Виды диодов: характеристики, применение и особенности

Какие бывают основные виды диодов. Каковы их характеристики и области применения. Как устроены различные типы диодов. Какие преимущества и недостатки имеют разные виды диодов.

Основные виды и классификация диодов

Диоды — это полупроводниковые приборы с двумя выводами, обладающие односторонней проводимостью. По принципу работы и конструкции диоды делятся на несколько основных видов:

• Выпрямительные диоды — используются для преобразования переменного тока в постоянный
• Стабилитроны — поддерживают постоянное напряжение на участке цепи
• Светодиоды — излучают свет при прохождении через них электрического тока
• Фотодиоды — генерируют электрический ток под воздействием света
• Варикапы — используются как конденсаторы с электрически управляемой емкостью
• Диоды Шоттки — имеют малое падение напряжения в прямом направлении
• Туннельные диоды — обладают участком отрицательного сопротивления на вольт-амперной характеристике

Основные характеристики диодов

При выборе и применении диодов учитывают следующие основные характеристики:

• Максимальный прямой ток
• Максимальное обратное напряжение
• Прямое падение напряжения
• Обратный ток утечки
• Емкость p-n-перехода
• Быстродействие (для импульсных диодов)
• Температурный диапазон работы

Эти параметры определяют возможности применения конкретных типов диодов в различных электронных схемах.

Выпрямительные диоды

Выпрямительные диоды являются одним из самых распространенных типов. Их основное назначение — преобразование переменного тока в постоянный. Особенности выпрямительных диодов:

• Способны выдерживать большие прямые токи (до нескольких сотен ампер)
• Имеют высокое допустимое обратное напряжение (сотни и тысячи вольт)
• Работают на низких частотах (50-400 Гц)
• Изготавливаются из кремния или германия
• Выпускаются в различных корпусах в зависимости от мощности

Выпрямительные диоды применяются в источниках питания, зарядных устройствах, сварочных аппаратах и другой силовой электронике.

Стабилитроны

Стабилитроны (диоды Зенера) предназначены для стабилизации напряжения в электрических цепях. Их особенности:

• Работают в режиме обратного пробоя
• Поддерживают постоянное напряжение на своих выводах при изменении тока
• Выпускаются на различные напряжения стабилизации (от 2 до 200 В)
• Имеют малый температурный коэффициент напряжения
• Используются для защиты от перенапряжений

Стабилитроны применяются в стабилизаторах напряжения, источниках опорного напряжения, ограничителях амплитуды сигналов.

Светодиоды

Светодиоды преобразуют электрическую энергию в световую. Основные характеристики светодиодов:

• Излучают свет определенной длины волны (цвета)
• Имеют высокий КПД преобразования энергии
• Обладают низким энергопотреблением
• Отличаются долгим сроком службы (до 100 000 часов)
• Выпускаются различных размеров и яркости свечения

Светодиоды широко используются в системах освещения, световых индикаторах, дисплеях, оптических линиях связи.

Фотодиоды

Фотодиоды преобразуют световую энергию в электрическую. Их особенности:

• Генерируют электрический ток под действием света
• Обладают высокой чувствительностью к свету
• Имеют малую инерционность
• Работают в фотогальваническом или фотодиодном режиме
• Чувствительны к определенным диапазонам длин волн

Фотодиоды применяются в различных датчиках освещенности, системах автоматики, оптических линиях связи, измерительных приборах.

Варикапы

Варикапы используются как конденсаторы с электрически управляемой емкостью. Их характеристики:

• Емкость изменяется при изменении обратного напряжения
• Диапазон изменения емкости — в несколько раз
• Применяются для настройки колебательных контуров
• Заменяют механические конденсаторы переменной емкости
• Обладают высоким быстродействием

Варикапы используются в системах автоматической подстройки частоты, преобразователях частоты, параметрических усилителях.

Диоды Шоттки

Диоды Шоттки отличаются малым падением напряжения в прямом направлении. Их особенности:

• Прямое падение напряжения 0,2-0,4 В
• Высокое быстродействие
• Малый заряд обратного восстановления
• Способны работать на высоких частотах
• Имеют небольшое обратное напряжение (до 100 В)

Диоды Шоттки применяются в импульсных источниках питания, выпрямителях, смесителях и детекторах СВЧ-сигналов.

Применение различных типов диодов

Разнообразие видов диодов обусловлено широким спектром их применения в электронике:

• Выпрямление переменного тока (выпрямительные диоды)
• Стабилизация напряжения (стабилитроны)
• Преобразование электрической энергии в световую (светодиоды)
• Детектирование оптических сигналов (фотодиоды)
• Преобразование частоты (варикапы)
• Быстродействующее переключение (диоды Шоттки)
• Генерация и усиление СВЧ-колебаний (туннельные диоды)

Правильный выбор типа диода позволяет оптимально реализовать требуемые функции в электронных устройствах различного назначения.

Диоды (часть 2). Виды и особенности. Основные неисправности — Электросам.Ру

Существуют полупроводники в зависимости от их применения и назначения. Рассмотрим основные виды диодов.

Диоды Шоттки

Эти полупроводниковые диоды имеют незначительное падение напряжения, имеют высокую скорость работы, в отличие от обычных диодов, которые не смогут заменить в действии диод Шоттки и выйдут из строя. Свое название диод имеет по изобретателю из Германии. В конструкции в качестве потенциального барьера используется переход «металл-полупроводник» вместо р-n перехода. Его допустимое напряжение при обратном подключении 1200 В. Практически они применяются в цепях низкого напряжения.

Стабилитроны

Они предотвращают увеличение напряжения свыше допустимого значения на участке схемы, могут защищать и ограничивать схему от повышенных значений тока. Стабилитроны могут работать только на постоянном токе, поэтому при включении их в цепь соблюдение полярности является обязательным. Стабилитроны одного типа можно соединять по последовательной схеме для увеличения напряжения, либо создания делителя напряжения.

Основным свойством таких полупроводников является стабилизирующее напряжение.

Варикапы

Этот полупроводник еще называют емкостным диодом. Он изменяет значение сопротивления при изменении напряжения питания. Используется в качестве управляемого конденсатора с изменяемой емкостью. Может применяться для настраивания контуров колебаний высокой частоты.

Тиристоры

Полупроводники могут находиться в двух устойчивых положениях:

1. Закрытое (низкая проводимость).
2. Открытое (высокая проводимость).

То есть, он может переходить под воздействием сигнала из одного состояния в другое.

У тиристора имеется три электрода. Кроме обычных катода и анода, есть еще и электрод управления, который служит для подачи сигнала управления для перевода полупроводника в состояние включения. Современные тиристоры иностранного производства производятся в различных корпусах.

Такие полупроводники включают в схемы для регулирования мощности, плавного запуска электромоторов, подключения освещения. Тиристоры дают возможность включать большие токи, достигающие наибольшего тока 5 кА, напряжением до 5 киловольт в закрытом виде. Мощные силовые приборы на основе тиристоров используются в управляющих панелях электромоторами и других устройствах.

Симисторы

Эти полупроводники применяются в схемах, подключенных к переменному напряжению. Прибор условно состоит из двух тиристоров, подключенных встречно-параллельно, и пропускающих ток в любую сторону.

Светодиоды

Они испускают световой поток при подключении к ним напряжения, используются для создания индикации параметров, в электронных схемах, различных электронных гаджетах, дисплеях, в качестве источников света, при этом бывают многоцветными и одного цвета.

Инфракрасные диоды

Это светодиоды, выдающие световой поток в инфракрасном спектре. Они используются для измерительных и контрольных приборов оптического вида, в пультах управления, коммутационных устройствах, линиях связи без проводов и т.д. Обозначаются на схемах как обычные светодиоды. Инфракрасные лучи не видны человеку. Их можно увидеть с помощью смартфона в камеру.

Фотодиоды

Они работают при попадании на их чувствительный элемент света, преобразуя его в электрический ток. Используются для преобразования потока света в сигнал электрического тока.

Фотодиоды обычно сравнивают по принципу работы с батареями на солнечных элементах.

Неисправности диодов

Полупроводники иногда могут выходить из строя вследствие естественного старения и амортизации внутренних материалов, либо по другим причинам:

• Пробивание перехода кристалла. Его следствием является то, что по сути полупроводник приобретает свойства обычного проводника, так как он лишен основных качеств полупроводимости и уже пропускает ток практически в любую сторону. Такая неисправность быстро обнаруживается с помощью обычного мультитестера. Измерительный прибор выдает сигнал звука и на дисплее видно значение очень малого сопротивления диода.
• Обрыв. В этом случае действует обратный процесс – полупроводник не пропускает ток ни в каком направлении, так как внутри кристалла нарушена проводимость, вследствие полного обрыва проводника, то есть, диод, по сути, стал диэлектриком. Чтобы точно выяснить обрыв, нужно применять мультиметры с исправными щупами. Иначе можно получить ложную диагностику этой неисправности. У диодов на основе сплавов эта неисправность является редкой.
• Утечка. Эта поломка возникает из-за повреждения корпуса полупроводника, вследствие чего нарушается герметичность корпуса диода, и его нормальное функционирование становится невозможным.

Пробой перехода

При чрезмерном повышении обратного напряжения может возникнуть пробой электронного прибора. Существуют специальные полупроводники, в которых используется это свойство, которые называются стабилитронами.

Такие неисправности возникают в случаях, когда величина обратного тока резко возрастает из-за достижения обратного напряжения чрезмерных значений, выше допустимых.

Существует несколько типов пробоя переходов:

• Тепловые пробои. Они вызываются внезапным возрастанием температуры с дальнейшим перегревом.
• Электрические пробои. Появляются от действия большого электрического тока на полупроводниковый переход.

Электрический пробой

Такой вид пробоя не является фатальным, и является обратимым процессом, так как при этом не произошло разрушения кристалла полупроводника. Поэтому при медленном снижении напряжения возможно восстановление характеристик диода и его рабочего состояния.

Такие пробои разделяют на два подвида:

• Туннельные пробои. Они возникают при протекании повышенного напряжения по узким проходам кристалла полупроводника. Это позволяет отдельным электронам проскакивать через него. Чаще всего туннельные пробои образуются в случае наличия в полупроводнике большого числа различных недопустимых примесей. При таком пробое обратный ток внезапно стремится к возрастанию, а напряжение продолжает оставаться на прежнем уровне.
• Лавинные пробои. Они могут возникнуть вследствие действия повышенных значений электрических полей, которые разгоняют электроны выше допустимой границы скорости. Поэтому они выбивают из атомов некоторое количество валентных электронов, вылетающих в область проводимости. Такой процесс происходит с лавинообразной скоростью, поэтому и получил такое название.

Тепловой пробой

Образование теплового пробоя может происходить из-за возникновения различных причин. Это может быть недостаточный отвод тепла от корпуса полупроводника, а также перегрева перехода кристалла, возникающего по причине прохождения электрического тока повышенной величины, выше допустимого.

Вследствие увеличения режима температуры в переходе полупроводника и областях, находящихся рядом, появляются такие отрицательные последствия:

• Возрастание колебания атомов, которые входят в состав материала кристалла диода.
• Залетание электронов в зону проводимости.
• Чрезмерное внезапное возрастание температуры.
• Повреждение и деформация кристаллической решетки полупроводника.
• Неисправность и выход из строя диода.

Похожие темы:

Выпрямительные диоды. Назначение, характеристики, виды

Основное назначение полупроводниковых диодов выпрямление переменного тока. Существуют диоды других назначений, о которых будем говорить позже.

Итак,  диоды  —  это  буквально  двухэлектродные  компоненты.  Электроды имеют названия:  анод  и  катод.  Типовая графема диода, дополненная графическими пояснениями  показана на рисунке  2.1.   

Если к диоду приложено  прямое напряжение  (т.е. анод имеет положительный потенциал относительно катода), то говорят, что диод открыт  и через него течёт прямой ток. Если к диоду приложено обратное напряжение  (катод имеет положительный потенциал относительно анода), то диод закрыт  и в этом режиме протекает обратный  ток  малого значения.

Основные технические характеристики выпрямительных диодов

В  сравнении  с  рассмотренными  ранее  пассивными  компонентами  диод имеет более сложное поведение  в электрической цепи. Это поведение описывается  вольтамперной  характеристикой  диода. Рассмотрим ВАХ, справедливую для маломощных диодов (показано на рисунке 2.2).

Из рисунка мы видим, что свойства диода далеки от наших предварительных представлениях о диоде как об идеальном ключе.

При открытом состоянии (правая область оси Х) на диоде выделяется небольшое  напряжение,  которое  не  превышает  нескольких  сотен  милливольт  и нелинейно зависит от протекающего через диод тока. Ток через открытый диод должен быть ограничен допустимыми значениями.

При  подаче  на  диод  обратного  напряжения,  через  него  протекает  ток, меньший 1 мкА, и он лавинообразно возрастает при значениях в несколько десятков вольт. Это лавинообразное нарастание обратного тока называют  тепловым пробоем, состояние, при котором диод выходит из строя – «сгорает».

Таким  образом,  выпрямительные  диоды  принято  выбирать  по  двум  основным характеристикам:  предельному  значению  прямого  тока  и  предельному значению обратного напряжения.

Значение при расчётах имеет также  прямое падение напряжения  на диоде. Это напряжение может отличаться на несколько сотен милливольт у разных разновидностей диодов.

Так, например,  при прочих равных условиях германиевые  диоды  (сегодня  не  выпускаются)  имеют  меньшее  прямое  напряжение  в сравнении  с  кремниевыми  диодами  милливольт  на  400.  Современные  диоды Шотки  имеют малое падение напряжение даже при относительно больших токах.

Конструктивные  варианты

Конструктивные  варианты  диодов  представлены  на  рисунке  2. 3,  таблице 2.1.

Таблица  2.1 – Таблица характеристик выпрямительного диода BAS70

	Параметр	Значение
	Тип корпуса	SOT23-3
	Предельный  прямой  постоянный ток, мА	200
	Предельный  прямой  ток,  амплитудное значение, мА	300
	Предельное обратное напряжение, В	70
	Рабочий диапазон температур, ºС	-55 … +150

 

Примеры применения выпрямительных диодов

Использование  выпрямительных диодов  при создании  резервированного источника питания

Типовая схема резервированного питания нагрузки показана на рисунке 2.4.

Схема  содержит  источник  основного  питания  от  сети  переменного  тока (АС/DC-преобразователь)  и  резервную  батарею.  Два  навстречу  включённых диода (VD1,  VD2)  запрещают протекание тока от одного источника к другому.

Недостаток схемы проявляется в том случае, когда основной источник энергии отключается и нагрузка питается от резервной батареи. Дело в том, что часть энергии, потребляемой схемой от батареи, рассеивается на диоде. Чем больше падение напряжения на диоде, тем больше потери.

В нашем  примере мы предположили,  что  Uд=0,5В и тогда  потери  составят  10%  мощности,  отдаваемой батареей:

Рбат = (Uд+Uнагр)_*Iнагр ,      (2.1)

Рд= Uд_*Iнагр ,            (2.2)

т.е. при Uд=0,5 В  Рбат= (0,5+4,5)_*Iнагр = 5_*Iнагр

Рд=  0,5_*Iнагр

100%_*(Рд / Рбат) = 100_*0,5/5 = 10%.

В том случае, когда в нашем распоряжении имеется ВАХ выбранного диода,  мы  можем  получить  значение  Uд графически.  Для  этого  достаточно  построить нагрузочную прямую для рассматриваемой схемы:

Uд= Е-I_*Rнагр    (2.3)

Требуемое для расчёта напряжение мы получим в точке пересечения прямой  Е-I_*Rнагр и ВАХ диода на совмещённом графике (показано на рисунке  2.5).

Эту точку принято называть рабочей точкой выбранного режима работы диода.

Справедливости ради укажем, что большого выигрыша в точности определения  Uд мы здесь не получим, т.к. ВАХ представлена в технических описаниях как усреднённая характеристика с некоторым разбросом, да к тому же эта характеристика сильно зависит от температуры окружающей среды. Этот способ  определения  Uд мы  рассматриваем  как  вспомогательный  и  более  наглядный. Им мы будем пользоваться и при описании других нелинейных компонентов.

Двухполупериодный выпрямитель

Частая  схемотехническая  задача  –  создание  из  переменного  напряжения постоянного для питания электронных схем. Эта задача может быть решена за два  этапа:  этап  выпрямления  и  этап  фильтрации  исходного  напряжения.  

Использование  двухполупериодного выпрямителя  и  емкостного  фильтра  показано на рисунке  2.6. На схемах показано протекание токов в разные  полупериодывходного синусоидального напряжения и формы выходного напряжения как в отсутствии, так и при наличии емкостного фильтра (Cф).

Как мы уже знаем, конденсатор является накопителем энергии, он это делает во время нарастания полуволны входного напряжения и отдаёт энергию в промежутке  между  соседними  выпрямленными  полуволнами,  когда  напряжение спадает до недопустимого по расчёту значения. Форма исходно пульсирующего напряжения при этом несколько сглаживается, однако небольшие пульсации всегда сохраняются. Они возрастают при возрастании тока нагрузки. Для снижения пульсаций необходимо увеличивать ёмкость Cф.

Измерение характеристик диодов

Обычно  на  практике  решаются  две  задачи:  проверяется  работоспособность диода (не пробит ли  pn-переход) и измеряется напряжение на диоде при некотором (типовом) значении тока через него.

Наиболее удобно это делать с помощью цифрового мультиметра: все современные мультиметры реализуют несложную функцию «измерения прямого напряжения диодов» («прозвонка» диода) (показано на рисунке  2.7).

При этом на дисплее мультиметра высвечивается значение прямого напряжения при некотором тестовом токе, заложенным в схемотехнику мультиметра.

Измерение осуществляется в следующей последовательности: секторный переключатель  режимов мультиметра переводится в положение  « » и за-тем  с соблюдением полярности ко входам мультиметра подключается испытуемый диод.

Примечание   –   Упрощённая схема измерения прямого напряжения будет показана в подразделе с операционными усилителями.

Какими бывают виды диодов, характеристики, применение

Официальное определение диода гласит, что это элемент, который имеет различную проводимость, в зависимости от того, в каком направлении течёт электрический ток. Его использование необходимо в цепях, нуждающихся в ограничении пути его следования. Данная статья более подробно расскажет об устройстве диода, а также о том, какие существуют виды и как их различать.

История появления

Работы, связанные с диодами, начали вести параллельно сразу два учёных — британец Фредерик Гутри и немец Карл Браун. Открытия первого были основаны на ламповых диодах, второго — на твердотельных. Однако развитие науки того времени не позволило совершить большой рывок в этом направлении, но дали новую пищу для ума.

Затем через несколько лет открытие диодов заново произвёл Томас Эдисон и в дальнейшем запатентовал изобретение. Однако по каким-то причинам, в своих работах применения ему на нашлось. Поэтому развитие диодной технологии продолжали другие учёные в разные годы.

Кстати, до начала 20 века диоды назывались выпрямителями. Затем учёный Вильям Генри Иклс применил два корня слов — di и odos. Первое с греческого переводится как «два», второе — «путь». Таким образом, слово «диод» означает «два пути».

Принцип работы и основные сведения о диодах

Диод имеет два электрода — анод и катод. Если анод обладает положительным потенциалом по отношению к катоду, то диод становится открытым. То есть, ток проходит и имеет малое сопротивление диода.

Если же на катоде находится положительный потенциал, то значит диод не раскрыт, обладает большим сопротивлением и не пропускает электрический ток.

Как устроен диод?

В основном, корпус элемента изготовлен из стекла, металла или керамических соединений. Под покрытием расположены два электрода. Самый простой диод содержит в себе нить малого диаметра.

Внутри катода может находится особая проволока. Она обладает свойством нагреваться под воздействием электрического тока и называется «подогреватель».

Вещества, используемые при изготовлении, чаще всего кремний или германий. Одна сторона элемента обладает нехваткой электронов, вторая — наоборот их переизбытком. Между ними существует граница, которая и обеспечивает p-n переход. Именно он позволяет проводить ток в нужном направлении.

Характеристики диодов

При выборе элемента в основном ориентируются на два показателя — предельное обратное напряжение и максимальная сила тока.

Использование диодов в быту

Один из ярких примеров использования диодов — автомобильный генератор. В нем размещён комплекс из нескольких таких элементов, который называется «диодный мост».

Также элементы активно применяются в телевизорах или радиоприёмниках. В соединении с конденсаторами диоды могут выделять частоты из разнообразных модулированных сигналов.

Очень часто комплекс из диодов используется в схемах для защиты потребителей от поражения электрическим током.

Также стоит сказать о том, что любой блок питания многих электронных устройств обязательно содержит диоды.

Виды диодов

В основном, элементы можно разделить на две группы. Первая — вид полупроводниковых диодов, вторая — не полупроводниковые.

Широкое распространение получила именно первая группа. Название происходит от материалов, из которых изготовлен диод: два полупроводника либо полупроводник с металлом.

Также имеется целый ряд специальных видов диодов, которые применяются в особых схемах и приборах.

Диод Зенера или стабилитрон

Данный вид характерен тем, что при возникновении пробоя происходит резкое увеличение тока с высокой точностью. Эту особенность применяют в стабилизации напряжения.

Туннельный

Если говорить простыми словами, то данный вид диодов образует отрицательное сопротивление на вольт-амперной характеристике. Применяется в основном в усилителях и генераторах.

Обращённый диод

Обладает свойством значительно понижать напряжение в открытом режиме. Это также основано на туннельном эффекте, подобному предыдущему диоду.

Варикап

Относится к виду диодов полупроводниковых, которые обладают повышенной ёмкостью, управляемой электрически в случае изменения обратного напряжения. Используется в настройке и калибровке колебательных контуров.

Светодиод

Особенность данного типа диодов заключается в том, что он излучает свет при течении тока в прямом направлении. В современном мире применяется практически везде, где требуется освещение с экономичным источником света.

Фотодиод

Имеет обратные предыдущему экземпляру свойства. То есть, начинает вырабатывать электрический заряд при попадании на него света.

Маркировка

Для того чтобы определить вид, узнать характеристику полупроводникового диода, производители наносят специальные обозначения на корпус элемента. Она состоит из четырёх частей.

На первом месте — буква или цифра, означающая материал, из которого изготовлен диод. Может принимать следующие значения:

• Г (1) — германий;
• К (2) — кремний;
• А (3) — арсенид галлия;
• И (4) — индий.

На втором — типы диода. Они тоже могут иметь разное значение:

• Д — выпрямительные;
• В — варикап;
• А — сверхвысокочастотные;
• И — туннельные;
• С — стабилитроны;
• Ц — выпрямительные столбы и блоки.

На третьем месте располагается цифра, указывающая на область применения элемента.

Четвёртое место — числа от 01 до 99, означающее порядковый номер разработки.

Также на корпус могут быть нанесены и дополнительные обозначения. Но, как правило, они используются в специализированных приборах и схемах.

Для удобства восприятия диоды могут маркироваться также и разнообразными графическими символами, например, точками и полосками. Особой логики в таких рисунках нет. То есть, чтобы определить, что это за диод, придется заглянуть в специальную таблицу соответствия.

Триоды

Данный вид электронных элементов чем-то схож с диодом, однако выполняет другие функции и имеет свою конструкцию.

Основное различие между диодом и триодом в том, что последний имеет три вывода и в его отношении чаще используется название «транзистор». Принцип работы основан на управлении токами в выходных цепях с помощью небольшого сигнала.

Диоды и триоды (транзисторы) применяются практически в каждом электронном устройстве. В том числе и процессорах.

Плюсы и минусы

Перед заключением можно обобщить всю информацию о диодах и составить список их преимуществ и недостатков.

Плюсы:

• Невысокая цена диодов.
• Отличный КПД.
• Высокий ресурс работы.
• Маленькие размеры, что позволяет удобно их размещать на схемах.
• Возможность использования диода в переменном токе.

Из минусов, пожалуй, можно выделить то, что не существует полупроводникового типа для высоких напряжений в несколько киловольт. Поэтому придется применять более старые ламповые аналоги. Также воздействие высоких температур неблагоприятно сказывается на работе и состоянии элемента.

Немного интересных сведений о диодах

Первые экземпляры выпускались с применением малой точности. Поэтому разброс получившихся характеристик диодов был очень большим, вследствие чего уже готовые приборы приходилось, что называется, «разбраковывать». То есть, некоторые диоды, казалось бы, одной серии могли получить совершенно разные свойства. После отсева, элементы маркировались в соответствии с фактическими характеристиками.

Диоды, изготовленные в стеклянном корпусе, имеют одну интересную особенность — чувствительность к свету. То есть если прибор, в составе которого имеется такой элемент, имеет открывающуюся крышку, то работать вся схема может по-разному в закрытом и открытом состоянии.

Заключение

В общем, чтобы полностью понять и разобраться, как правильно применять и где использовать диоды, нужны изучить больше литературы. Для определения типа элемента на глазок потребуется соответствующий опыт. Ну а новичкам в этом могут помочь таблицы и справочники по маркировкам.

Также необходимо иметь хотя бы базовые представления об электрическом токе, его свойствах. Конечно, это все проходилось в школе, но кто сейчас навскидку сможет вспомнить даже закон Ома?

Поэтому без базовых знаний нырять в мир электроники будет очень проблематично.

Характеристики диодов, конструкции и особенности применения

Диод – электронный прибор с двумя (иногда тремя) электродами, обладающий односторонней проводимостью. Электрод, подключенный к положительному полюсу прибора, называют анодом, к отрицательному – катодом.

Если к прибору приложено прямое напряжение, то он находится в открытом состоянии, при котором сопротивление мало, а ток протекает беспрепятственно. Если прикладывается обратное напряжение, прибор, благодаря высокому сопротивлению, является закрытым.

Обратный ток присутствует, но он настолько мал, что условно принимается равным нулю.

Содержание статьи

Диоды делятся на большие группы – неполупроводниковые и полупроводниковые.

Неполупроводниковые

Одной из наиболее давних разновидностей являются ламповые (электровакуумные) диоды. Они представляют собой радиолампы с двумя электродами, один из которых нагревается нитью накала. В открытом состоянии с поверхности нагреваемого катода заряды движутся к аноду. При противоположном направлении поля прибор переходит в закрытую позицию и ток практически не пропускает.

Еще одни вид неполупроводниковых приборов – газонаполненные, из которых сегодня используются только модели с дуговым разрядом. Газотроны (приборы с термокатодами) наполняются инертными газами, ртутными парами или парами других металлов. Специальные оксидные аноды, используемые в газонаполненных диодах, способны выдерживать высокие нагрузки по току.

Полупроводниковые

В основе полупроводниковых приборов лежит принцип p-n перехода. Существует два типа полупроводников – p-типа и n-типа. Для полупроводников p-типа характерен избыток положительных зарядов, n-типа – избыток отрицательных зарядов (электронов).

Если полупроводники этих двух типов находятся рядом, то возле разделяющей их границы располагаются две узкие заряженные области, которые называются p-n переходом. Такой прибор с двумя типами полупроводников с разной примесной проводимостью (или полупроводника и металла) и p-n-переходом называется полупроводниковым диодом.

Именно полупроводниковые диодные устройства наиболее востребованы в современных аппаратах различного назначения. Для разных областей применения разработано множество модификаций таких приборов.

Полупроводниковые диоды

Виды диодов по размеру перехода

По размерам и характеру p-n перехода различают три вида приборов – плоскостные, точечные и микросплавные.

Плоскостные детали представляют одну полупроводниковую пластину, в которой имеются две области с различной примесной проводимостью. Наиболее популярны изделия из германия и кремния.

Преимущества таких моделей – возможность эксплуатации при значительных прямых токах, в условиях высокой влажности. Из-за высокой барьерной емкости они могут работать только с низкими частотами.

Их главные области применения – выпрямители переменного тока, устанавливаемые в блоках питания. Эти модели называются выпрямительными.

Точечные диоды имеют крайне малую площадь p-n перехода и приспособлены для работы с малыми токами. Называются высокочастотными, поскольку используются в основном для преобразования модулированных колебаний значительной частоты.

Микросплавные модели получают путем сплавления монокристаллов полупроводников p-типа и n-типа. По принципу действия такие приборы – плоскостные, но по характеристикам они аналогичны точечным.

Материалы для изготовления диодов

При производстве диодов используются кремний, германий, арсенид галлия, фосфид индия, селен. Наиболее распространенными являются первые три материала.

Очищенный кремний – относительно недорогой и простой в обработке материал, имеющий наиболее широкое распространение. Кремниевые диоды являются прекрасными моделями общего назначения. Их напряжение смещения – 0,7 В.

В германиевых диодах эта величина составляет 0,3 В. Германий – более редкий и дорогой материал.

Поэтому германиевые приборы используются в тех случаях, когда кремниевые устройства не могут эффективно справиться с технической задачей, например в маломощных и прецизионных электроцепях.

Виды диодов по частотному диапазону

По рабочей частоте диоды делятся на:

• Низкочастотные – до 1 кГц.
• Высокочастотные и сверхвысокочастотные – до 600 мГц. На таких частотах в основном используются устройства точечного исполнения. Емкость перехода должна быть невысокой – не более 1-2 пФ. Эффективны в широком диапазоне частот, в том числе низкочастотном, поэтому являются универсальными.
• Импульсные диоды используются в цепях, в которых принципиальным фактором является высокое быстродействие. По технологии изготовления такие модели разделяют на точечные, сплавные, сварные, диффузные.

Области применения диодов

Современные производители предлагают широкий ассортимент диодов, адаптированных для конкретных областей применения.

Выпрямительные диоды

Эти устройства служат для выпрямления синусоиды переменного тока. Их принцип действия основывается на свойстве устройства переходить в закрытое состояние при обратном смещении.

В результате работы диодного прибора происходит срезание отрицательных полуволн синусоиды тока.

По мощности рассеивания, которая зависит от наибольшего разрешенного прямого тока, выпрямительные диоды делят на три типа – маломощные, средней мощности, мощные.

• Слаботочные диоды могут использоваться в цепях, в которых величина тока не превышает 0,3 А. Изделия отличаются малой массой и компактными габаритами, поскольку их корпус изготавливается из полимерных материалов.
• Диоды средней мощности могут работать в диапазоне токов 0,3-10,0 А. В большинстве случаев они имеют металлический корпус и жесткие выводы. Производят их в основном из очищенного кремния. Со стороны катода изготавливается резьба для фиксации на теплоотводящем радиаторе.
• Мощные (силовые) диоды работают в цепях с током более 10 А. Их корпусы изготавливают из металлокерамики и металлостекла. Конструктивное исполнение – штыревое или таблеточное. Производители предлагают модели, рассчитанные на токи до 100 000 А и напряжение до 6 кВ. Изготавливаются в основном из кремния.

Диодные детекторы

Такие устройства получают комбинацией в схеме диодов с конденсаторами. Они предназначены для выделения низких частот из модулированных сигналов. Присутствуют в большинстве аппаратов бытового применения – радиоприемниках и телевизорах. В качестве детекторов излучения используются фотодиоды, преобразующие свет, попадающий на светочувствительную область, в электрический сигнал.

Ограничительные устройства

Защиту от перегруза обеспечивает цепочка из нескольких диодов, которые подключают к питающим шинам в обратном направлении. При соблюдении стандартного рабочего режима все диоды закрыты. Однако при выходе напряжения сверх допустимого назначения срабатывает один из защитных элементов.

Диодные переключатели

Переключатели, представляющие собой комбинацию диодов, которые применяются для мгновенного изменения высокочастотных сигналов. Такая система управляется постоянным электрическим током. Высокочастотный и управляющие сигналы разделяют с помощью конденсаторов и индуктивностей.

Диодная искрозащита

Эффективную искрозащиту создают с помощью комбинирования шунт-диодного барьера, ограничивающего напряжение, с токоограничительными резисторами.

Параметрические диоды

Используются в параметрических усилителях, которые являются подвидом резонансных регенеративных усилителей.

Принцип работы основан на физическом эффекте, который заключается в том, что при поступлении на нелинейную емкость разночастотных сигналов часть мощности одного сигнала можно направить на рост мощности другого сигнала. Элементом, предназначенным для содержания нелинейной емкости, и является параметрический диод.

Смесительные диоды

Смесительные устройства используются для трансформации сверхвысокочастотных сигналов в сигналы промежуточной частоты. Трансформация сигналов осуществляется, благодаря нелинейности параметров смесительного диода. В качестве смесительных СВЧ-диодов используются приборы с барьером Шоттки, варикапы, обращенные диоды, диоды Мотта.

Умножительные диоды

Эти СВЧ устройства используются в умножителях частоты. Они могут работать в дециметровом, сантиметровом, миллиметровом диапазонах длин волн. Как правило, в качестве умножительных приборов используются кремниевые и арсенид-галлиевые устройства, часто – с эффектом Шоттки.

Настроечные диоды

Принцип работы настроечных диодов основан на зависимости барьерной емкости p-n перехода от величины обратного напряжения. В качестве настроечных используются приборы кремниевые и арсенид-галлиевые. Эти детали применяют в устройствах перестройки частоты в сверхчастотном диапазоне.

Генераторные диоды

Для генерации сигналов в сверхвысокочастотном диапазоне востребованы устройства двух основных типов – лавинно-пролетные и диоды Ганна. Некоторые генераторные диоды при условии включения в определенном режиме могут выполнять функции умножительных устройств.

Виды диодов по типу конструкции

Стабилитроны (диоды Зенера)

Эти устройства способны сохранять рабочие характеристики в режиме электрического пробоя. В низковольтных устройствах (напряжение до 5,7 В) используется туннельный пробой, в высоковольтных – лавинный. Стабилизацию невысоких напряжений обеспечивают стабисторы.

Стабисторы

Стабиистор, или нормистор, — это полупроводниковый диод, в котором для стабилизации напряжения используется прямая ветвь вольт-амперной характеристики (то есть в области прямого смещения напряжение на стабисторе слабо зависит от тока). Отличительной особенностью стабисторов по сравнению со стабилитронами является меньшее напряжение стабилизации (примерно 0,7-2 V).

Диоды Шоттки

Устройства, применяемые в качестве выпрямительных, умножительных, настроечных, работают на базе контакта металл-полупроводник. Конструктивно они представляют собой пластины из низкоомного кремния, на которые наносится высокоомная пленка с тем же типом проводимости. На пленку вакуумным способом напыляется металлический слой.

Варикапы

Варикапы выполняют функции емкости, величина которой меняется с изменением напряжения. Основная характеристика этого прибора – вольт-фарадная.

Туннельные диоды

Эти полупроводниковые диоды имеют падающий участок на вольтамперной характеристике, возникающий из-за туннельного эффекта. Модификация туннельного устройства – обращенный диод, в котором ветвь отрицательного сопротивления выражена мало или отсутствует. Обратная ветвь обращенного диода соответствует прямой ветви традиционного диодного устройства.

Тиристоры

В отличие от обычного диода, тиристор, кроме анода и катода, имеет третий управляющий электрод. Для этих моделей характерны два устойчивых состояния – открытое и закрытое. По устройству эти детали разделяют на динисторы, тринисторы, симисторы. При производстве этих изделий в основном используется кремний.

Симисторы

Симисторы (симметричные тиристоры) – это разновидность тиристора, используется для коммутации в цепях переменного тока.

В отличие от тиристора, имеющего катод и анод, основные (силовые) выводы симистора называть катодом или анодом некорректно, так как в силу структуры симистора они являются тем и другим одновременно.

Симистор остаётся открытым, пока протекающий через основные выводы ток превышает некоторую величину, называемую током удержания.

Динисторы

Динистором, или диодным тиристором, называется устройство, не содержащее управляющих электродов. Вместо этого они управляются напряжением, приложенным между основными электродами. Их основное применение – управление мощной нагрузкой при помощи слабых сигналов. Также динисторы используют при изготовлении переключающих устройств.

Диодные мосты

Это 4, 6 или 12 диодов, которые соединяются между собой. Число диодных элементов определяется типом схемы, которая бывает – однофазной, трехфазной, полно- или полумостовой. Мосты выполняют функцию выпрямления тока. Часто используются в автомобильных генераторах.

Фотодиоды

Предназначены для преобразования световой энергии в электрический сигнал. По принципу работы аналогичны солнечным батареям.

Светодиоды

Эти устройства при подключении к электрическому току излучают свет. Светодиоды, имеющие широкую цветовую гамму свечения и мощность, применяются в качестве индикаторов в различных приборах, излучателей света в оптронах, используются в мобильных телефонах для подсветки клавиатуры. Приборы высокой мощности востребованы в качестве современных источников света в фонарях.

Инфракрасные диоды

Это разновидность светодиодов, излучающая свет в инфракрасном диапазоне.

Применяется в бескабельных линиях связи, КИП, аппаратах дистанционного управления, в камерах видеонаблюдения для обзора территории в ночное время суток.

Инфракрасные излучающие устройства генерируют свет в диапазоне, который не доступен человеческому взгляду. Обнаружить его можно с помощью фотокамеры мобильного телефона.

Диоды Ганна

Эта разновидность сверхчастотных диодов изготавливается из полупроводникового материала со сложной структурой зоны проводимости. Обычно при производстве этих устройств используется арсенид галлия электронной проводимости. В этом приборе нет p-n перехода, то есть характеристики устройства являются собственными, а не возникающими на границе соединения двух разных полупроводников.

Магнитодиоды

В таких приборах ВАХ изменяется под действием магнитного поля. Устройства используются в бесконтактных кнопках, предназначенных для ввода информации, датчиках движения, приборах контроля и измерения неэлектрических величин.

Лазерные диоды

Эти устройства, имеющие сложную структуру кристалла и сложный принцип действия, дают редкую возможность генерировать лазерный луч в бытовых условиях. Благодаря высокой оптической мощности и широким функциональным возможностям, приборы эффективны в высокоточных измерительных приборах бытового, медицинского, научного применения.

Лавинные и лавинно-пролетные диоды

Принцип действия устройств заключается в лавинном размножении носителей заряда при обратном смещении p-n перехода и их преодолении пролетного пространства за определенный временной промежуток. В качестве исходных материалов используются арсенид галлия или кремний. Приборы в основном предназначаются для получения сверхвысокочастотных колебаний.

PIN-диоды

PIN-устройства между p- и n-областями имеют собственный нелегированный полупроводник (i-область). Широкая нелегированная область не позволяет использовать этот прибор в качестве выпрямителя. Однако зато PIN-диоды широко применяются в качестве смесительных, детекторных, параметрических, переключательных, ограничительных, настроечных, генераторных.

Триоды

Триоды – это электронные лампы. Он имеет три электрода: термоэлектронный катод (прямого или косвенного накала), анод и управляющую сетку.

Сегодня триоды практически полностью вытеснены полупроводниковыми транзисторами.

Исключение составляют области, где требуется преобразование сигналов с частотой порядка сотен МГц — ГГц высокой мощности при маленьком числе активных компонентов, а габариты и масса не имеют большого значения.

Маркировка диодов

Маркировка полупроводниковых диодных устройств включает цифры и буквы:

• Первая буква характеризует исходный материал. Например, К – кремний, Г – германий, А – арсенид галлия, И – фосфид индия.
• Вторая буква – класс или группа диода.
• Третий элемент, обычно цифровой, обозначает применение и электрические свойства модели.
• Четвертый элемент – буквенный (от А до Я), обозначающий вариант разработки.

Пример: КД202К – кремниевый выпрямительный диффузионный диод.

Другие материалы по теме

Анатолий Мельник

Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов. Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент.

Конструктивно-технологическая оптимизация параметров диодов Шоттки

Диоды Шоттки находят широкое применение в выходных каскадах импульсных источников питания и DC/DC-конверторов, используемых в системах электропитания компьютеров, серверов систем связи и передачи данных.

В системных блоках питания диоды Шоттки используются для выпрямления тока каналов +3,3 и +5 В при величине выходных токов в десятки ампер.

Серьезное внимание к вопросам быстродействия выпрямителей и снижения их энергетических потерь позволит увеличить КПД источников питания и повысить надежность работы силовых транзисторов первичной части блока питания.

Использование диодов Шоттки в схемах управляемых преобразователей энергии электропривода обеспечивает минимальное напряжение прямого восстановления диода при выключении силовых ключей, а также переключение силовых ключей с малыми коммутационными потерями и помехами. Благодаря этому возможно задавать высокую частоту коммутации, уменьшать количество вспомогательных компонентов, а также их размеры, массу и стоимость [1].

Барьер Шоттки также имеет меньшую электрическую емкость перехода, что позволяет заметно повысить рабочую частоту диода. Это свойство используется в интегральных микросхемах, где диодами Шоттки шунтируют переходы транзисторов логических элементов. В силовой электронике малая емкость перехода (т. е.

короткое время восстановления) позволяет создавать выпрямители, работающие на частотах в сотни килогерц и выше.

Благодаря хорошим временным характеристикам и малым емкостям перехода выпрямители на диодах Шоттки отличаются от традиционных диодных выпрямителей пониженным уровнем помех, что делает их наиболее предпочтительными для применения в импульсных блоках питания электронной аппаратуры.

Параметры диодов Шоттки

Довольно большой обратный ток и величина максимально допустимого обратного напряжения не более 200 В ограничивают применение кремниевых диодов Шоттки. Поэтому для увеличения допустимого обратного напряжения перспективно использование карбида кремния и арсенида галлия с шириной запрещенной зоны больше, чем у кремния, а также последовательное включение кристаллов.

Так, например, серию арсенид-галлиевых диодов Шоттки на напряжения 150–250 В производит фирма IXYS, а карбид-кремниевые диоды Шоттки с допустимыми значениями обратного напряжения 300–600 В — фирма Infineon Technologies.

Созданы лабораторные образцы диодов Шоттки, выдерживающие обратные напряжения не менее 1,5 кВ [2].

При этом карбид-кремниевые и арсенид-галлиевые диоды Шоттки имеют не только более высокое допустимое обратное напряжение, но и меньший обратный ток, чем кремниевые приборы.

Изменением высоты барьера Шоттки φB можно получать наилучшее соотношение между прямым напряжением и обратным током. Параметр φB входит в выражение для прямого напряжения VF в качестве отдельного слагаемого и экспоненциально влияет на величину обратного тока Ir.

где IF — прямой ток, Rser — последовательное сопротивление объема полупроводника и омического контакта, Ir — обратный ток, S — площадь контакта Шоттки, А** — модифицированная эффективная постоянная Ричардсона, Т — абсолютная температура, q — элементарный заряд, k — постоянная Больцмана, φB — высота барьера Шоттки, n — коэффициент неидеальности прямой ВАХ.

Следует иметь в виду, что в области обратных напряжений вблизи Umax обратный ток контакта металл–кремний суммируется с током p-n-перехода охранного кольца с учетом лавинного умножения носителей заряда. Поэтому диоды Шоттки с высоким барьером обычно имеют более высокие значения максимально допустимого обратного напряжения и максимально допустимой температуры перехода, чем приборы с низким барьером (рис. 1).

Рис. 1. Электрические характеристики диодов Шоттки при максимально допустимой температуре перехода: 1, 3, 5 — +150 °С; 2, 4 — +175 °С разных изготовителей (1, 2 — STMicroelectronics; 3, 4 — International Rectifier; 5 — Philips)

Электрические свойства диодов Шоттки, прежде всего, определяются высотой потенциального барьера на границе раздела металл–полупроводник и поэтому зависят от выбора контактного металла. Среди наиболее распространенных в настоящее время — такие тугоплавкие переходные металлы, как Mo, V, Pd, Pt.

При этом следует учесть, что в процессе формирования контакта металл–полупроводник вследствие протекания твердофазных реакций на границе раздела при термообработке происходит формирование переходного слоя соответствующего силицида, который, по существу, и определяет электрические свойства барьера Шоттки, например его высоту [3].

Контакт на основе силицида платины обеспечивает получение наиболее высокого энергетического барьера, что предопределяет такие свойства диодов Шоттки, как малые токи утечки, высокие пробивные напряжения, широкий диапазон рабочих температур, помехозащищенность, временная стабильность.

Особенности конструкции

Простейшая конструкция диода Шоттки с параллельными контактами, границы которых находятся на поверхности эпитаксиального слоя, представлена на рис. 2 [4].

Для предотвращения снижения максимально допустимого обратного напряжения Vr max из-за увеличения обратного тока на границах параллельных контактов предложена конструкция с дополнительными p-n-переходами и использованием смыкания области обеднения (рис. 2б) [5].

Также существуют конструкции диодов Шоттки с параллельными контактами и канавками в кремнии, причем либо на дне канавки располагается материал с большей высотой барьера (рис. 3а) [6], либо вся канавка заполняется таким материалом (рис. 3б) [7].

Рис. 2. Структура диодов Шоттки: а) с параллельными контактами; б) с дополнительными p-n-переходами. 1 — подложка; 2 — эпитаксиальный слой; 3 — слой SiO2; 4 — охранное кольцо; 5 — контакт с меньшей высотой барьера; 6 — контакт с большей высотой барьера; 7 — металлизация анода; 8 — металлизация катода, 9 — дополнительные p-n-переходы

Рис. 3. Структура диодов Шоттки с параллельными контактами и канавками в кремнии. 1 — подложка; 2 — эпитаксиальный слой; 3 — слой SiO2; 4 — охранное кольцо; 5 — контакт с большей высотой барьера; 6 — контакт с меньшей высотой барьера; 7 — металлизация катода, 8 — металлизация анода

Однако диоды Шоттки с параллельными контактами характеризуются следующим недостатком: нанесение второго материала контакта требует предварительной обработки открытой поверхности кремния, во время которой происходит ее загрязнение металлическими примесями первого материала контакта.

В современных системных блоках питания компьютеров диоды Шоттки применяют, как правило, в виде диодных сборок (диодные полумосты), что повышает технологичность и компактность устройств, а также улучшает условия охлаждения диодов.

Диодные сборки выпускаются, в основном, в трех типах корпусов (рис.

 4): TO-220 (менее мощные сборки с рабочими токами до 20–25 А), TO-247 (более мощные сборки с рабочими токами 30–40 А), TO-3P (мощные сборки) и ТО-263 (для поверхностного монтажа).

Рис. 4. Конструкции диодных сборок: а) ТО-220; б) ТО-247; в) ТО-3P; г) ТО-263

Выбор вариантов технологического процесса

Современный уровень электрических параметров полупроводниковых приборов обуславливается технологией их изготовления.

Использование того или иного метода при создании приборов диктуется соображениями, связанными с техническими и экономическими показателями, а также надежностью приборов [8].

Процесс изготовления мощных быстродействующих диодов с такими параметрами, как прямой ток 2×5 А, обратный ток N и Uпроб

Диоды (часть 1). Устройство и работа. Характеристики и особенности

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

Особенности устройства

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

Диод состоит из следующих основных элементов:

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

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

Принцип действия

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

Диоды в состоянии покоя

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

Так как заряды с разными знаками притягиваются, то электроны из «n» проходят в «р», при этом заполняют дырки.

В итоге таких процессов в полупроводнике появляется очень слабый ток, увеличивается плотность вещества в области «р» до определенного значения.

При этом частицы расходятся по объему пространства равномерно, то есть, происходит медленная диффузия. Вследствие этого электроны возвращаются в область «n».

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

Обратное включение

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

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

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

Обратный ток

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

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

Прямое включение

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

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

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

Прямое и обратное напряжение

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

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

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

Характеристика диодов

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

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

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

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

Похожие темы:

Диоды лавинные ДЛ153

Диоды ДЛ153 – лавинные выпрямительные мощные низкочастотные диоды таблеточной конструкции общего назначения. Преобразовывают и регулируют постоянный и переменный ток до 2000 ампер частотой до 500 Гц в цепях с напряжением 1600 В – 3200 В (16-32 кл). Тип корпуса диодов серии ДЛ153 – PD53: диаметр контактной поверхности – Ø50 мм, габаритные размеры – Ø75х26 мм, масса – 0,550 кг. «PD» означает «pill diode» — таблеточный диод.

• Лавинные диоды отличаются от силовых выпрямительных диодов тем, что они выдерживают значительные перенапряжения и после снятия напряжения восстанавливают свои параметры.
• Часто запрашиваемые номиналы диодов: ДЛ153-1250, ДЛ153-1600, ДЛ153-2000.
• Видео: Обзор силовых диодов таблеточной конструкции

Диоды изготавливаются для эксплуатации в умеренном, холодном (УХЛ) или тропическом (Т) климате; категория размещения – 2. Полярность (цоколевка) диодов определяется по значку на корпусе.

Применяются силовые диоды ДЛ153 в качестве выпрямительных и размагничивающих диодов, для предотвращения пагубного воздействия коммутационных перенапряжений, в низковольтных выпрямителях сварочного и гальванического оборудования, в неуправляемых или полууправляемых выпрямительных мостах, а также в электрогенераторах промышленности и транспорта.

Для отвода тепла диоды собирают с охладителями (радиаторами) при помощи резьбового соединения.

Чтобы обеспечить надежный тепловой и электрический контакт диода с охладителем, при сборке необходимо соблюдать усилие сжатия Fm (для ДЛ153 усилие зажатия составляет 22 кН).

Соответствие усилия сжатия определяется величиной прогиба траверсы. Также для лучшего отвода тепла при сборке может использоваться теплопроводящая паста КПТ-8.

Подробные характеристики, расшифровка маркировки, полярность, размеры, применяемые охладители указаны ниже. Гарантия работы поставляемых нашей компанией диодов составляет 2 года с момента их приобретения, что подкрепляется соответствующими документами по качеству.

Окончательная цена на диоды ДЛ153 зависит от класса, количества, сроков поставки, производителя, страны происхождения и формы оплаты.

30.Особенности конструкции и принцип действия лов типа м. Характеристики и параметры

В
ЛОВМ происходит взаимодействие
электронного потока с обратной
пространственной гармоникой волны в
замедляющей системе. Процесс взаимодействия
электронов с СВЧ полем происходит в
ЛОВМ так же, как в ЛБВМ.

Поперечная
составляющая электрического поля
группирует электроны, продольная
составляющая вызывает поперечное
смещение сгруппированных электронов
и преобразование их потенциальной
энергии в энергию СВЧ поля.

В процессе
взаимодействия средняя скорость
электронов остается постоянной и равной
переносной скорости электронов. ЛОВМ
являются самыми мощными генераторами
с электронной перестройкой частоты.
ЛОВМ перекрывают диапазон частот 0,15…18
ГГц с выходными мощностями от 5 кВт до
единиц ватт.

КПД достигает значений
35…40 %. Диапазон электронной перестройки
составляет 30…40 %, при этом обеспечивается
линейная зависимость частоты от
ускоряющего напряжения.

Одинаковый
диапазон изменения частоты в ЛОВМ можно
получить для прочих равных условий при
меньшем изменении напряжений чем в
ЛОВО. ЛОВМ используются в системах
радиопротиводействия, системах связи
с частотной модуляцией.

31.Особенности смесительных и детекторных диодов свч.Вах,эквивалентная схема,параметры смесительных и детекторных диодов

Для
детектирования и преобразования на
более низкую частоту слабых СВЧ сигналов
обычно используют детекторные и
смесительные диоды, работающие как
варисторы, поэтому в их конструкциях и
характеристиках имеется много общего,
а отличие в основном заключается в
режиме работы.

Современные детекторные
и смесительные диоды используют структуры
ДБШ, обладающие целым рядом достоинств,
обусловленных тем, что ДБШ работают на
основных носителях. Точечные прижимные
диоды находят применение в основном в
измерительной аппаратуре в качестве
детекторных диодов.

Иногда в детекторах
и смесителях применяют обращенные
диоды, у которых используется обратная
ветвь ВАХ, обладающая высокой крутизной.
Обращенные диоды имеют хорошие
электрические характеристики, однако,
из-за низкой электрической прочности,
трудностей изготовления широкого
применения не получили.

Частотные
свойства смесительных и детекторных
диодов характеризует значение критической
частоты диода:

fc
=
1/(2πrsCб)-1
[ГГц].

Для
эффективной работы диода необходимо,
чтобы критическая частота диода была
значительно выше рабочей частоты.

Электрическая
прочность диодов в области обратных
напряжений характеризуется нормируемым
обратным напряжением Uнорм.обр,
при котором обратный
ток достигает определенного значения,
например для ДБШ Iобр = 10мкА.
Для точечных диодов Uнорм.обр
=
1…3 В, для ДБШ Uнорм.обр
=
3…10 В, меньшие значения соответствуют
более высокочастотным диодам.

В области
прямых токов электрическая прочность
диодов характеризуется энергией
«выгорания» — той минимальной
энергией Wвыг
импульса
длительностью не более 10-8
с,
после воздействи которого парамеры
диода необратимо ухудшаются на заданное
значение.

Обычно Wвыг
≈
10-8…10-7
Дж,
поэтому диоды необходимо защищать от
перегрузок и действия статического
электричества.

При
работе в непрерывном режиме допустимая
рассеиваемая мощность Ррас
составляет
10…40 мВт для германиевых диодов и 10…100
мВт для кремниевых и ДБШ. Детекторные
диоды находят основное применение для
индикации и измерения параметров
сигналов СВЧ и служат для
преобразованиянепрерывны СВЧ сигналов
в сигнал постянного тока или импульсного
сигнала СВЧ в видеоимпульс

Смесительные
диоды используют для преобразования
частоты в радиоприемных устойствах СВЧ
диапазона, причем очень часто смеситеь
является входным каскадом приемного
устройства. В таких случаях наиболее
важными параметрами смесительных
диодов, является коэффициент шума Кш,
потери преобразования L.

У современных
смесительных диодов Кш
=
4…16 дБ. Меньшие значения Кш
относятся
к диодам более низких частот.

Смесительные
диоды являются пассивными элементами
с внутренним активным сопротилением,
поэтому при побразовании часоты
происходят потери мощности полезного
сигнала, обычно оцениваемые параметром
L:

L
= 10 lg(Pc/Pпч)
[дБ],

Рс
—
мощность сигнала, Рпч
—
мощность сигнала на промежуточной
частоте.

Типы лазерных диодов

Полупроводниковые лазеры

Полупроводниковые материалы принадлежат в основном III-VI группам периодической таблицы. Лазеры на основе полупроводников имеют большой диапазон излучения, компактны, имеют низкий рабочий ток, малые эксплуатационные расходы, при этом высокоэффективны и применяются практически повсеместно, от науки до медицины. Это один из самых широких классов лазерных источников. В статье будут рассматриваться свойства и преимущества лазеров и лазерных диодов Thorlabs.

Лазерные диоды с резонатором Фабри-Перо

Самым распространенным подвидом полупроводниковых лазеров являются лазерные диоды с резонатором Фабри-Перо (FP). Лазеры с резонатором Фабри-Перо работают в многомодовом режиме, генерируя излучение с отличными оптическими характеристиками в ближнем и среднем ИК диапазонах. Варьируя ширину гребня можно получить источник с одной поперечной модой.  

Конфигурация резонатора Фабри-Перо содержит два взаимопараллельных отражающих зеркала, полупроводник выступает в качестве усилительной среды. На зеркала наносятся оптические покрытия, позволяющие оптимизировать выходную мощность, причем одно из них имеет низкий коэффициент отражения, другое — высоким коэффициентом отражения, чтобы снизить общие потери зеркала.

Резонатор Фабри-Перо изготовлен так, что расстояние между продольными модами определяется формулой Δv = c/2nL, где c — скорость света, L — длина чипа лазерного диода, а n — групповой показатель преломления полупроводникового волновода. Часто удобно выражать интервал мод в длинах волн (Δλ = λ²/2nL).

Например, возьмем типичные значения группового показателя преломления n = 3,5 и длины резонатора L = 1 мм. По формуле получим расстояние между продольными модами Δλ = 0,05 нм при 635 нм и Δλ = 0,3 нм при 1550 нм. На количество продольных мод и их мощность влияет компоненты соединения, используемого для формирования полупроводниковой усилительной среды (AlGaAs, InGaAsP, AlGaInP и др.), а также ток смещения и температура. У лазеров с резонаторами Фабри-Перо на основе GaAs можно регулировать ток смещения и температуру таким образом, чтобы мощность продольной моды излучения доходила до 5-10 дБ.

Можно сказать, выходная мощность и длина волны излучения настраиваются путем изменения температуры и/или тока. Это характерно для лазерных диодов ИК диапазона, в котором небольшие изменения температуры влияют на параметры выходного излучения. Почти все лазерные диоды поддаются температурной перестройке, либо перестройки мощности на основе тока. Увеличение входного тока увеличивает стимулированное излучение до заданного значения; однако при превышении этого значения спонтанное излучение начинает «конкурировать» с вынужденным, растет расходимость и снижается степень поляризации. Для высокой эффективности поляризации (50:1 или более) рекомендуется поддерживать входной ток в заданном диапазоне, установленном технической документацией.

В первых лазерных диодах с резонатором Фабри-Перо использовали один полупроводниковый материал для формирования p—n перехода (GaAs). Эти устройства впоследствии получили название «лазеры на гомопереходе». Первые полупроводниковые лазеры выходили из строя буквально через несколько минут, имели очень высокие параметры порогового тока, обладали низкой надежностью и КПД. Ввиду перегрева данный вид лазеров не отличался долговечностью, и не мог нормально функционировать, кроме как при температуре ниже комнатной. Для успешного функционирования при комнатной температуре нужно было снижать пороговый ток, Увеличение срока эксплуатации устройства потребовало создание лазеров на основе многослойных полупроводниковых структурах (они же лазеры на гетероструктуре), которые впоследствии вытеснили своих предшественников.

Рисунок 1. Микросхема чипа лазерного диода Фабри-Перо

На рис. 1 показан чип лазерного диода Фабри-Перо в корпусе (FPL2000C). Этот чип используется в конструкции резонаторов. Резонатор, оснащенный таким чипом, имеет спектральную полосу пропускания ~15 нм, мощность непрерывного излучения может достигать 30 мВт на длине волны 2000 нм.

Лазерные диоды на гетеросктруктуре

С введением гетероструктур лазеры могли работать непрерывно при комнатной температуре, отличались меньшим пороговым током и имели более высокий КПД. В результате лазеры на гетероструктурах вытеснили своих предшественников. Гетеролазеры вступили в массовое производство и нашли широкое применение в информатике и IT-технологиях. Еще больший результат показали лазеры на двойной гетероструктуре (см. рис.2).

Рисунок 2. Структура лазерного диода на двойной гетероструктуре

Лазерные диоды с двойной гетероструктурой состоят из тонкого активного слоя (толщиной 100-200 м), окруженного двумя более толстыми (1-2 мкм) слоями. В примере на рис. 2 активная область (GaAs) имеет толщину 0,15 мкм, обкладки — по 1 мкм (активный слой р Al_0.3Ga_0.7As и слой n Al_0.3Ga_0.7As). Многослойная конструкция на толстой подложке GaAs. Активный слой двойного гетеролазера на основе контакта двух полупроводников способен создавать потенциальные ямы.

Существенным недостатком лазерного диода на двойной гетероструктуре является строгое условие согласованности периодов решеток. Рассогласование решеток, превышающее 0,1%, может привести к межфазной деформации между активным слоем и слоем оболочки, вызывая безыизлучательную рекомбинацию «электронов» и «дырок». Это приводит к ограничению диапазона длин волн.

Лазерные диоды на квантовой яме

Лазерные диоды на квантовой яме — отдельный класс лазерных диодов с двойной гетероструктурой, в которых толщина активной области D приближается к длине волны де Бройля.

D = λ_{de Broglie} ≈ h/p

Лазеры на квантовых ямах имеют некоторые преимущества по сравнению с гетеролазерами. Например, благодаря изменению числа квантовых ям, возможно уменьшение порогового тока до его минимального значения. Имея большой КПД и маленькую мощность, они используются в волоконно-оптических линиях связи и оптических приборах.

Рисунок 3. Структура лазерного диода на квантовых ямах

На рис. 3 представлен лазер на квантовых ямах. Средний тонкий слой активной среды между слоями (AlGaAs) полупроводникового волновода представляет собой квантовые ямы. Она основана на полупроводниковых наноструктурах. Лазеры с квантовыми ямами имеют высокий КПД и маленькую мощность, широко используются в волоконно-оптических линиях связи и оптических приборах.

Рисунок 4. Энергетическая диаграмма лазера с множественными квантовыми ямами

Если в лазере присутствует более одного слоя, содержащего квантовые ямы, то его называют лазером с множественными квантовыми ямами. Значительно влияет на КПД лазерного диода с множественными квантовыми ямами ширина запрещенной зоны.

Лазерный диод с распределенной обратной связью (DFB – лазеры, РОС — лазеры)

В лазере с распределенной обратной связью (DFB) пропускающая дифракционная решетка установлена внутри самого лазерного диода (см. рис.5). Гофрированная периодическая структура, расположенная в непосредственной близости к активной среде, работает как отражатель Брэгга. Обратная связь, создаваемая периодической решеткой, является селективной, таким образом в лазере обеспечивается режим одномодовой генерации.

 

Рисунок 5. Структура лазерного диода с распределенной обратной связью

Лазерный диод с распределенной обратной связью показан на рис. 5. Активный слой InGaAsP, имеющий запрещенную зону λ = 1550 нм, окружен оболочкой из InGaAsP, имеющей несколько большую запрещённую зону (λ = 1300 нм). Один из слоев оболочки имеет переменную толщину периода Λ.

В слое оболочки показатель преломления n_eff меняется вдоль z-направления:

n_eff (z) = <n(x, z)>x

В скобках обозначено среднее значение координаты x. Поперечный профиль пучка по координате x имеет узкую ширину, почти полностью заключенную в пределы активной зоны. Можно наложить периодичность вдоль оси z на показатель преломления:

n_eff(z) = n₀ +n₁sin[(2πz/Λ) + φ]

где n₀ и n₁ — показатели преломления слоев оболочки и подложки, Λ — шаг изменения показателя преломления вдоль границы раздела, φ — фазовый коэффициент. Исходя из закона Брэгга, прямо и обратно распространяющиеся пучки от решетки или других периодических элементов связаны при условии:

λ = λ_B= 2<n_eff >Λ

где <n_eff> — средний показатель преломления вдоль оси Z. В рамках этой упрощенной модели наблюдается, что для заданного шага может существовать только одна длина волны Λ.

Thorlabs производит лазерные диоды с распределенной обратной связью, излучающих волны 1310 нм и 1550 нм.

Лазерные диоды с вертикальным резонатором и поверхностным излучением

Рисунок 6. Энергетическая диаграмма лазерного диода с вертикальным резонатором и поверхностным излучением

Вертикально-излучающие диоды — это уникальный класс лазерных диодов, где излучение происходит перпендикулярно плоскости активного слоя (перехода). Максимальное усиление обеспечивается в направлении, перпендикулярном гетеропереходу, а в плоскости перехода подавляется. Поскольку эффективный показатель усиления активной среды должен превышать 1000 см^–1, то в активной области используются двойные гетероструктуры, содержащие набор квантовых ям, квантовых нитей или квантовых точек. Применение квантовых нитей потенциально очень перспективно, так как может обеспечить большой коэффициент усиления в направлении их осей. Однако технология получения активных сред на основе квантовых нитей требуемого качества пока не отработана. Поэтому активная область лазеров с вертикальным резонатором, как правило, содержит или набор квантовых ям, или квантовые точки, которые часто группируют в вертикальносвязанные квантовые точки.

Поскольку излучение этих лазерных диодов перпендикулярно плоскости перехода, высокая плотность излучателей может быть получена на небольшой площади. Кроме того, эти устройства могут быть сконфигурированы для применения с очень высокой плотностью упаковки, так как излучатели могут быть очень близко расположены по сравнению с типичными лазерными диодами Фабри-Перо. Рис. 7а показывает структуру формирования активной области вертикально-излучающего диода.

Рисунок 7а. Активная область вертикально-излучающего диода

Рисунок 7б. Резонатор вертикально-излучающего диода

 

Рисунок 7в. Структура вертикально-излучающего диода

Квантовые ямы, содержащиеся внутри слоев оболочки, показаны на рис. 7б. Толщина лазерного резонатора составляет примерно одну длину волны. Вертикально-излучающие диоды, работающие в ближнем ИК (λ = 1-3 мкм) имеют модовое расстояние Δλ ≈ 100 — 300 нм. Такое расстояние между модами позволяет лазеру излучать одиночную продольную моду при различных входных токах.

©Thorlabs

Компания INSCIENCE помогает своим заказчикам решать любые вопросы и потребности по продукции Thorlabs на территории РФ 

Светодиоды. Общие сведения, виды, применение.. Информация — Диод КМВ

Светодиод – это полупроводниковый элемент, преобразующий электрический ток в световое излучение. Принцип работы светодиода основан на люминесценции. Светодиод имеет два вывода – плюс и минус. Плюс подается на анод, минус – на катод. Поэтому при подключении светодиодов необходимо соблюдать полярность.

Условное обозначение светодиодов на схеме

 

Общепринятое обозначение светодиода LED  (англ. Light-emitting diode), что означает светоизлучающий диод или светодиод – СИД (СД).

Светодиод состоит из полупроводникового кристалла, закрепленного на подложке из меди и алюминия, корпуса с контактными выводами и оптической системы.

Цвет свечения определяется длиной световой волны, испускаемой кристаллом светодиода, и зависит от химического состава полупроводника. В настоящее время производятся светодиоды видимого, ультрафиолетового и инфракрасного диапазонов.

Существует несколько типов светодиодов:

• DIP – светодиоды – первые массовые светодиоды. Кристалл установлен в корпус с линзой. Имеют два контакта. В основном используются в световых табло.

Конструкция диодов DIP LED

 

• Светодиоды «пиранья» или Superflux LED имеют аналогичную конструкцию, но не два, а четыре вывода.

Конструкция диодов Superflux LED

 

• SMD – светодиоды (англ. surface mounted device) изготавливаются по технологии поверхностного монтажа (ТМП). Чип монтируется на поверхность платы через керамическую подложку, что обеспечивает малые габариты и хороший теплоотвод. SMD – светодиоды являются самыми распространенными.

Конструкция диодов SMD LED

 

• COB – технология (англ. Chip-On-Board) – чип кристалла или нескольких кристаллов монтируются на плату без керамической подложки и поклываются слоем люминофора, что обеспечивает высокую надежность, компактность и теплоотвод.

Конструкция диодов COB LED

 

Нанесение поверх кристалла люминофора позволяет получить любое свечение светодиода.

Способы нанесения люминофора. При традиционном способе люминофор наносится прямо на кристалл светодиода.

 

Люминофор – это вещество, обладающее люминисценцией – способностью преобразовывать поглащаемую энергию в световое излучение. Термин «люминофор» происходит от латинского lumen – свет и греческого phoros — несущий. В светодиодном производстве распространены следующие люминофоры: иттрий-алюминиевый гранат (ИАГ), легированный трехвалентным церием, и силикаты щелочно-земельных металлов, легированные европием. Например, синий светодиод, покрытый желтым люминофором будет светиться белым.

Основные достоинства светодиодов:

• высокие светотехнические характеристики;
• низкое потребление электроэнергии;
• большой срок службы;
• компактность и легкость монтажа;
• широкий температурный диапазон применения;
• механическая прочность;
• экологичность;
• доступность и цена.

Благодаря своим достоинствам, светодиоды широко применяются в различных областях: в наружной и интерьерной рекламе (короба, буквы, светодиодные табло, «Бегущие строки», видеоэкраны, уникальные световые эффекты и дизайнерские решения), в архитектурной подсветке, в бытовом, офисном и промышленном освещении, ландшафтном освещении, подсветке витрин, интерьерной подсветке, праздничной иллюминации, при производстве LED — экранов мониторов и телевизоров, в приборостроении в качестве индикаторов, в дорожных знаках, декоративной подсветке, в световых и новогодних украшениях.

Различные типы диодов и их использование

Подробности

Опубликовано 17.09.2019 16:31

 

В этом уроке мы узнаем о различных типах диодов. К ним относятся диоды слабых сигналов, стабилитроны, светоизлучающие диоды, диоды Шоттки, туннельные диоды, лавинные диоды и т. д. Это будет краткая заметка о различных типах диодов с базовой функциональностью и символе на схеме.

Введение

Диоды — это электронные компоненты, функционирующие как односторонний клапан, это означает, что он позволяет току течь в одном направлении. Эти диоды изготовлены из полупроводниковых материалов германия, кремния и селена. Работу диода можно классифицировать двумя способами: если он допускает ток, то он включен в прямом направлении, в противном случае он включен в обратном направлении.

Различные типы диодов имеют разные требования к напряжению. Для кремниевых диодов прямое напряжение составляет 0,7 В, а для германия — 0,3 В. В кремниевом диоде темная полоса обозначает катодную клемму, а другая клемма является анодной. Обычно диоды используются в качестве защиты от переполюсовки и защиты от переходных процессов. Существует много типов диодов, и некоторые из них перечислены ниже. Купить выпрямительный диодможно на сайте https://k206.net/.

Давайте теперь кратко рассмотрим несколько распространенных типов диодов.

1. Диод слабых сигналов

Это небольшое устройство с диспропорциональными характеристиками, применение которого в основном относится к высокочастотным устройствам и устройствам с очень малым током, таким как радиоприемники, телевизоры и т. д. Чтобы защитить диод от загрязнения, он покрыт стеклом, поэтому его также называют пассивированным диодом.

Внешний вид сигнального диода очень мал по сравнению с силовым диодом. Для обозначения катодного вывода один край помечен черным или красным цветом. Для применений на высоких частотах производительность маленького сигнального диода очень эффективна.

Что касается функциональных частот сигнального диода, то пропускная способность по току и мощности очень мала, а максимальная — почти 150 мА и 500 мВт.

Сигнальный диод представляет собой кремниевый полупроводниковый диод или германиевый диод, но в зависимости от легирующего материала характеристики диода изменяются. В сигнальном диоде характеристики кремниевого легированного диода приблизительно противоположны германиевому легированному диоду.

Кремниевый сигнальный диод имеет высокое падение напряжения на соединении примерно от 0,6 до 0,7 вольт, поэтому он имеет очень высокое сопротивление, но низкое прямое сопротивление. С другой стороны, германиевый сигнальный диод имеет низкое сопротивление из-за низкого падения напряжения почти на 0,2–0,3 В и высокого прямого сопротивления. Из-за слабого сигнала функциональная точка в маленьком сигнальном диоде не нарушается.

2. Силовые диоды

Эти диоды имеют большой слой PN перехода. Таким образом, преобразование переменного напряжения в постоянное напряжение не ограничено. Это также увеличивает текущую пропускную способность и обратное блокирующее напряжение. Он не подходит для высокочастотных применений.

Основное применение этих диодов в устройствах зарядки аккумулятора, таких как инверторы. В этих диодах диапазон прямого сопротивления находится в омах, а обратное сопротивление блокировки — в мегомах. Поскольку он обладает высокими характеристиками тока и напряжения, их можно использовать в электрических устройствах, которые используются для подавления высоких пиковых напряжений.

3. Стабилитрон

Это пассивный элемент, работающий по принципу пробоя стабилитрона. Впервые произведенный Кларенсом Зинером в 1934 году. Он похож на обычный диод в прямом направлении, он также пропускает ток в обратном направлении, когда приложенное напряжение достигает напряжения пробоя. Он предназначен для предотвращения мгновенных импульсов напряжения на других полупроводниковых устройствах. Он действует как регулятор напряжения.

4. Светоизлучающий диод (СИД)

Эти диоды преобразуют электрическую энергию в энергию света. Первое производство началось в 1968 году. Он подвергается электролюминесцентному процессу, в котором дырки и электроны рекомбинируются для производства энергии в форме света в состоянии прямого включения.

Раньше они использовались в индукторных лампах, но теперь в недавних приложениях они используются в окружающей среде и задачах. В основном используется в таких приложениях, как авиационное освещение, светофоры, вспышки камер.

5. Диоды постоянного тока

Функция диода регулирует напряжение при определенном токе. Он функционирует как двухполюсный ограничитель тока.  Символ диода постоянного тока показан ниже.

6. Диод Шоттки

В этом типе диода соединение образуется при контакте полупроводникового материала с металлом. За счет этого прямое падение напряжения уменьшается до минимума. Полупроводниковый материал представляет собой кремний N-типа, который действует как анод, а металл действует как катод, чьи материалы — хром, платина, вольфрам и т. д.

Благодаря металлическому переходу эти диоды имеют высокую токопроводимость, поэтому время переключения сокращается. Таким образом, Шоттки более широко используется для переключения приложений. Главным образом из-за перехода металл-полупроводник падение напряжения низкое, что, в свою очередь, повышает производительность диода и снижает потери мощности. Таким образом, они используются в высокочастотных выпрямительных устройствах. Символ диода Шоттки показан ниже.

7. Диод Шокли

Это было изобретение первых полупроводниковых приборов, оно имеет четыре слоя. Он также называется диодом PNPN. Он равен тиристору без клеммы затвора, что означает, что клемма затвора отключена. Поскольку триггерных входов нет, единственным способом, которым диод может управлять, является подача прямого напряжения.

Диод имеет два рабочих состояния: проводящее и непроводящее. В непроводящем состоянии диод проводит с меньшим напряжением.

8. Туннельный диод

Он также называется отсоединяемым диодом или аккумулятором. Это особый тип диодов, который сохраняет заряд от положительного импульса и использует в отрицательном импульсе синусоидальные сигналы. Время нарастания импульса тока равно времени привязки. Благодаря этому явлению он имеет скорость восстановления импульсов.

Применения этих диодов находятся в умножителях высшего порядка и в схемах формирователя импульсов. Частота среза этих диодов очень высока и составляет порядка гигагерца.

В качестве множителя этот диод имеет диапазон частоты среза от 200 до 300 ГГц. В операциях, которые выполняются в диапазоне 10 ГГц, эти диоды играют жизненно важную роль. Эффективность высока для множителей более низкого порядка. Символ для этого диода показан ниже.

Он используется как высокоскоростной переключатель порядка наносекунд. Благодаря эффекту туннелирования он работает очень быстро в области микроволновых частот. Это двухконтактное устройство, в котором концентрация присадок слишком высока.

10. Варикап

Он действует как переменный конденсатор. Операции выполняются в основном только в состоянии обратного смещения. Эти диоды очень известны благодаря своей способности изменять диапазоны емкости в цепи при наличии постоянного напряжения.

Они могут варьировать емкость до высоких значений. Эти диоды имеют множество применений в качестве генератора, управляемого напряжением для сотовых телефонов, спутниковых предварительных фильтров и т. д. Символ варакторного диода приведен ниже.

11. Лазерный диод

Аналогично светодиоду, в котором активная область образована pn-переходом. Электрически лазерный диод — это пин-диод, в котором активная область находится во внутренней области. Используется в оптоволоконных коммуникациях, считывателях штрих-кодов, лазерных указках, считывании и записи CD / DVD / Blu-ray, лазерной печати.

12. Диод подавления переходного напряжения

В полупроводниковых приборах из-за внезапного изменения состояния будут возникать переходные напряжения. Они повредят выходной отклик устройства. Для решения этой проблемы используются диоды для подавления напряжения. Работа диода подавления напряжения аналогична работе диода Зенера.

Работа этих диодов является нормальной, как у диодов с pn-переходом, но во время переходного напряжения его работа меняется. В нормальных условиях сопротивление диода высокое. Когда в цепи возникает какое-либо переходное напряжение, диод входит в область лавинного пробоя, в которой обеспечивается низкое сопротивление.

Это спонтанно и очень быстро, потому что продолжительность пробоя лавины колеблется в пикосекундах. Диод подавления переходного напряжения будет фиксировать напряжение до фиксированных уровней, в основном его напряжение зажима находится в минимальном диапазоне.

13. Легированные золотом диоды

В этих диодах золото используется в качестве легирующей добавки. Эти диоды быстрее, чем другие диоды. В этих диодах ток утечки в состоянии обратного смещения также меньше. Даже при более высоком падении напряжения это позволяет диоду работать на частотах сигнала.

14. Супер Барьерные Диоды

Это выпрямительный диод с низким падением прямого напряжения в качестве диода Шоттки, способный выдерживать скачки напряжения и малый обратный ток утечки в качестве диода с pn-переходом. Он был разработан для приложений с высокой мощностью, быстрым переключением и низким уровнем потерь. Супербарьерные выпрямители — это выпрямители следующего поколения с более низким прямым напряжением, чем диод Шоттки.

15. Диод Пельтье

В этом типе диода в соединении двух материалов полупроводника он генерирует тепло, которое течет от одного контакта к другому. Этот поток осуществляется только в одном направлении, которое равно направлению тока.

Это тепло производится за счет электрического заряда, возникающего при рекомбинации неосновных носителей заряда. Это в основном используется в системах охлаждения и отопления. Этот тип диодов используется в качестве датчика и теплового двигателя для термоэлектрического охлаждения.

16. Хрустальный диод

Его работа зависит от давления контакта между полупроводниковым кристаллом и точкой. При этом присутствует металлическая проволока, которая прижимается к полупроводниковому кристаллу. При этом полупроводниковый кристалл действует как катод, а металлическая проволока — как анод. Эти диоды устарели по своей природе. В основном используется в микроволновых приемниках и детекторах.

17. Лавинный диод

Это пассивный элемент, работающий по принципу лавинного пробоя. Он работает в режиме обратного смещения. Это приводит к большим токам из-за ионизации, вызванной pn-переходом во время обратного смещения.

Эти диоды специально разработаны для пробоя при определенном обратном напряжении, чтобы предотвратить повреждение. Символ лавинного диода показан ниже:

18. Кремниевый выпрямитель

Он состоит из трех клемм: анода, катода и затвора. Это почти равно диоду Шокли. Как видно из названия, он в основном используется для целей управления, когда в цепи подается небольшое напряжение. Символ кремниевого выпрямителя, как показано ниже:

19. Вакуумные диоды

Вакуумные диоды состоят из двух электродов, которые будут действовать как анод и катод. Катод состоит из вольфрама, который испускает электроны в направлении анода. Всегда поток электронов будет происходить только от катода к аноду. Таким образом, он действует как переключатель.

Если катод покрыт оксидным материалом, то способность к эмиссии электронов высока. Анод немного длиннее по размеру, а в некоторых случаях его поверхность шероховата, чтобы снизить температуру, возникающую в диоде. Диод будет работать только в одном случае, когда анод положителен относительно катодной клеммы. Символ как показано на рисунке:

20. PIN-диод

Улучшенная версия обычного PN-диода дает PIN-диод. В ПИН-диодах допирование не нужно. Собственный материал означает, что материал, который не имеет носителей заряда, вставлен между областями P и N, которые увеличивают площадь обедненного слоя.

Когда мы прикладываем прямое напряжение смещения, дырки и электроны выталкиваются в собственный слой. В какой-то момент из-за этого высокого уровня инжекции электрическое поле также будет проходить через собственный материал.

 

• < Назад
• Вперёд >

различных типов диодов | Символы схем и их применение

В этом уроке мы узнаем о различных типах диодов. К ним относятся малосигнальные диоды, стабилитроны, светоизлучающие диоды, диоды Шоттки, туннельные диоды, лавинные диоды и т. Д. Это будет краткое примечание о различных типах диодов с основными функциями и обозначением их схемы.

Введение

Диоды — это электронные компоненты, работающие как односторонний клапан, что означает, что они пропускают ток в одном направлении.Эти диоды изготовлены из полупроводниковых материалов германия, кремния и селена. Работу диода можно классифицировать двумя способами: если он допускает ток, то он смещен в прямом направлении, в противном случае он смещен в обратном направлении.

Различные типы диодов имеют разные требования к напряжению. Для кремниевых диодов прямое напряжение составляет 0,7 В, а для германия — 0,3 В. В кремниевом диоде темная полоса указывает катодный вывод, а другой вывод — анод. Обычно диоды используются в качестве предохранителей от обратной полярности и переходных процессов.Существует много типов диодов, и некоторые из них перечислены ниже.

Различные типы диодов

Давайте теперь кратко рассмотрим несколько наиболее часто используемых типов диодов.

1. Малосигнальный диод

Это небольшое устройство с непропорциональными характеристиками, приложения которого в основном связаны с устройствами с высокой частотой и очень низким током, такими как радиоприемники, телевизоры и т. Д. Для защиты диода от загрязнения он покрыт пленкой. стекло, поэтому его также называют стеклянным пассивированным диодом, который широко используется как 1N4148.

Внешний вид сигнального диода очень мал по сравнению с силовым диодом. Для обозначения катодного вывода один край маркируется черным или красным цветом. Для приложений на высоких частотах очень эффективны характеристики слабосигнального диода.

Что касается рабочих частот сигнального диода, то допустимая нагрузка по току и мощности очень низкие, максимальные значения составляют примерно 150 мА и 500 мВт.

Сигнальный диод представляет собой полупроводниковый диод, легированный кремнием, или диод, легированный германием, но в зависимости от легирующего материала характеристики диода различаются.В сигнальном диоде характеристики диода, легированного кремнием, примерно противоположны характеристикам диода, легированного германием.

Кремниевый сигнальный диод имеет высокое падение напряжения на соединении от 0,6 до 0,7 В, поэтому он имеет очень высокое сопротивление, но низкое прямое сопротивление. С другой стороны, германиевый сигнальный диод имеет низкое сопротивление из-за низкого падения напряжения от 0,2 до 0,3 В и высокого прямого сопротивления. Из-за слабого сигнала функциональная точка не нарушается в малосигнальном диоде.

2.Большой сигнальный диод

Эти диоды имеют большой слой PN перехода. Таким образом, преобразование переменного напряжения в постоянное не ограничено. Это также увеличивает текущую прямую пропускную способность и обратное напряжение блокировки. Эти большие сигналы также нарушат функциональную точку. По этой причине он не подходит для высокочастотных приложений.

В основном эти диоды применяются в устройствах для зарядки аккумуляторов, таких как инверторы. В этих диодах диапазон прямого сопротивления находится в Ом, а обратное сопротивление блокировки — в мегаомах.Поскольку он имеет высокие характеристики по току и напряжению, их можно использовать в электрических устройствах, которые используются для подавления высоких пиковых напряжений.

3. Стабилитрон

Пассивный элемент, работающий по принципу пробоя стабилитрона. Впервые изготовленный Кларенсом стабилитрон в 1934 году, он похож на нормальный диод в прямом направлении, он также пропускает ток в обратном направлении, когда приложенное напряжение достигает напряжения пробоя. Он предназначен для защиты других полупроводниковых устройств от кратковременных импульсов напряжения.Он действует как регулятор напряжения.

4. Светоизлучающий диод (LED)

Эти диоды преобразуют электрическую энергию в энергию света. Первое производство началось в 1968 году. Он подвергается процессу электролюминесценции, в котором дырки и электроны рекомбинируются для получения энергии в виде света в состоянии прямого смещения.

Раньше они использовались в индукционных лампах, но в последнее время они используются в окружающей среде и решении задач. В основном используется в таких приложениях, как авиационное освещение, светофоры, вспышки для фотоаппаратов.

5. Диоды постоянного тока

Он также известен как стабилизирующий диод, или диод постоянного тока, или токоограничивающий диод, или транзистор с диодным соединением. Функция диода — регулировать напряжение при определенном токе.

Он работает как двухконтактный ограничитель тока. В этом JFET-транзисторе действует как ограничитель тока для достижения высокого выходного сопротивления. Символ диода постоянного тока показан ниже.

6. Диод Шоттки

В этом типе диодов переход формируется путем контакта полупроводникового материала с металлом.Благодаря этому прямое падение напряжения снижается до мин. Полупроводниковый материал представляет собой кремний N-типа, который действует как анод, а металл действует как катод, материалы которого — хром, платина, вольфрам и т. Д.

Благодаря металлическому переходу эти диоды имеют высокую токопроводящую способность, поэтому время переключения сокращается. Итак, Шоттки больше использует при переключении приложений. В основном из-за перехода металл-полупроводник падение напряжения невелико, что, в свою очередь, увеличивает характеристики диода и снижает потери мощности.Таким образом, они используются в высокочастотных выпрямителях. Символ диода Шоттки показан ниже.

7. Диод Шокли

Это было изобретение первых полупроводниковых устройств, он имеет четыре слоя. Его также называют диодом PNPN. Он аналогичен тиристору без вывода затвора, что означает, что вывод затвора отключен. Поскольку нет триггерных входов, диод может проводить ток только путем подачи прямого напряжения.

Он остается на одном, когда он включен, и остается выключенным, когда он выключен.Диод имеет два рабочих состояния: проводящий и непроводящий. В непроводящем состоянии диод проводит с меньшим напряжением.

Символ диода Шокли следующий:

Применение диода Шокли

• Триггерные переключатели для SCR.
• Действует как релаксирующий осциллятор.

8. Диоды пошагового восстановления

Его также называют отключающим диодом или диодом накопления заряда. Это особый тип диодов, которые накапливают заряд положительного импульса и используют в отрицательном импульсе синусоидальных сигналов.Время нарастания текущего импульса равно времени щелчка. Из-за этого явления он имеет импульсы восстановления скорости.

Эти диоды используются в умножителях более высокого порядка и в схемах формирователя импульсов. Частота среза этих диодов очень высока, что составляет порядка гигагерц.

В качестве умножителя этот диод имеет диапазон частот среза от 200 до 300 ГГц. Эти диоды играют жизненно важную роль при работе в диапазоне 10 ГГц. Эффективность высока для умножителей более низкого порядка.Символ этого диода показан ниже.

Туннельный диод

Используется как высокоскоростной переключатель порядка наносекунд. Благодаря туннельному эффекту он очень быстро работает в микроволновом диапазоне частот. Это двухполюсное устройство, в котором концентрация примесей слишком высока.

Переходная характеристика ограничивается емкостью перехода плюс паразитной емкостью проводки. В основном используется в СВЧ-генераторах и усилителях. Он действует как устройство с самой отрицательной проводимостью.Туннельные диоды можно настраивать как механически, так и электрически. Символ туннельного диода показан ниже.

Применение туннельных диодов

1. Колебательные цепи.
2. СВЧ схемы.
3. Устойчив к ядерному излучению.

10. Варакторный диод

Они также известны как варикап-диоды. Он действует как переменный конденсатор. Операции выполняются в основном только при обратном смещении. Эти диоды очень известны благодаря своей способности изменять диапазоны емкости в цепи при наличии постоянного напряжения.

Они могут изменять емкость до высоких значений. В варакторном диоде, изменяя напряжение обратного смещения, мы можем уменьшать или увеличивать обедненный слой. Эти диоды находят множество применений в качестве генераторов с регулируемым напряжением для сотовых телефонов, предварительных фильтров спутниковой связи и т. Д. Символ варакторного диода приведен ниже.

Применение варакторных диодов

1. Конденсаторы с регулируемым напряжением.
2. Генераторы, управляемые напряжением.
3. Параметрические усилители.
4. Умножители частоты.
5. FM-передатчики и системы фазовой автоподстройки частоты в радио, телевизорах и сотовых телефонах.

11. Лазерный диод

Аналогичен светодиоду, в котором активная область образована p-n переходом. Электрически лазерный диод представляет собой p-i-n-диод, в котором активная область находится во внутренней области. Используется в волоконно-оптической связи, считывателях штрих-кода, лазерных указателях, считывании и записи CD / DVD / Blu-ray, лазерной печати.

Типы лазерных диодов:

1. Лазер с двойной гетероструктурой: Свободные электроны и дырки доступны одновременно в регионе.
2. Лазеры на квантовых ямах: лазеров, имеющих более одной квантовой ямы, называются лазерами с несколькими квантовыми ямами.
3. Квантово-каскадные лазеры: Это лазеры на гетеропереходе, которые обеспечивают лазерное воздействие на относительно длинных длинах волн.
4. Лазеры на гетероструктурах с раздельным ограничением: Чтобы компенсировать проблему тонких слоев в квантовых лазерах, мы выбираем лазеры на гетероструктурах с раздельным ограничением.
5. Лазеры с распределенным брэгговским отражателем: Это могут быть лазеры с торцевым излучением или VCSELS.

Символ лазерного диода выглядит следующим образом:

12. Диод подавления переходного напряжения

В полупроводниковых устройствах из-за внезапного изменения состояния возникают переходные процессы напряжения. Они повредят выходной отклик устройства. Для решения этой проблемы используются диодные диоды для подавления напряжения. Принцип действия диода ограничения напряжения аналогичен работе стабилитрона.

Эти диоды работают нормально, как диоды с p-n переходом, но во время переходного напряжения их работа меняется.В нормальном состоянии сопротивление диода высокое. Когда в цепи возникает какое-либо переходное напряжение, диод входит в область лавинного пробоя, в которой обеспечивается низкий импеданс.

Самопроизвольно очень быстро, потому что продолжительность лавинного разрушения составляет пикосекунды. Диод подавления переходных напряжений будет ограничивать напряжение до фиксированных уровней, в большинстве случаев его ограничивающее напряжение находится в минимальном диапазоне.

Они используются в области телекоммуникаций, медицины, микропроцессоров и обработки сигналов.Он реагирует на перенапряжение быстрее, чем варисторы или газоразрядные трубки.

Символ диода подавления переходного напряжения показан ниже.

Диод характеризуется

• Ток утечки
• Максимальное обратное напряжение отключения
• Напряжение пробоя
• Напряжение зажима
• Паразитная емкость
• Паразитная индуктивность
• Количество энергии, которое он может поглотить

13 Диоды, легированные золотом

В этих диодах золото используется в качестве легирующей примеси.Эти диоды быстрее других диодов. В этих диодах ток утечки при обратном смещении также меньше. Даже при более высоком падении напряжения это позволяет диоду работать на частотах сигнала. В этих диодах золото способствует более быстрой рекомбинации неосновных носителей.

14. Супербарьерные диоды

Это выпрямительный диод с низким прямым падением напряжения, как диод Шоттки, с возможностью защиты от перенапряжения и низким обратным током утечки в качестве диода с p-n переходом. Он был разработан для приложений с высокой мощностью, быстрым переключением и низкими потерями.Супербарьерные выпрямители — это выпрямители следующего поколения с более низким прямым напряжением, чем диоды Шоттки.

15. Диод Пельтье

В этом типе диодов на стыке двух материалов полупроводника он генерирует тепло, которое течет от одного вывода к другому. Этот поток осуществляется только в одном направлении, которое равно направлению текущего потока.

Это тепло производится за счет электрического заряда, возникающего в результате рекомбинации неосновных носителей заряда.В основном это используется в системах охлаждения и обогрева. Этот тип диодов используется как датчик и тепловой двигатель для термоэлектрического охлаждения.

16. Кристаллический диод

Это также известно как усы Кошки, которые представляют собой диоды с точечным контактом. Его работа зависит от давления контакта полупроводникового кристалла и точки.

Здесь присутствует металлическая проволока, которая прижимается к кристаллу полупроводника. При этом кристалл полупроводника действует как катод, а металлическая проволока действует как анод.Эти диоды являются устаревшими по своей природе. В основном используется в микроволновых приемниках и детекторах.

Применение кристаллического диода

1. Кристаллический диодный выпрямитель
2. Детектор кристаллического диода
3. Кристаллический радиоприемник

17. Лавинный диод

Этот пассивный элемент работает по принципу лавинного пробоя. Он работает в режиме обратного смещения. Это приводит к большим токам из-за ионизации, создаваемой p-n-переходом в условиях обратного смещения.

Эти диоды специально разработаны для пробоя при определенном обратном напряжении, чтобы предотвратить повреждение. Обозначение лавинного диода показано ниже:

Лавинный диод использует

1. Генерация ВЧ-шума: Он действует как источник ВЧ для мостов антенного анализатора, а также как генераторы белого шума. Используется в радиооборудовании, а также в аппаратных генераторах случайных чисел.
2. Генерация микроволновой частоты: В этом случае диод действует как устройство отрицательного сопротивления.
3. Однофотонный лавинный детектор: Это детекторы фотонов с высоким коэффициентом усиления, используемые для измерения уровня освещенности.

18. Кремниевый выпрямитель с управлением

Он состоит из трех выводов: анода, катода и затвора. Он почти равен диоду Шокли. Как видно из названия, он в основном используется для целей управления, когда в цепи прикладываются небольшие напряжения. Символ кремниевого управляемого выпрямителя показан ниже:

Режимы работы:

1. Режим блокировки в прямом направлении (выключенное состояние): в этом j1 и j3 смещены в прямом направлении, а j2 смещены в обратном направлении.Он предлагает высокое сопротивление ниже напряжения отключения и, следовательно, считается выключенным.
2. Режим прямой проводимости (включенное состояние): увеличивая напряжение на аноде и катоде или применяя положительный импульс на затворе, мы можем включить. Единственный способ выключить — уменьшить ток, протекающий через него.
3. Обратный режим блокировки (выключенное состояние): SCR, блокирующий обратное напряжение, называется асимметричным SCR. В основном используется в инверторах источника тока.

19. Вакуумные диоды

Вакуумные диоды состоят из двух электродов, которые действуют как анод и катод.Катод состоит из вольфрама, который испускает электроны в направлении анода. Электронный поток всегда будет идти только от катода к аноду. Итак, он действует как переключатель.

Если катод покрыт оксидным материалом, то способность к эмиссии электронов высока. Анод немного длинноват, а в некоторых случаях его поверхность шероховатая, чтобы снизить температуру, возникающую в диоде. Диод будет проводить только в одном случае, когда анод положителен относительно вывода катода.Символ показан на рисунке:

20. PIN-диод

Улучшенная версия обычного P-N-переходного диода дает PIN-диод. В PIN-диоде легирование не нужно. Собственный материал означает, что материал, не имеющий носителей заряда, вставлен между областями P и N, что увеличивает площадь обедненного слоя.

Когда мы прикладываем напряжение прямого смещения, дырки и электроны проталкиваются во внутренний слой. В какой-то момент из-за этого высокого уровня инжекции электрическое поле также будет проходить через внутренний материал.Это поле заставляло переносчиков течь из двух регионов. Обозначение PIN-диода показано ниже:

PIN-диод Применение:

1. Переключатели RF: Pin-диод используется как для выбора сигнала, так и для выбора компонентов. Например, штыревые диоды действуют как индукторы с переключателем диапазона в генераторах с низким уровнем фазового шума.
2. Аттенюаторы: используется как мостовое и шунтирующее сопротивление в аттенюаторе типа «мост-Т».
3. Фотодетекторы: обнаруживают фотоны рентгеновского и гамма-излучения.

21. Устройства точечного контакта

Золотая или вольфрамовая проволока используется в качестве точечного контакта для создания области PN-перехода путем пропускания через нее сильного электрического тока. Небольшая область PN-перехода создается вокруг края провода, который соединяется с металлической пластиной, как показано на рисунке.

В прямом направлении его работа очень похожа, но в состоянии обратного смещения провод действует как изолятор. Поскольку этот изолятор находится между пластинами, диод действует как конденсатор.Обычно конденсатор блокирует токи постоянного тока, когда токи переменного тока протекают в цепи на высоких частотах. Таким образом, они используются для обнаружения высокочастотных сигналов.

22. Диод Ганна

Диод Ганна изготавливается только из полупроводникового материала n-типа. Область обеднения двух материалов N-типа очень тонкая. Когда напряжение в цепи увеличивается, увеличивается и ток. После определенного уровня напряжения ток будет экспоненциально уменьшаться, что проявляется в отрицательном дифференциальном сопротивлении.

Он имеет два электрода с арсенидом галлия и фосфидом индия, поэтому он имеет отрицательное дифференциальное сопротивление. Его также называют переносным электронным устройством. Он генерирует СВЧ-сигналы, поэтому в основном используется в СВЧ-устройствах. Его также можно использовать как усилитель. Символ диода Ганна показан ниже:

ПРЕДЫДУЩАЯ — ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИОДА

СЛЕДУЮЩАЯ — УЧЕБНАЯ ИНФОРМАЦИЯ ПО СИГНАЛЬНОМУ ДИОДУ

Типы диодов — инструкции

Диод представляет собой двухконтактное устройство с двумя активными электродами. что позволяет передавать ток только в одном направлении.Диоды известны своим свойством однонаправленного тока, при котором электрический ток может течь в одном направлении. В основном диоды используются для выпрямления сигналов и могут использоваться в источниках питания или в радиодетекторах. Их также можно использовать в схемах, где требуется «односторонний» эффект диода. Большинство диодов изготовлено из полупроводников, таких как кремний, однако иногда также используется германий. Диоды передают электрические токи в одном направлении, однако способ их передачи может варьироваться.Для использования в электронике доступны несколько типов диодов. Вот некоторые из различных типов:

Светоизлучающий диод (LED): Это один из самых популярных типов диодов, и когда этот диод позволяет передавать электрический ток между электродами, образуется свет. В большинстве диодов свет (инфракрасный) не виден, поскольку они находятся на частотах, которые не позволяют видеть. Когда диод включен или смещен в прямом направлении, электроны рекомбинируют с дырками и выделяют энергию в виде света (электролюминесценция).Цвет света зависит от запрещенной зоны полупроводника.

Лавинный диод: Этот тип диода работает в режиме обратного смещения, и для его работы используется лавинный эффект. Лавинный пробой происходит по всему PN-переходу, когда падение напряжения является постоянным и не зависит от тока. Обычно лавинный диод используется для фотодетектирования, при этом высокие уровни чувствительности могут быть получены с помощью лавинного процесса.

Лазерный диод : Этот тип диода отличается от светодиодного типа, поскольку он излучает когерентный свет.Эти диоды находят свое применение в приводах DVD и CD, лазерных указках и т. Д. Лазерные диоды дороже светодиодов. Однако они дешевле, чем другие формы лазерных генераторов. Кроме того, у этих лазерных диодов ограниченный срок службы.

Диоды Шоттки : Эти диоды имеют меньшее прямое падение напряжения по сравнению с обычными кремниевыми диодами с PN переходом. Падение напряжения может составлять от 0,15 до 0,4 В при малых токах по сравнению с 0,6 В для кремниевого диода.Для достижения этой характеристики эти диоды сконструированы иначе, чем обычные диоды, с контактом металл-полупроводник. Диоды Шоттки используются в ВЧ приложениях, выпрямителях и ограничивающих диодах.

Стабилитрон: Этот тип диода обеспечивает стабильное опорное напряжение, таким образом, является очень полезным типом и используется в огромных количествах. Диод работает в режиме обратного смещения и выходит из строя при достижении определенного напряжения. Если ток через резистор ограничен, получается стабильное напряжение.В источниках питания, эти диоды широко используются для обеспечения опорного напряжения.

Фотодиод : Фотодиоды используются для обнаружения света и имеют широкие прозрачные переходы. Как правило, эти диоды работают с обратным смещением, при этом даже небольшие количества тока, протекающего от света, могут быть легко обнаружены. Фотодиоды также могут использоваться для выработки электроэнергии, в качестве солнечных элементов и даже в фотометрии.

Варикап-диод или варакторный диод : Этот тип диода имеет обратное смещение, наложенное на него, которое изменяет ширину обедненного слоя в соответствии с напряжением, подаваемым на диод.Этот диод действует как конденсатор, а обкладки конденсатора формируются за счет протяженности областей проводимости и области обеднения как изолирующего диэлектрика. Изменяя смещение на диоде, ширина обедненной области изменяется, тем самым изменяя емкость.

Выпрямительный диод : Эти диоды используются для выпрямления переменного тока на входе в источники питания. Они могут исправлять уровни тока от усилителя и выше. Если требуются низкие падения напряжения, то можно использовать диоды Шоттки, однако, как правило, эти диоды являются диодами с PN переходом.

Диод слабого сигнала или малого тока — Эти диоды предполагают, что рабочая точка не изменяется из-за слабого сигнала.

· Большие сигнальные диоды — Рабочая точка в этих диодах изменяется при большом сигнале.

Диоды подавления переходных процессов напряжения — Этот диод используется для защиты электроники, чувствительной к скачкам напряжения.

· Диоды, легированные золотом — Эти диоды используют золото в качестве легирующей примеси и могут работать на частотах сигнала, даже если прямое падение напряжения увеличивается.

· Супер барьерные диоды — Их также называют выпрямительными диодами. Эти диоды обладают свойством низкого обратного тока утечки, как у нормального диода с p-n переходом, и низкого прямого падения напряжения, как у диода Шоттки, с возможностью обработки перенапряжения.

· Диоды с точечным контактом — Конструкция этого диода проще и используется в аналоговых приложениях и в качестве детектора в радиоприемниках. Этот диод состоит из полупроводника n — типа и нескольких проводящих металлов, которые находятся в контакте с полупроводником.Некоторые металлы перемещаются по направлению к полупроводнику, образуя небольшую область полупроводника p-tpye около контакта.

· Диоды Пельтье — Этот диод используется как тепловой двигатель и датчик для термоэлектрического охлаждения.

· Диод Ганна — Этот диод изготовлен из таких материалов, как GaAs или InP, которые имеют область отрицательного дифференциального сопротивления.

· Кристаллический диод — это тип диодов с точечным контактом, которые также называют усами Кота.Этот дидо состоит из тонкой заостренной металлической проволоки, которая прижимается к полупроводниковому кристаллу. Металлическая проволока является анодом, а полупроводящий кристалл — катодом. Эти диоды устарели.

· Лавинный диод — Этот диод работает в режиме обратного смещения, когда напряжение обратного смещения, приложенное к p-n переходу, создает волну ионизации, ведущую к протеканию большого тока. Эти дидо предназначены для пробоя при определенном обратном напряжении, чтобы избежать каких-либо повреждений.

· Кремниевый управляемый выпрямитель — Как следует из названия, этим диодом можно управлять или запускать его в состояние ВКЛ из-за приложения небольшого напряжения. Они принадлежат к семейству тиристоров и используются в различных областях управления двигателями постоянного тока, регулирования поля генератора, управления системами освещения и частотно-регулируемыми приводами. Это трехконтактное устройство с анодом, катодом и третьим управляемым выводом или затвором.

· Вакуумные диоды — Этот диод представляет собой двухэлектродную вакуумную лампу, которая может выдерживать высокие обратные напряжения.

Диоды широко используются в электронной промышленности, от разработки электроники до производства и ремонта. Помимо вышеупомянутых типов диодов, другими диодами являются PIN-диод, диод с точечным контактом, сигнальный диод, ступенчатый восстанавливающий диод, туннельный диод и диоды, легированные золотом. Тип диода для передачи электрического тока зависит от типа и мощности передачи, а также от конкретных приложений.

———————————————— —————- проголосуйте за меня пожалуйста —————————— —————————————

Источник: — https: // en.wikipedia.org

thanx ….

Поставщики и ресурсы беспроводной связи RF

О мире беспроводной связи RF

Веб-сайт RF Wireless World является домом для поставщиков и ресурсов радиочастотной и беспроводной связи. На сайте представлены статьи, руководства, поставщики, терминология, исходный код (VHDL, Verilog, MATLAB, Labview), тестирование и измерения, калькуляторы, новости, книги, загрузки и многое другое.

Сайт RF Wireless World охватывает ресурсы по различным темам, таким как RF, беспроводная связь, vsat, спутник, радар, оптоволокно, микроволновая печь, wimax, wlan, zigbee, LTE, 5G NR, GSM, GPRS, GPS, WCDMA, UMTS, TDSCDMA, Bluetooth, Lightwave RF, z-wave, Интернет вещей (IoT), M2M, Ethernet и т. Д.Эти ресурсы основаны на стандартах IEEE и 3GPP. В нем также есть академический раздел, который охватывает колледжи и университеты по инженерным дисциплинам и MBA.

Статьи о системах на основе Интернета вещей

Система обнаружения падений для пожилых людей на основе Интернета вещей : В статье рассматривается архитектура системы обнаружения падений, используемой для пожилых людей. В нем упоминаются преимущества или преимущества системы обнаружения падений Интернета вещей. Читать дальше➤
Также обратитесь к другим статьям о системах на основе Интернета вещей следующим образом:
• Система очистки туалетов самолета. • Система измерения столкновений • Система отслеживания скоропортящихся продуктов и овощей • Система помощи водителю • Система умной торговли • Система мониторинга качества воды. • Система Smart Grid • Система умного освещения на базе Zigbee • Интеллектуальная система парковки на базе Zigbee. • Система умной парковки на основе LoRaWAN

---

RF Статьи о беспроводной связи

В этом разделе статей представлены статьи о физическом уровне (PHY), уровне MAC, стеке протоколов и сетевой архитектуре на основе WLAN, WiMAX, zigbee, GSM, GPRS, TD-SCDMA, LTE, 5G NR, VSAT, Gigabit Ethernet на основе IEEE / 3GPP и т. Д. .стандарты. Он также охватывает статьи, относящиеся к испытаниям и измерениям, по тестированию на соответствие, используемым для испытаний устройств на соответствие RF / PHY. УКАЗАТЕЛЬ СТАТЬИ ДЛЯ ССЫЛКИ >>.

---

Физический уровень 5G NR : Обработка физического уровня для канала 5G NR PDSCH и канала 5G NR PUSCH рассмотрена поэтапно. Это описание физического уровня 5G соответствует спецификациям физического уровня 3GPP. Читать дальше➤

---

Основы повторителей и типы повторителей : В нем объясняются функции различных типов ретрансляторов, используемых в беспроводных технологиях.Читать дальше➤

---

Основы и типы замирания : В этой статье описаны мелкомасштабные замирания, крупномасштабные замирания, медленные, быстрые и т. Д., Используемые в беспроводной связи. Читать дальше➤

---

Архитектура сотового телефона 5G : В этой статье рассматривается структурная схема сотового телефона 5G с внутренними модулями 5G Архитектура сотового телефона. Читать дальше➤

---

Основы помех и типы помех: В этой статье рассматриваются помехи в соседнем канале, помехи в совмещенном канале, ЭМ помехи, ICI, ISI, световые помехи, звуковые помехи и т. Д.Читать дальше➤

---

5G NR Раздел

В этом разделе рассматриваются функции 5G NR (New Radio), нумерология, диапазоны, архитектура, развертывание, стек протоколов (PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC) и т. Д. 5G NR Краткий указатель ссылок >>
• Мини-слот 5G NR • Часть полосы пропускания 5G NR • 5G NR CORESET • Форматы DCI 5G NR • 5G NR UCI • Форматы слотов 5G NR • IE 5G NR RRC • 5G NR SSB, SS, PBCH • 5G NR PRACH • 5G NR PDCCH • 5G NR PUCCH • Эталонные сигналы 5G NR • 5G NR m-последовательность • Золотая последовательность 5G NR • 5G NR Zadoff Chu Sequence • Физический уровень 5G NR • Уровень MAC 5G NR • Уровень 5G NR RLC • Уровень 5G NR PDCP

---

Учебные пособия по беспроводным технологиям

В этом разделе рассматриваются обучающие материалы по радиочастотам и беспроводной связи.Он охватывает учебные пособия по таким темам, как сотовая связь, WLAN (11ac, 11ad), wimax, bluetooth, zigbee, zwave, LTE, DSP, GSM, GPRS, GPS, UMTS, CDMA, UWB, RFID, радар, VSAT, спутник, WLAN, волновод, антенна, фемтосота, тестирование и измерения, IoT и т. Д. См. УКАЗАТЕЛЬ >>

---

Учебное пособие по 5G — В этом учебном пособии по 5G также рассматриваются следующие подтемы по технологии 5G:
Учебное пособие по основам 5G Частотные диапазоны руководство по миллиметровым волнам Волновая рама 5G мм Зондирование волнового канала 5G мм 4G против 5G Тестовое оборудование 5G Сетевая архитектура 5G Сетевые интерфейсы 5G NR канальное зондирование Типы каналов 5G FDD против TDD Разделение сети 5G NR Что такое 5G NR Режимы развертывания 5G NR Что такое 5G TF

---

Этот учебник GSM охватывает основы GSM, архитектуру сети, элементы сети, системные спецификации, приложения, Типы пакетов GSM, структура или иерархия кадров GSM, логические каналы, физические каналы, Физический уровень GSM или обработка речи, вход в сеть мобильного телефона GSM, установка вызова или процедура включения питания, MO-вызов, MT-вызов, VAMOS, AMR, MSK, модуляция GMSK, физический уровень, стек протоколов, основы работы с мобильным телефоном, Планирование RF, нисходящая линия связи PS-вызовов и восходящая линия связи PS-вызовов.
➤Подробнее.

LTE Tutorial , охватывающий архитектуру системы LTE, охватывающий основы LTE EUTRAN и LTE Evolved Packet Core (EPC). Он обеспечивает связь с обзором системы LTE, радиоинтерфейсом LTE, терминологией LTE, категориями LTE UE, структурой кадра LTE, физическим уровнем LTE, Стек протоколов LTE, каналы LTE (логические, транспортные, физические), пропускная способность LTE, агрегация несущих LTE, передача голоса по LTE, расширенный LTE, Поставщики LTE и LTE vs LTE продвинутые.➤Подробнее.

---

RF Technology Stuff

Эта страница мира беспроводной радиосвязи описывает пошаговое проектирование преобразователя частоты RF на примере преобразователя RF UP от 70 МГц до диапазона C. для микрополосковой платы с использованием дискретных радиочастотных компонентов, а именно. Смесители, гетеродин, MMIC, синтезатор, опорный генератор OCXO, колодки аттенюатора. ➤Подробнее.
➤Проектирование и разработка радиочастотного трансивера ➤Конструкция радиочастотного фильтра ➤Система VSAT ➤Типы и основы микрополосковой печати ➤ОсновыWaveguide

---

Секция испытаний и измерений

В этом разделе рассматриваются контрольно-измерительные ресурсы, испытательное и измерительное оборудование для тестирования DUT на основе Стандарты WLAN, WiMAX, Zigbee, Bluetooth, GSM, UMTS, LTE.ИНДЕКС испытаний и измерений >>
➤Система PXI для T&M. ➤ Генерация и анализ сигналов ➤Измерения слоя PHY ➤Тест на соответствие устройства WiMAX ➤ Тест на соответствие Zigbee ➤ Тест на соответствие LTE UE ➤Тест на соответствие TD-SCDMA

---

Волоконно-оптическая технология

Оптоволоконный компонент , основы, включая детектор, оптический соединитель, изолятор, циркулятор, переключатели, усилитель, фильтр, эквалайзер, мультиплексор, разъемы, демультиплексор и т. д.Эти компоненты используются в оптоволоконной связи. Оптические компоненты INDEX >>
➤Учебник по оптоволоконной связи ➤APS в SDH ➤SONET основы ➤SDH Каркасная конструкция ➤SONET против SDH

---

Поставщики беспроводных радиочастотных устройств, производители

Сайт RF Wireless World охватывает производителей и поставщиков различных радиочастотных компонентов, систем и подсистем для ярких приложений, см. ИНДЕКС поставщиков >>.

Поставщики радиочастотных компонентов, включая радиочастотный изолятор, радиочастотный циркулятор, радиочастотный смеситель, радиочастотный усилитель, радиочастотный адаптер, радиочастотный разъем, радиочастотный модулятор, радиочастотный трансивер, PLL, VCO, синтезатор, антенну, генератор, делитель мощности, сумматор мощности, фильтр, аттенюатор, диплексор, дуплексер, микросхема резистора, микросхема конденсатора, индуктор микросхемы, ответвитель, оборудование ЭМС, программное обеспечение для проектирования радиочастот, диэлектрический материал, диод и т.Производители RF компонентов >>
➤Базовая станция LTE ➤RF Циркулятор ➤RF Изолятор ➤Кристаллический осциллятор

---

MATLAB, Labview, встроенные исходные коды

Раздел исходного кода RF Wireless World охватывает коды, связанные с языками программирования MATLAB, VHDL, VERILOG и LABVIEW. Эти коды полезны для новичков в этих языках. СПРАВОЧНЫЙ КОД ИСТОЧНИКА >>
➤3-8 декодер кода VHDL ➤Код MATLAB для дескремблера ➤32-битный код ALU Verilog ➤T, D, JK, SR триггеры labview коды

* Общая информация о здоровье населения *

Выполните эти пять простых действий, чтобы остановить коронавирус (COVID-19).
СДЕЛАЙТЕ ПЯТЬ
1. РУКИ: часто мойте их
2. КОЛЕНО: Откашляйтесь
3. ЛИЦО: Не трогай его
4. НОГИ: держитесь на расстоянии более 3 футов (1 м) друг от друга
5. ЧУВСТВОВАТЬ: Болен? Оставайся дома

Используйте технологию отслеживания контактов >>, соблюдайте >> рекомендации по социальному дистанцированию и установить систему видеонаблюдения >> чтобы спасти сотни жизней. Использование концепции телемедицины стало очень популярным в таким странам, как США и Китай, чтобы остановить распространение COVID-19, поскольку это заразное заболевание.

---

RF Беспроводные калькуляторы и преобразователи

Раздел «Калькуляторы и преобразователи» охватывает ВЧ-калькуляторы, беспроводные калькуляторы, а также преобразователи единиц измерения. Сюда входят такие беспроводные технологии, как GSM, UMTS, LTE, 5G NR и т. Д. СПРАВОЧНЫЕ КАЛЬКУЛЯТОРЫ Указатель >>.
➤ Калькулятор пропускной способности 5G NR ➤5G NR ARFCN против преобразования частоты ➤Калькулятор скорости передачи данных LoRa ➤LTE EARFCN для преобразования частоты ➤Калькулятор антенн Яги ➤ Калькулятор времени выборки 5G NR

---

IoT-Интернет вещей Беспроводные технологии

Раздел IoT охватывает беспроводные технологии Интернета вещей, такие как WLAN, WiMAX, Zigbee, Z-wave, UMTS, LTE, GSM, GPRS, THREAD, EnOcean, LoRa, SIGFOX, WHDI, Ethernet, 6LoWPAN, RF4CE, Bluetooth, Bluetooth Low Power (BLE), NFC, RFID, INSTEON, X10, KNX, ANT +, Wavenis, Dash7, HomePlug и другие.Он также охватывает датчики Интернета вещей, компоненты Интернета вещей и компании Интернета вещей.
См. Главную страницу IoT >> и следующие ссылки.
➤ НИТЬ ➤EnOcean ➤Учебник по LoRa ➤Учебник по SIGFOX ➤WHDI ➤6LoWPAN ➤Zigbee RF4CE ➤NFC ➤Lonworks ➤CEBus ➤UPB

СВЯЗАННЫЕ ЗАПИСИ

RF Wireless Tutorials

Различные типы датчиков

Поделиться страницей

Перевести страницу

Какие бывают типы диодов

Мы знаем из предыдущего поста, что такое диод? Эта статья про разные типы диодов.Когда дело доходит до понимания схемы питания в ваших электронных элементах, диод является ключевым компонентом, который нужно изучить в первую очередь. Существует несколько типов диодов с разной функциональностью, номинальным напряжением и током. Давай обсудим их.

Диоды сигнальные: —

Сигнальные или стандартные диоды — это простейшие диоды с P-N переходом. По допустимой нагрузке по току и номинальной мощности стандартные диоды бывают двух типов; малый сигнал и большой диод сигнала. Эти диоды используются в устройствах ограничения и переключения напряжения.Например, 1N4148 имеет В _F = 1 В и I _F = 200 мА, а также 1N914 имеет В _F = 1 В и I _F = 300 мА.

Обозначение схемы и примеры стандартного диода

Большие сигнальные диоды также известны как выпрямительные или силовые диоды. Они имеют более высокое номинальное напряжение и ток для использования в источниках питания. Например, 1N4007 имеет В _F = 1,1 В и I _F = 1 А.

Стабилитроны: — Стабилитрон

отличается от других типов диодов, поскольку он обычно проводит с обратным током . При прямом смещении работает как обычный диод. При обратном смещении, когда обратный ток через стабилитрон увеличивается до номинального значения, падение напряжения на диоде становится постоянным. Это падение напряжения известно как напряжение стабилитрона (напряжение обратного пробоя). Ток может течь в обратном направлении, когда увеличение напряжения пересекает напряжение стабилитрона.Диод Зенера создает известное опорное напряжение для регулирования напряжения, форма волны отсечения в регулируемом источнике питания.

Условные обозначения стабилитрона

Давайте разберемся в работе стабилитрона с помощью схемотехнического моделирования. Рассмотрим следующий пример регулятора напряжения с источником 30 В переменного тока и стабилитроном (с В _Z = 15 В, В _F = 0,7 В).

Пример регулирования напряжения с помощью стабилитрона

В приведенной выше схеме стабилитрон имеет обратное смещение в течение положительного полупериода.Напряжение более 15В включит диод. Повышение входного напряжения выше 15 В будет просто появляться на последовательном резисторе. Поскольку источником является переменный ток, выходное напряжение ( В, _Z ) остается постоянным в течение определенного времени, пока положительное напряжение не начнет уменьшаться.

Выходные характеристики стабилизации напряжения с помощью стабилитрона

В отрицательном полупериоде стабилитрон имеет прямое смещение. Увеличение отрицательного напряжения до прямого порогового напряжения ( В, _F ) включает стабилитрон.Отрицательная сторона выходного напряжения находится при пороговом напряжении, равном 0,7 В.

Примеры стабилитронов: 1N746, 1N4728A и т. Д. Важными факторами при выборе стабилитрона являются напряжение источника, напряжение нагрузки, ток нагрузки схемы. Стабилитрон доступен в различных номиналах напряжения и мощности.

Светодиоды: — Символ и полярность светодиода

Светодиод представляет собой диод с P-N переходом, который излучает свет при включении. Как и стандартные диодные светодиоды являются однонаправленными и имеют номинальное прямое напряжение и (напряжение, необходимое для включения).Номинальное прямое напряжение ( В _F ) светодиода выше, чем у стандартного диода. V _F зависит от цвета излучаемого светодиода, а цвет светодиода зависит от его материала. Прямой ток ( I _F ) — второй важный параметр для светодиода. Это количество тока, проходящего через светодиод, и оно прямо пропорционально яркости светодиода. Значение I _F в миллиамперах; но превышение указанного значения I _F приводит к повреждению светодиода.Это причина того, что резистор всегда используется последовательно со светодиодом.

Светодиоды разных размеров

Полярность светодиода важна при проектировании схемы. Полярность светодиодов можно определить, внимательно наблюдая за ней. Длинный вывод или закругленная сторона является анодом, а короткий вывод или плоская сторона — катодом. Светодиоды бывают разных размеров, и согласно размеру светодиоды различаются по диаметру (выраженному в миллиметрах-мм). Светодиоды 3 мм, 5 мм и 10 мм предназначены для использования в целях индикации, освещения и индикации / освещения соответственно.

Основными факторами при выборе светодиода являются размер, цвет и назначение. В таблице данных светодиодов содержится информация о длине волны (точно указывается, какой цвет будет излучать светодиод), прямом напряжении — В _F (напряжение, требуемое для включения светодиода при некоторых I _F ), номинальных значениях обратного тока / напряжения и физических характеристиках. размеры и т. д.

Диоды Шоттки: — Обозначение схемы и пример диода Шоттки

Диод Шоттки — уникальный полупроводниковый диод, образованный переходом металл-полупроводник .Эта особая конструкция обеспечивает более низкое прямое падение напряжения (в пределах 0,15–0,40 В), что обеспечивает высокую скорость переключения. Диоды Шоттки имеют низкие значения обратного напряжения (обычно 50 В или меньше), относительно высокий обратный ток утечки и высокую стоимость. Диоды Шоттки с высоким обратным напряжением всегда имеют большее прямое падение напряжения, чем другие типы диодов. Дидо Шоттки подходят для низковольтных устройств из-за меньшего рассеивания мощности. Некоторые другие применения диодов Шоттки — фотоэлектрические (PV) системы, схемы ограничения напряжения, RF-схемы.

Сравним диод Шоттки MBD101 со стандартным P-N диодом 1N4148 со следующей схемой.

Схема с диодом MBD101 и 1N4148

В технических характеристиках MBD101 и 1N4148 указано типичное прямое напряжение 0,5 В и 1 В соответственно. Мы можем сравнить эти параметры с помощью программного моделирования, как показано ниже.

Графическое сравнение прямого напряжения диода MBD101 и 1N4148

Варакторные диоды: — Условное обозначение варакторного диода

Варакторный диод — это уникальный тип диода.Емкость перехода P-N может быть изменена с помощью приложенного обратного напряжения . Варакторный диод известен как варикап / настроечный диод / диод переменной емкости. Области типа P и N в диоде действуют как заряженные пластины, а область истощения — как диэлектрик или изолятор. Изменение напряжения обратного смещения изменяет емкость диода. Этот эффект аналогичен изменению расстояния между пластинами конденсатора. Варакторный диод специально используется для обратного смещения.Следующее математическое соотношение объясняет работу варакторного диода.

Принцип работы варакторного диода Работа сигнала, варактора и стабилитрона

При прямом смещении варакторный диод не очень полезен и предлагает очень низкое сопротивление. Важными техническими параметрами для выбора варакторного диода являются межконтактная емкость или емкость диода, обратное напряжение пробоя, коэффициент емкости и т. Д. Варакторный диод имеет малошумящие характеристики, низкую стоимость, высокую надежность и небольшие размеры.Варакторный диод присутствует в цепи настройки генератора, как РЧ-фазовращатель, в LC-цепи переменного резонанса и т. Д. Примером варакторного диода является NTE618.

Емкость диода относительно обратного напряжения Vericap

Это все для этого поста. Думаю, теперь вы знакомы с различными типами диодов и их значением. В следующем посте мы узнаем о защите от обратного тока с помощью диода. Спасибо за прочтение.

Введение в типы диодов

Аннотация

Существует много типов диодов: по материалам — германиевые диоды, кремниевые диоды, диоды из арсенида галлия и т. Д.; их можно разделить на диоды с поверхностным контактом и диоды с точечным контактом в зависимости от производственного процесса; по разному назначению их можно разделить на выпрямительные диоды, детектирующие диоды, стабилитроны, варакторные диоды, фотодиоды, светодиоды, переключающие диоды, диоды быстрого восстановления и т.д .; по типу подключения их также можно разделить на диоды с полупроводниковым переходом, диоды с контактом металл-полупроводник и т.д .; По форме корпуса их можно разделить на обычные пакетированные диоды, специальные пакетированные диоды и т. д.Ниже представлены характеристики различных типов диодов для разных целей.

Этот видеоурок по электронике дает базовое представление о диодах.

Каталог

I Типы диодов

1. выпрямительный диод

Выпрямительный диод предназначен для преобразования переменного тока в пульсирующий постоянный ток. Он работает за счет односторонних проводящих характеристик диода.Поскольку прямой рабочий ток выпрямительного диода велик, в процессе в основном используется структура поверхностного контакта. Емкость перехода этой структуры относительно велика, поэтому рабочая частота выпрямительного диода обычно меньше 3 кГц.

Выпрямительные диоды в основном выпускаются в герметичных корпусах с металлической структурой и в пластиковых корпусах. В нормальных условиях выпрямительный диод с номинальным прямым током T LF выше 1 А помещен в металлический корпус для облегчения отвода тепла; номинальный прямой рабочий ток менее 1 А в цельнопластиковом корпусе.Кроме того, благодаря постоянному совершенствованию Т-технологии, существует также множество мощных выпрямительных диодов в пластиковых корпусах, которые следует отличать в использовании.

Рисунок 1 Схема мостового выпрямителя

Поскольку выпрямительная схема обычно представляет собой мостовую схему выпрямителя (как показано на рисунке 1), некоторые производители комплектуют вместе четыре выпрямительных диода. Такие резервные части часто называют выпрямительными мостами или полными выпрямительными мостами. Форма обычного выпрямительного диода показана на рисунке 2.

Рисунок 3 выпрямительный диод

При выборе выпрямительного диода следует учитывать такие параметры, как его максимальный ток выпрямления, максимальный обратный ток, частота отсечки и время обратного восстановления. Выпрямительные диоды, используемые в обычных схемах последовательного стабилизированного питания, не имеют высоких требований к времени обратного восстановления частоты среза. Если максимальный ток выпрямителя и максимальный обратный рабочий ток соответствуют требованиям, выберите выпрямительный диод (например, серии N 2CZ, серии RLR и т. Д.). Выпрямительные диоды, используемые в выпрямительных схемах и импульсных выпрямительных схемах импульсных регулируемых источников питания, должны использовать выпрямительные диоды или диоды с быстрым восстановлением с более высокими рабочими частотами и более коротким временем обратного восстановления.

2. Диод обнаружения

Обнаруживающий диод — это устройство, которое обнаруживает низкочастотные сигналы, наложенные на высокочастотную несущую волну, которое имеет высокую эффективность обнаружения и хорошие частотные характеристики.

Рисунок 3 диод обнаружения

Детекторные диоды

требуют небольшого прямого падения напряжения, высокой эффективности обнаружения, небольшой емкости перехода и хороших частотных характеристик. Форма детекторного диода, как правило, соответствует структуре стеклянного корпуса EA. В диоде общего обнаружения используется структура точечного контакта из германиевого материала.

При выборе диода обнаружения следует выбирать диод обнаружения с высокой рабочей частотой, малым обратным током и достаточно большим прямым током в соответствии с конкретными требованиями схемы.

3. Переключающий диод

Переключающий диод — это разновидность полупроводникового диода, который специально разработан и изготовлен для включения и выключения цепи. Время, необходимое для его переключения с включенного на выключенное или с выключенного на включенное, меньше, чем у обычных диодов. Обычно существуют серии 2АК, 2ДК и другие, которые в основном используются в электронных вычислительных машинах, импульсных и коммутационных схемах. Переключающие диоды в основном используются в бытовых приборах, таких как магнитофоны, телевизоры, видеоплееры и электронное оборудование, включая схемы переключения, схемы обнаружения и схемы высокочастотных импульсных выпрямителей.

Рисунок 4 Переключающий диод

Полупроводниковый диод эквивалентен замкнутому переключателю (цепь включена), когда он включен, и разомкнутому (цепь выключена), когда он выключен, поэтому диод можно использовать в качестве переключателя. Обычно используется модель 1N4148. Поскольку полупроводниковый диод имеет характеристику однонаправленной проводимости, PN-переход включается при положительном смещении, а сопротивление в открытом состоянии очень мало, от десятков до нескольких сотен Ом; при обратном смещении он выключен.Его сопротивление очень велико. Как правило, кремниевые диоды имеют сопротивление более 10 МОм, а германиевые трубки также имеют сопротивление от десятков тысяч до сотен тысяч Ом. Благодаря этой функции диод будет играть роль в управлении током включения или выключения в цепи и станет идеальным электронным переключателем.

Для среднескоростных цепей переключения и цепей обнаружения можно выбрать обычные переключающие диоды серии 2AK. Схема высокоскоростной коммутации может выбрать серию RLS, серию 1sS, серию 1N, серию высокоскоростных переключающих диодов 2CK.Мы должны выбрать конкретную модель переключающего диода в соответствии с основными параметрами прикладной схемы (такими как прямой ток, максимальное обратное напряжение, время обратного восстановления и т. Д.)

4. стабилитрон

Стабилитрон использует характеристики, согласно которым напряжение не изменяется с изменением тока при обратном пробое PN перехода для достижения цели стабилизации напряжения. Стабилитрон делится в соответствии с напряжением пробоя, и его значение регулирования напряжения является значением напряжения пробоя.Стабилитроны в основном используются в качестве регуляторов или опорного напряжения компонентов. Стабилитроны можно подключать последовательно, чтобы получить более высокое значение напряжения.

Рисунок 5 Стабилитрон

Выбранный стабилитрон должен соответствовать требованиям по основным параметрам в соответствующей цепи. Значение стабильного напряжения диода Зенера должно быть таким же, как значение напряжения опорного контура приложения. Максимальный стабильный ток стабилитрона должен быть примерно на 50% выше, чем максимальный ток нагрузки прикладной цепи.

5. Диод быстрого восстановления (FR D)

Fast Recovery Diode — это новый тип полупроводникового диода. Этот вид диодов имеет хорошие характеристики переключения и короткое время обратного восстановления. Обычно он используется как выпрямительный диод в высокочастотных импульсных источниках питания. Диод с быстрым восстановлением характеризуется коротким временем восстановления, что делает его пригодным для выпрямления высоких частот (например, линейной частоты в телевизоре). Диод с быстрым восстановлением имеет важный параметр, который определяет время его обратного восстановления.Определение времени обратного восстановления заключается в том, что диод резко переходит из состояния прямой проводимости в состояние выключения, начиная с выходного импульса, падающего на нулевые линии.

Сверхбыстрые восстанавливающие диоды (SRD) разработаны на основе быстро восстанавливающихся диодов. Основное различие между ними в том, что время обратного восстановления короче. Время обратного восстановления обычного диода с быстрым восстановлением составляет несколько сотен наносекунд, а время обратного восстановления диода сверхбыстрого восстановления (SRD) обычно составляет десятки наносекунд.Чем меньше значение, тем выше рабочая частота диода быстрого восстановления.

Рисунок 6 Диод быстрого восстановления

Когда рабочая частота находится в диапазоне от десятков до сотен кГц, время нормального и обратного изменения напряжения обычных выпрямительных диодов меньше, чем время восстановления, и обычные выпрямительные диоды не могут нормально работать с однонаправленной проводимостью. Но выпрямительные диоды с быстрым восстановлением в настоящее время пригодны. Поэтому выпрямительные диоды, питаемые от импульсных источников питания для цветных телевизоров и другой бытовой техники, обычно представляют собой диоды с быстрым восстановлением и не могут быть заменены обычными выпрямительными диодами.В противном случае электрические приборы могут работать некорректно. Форма обычного диода с быстрым восстановлением показана на рисунке 6.

6. Диод Шоттки (sBD)

Диод Шоттки — это аббревиатура от диода с барьером Шоттки (сокращенно SBD). Диоды Шоттки — это маломощные, сильноточные, сверхбыстродействующие полупроводниковые устройства, выпускаемые в последние годы. Его время обратного восстановления чрезвычайно короткое (оно может составлять всего несколько наносекунд), прямое падение напряжения составляет всего около 0.4 В, а выпрямленный ток может достигать нескольких тысяч ампер. Эти превосходные характеристики не имеют себе равных у диодов с быстрым восстановлением.

Рисунок 7 Диод Шоттки

Диоды Шоттки — это металл-полупроводниковые приборы, изготовленные из драгоценных металлов (золота, серебра, алюминия, платины и т. Д.) В качестве положительных электродов и полупроводников N-типа в качестве отрицательных электродов. Диоды Шоттки обычно используются в высокочастотных, сильноточных и низковольтных выпрямительных схемах. Внешний вид обычного диода Шоттки показан на рисунке 7.

7. Диод подавления переходных напряжений

Диод подавления переходных напряжений называется трубкой TVP (ограничитель переходных напряжений). Это полупроводниковое устройство, разработанное на основе процесса трубки регулятора напряжения и в основном используется в схемах быстрой защиты от перенапряжения. Он может широко использоваться в компьютерах, электронных счетчиках, коммуникационном оборудовании, бытовой технике, а также в бортовом / морском и автомобильном электронном оборудовании для полевых операций.Его также можно использовать в качестве защитного элемента от перенапряжения, вызванного работой человека или поражением оборудования электрическим током.

Рисунок 8 диод подавления переходных процессов

Диоды подавления переходных напряжений можно разделить на четыре категории в соответствии с их пиковой импульсной мощностью: 500 Вт, 1000 Вт, 1500 Вт, 5000 Вт. Каждая категория делится на несколько типов по номинальному напряжению. Когда напряжение на обоих концах диода подавления переходных напряжений выше номинального значения, он мгновенно включается.Установлено на заранее определенное значение. Форма диода подавления переходного напряжения показана на рисунке 8.

8. Светодиод

Аббревиатура светодиода — LED, который представляет собой устройство, изготовленное из полупроводниковых материалов, таких как фосфид галлия и арсенид фосфида галлия, которые могут напрямую преобразовывать электрическую энергию в энергию света. Помимо однонаправленной проводимости обычных диодов, светодиоды также могут преобразовывать электрическую энергию в световую.Когда на светоизлучающий диод подается прямое напряжение, он также находится в проводящем состоянии. Когда через кристалл проходит прямой ток, светодиод излучает свет и преобразует электрическую энергию в световую.

Цвет светодиода в основном определяется материалом трубки и типом примесей. В настоящее время распространены светодиоды синего, зеленого, желтого, красного, оранжевого, белого и т. Д. Среди них белый светоизлучающий диод — это новый тип продукта, который в основном используется в области подсветки мобильных телефонов, подсветки ЖК-дисплеев и освещения.Рабочий ток светодиода обычно составляет от 2 до 25 мА. Рабочее напряжение (то есть прямое падение напряжения) варьируется в зависимости от материала: рабочее напряжение обычных зеленых, желтых, красных и оранжевых светодиодов составляет около 2 В; рабочее напряжение белых светодиодов обычно выше 2,4 В; рабочее напряжение синих светодиодов обычно выше 3,3 В. Рабочий ток светодиода не должен превышать номинальное значение слишком высоко, в противном случае существует опасность возгорания.Поэтому резистор R обычно включается последовательно в цепь светодиода в качестве токоограничивающего резистора.

Рисунок 9 Светодиод

Инфракрасный светодиод — это особый вид светодиода. Его внешний вид похож на светодиоды, но он излучает инфракрасный свет, который в обычных условиях невидим для человеческого глаза. Его рабочее напряжение составляет около 1,4 В, а рабочий ток обычно менее 20 мА. Некоторые компании объединяют два светодиода разного цвета вместе, чтобы сделать их двухцветными (также известными как светодиоды, меняющие цвет).Этот светодиод обычно имеет три контакта, один из которых является общим выводом. Он может излучать свет трех цветов (один из которых представляет собой смесь двух цветов), поэтому обычно используется в качестве индикатора для различных рабочих состояний. Форма обычного светодиода показана на рисунке 9.

9. Лавинный диод

Лавинный диод — это силовой СВЧ-прибор, разработанный на основе технологии трубки стабилизатора напряжения.Он может генерировать высокочастотные колебания под действием приложенного напряжения.

Фиг.10 лавинный диод

Лавинные диоды используют лавинный пробой для инжекции носителей в кристалл. Поскольку носителям требуется определенное время, чтобы пересечь полупроводниковую пластину, их ток отстает от напряжения, и возникает задержка. На соотношение напряжений возникнет эффект отрицательного сопротивления, который вызовет высокочастотные колебания. Он часто используется в СВЧ-связи, радарах, тактических ракетах, дистанционном управлении, телеметрии, контрольно-измерительной аппаратуре и другом оборудовании.

10.DIAC

DIAC (диод для переменного тока) — это диод, который проводит электрический ток только после того, как его разрывное перенапряжение, VBO, достигнуто на мгновение. ЦИАП также называют симметричными триггерными диодами. Это кремниевое двунаправленное устройство переключения напряжения. Когда напряжение, подаваемое на симметричный триггерный диод, превышает его напряжение пробоя, оба конца включаются, и проводимость будет продолжаться до тех пор, пока ток не прервется или не уменьшится до минимального тока удержания устройства.Выключи снова. Симметричные триггерные диоды обычно используются в схемах защиты от перенапряжения, схемах фазового сдвига, схемах запуска тиристоров и схемах синхронизации.

Цифра 11 диод для переменного тока

11. Варакторный диод

Варакторный диод или диод переменной емкости (сокращенно VCD) — это специальное полупроводниковое устройство, которое использует обратное смещение для изменения емкости PN перехода.Варакторный диод эквивалентен конденсатору переменной емкости. Размер емкости PN-перехода между двумя его электродами изменяется в зависимости от величины обратного напряжения, приложенного к варакторному диоду. Когда обратное напряжение, приложенное к варакторному диоду, увеличивается, емкость варакторного диода уменьшается. Поскольку варакторный диод имеет эту характеристику, он в основном используется в электрической цепи настройки (такой как высокочастотная головка цветного телевизора) в качестве конденсатора автоматической подстройки, которым можно управлять с помощью напряжения.

Рисунок 12 варакторный диод

При выборе варакторного диода важно учитывать, соответствуют ли его рабочая частота, максимальное обратное рабочее напряжение, максимальный прямой ток, емкость перехода при нулевом смещении и другие параметры требованиям схемы применения.

II Идентификация и обнаружение диодов

1. Обозначение диода

Кристаллические диоды обычно обозначаются в схеме цифрами VD плюс, например, VD5 означает диод с номером 5.В схемах национального стандарта символы обычно используемых диодов показаны на рисунке 13.

Цифра 13 символов диода

Идентификация диода проста: отрицательный полюс маломощного диода обычно обозначается цветным кольцом на поверхности; некоторые диоды также используют символы «P» и «N» для определения полярности диода, «P» представляет собой положительный электрод, а «N» представляет собой отрицательный электрод; Металлические диоды обычно печатаются с изображением диода той же полярности на поверхности; В светодиодах обычно используются положительные и отрицательные контакты для определения положительного и отрицательного полюсов, при этом длинные ножки являются положительными, а короткие — отрицательными.

Поверхность выпрямительного моста обычно маркируется структурой внутренней схемы или названиями входной клеммы переменного тока и выходной клеммы постоянного тока. Клемма входа переменного тока обычно обозначается символом «AC» или «~»; выходной терминал постоянного тока обычно обозначается символами «+» и «~».

Из-за различной формы чип-диодов их полярность также маркируется различными способами: в чип-диоде с выводами конец трубки с кольцом белого цвета является отрицательным электродом; в чип-диоде с выводами и без цветного кольца более длинный конец вывода является положительным; в SMD диоде без свинца конец с лентой или насечкой отрицательный.

2. Обнаружение диода

При использовании мультиметра со стрелкой для обнаружения диода меньшее значение первичного черного измерительного провода подключается к положительному концу, а красный измерительный провод подключается к отрицательному концу. Как прямое, так и обратное сопротивление бесконечны, что указывает на повреждение диода из-за разомкнутой цепи; если все прямые и обратные сопротивления равны 0, это означает, что диод был закорочен и поврежден.В нормальных условиях прямое сопротивление германиевого диода составляет около 1,6 кОм.

При использовании цифрового мультиметра для измерения диода красный измерительный провод подключается к положительному полюсу диода, а черный измерительный провод подключается к отрицательному полюсу диода. В это время измеренное сопротивление является прямым сопротивлением диода.

Если для обнаружения диода используется диодный блок цифрового мультиметра, то удобнее поместить цифровой мультиметр в диодный блок, а затем подключить отрицательный полюс диода к черному мультиметру цифрового мультиметра, а положительный полюс к красному мультиметру.Диоды из разных материалов имеют разные значения прямого падения напряжения: от 0,55 до 0,7 В для кремниевых диодов и от 0,15 до 0,3 В для германиевых диодов. Если на дисплее отображается «0000», это означает, что трубка закорочена; если он показывает «0L» или «перегрузка», это означает, что диод внутренне открыт или находится в обратном состоянии.

III Основные параметры диодов

Диоды разных типов имеют разные характеристики. Для новичков необходимо знать следующие основные параметры:

1.Номинальный прямой рабочий ток

Номинальный прямой рабочий ток относится к максимальному значению прямого тока, допускаемому диодом во время непрерывной длительной работы T. Поскольку, когда ток проходит через трубку, сердечник нагревается, температура повышается, и температура превысит допустимый предел (около 140 ° C для кремниевой трубки и около 90 ° C для германиевой трубки). Поэтому не превышайте номинальный прямой рабочий ток диода во время использования.Например, обычно используемый германиевый диод lN400l имеет номинальный прямой рабочий ток 1 А.

2. Максимальный пусковой ток

Максимальный пусковой ток — это превышение допустимого прямого тока. Это не нормальный ток, а мгновенный ток. Это значение обычно примерно в 20 раз больше номинального прямого рабочего тока.

3．Максимальное обратное рабочее напряжение

Когда обратное напряжение, приложенное к обоим концам диода, достигает определенного значения, трубка выходит из строя и теряет однонаправленную проводимость.Для обеспечения безопасности указано максимальное значение обратного рабочего напряжения. Например, обратное выдерживаемое напряжение диода lN400l составляет 50 В, а обратное выдерживаемое напряжение lN4007 составляет 1000 В.

4．Реверс

Обратный ток — это обратный ток, протекающий через диод при указанной температуре и максимальном обратном напряжении диода. Чем меньше обратный ток, тем лучше однонаправленная проводимость трубки.Стоит отметить, что обратный ток имеет тесную связь с температурой. При повышении температуры на каждые 10 ° C обратный ток удваивается. Например, германиевый диод типа 2APl при 25 ° C, обратный ток 250 мкА; температура поднимется до 35 ° C, обратный ток повысится до 500 мкА; а при 75 ° C его обратный ток достиг 8 мА. Направленная проводимость также повреждает трубку из-за перегрева. Кремниевые диоды имеют лучшую стабильность при более высоких температурах, чем германиевые диоды.

5 time Время обратного восстановления

При переходе от прямого напряжения к обратному напряжению идеальная ситуация состоит в том, что ток может быть мгновенно отключен. Но обычно это откладывается. Что определяет величину текущей задержки отключения, так это время обратного восстановления. Хотя это напрямую влияет на скорость переключения диода, не стоит говорить, что это значение мало.

6. Максимальная мощность

Максимальная мощность — это напряжение на диоде, умноженное на протекающий ток.Этот предельный параметр особенно важен для стабилитронов и т.п.

Артикул Рекомендуемый:

Что такое лазерные диоды?

Типы диодов — Сборка электронных схем

Диод — это компонент, который проводит электричество только в одном направлении. Обычно он используется для преобразования переменного тока (AC) в постоянный (DC).

Существует несколько типов диодов. И это может немного сбить с толку, если вы никогда раньше не работали с диодами.

Я хотел бы поделиться самыми стандартными типами диодов, которые обычно используются любителями.

Подробнее о диоде.

Самые стандартные диоды

Выпрямительный диод

Выпрямительный диод обычно используется для преобразования переменного тока в постоянный (DC). Обычно они выдерживают большие токи и напряжения. Иногда их называют силовыми диодами.

Сигнальный диод

Сигнальный диод работает так же, как выпрямительный диод.Но он может работать только с небольшими токами и напряжениями. Он быстрее выпрямительного диода и иногда его называют быстродействующим диодом.

Наиболее типичным сигнальным диодом является 1N4148.

Стабилитрон

Стабилитрон — это компонент, который становится очень проводящим (что означает, что он пропускает большой ток) для определенного напряжения. Это напряжение называется напряжением стабилитрона.

Это означает, что падение напряжения на стабилитроне не превышает напряжения стабилитрона.Стабилитрон часто используются в качестве опорного напряжения стабильного.

Другие типы диодов

Диод Шоттки

Диод Шоттки очень похож на стандартный малосигнальный диод. Разница в том, что диод Шоттки имеет меньшее падение напряжения на своих выводах. Нормальные диоды имеют падение напряжения около 0,7 В, а у Шоттки только 0,3 В.

Он также намного быстрее и поэтому часто используется в радиочастотных цепях.

Светоизлучающий диод (LED)

Светоизлучающий диод или светодиод — это диод, излучающий свет при прямом смещении.Он доступен в нескольких цветах, даже в ультрафиолетовом и инфракрасном.

Подробнее о различных типах светодиодов.

Фотодиод

Фотодиод — это диод, который проводит при обнаружении света. Может использоваться для приема инфракрасных сигналов от пульта дистанционного управления.

Если вы новичок и хотите стать одним из любителей, узнать о типах диодов — это одно. Также важно узнать, что и где покупать электронные компоненты.

Вернуться от типов диодов к электронным компонентам в Интернете

Словарь терминов по электронным диодам

Общий технический словарь
«А» «B» «C», «D», «E», «F», «ГРАММ», «ЧАС», «Я», «J», «К», «L», «М»,
«Н», «О», «П», «Q», «Р», «S», «Т», «U», «V», «W», «ИКС», «Y», «Z»

Символы диодов

Термины диода

Диод. Диод — это устройство с двумя выводами, использующее PN переход. Диоды могут быть изготовлены из кремния, германия, селена или арсенида галлия.Большинство диодов будет изготовлено из кремния. Обычно прямое падение напряжения 0,7 В будет наблюдаться с кремниевыми диодами, а прямое падение напряжения 0,3 В будет наблюдаться с германиевыми диодами.
Диоды в основном используются в качестве переключающих устройств и для преобразования переменного напряжения в постоянное. [Производители диодов]. Типы диодов:

Diode Array. Группа диодов, содержащихся в одном полупроводниковом корпусе [возможные стили упаковки]. Диоды внутри корпуса могут быть изолированы друг от друга или соединены между собой в любом количестве конфигураций.Например; упаковка может содержать несколько диодов со всеми катодами [общим катодом] или анодами [общим анодом], соединенными вместе. Подробнее о диодных массивах.

Лавинный диод. Диод, предназначенный для работы в области лавинного пробоя.

Диод Барритта. [Диод времени прохождения через барьер] Работает аналогично диодам IMPATT. Рабочие частоты определяются временем прохождения через дрейф. Используется для диодов с временным переходом через барьер.Также встречается как Baritt Diode.

Мостовой выпрямитель. Схема или компонент, состоящий из 4 отдельных диодов, которые работают как двухполупериодный выпрямитель. Хотя двухдиодная схема тоже считается мостовым выпрямителем. Подробнее о 4-диодном мостовом выпрямителе.

Диодный мост

Диодный детектор. Демодулятор, который использует один или несколько диодов для обеспечения выпрямленного выхода с среднее значение, пропорциональное исходной модуляции.Устройство, преобразующее высокочастотную энергию в постоянный или видеовыход.

Диодный детектор

Падение напряжения в прямом направлении. Падение напряжения на диоде при протекании тока через диод в прямом направлении. Типичное падение напряжения составляет 0,7 В.

Германиевый фотодиод: Фотодиод на основе германия с PN- или PIN-переходом. Детекторы на основе германия более шумные, чем детекторы на основе кремния. Поэтому детекторы на основе кремния обычно предпочтительны для более коротких волн.

Стеклянный диод. Диод, корпус которого сделан из стекла, а не из какого-либо другого материала.

Диод Ганна. Микроволновый диод, который демонстрирует отрицательное сопротивление, возникающее из-за большой отрицательной дифференциальной проводимости, имеющейся в нескольких сложных полупроводниках, таких как арсенид галлия, и который работает при частота определяется временем прохождения зарядовых сгустков, образованных этой отрицательной дифференциальной проводимостью.

Инжекционный лазерный диод. [ILD] Лазер, в котором в качестве активной среды используется смещенный в прямом направлении полупроводниковый переход.

Диод ударный. Ионизационный диод IMPact, выдерживающий время прохождения лавины [IMPATT]. Полупроводниковый СВЧ-диод, который, когда его переход смещен в лавину, демонстрирует отрицательное сопротивление в диапазоне частот, определяемом прохождением время прохождения носителей заряда через область обеднения.

Светодиодные символы

Лазерный диод: Тип светоизлучающего диода; также см. производителей лазерных диодов.

Светоизлучающий диод: ‘LED’, диод с PN-переходом, излучающий видимый свет, когда он направлен вперед пристрастный.В зависимости от материала, из которого изготовлен диод, свет может быть красным, зеленым или желтым. Дополнительные термины, касающиеся светодиодов, [Производители светодиодов]

MIM-диод. Переходный диод с тонким изолирующим слоем материала, зажатый между двумя металлическими поверхностными слоями, который работает как туннельный диод.

Пленочный никель-оксидный диод: Диод, изготовленный из никель-оксидной пленки.

PIN-диод: [положительно-внутренний-отрицательный диод]. Диод с большой собственной (I) областью, зажатой между полупроводниковыми областями, легированными P и N.PIN-диод выглядит как почти чистое сопротивление на ВЧ и в некоторых случаях используется в качестве аттенюатора. Прочтите немного больше о PIN-диодах в Радарном словаре. 1N5719 является примером PIN-диода общего назначения в корпусе с осевыми выводами.

Фотодиод: Работает в режиме обратного смещения, обратный ток увеличивается «почти» линейно с увеличением падающего света

Точечный диод. Диод, в котором конец тонкой проволоки прижат к полупроводнику.Этот тип конструкции также называется усами для кошек или кристаллическим диодом, хотя оба этих термина устарели [но не устарели], а также не всегда подразумевают точечный контактный диод.

Точечный диод

Выпрямительный диод: Сверхмощный [сильноточный] диод, используемый для преобразования переменного тока в постоянный. Определение схемы мостового выпрямителя.

Диод с барьером Шоттки: Диод с барьером Шоттки представляет собой простую границу раздела металл-полупроводник без P-N перехода.Область обеднения между металлическим контактом и областью легированного полупроводника имеет небольшую емкость на микроволновых частотах.

Диод Шоттки: Диод Шоттки разработан с возможностью быстрого включения и выключения при достижении порогового напряжения.

Шоттки

Полупроводниковый диод. Полупроводниковый прибор, имеющий два вывода и показывающий нелинейную вольт-амперную характеристику.

Диод Шокли. Четырехслойный полупроводниковый диод pnpn.

Кремниевый фотодиод: Кремниевый фотодиод с PN- или PIN-переходом. Такие фотодиоды полезны для прямого обнаружения оптических длин волн короче примерно 1 мкм.

Шаг восстанавливающий диод. Активное твердотельное устройство с pn-переходом, в котором прямое напряжение смещения вводит носители заряда через переход, но перед рекомбинацией носителей прикладывается обратное напряжение, чтобы вернуть носители заряда к их источнику в виде группы.

Туннельный диод: Имеет область отрицательного сопротивления. Ток через диод увеличивается до определенного напряжения, затем с увеличением напряжения ток уменьшается до тех пор, пока не будет достигнута точка напряжения, и ток снова начнет увеличиваться.

Варакторный диод: «Варикап» или «VVC», переменный конденсатор [зависит от напряжения] [изменяется в пикофарадах]. Двухконтактный полупроводниковый прибор, в котором используется то свойство, что его емкость зависит от приложенного напряжения.[Производители варакторных диодов]

Варистор: Сопротивление [ток] изменяется в зависимости от приложенного напряжения. Варистор также может называться VDR [резистор, зависимый от напряжения]. Варисторы будут иметь отрицательный коэффициент напряжения [высокое сопротивление при низких напряжениях и низкое сопротивление при высоких напряжениях]. [Производители варисторов ]

Стабилитрон: Предназначен для проведения в обратном направлении [смещения]: с точным напряжением пробоя [Vz].
Подробное определение стабилитрона или [Производители стабилитронов]

Металлооксидный варистор: [MOV] Резистор, значение которого изменяется в зависимости от приложенного напряжения.Варистор также может называться VDR [резистор, зависимый от напряжения]. Варисторы будут иметь отрицательный коэффициент напряжения. Устройства MOV используются параллельно с нагрузкой. [Производители варисторов]

Пиковое прямое анодное напряжение: Пиковое прямое анодное напряжение — это максимальное напряжение, приложенное к аноду. относительно катода в прямом направлении.

Пиковое обратное анодное напряжение. Пиковое обратное анодное напряжение — это максимальное напряжение, приложенное к аноду. относительно катода в обратном направлении.

Ограничитель переходного напряжения: «TVS», предназначен для поглощения переходного перенапряжения. Устройство может быть спроектировано как устройство Uni-Polar, защищающее в одном направлении, или как устройство Bi-Polar, защищающее цепь в обоих направлениях. Производители TVS перечислены на странице ограничителей переходных процессов [Производители нелинейных резисторов]. Устройства TVS используются параллельно с нагрузкой. 16-контактные компоненты Uni-Polar или Bi-Polar TVS в DIP корпусе.

ТВС

Определения по приложениям :

Ограничивающий диод: Диод, используемый для ограничения пикового напряжения на линии до заранее определенного максимального напряжения.Более старый термин был ловящим диодом.

Демпферный диод: Диод, используемый для уменьшения скачков напряжения. Диод обычно располагается антипараллельно [катод к коллектору, анод к эмиттеру] через переход коллектор-эмиттер транзистора. В высокоскоростных схемах используется отдельный демпферный диод, в то время как в низкоскоростных схемах может использоваться транзистор, имеющий встроенный демпферный диод на том же кремнии. Процесс объединения двух устройств вместе имеет тенденцию к ускорению времени восстановления диода, что сводит на нет его назначение в высокоскоростных системах.Демпферные диоды используются, например, в цепях отклонения.

Детекторный диод: Устройство, преобразующее высокочастотную энергию в постоянный или видеовыход.

СВЧ-диод: Устройство с двумя выводами, которое реагирует в микроволновом диапазоне электромагнитного излучения. спектр, обычно рассматриваемый как расширяющийся от 1 ГГц до 300 ГГц.

Смесительный диод: СВЧ-диод, который объединяет радиочастотные сигналы на двух частотах для генерации радиочастотного сигнала на третья частота.Например, ВЧ-диодные смесители 1N53, 1N78 и 1N82 используются как УВЧ-диодные смесители. Подробнее о схемах смесителя.

Выпрямительный диод: Диод, используемый для преобразования переменного тока [AC] в постоянный [DC], хотя постоянный ток будет пульсирующим постоянным [с частотой переменного тока, если нет дополнительной фильтрации для сглаживания изменений в Напряжение постоянного тока. Ряд диодов продается как выпрямительные диоды; в том числе 1N5614, 1N5616 и так далее.

Смеситель диодов Шоттки: Диод Шоттки, используемый в качестве нелинейного элемента, имеющего низкий коэффициент шума и характеристики, близкие к квадратичному закону.