два типа диодов. Одна из них — это линейная модель области проводимости, которая дает упрощенное в вычислительном отношении представление идеализированного диода. Он имеет три линейных области проводимости: включение, выключение и обратный пробой. Прямая проводимость и обратный пробой могут быть нелинейными, если задать предел тока с помощью Ilimit (revIlimit). tanh () используется для согласования крутизны прямой проводимости с предельным током.Параметры эпсилон и реепсилон могут быть заданы для плавного переключения между выключенным и проводящим состояниями. Квадратичная функция подбирается между выключенным и включенным состоянием, так что ВАХ диода имеет непрерывную величину и наклон, а переход происходит при напряжении, определяемом значением эпсилон для прямой проводимости и реепсилон для перехода между выключенным и выключенным состояниями. обратная поломка.

Ниже приведены параметры модели для этого типа диода:

Эта идеализированная модель используется, если в модели указано любое из Ron, Roff, Vfwd, Vrev или Rrev.

Другая доступная модель — это стандартный полупроводниковый диод Berkeley SPICE, но расширенный для обработки более детальных характеристик пробоя и рекомбинационного тока. Коэффициент площади определяет количество эквивалентных параллельных устройств указанной модели. Ниже приведены параметры модели диода для этого диода.

Для модели можно указать значения напряжения, тока и рассеиваемой мощности. Эти параметры модели не влияют на электрические характеристики. Они позволяют LTspice проверять, используется ли диод сверх его номинальной мощности. Следующие параметры применимы к любой модели. Эти параметры не масштабируются по площади.

Символы диодов

Диод — Javatpoint

Диод — это электронное устройство, которое проводит ток только в одном направлении под определенным напряжением.Это двухконтактное устройство, на котором изображены положительный и отрицательный полюсы.

Идеальный диод имеет нулевое сопротивление в определенном направлении. Можно также сказать, что он имеет высокое сопротивление в обратном направлении. Здесь бесконечное сопротивление означает нулевой ток, протекающий по цепи. Следовательно, мы можем сказать, что идеальный диод проводит ток только в одном направлении из-за бесконечного сопротивления или нулевого тока в другом направлении. В случае реальных диодов бесконечного сопротивления не существует.Можно сказать это как высокая стойкость.

Здесь мы обсудим влияние прямого и обратного смещения на диоды и различных типов диода .

Но из списка диодов стабилитрон — единственный диод, который может проводить ток как в прямом, так и в обратном направлении. Мы обсудим стабилитроны позже в этой теме.

Влияние смещения на диод

Под смещением понимается прямое и обратное смещение диода.Обсудим это подробнее.

• Прямое смещение
  Прямое смещение означает напряжение, которое позволяет току течь через выводы диода. Область обеднения при прямом смещении узкая. Он легко позволяет электронам течь от p-стороны к n-стороне.
  Полярность диода указана ниже:
  
  На изображении выше четко показана полярность диода при прямом смещении. Это означает, что положительная клемма источника напряжения подключена к аноду, а отрицательная клемма подключена к катоду.
  Ток увеличивается с увеличением напряжения, когда диод работает в прямом смещении. Текущий поток зависит от большинства носителей.
• Обратное смещение
  Обратное означает напряжение, позволяющее току течь в обратном направлении. Область обеднения при обратном смещении шире.
  Полярность диода указана ниже:
  
  На изображении выше четко показана полярность диода при обратном смещении.Это означает, что положительная клемма источника напряжения подключена к катоду, а отрицательная клемма подключена к аноду. Ток зависит от неосновных носителей.
  Диод в случае обратного смещения обычно ведет себя как разомкнутый переключатель.

Типы диодов

Существуют разные типы диодов для разных целей.

Диоды в основном делятся на вакуумных диодов, сигнальных диодов, и полупроводниковых диодов .Давайте подробно обсудим типы диодов. Здесь мы также обсудим их приложения.

Вакуумный диод

Вакуумные диоды считаются самым простым продуктом для контроля свободных электронов. Два электрода вакуумного диода — катод и анод. Нить накала в диоде нагревает катодный элемент.

Использование таких диодов сократилось после изобретения полупроводниковых диодов. Но вакуумные диоды все еще используются сегодня в нескольких приложениях с большой мощностью.Это связано с прочностью и допуском по напряжению по сравнению с другими полупроводниковыми диодами.

Приложения

Области применения вакуумных диодов перечислены ниже:

• Усилители
• ЭЛТ (электронно-лучевая трубка)
• Лампы вакуумные

Диоды сигнальные

Сигнальные диоды далее классифицируются как:

• Малый сигнальный диод
• Большой сигнальный диод

Давайте обсудим краткое описание двух типов сигнальных диодов.

Малосигнальный диод

Слабосигнальные диоды имеют малый ток и малую мощность. Он может лучше работать в высокочастотных приложениях. Амплитуда импульса таких диодов составляет несколько вольт.

Большой сигнальный диод

p-n переход большого сигнального диода большой. Но он не подходит для высокочастотных приложений, таких как малосигнальные диоды.

Приложения

Общие области применения малосигнальных диодов перечислены ниже:

• Фиксация формы сигнала
• Ограничение формы сигнала

Обычно диод большого сигнала используется следующим образом:

Полупроводниковые диоды

Полупроводниковые диоды — это распространенный тип диодов.Он был первым из полупроводниковых приборов.

Различные типы полупроводниковых диодов перечислены ниже:

• Переходные диоды
• Приборы оптоэлектронные диодные
• Диод Ганна
• Лазерные диоды
• PIN диоды
• Туннельный диод
• Импатт-диоды
• Кристаллические диоды

Переходные диоды

Здесь мы обсудим общие типы переходных диодов.

Переходные диоды характеризуются как:

• Диоды P-N переходные
• Варакторные диоды
• Стабилитроны
• Диоды переключающие
• Диоды Шоттки

Рассмотрим подробнее описанный выше тип переходных диодов.

P-N переходные диоды

Комбинация сторон p и n дает диод p-n перехода. Электрон течет с n-стороны на p-сторону, способствуя протеканию тока в цепи.

Примеси добавляются на стороне p и n для увеличения концентрации носителей заряда в диоде. N-сторона состоит из электронов основных носителей и положительно заряженных ионов, известных как доноров . P-сторона состоит из дырок основных носителей и отрицательно заряженных ионов-акцепторов, известных как неподвижные ионы.

Диод p-n-перехода показан ниже:

Здесь Xp и Xn — заряженные ионы.

Если одна сторона p-n перехода сильно легирована по сравнению с другой, диод известен как диод с резким переходом p-n перехода .Резкий p-n-переход (сильно легированный с одной или с обеих сторон) обеспечивает динамическое сопротивление для более длительного диапазона приложенной разности потенциалов.

Приложения

Области применения диодов с p-n переходом перечислены ниже:

• Исправление
• Умножители напряжения

Варакторные диоды

Варакторный диод — это диод с p-n переходом, который используется для изменения емкости на переходе.Область обеднения диода с p-n-переходом, содержащего донорные и акцепторные ионы, играет роль переменного конденсатора при смещении.

Варакторные диоды используются в схемах настройки. Он также обеспечивает пригодное для использования напряжение постоянного тока для настройки схемы, например, простого дистанционного управления или устройства с функцией автоматической настройки.

Приложения

Применение варакторного диода следующее:

• Конденсатор переменной настройки

Стабилитроны

Стабилитрон — это сильно легированный диод с p-n переходом.P-n-переход стабилитрона сильно легирован, чтобы получить узкую обедненную область . Узкая область обеднения позволяет ионам быстро получать энергию от внешнего источника. При обратном смещении потенциал перехода стабилитрона увеличивается. Это приводит к увеличению тока через стабилитрон.

Обозначение стабилитрона показано ниже:

К преимуществам стабилитрона относятся защита по напряжению , низкая стоимость, сдвиг напряжения, лучшая производительность, работа и при высоких напряжениях .Следовательно, стабилитрон предпочтителен для таких приложений, как ограничители формы сигналов, регуляторы напряжения и т. Д.

Структура схемы, состоящей из стабилитрона, показана ниже:

Резистор последовательно соединен с диодом для ограничения избыточного тока, который может повредить диод.

Приложения

Области применения стабилитрона перечислены ниже:

• Регуляторы напряжения
• Цепи ограничения
• Ограничители перенапряжения

Диоды переключающие

Диод с p-n-переходом может использоваться в качестве переключателя между проводящим и непроводящим состоянием, если объемный заряд обедненной области регулируется вместе с временем жизни носителей.Характеристики переключения диода с p-n переходом должны сохранять небольшой заряд. Он должен иметь короткий срок службы носителя для отверстия.

Когда переключающий диод работает в режиме обратного смещения, требуется немного времени для удаления накопленного заряда нейтральной области.

Приложения

Применение переключающих диодов следующее:

Диоды Шоттки

Принцип работы диодов Шоттки отличается от обычных диодов с p-n переходом.Разница заключается в выпрямлении, которое происходит из-за разницы в значениях работы выхода металла и полупроводника.

Другими отличиями диодов Шоттки от обычных диодов с p-n переходом являются неоднородное легирование и проводимость, контролируемая насыщенными излучениями основных носителей заряда. Это означает, что рекомбинация неосновных носителей не может влиять на скорость переключения диода Шоттки. Таким образом, скорость переключения — это явление большинства несущих.

Общие преимущества диода Шоттки включают меньший шум, лучшую производительность и быстрое время восстановления.

Приложения

Области применения диодов Шоттки перечислены ниже:

Приборы оптоэлектронные диодные

Оптоэлектронные устройства — это устройства, основанные на взаимодействии фотона с материалами. Есть три возможных способа, которыми фотон может взаимодействовать с материалом и претерпевать поглощение, спонтанное излучение и стимулированное излучение.

Энергия падающего фотона в таких диодах должна быть больше, чем энергия запрещенной зоны, чтобы вывести электрон из валентной зоны в зону проводимости.

Оптоэлектронные диодные устройства имеют следующие характеристики:

• Фотодиод с p-n переходом
• Фотодиод с p-i-n переходом
• Лавинные фотодиоды
• Светодиоды

Остановимся подробнее на перечисленных выше типах диодов.

P-n переход Фотодиод

Фотодиод с p-n переходом — это обычный фотодиод. Обратный ток насыщения в фотодиоде течет из-за неосновных носителей в обратном смещении.Ширина обеднения при обратном смещении велика. Фотон с энергией выше, чем энергия запрещенной зоны, поглощается материалом. Он передает часть своей энергии другим электронам, находящимся в верхней части валентной зоны. Такие электроны, которые получают энергию, возбуждаются в зону проводимости. Следовательно, в обедненной области генерируется электронно-дырочная пара. Приложенное обедненное поле разделяет эти электронно-дырочные пары для протекания обратного тока.

Следовательно, величина создаваемого фототока зависит от чувствительности и квантовой эффективности.

Схема фотодиода на p-n переходе показана ниже:

Приложения

Области применения фотодиода с p-n переходом перечислены ниже:

• Детекторы дыма
• Медицинское оборудование

Фотодиод с p-i-n переходом

Слаболегированный слой собственного материала зажат между сильно легированными p- и n-слоями. Комбинация трех слоев приводит к увеличению ширины обедненной области.Увеличенная ширина обеднения используется для падения фотонов. Фотоносители, генерируемые в обедненной ширине, собираются намного быстрее за счет чистого напряжения смещения в этой области. Процесс сбора намного быстрее, чем процесс распространения.

Схема фотодиода с p-i-n переходом показана ниже:

Возбуждение электронов приводит к образованию пары электрон-дырка. Высокое электрическое поле разделяет генерируемую электронно-дырочную пару в обедненной области из-за обратного смещения.Кроме того, он вызывает протекание тока, известного как фототок .

Приложения

Области применения фотодиода с p-i-n переходом перечислены ниже:

• РЧ-переключатели
• СВЧ-переключатели
• Фотоэлектрический элемент

Лавинные фотодиоды

Лавинный фотодиод используется для регистрации оптических сигналов малой интенсивности. Это связано с процессом ударной ионизации, который также вызывает лавинный пробой.Схема лавинного фотодиода представлена ​​ниже:

Он состоит из слаболегированной p-пластины и комбинации собственных полупроводниковых слоев , зажатых между сильно легированными p- и n-слоями. Такая комбинация в лавинном диоде обеспечивает дополнительную длину обедненной области диода. Это также приводит к увеличению количества атомов и акцепторов. На границе обедненной области присутствует большое количество носителей заряда.

Приложения

Области применения лавинных фотодиодов перечислены ниже:

• Предохранительные клапаны (используются для регулирования давления в системе).

Светодиоды

Светодиод или светоизлучающие диоды представляют собой диоды с p-n переходом с энергетической щелью в диапазоне, необходимом для получения видимого света. Прямое напряжение, приложенное к диоду с p-n переходом, позволяет большинству носителей быстро перемещаться между нейтральными областями. Электромагнитное излучение, создаваемое диодами, похоже на частицу, находящуюся в состоянии от высокой до низкой. Это происходит из-за рекомбинации электрона основного носителя с дыркой основного носителя.

Светодиодный символ показан ниже:

Структура светодиода показана ниже:

Приложения

Некоторые из распространенных применений светоизлучающих диодов перечислены ниже:

• Автомобильные фары
• Светофоры
• Фонари
• Вспышка камеры

Диод Ганна

Диод Ганна представляет собой диод из GaAs n-типа n-типа (галлий-мышьяк).Он работает с разными уровнями энергии зоны проводимости. Перенос электронов происходит с нижнего энергетического уровня зоны проводимости на более высокий энергетический уровень зоны проводимости.

Перенесенный электрон на верхнем энергетическом уровне зоны проводимости свободнее, чем электрон на нижнем энергетическом уровне.

Приложения

Области применения диода Ганна перечислены ниже:

• Радар скоростной пушки
• Автоматические открыватели дверей

Лазерные диоды

Оптический резонатор или резонатор, состоящий из светодиода с параллельными полированными поверхностями, известен как лазеры.Такие диоды обычно предпочтительны для считывателей штрих-кодов, оптической связи, лазерного сканирования и т. Д. Они также известны как инжекционный лазерный диод . Лазерные диоды отвечают за преобразование электрической энергии в световую.

Приложения

Некоторые из распространенных применений лазерных диодов перечислены ниже:

• Лазерная печать
• Лазерное сканирование
• Сканеры штрих-кода
• Диск с записью

Импатт-диоды

IMPATT или ударно-ионизационный лавино-временный диод — это диод с переходом n-p-i-p.Структура диода IMPATT показана ниже:

Два угловых p- и n-слоя диода сильно легированы. Это означает внутренний слой в диоде. Механизм устройств основан на двух регионах:

1. Слаболегированная p-область
2. I-регион

Слаболегированная p-область присутствует на границе, где имеет место лавинное умножение. Такая область также называется областью лавины или областью сильного поля.I-область — это внутренняя область, также известная как область дрейфа. Область обеднения, полученная между слоями n-p и i-p, называется областью пространственного заряда .

Приложения

Области применения диода Impatt перечислены ниже:

• Усилитель с отрицательным сопротивлением
• СВЧ-генераторы

PIN диоды

PIN-диод означает диод с комбинацией полупроводникового слоя p-типа, собственного и n-типа.Собственный полупроводниковый слой между p- и n-типами является нелегированным (без легирования) слоем. Для сравнения, два других полупроводниковых слоя сильно легированы (p-тип и n-тип).

Причина сильного легирования по двум причинам заключается в омических контактах, которые считаются не выпрямляющими электрическими переходами.

Приложения

Области применения PIN-диодов перечислены ниже:

• РЧ-переключатели
• Фотоприемники

Примечание: PIN-диоды отличаются от фотодиодов p-i-n.Роль PIN-диодов ограничена. В то время как функции p-i-n фотодиодов — низкая чувствительность, область высокой напряженности электрического поля и т. Д.

Туннельный диод

Область отрицательного сопротивления туннельного диода была обнаружена при измерении ВАХ.

Туннельный диод может работать в области отрицательного сопротивления. Следовательно, его можно использовать в качестве усилителя или генератора в широком диапазоне частот и приложений.Туннельное действие диодов происходит очень быстро, что не приводит к эффекту времени прохождения. Благодаря этому в сигналах не наблюдается скачков. Еще одним преимуществом быстрого туннельного действия является использование диодов в высокочастотных приложениях.

Другими преимуществами туннельного диода являются низкая стоимость, высокая скорость и низкое энергопотребление. Утечка заряда и низкие колебания выходного напряжения также являются их недостатками.

Приложения

Области применения туннельных диодов перечислены ниже:

• Запоминающее устройство логической памяти
• Осциллятор
• Усилитель

Четырехслойный диод

Четырехслойный диод называется P-N-P-N Diode .

P-N-P-N Диод

Название диода означает, что это четырехслойный диод. Структура диода P-N-P-N показана ниже:

Сторона p диода контактирует с выводом анода, а сторона n диода контактирует с выводом катода. Между четырьмя слоями диода есть три области истощения. Когда диод находится в обратном смещении, переходы J1 и J3 смещены в обратном направлении, а переход J2 — в прямом. Следовательно, можно сказать, что переход J2 не имеет вклада до тех пор, пока не произойдет лавинный пробой.

Аналогично, в случае прямого смещения переход J1 и J3 смещен в прямом направлении, а переход J2 смещен в обратном направлении.

Приложения

Области применения диода P-N-P-N перечислены ниже:

• SCS (Кремниевые переключатели управления)
• SCR (кремниевый управляющий выпрямитель)

онлайн-курсов PDH. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии

курсов.»

Russell Bailey, P.E.

Нью-Йорк

«Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам.

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации. «

Стивен Дедак, П.Е.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным.Я многому научился и они были

очень быстро отвечу на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова. Спасибо. «

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

«Простой в использовании веб-сайт. Хорошо организованный. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по вашей компании

имя другим на работе.»

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

«Справочные материалы были превосходными, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что уже знаком с

с подробной информацией о Канзасе

Городская авария Хаятт «

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель.Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Нашел класс

информативно и полезно

в моей работе ».

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны. You

— лучшее, что я нашел ».

Рассел Смит, П.E.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр

материал. «

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

«Спасибо, что позволили мне просмотреть неправильные ответы. На самом деле это

человек узнает больше

от сбоев.»

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным

способ обучения »

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы, т. Е. Разрешение

студент для ознакомления с курсом

материалов до оплаты и

получает викторину.»

Арвин Свангер, П.Е.

Вирджиния

«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

получил огромное удовольствие «.

Мехди Рахими, П.Е.

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

на связи

курсов.»

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о

обсуждаемых тем ».

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам. »

Джеймс Шурелл, П.Е.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основе какой-то неясной раздел

законов, которые не применяются

до «нормальная» практика.»

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы перенести его на свой медицинский прибор.

организация «

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

а онлайн-формат был очень

Доступно и просто

использовать. Большое спасибо. «

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»

Joseph Frissora, P.E.

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает иметь распечатанный тест во время

обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

фактических случаев предоставлено.

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

«Документ» Общие ошибки ADA при проектировании объектов «очень полезен.Модель

испытание потребовало исследования в

документ но ответы были

в наличии «

Гарольд Катлер, П.Е.

Массачусетс

«Я эффективно использовал свое время. Спасибо за широкий выбор вариантов.

в транспортной инженерии, что мне нужно

для выполнения требований

Сертификат ВОМ.»

Джозеф Гилрой, П.Е.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роадс, P.E.

Мэриленд

«Я многому научился с защитным заземлением. До сих пор все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курсов со скидкой.»

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать дополнительный

курсов. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

в пути «.

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для Professional

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно ».

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало

время искать где

получить мои кредиты от. «

Кристен Фаррелл, P.E.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

проще поглотить все

теорий. «

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по

мой собственный темп во время моего утром

до метро

на работу.»

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять

викторина. Я бы очень рекомендовал

вам на любой PE нужно

CE единиц. «

Марк Хардкасл, П.Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.»

Randall Dreiling, P.E.

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад оказать финансовую помощь

по ваш промо-адрес который

сниженная цена

на 40%. «

Конрадо Казем, П.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

«Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику

коды и Нью-Мексико

правил. «

Брун Гильберт, П.E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий.»

Дэвид Рейнольдс, P.E.

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

при необходимости дополнительно

сертификация. «

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали

мне то, за что я заплатил — много

оценено! «

Джефф Ханслик, P.E.

Оклахома

«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы.

для инженера »

Майк Зайдл, П.E.

Небраска

«Курс был по разумной цене, материал был кратким, а

хорошо организовано. «

Glen Schwartz, P.E.

Нью-Джерси

«Вопросы подходили для уроков, а материал урока —

хороший справочный материал

для деревянного дизайна. «

Брайан Адамс, П.E.

Миннесота

«Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефонному звонку.»

Роберт Велнер, P.E.

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве — проектирование

Строительство курс и

очень рекомендую .»

Денис Солано, P.E.

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики Нью-Джерси были очень хорошими

хорошо подготовлен. «

Юджин Брэкбилл, P.E.

Коннектикут

«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загружать учебные материалы на

обзор везде и

всякий раз, когда.»

Тим Чиддикс, P.E.

Колорадо

«Отлично! Сохраняю широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, P.E.

Вирджиния

«Процесс прямой, без всякой ерунды. Хороший опыт».

Тайрон Бааш, П.E.

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были зондирующими и демонстрировали понимание

материала. Полная

и комплексное ».

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предлагали курс

поможет по моей линии

работ.»

Рики Хефлин, П.Е.

Оклахома

«Очень быстро и легко ориентироваться. Я определенно буду использовать этот сайт снова».

Анджела Уотсон, П.Е.

Монтана

«Легко выполнить. Никакой путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата».

Кеннет Пейдж, П.E.

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный

и отличный освежитель ».

Луан Мане, П.Е.

Conneticut

«Мне нравится, как зарегистрироваться и читать материалы в автономном режиме, а затем

Вернуться, чтобы пройти викторину «

Алекс Млсна, П.E.

Индиана

«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях »

Натали Дерингер, P.E.

Южная Дакота

«Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы позволить мне

успешно завершено

курс.»

Ира Бродский, П.Е.

Нью-Джерси

«Веб-сайтом легко пользоваться, вы можете скачать материал для изучения, а потом вернуться

и пройдите викторину. Очень

удобно а на моем

собственный график «

Майкл Глэдд, P.E.

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

Деннис Фундзак, П.Е.

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

сертификат. Спасибо за создание

процесс простой ».

Фред Шейбе, P.E.

Висконсин

«Положительный опыт.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и закончил

один час PDH в

один час. «

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

«Мне понравилось загружать документы для проверки содержания

и пригодность, до

имея платить за

материал .»

Ричард Вимеленберг, P.E.

Мэриленд

«Это хорошее напоминание об ЭЭ для инженеров, не занимающихся электричеством».

Дуглас Стаффорд, П.Е.

Техас

«Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

процесс, которому требуется

улучшение.»

Thomas Stalcup, P.E.

Арканзас

«Мне очень нравится удобство участия в онлайн-викторине и получение сразу

сертификат. «

Марлен Делани, П.Е.

Иллинойс

«Учебные модули CEDengineering — это очень удобный способ доступа к информации по номеру

много разные технические зоны за пределами

по своей специализации без

надо ехать.