Как выглядит диод на схеме: Диоды и их разновидности

Содержание

Принцип работы диода Шоттки, как его проверить и чем заменить

В большом семействе полупроводников есть так называемый диод Шоттки. Он назван по фамилии учёного Shottky, открывшего этот эффект. В радиоэлектронике занимает свою нишу благодаря своим параметрам. Что это за прибор и чем он отличается от обычных обсуждаем ниже.

Диоды Шоттки (Shottky) могут выглядеть так

Содержание статьи

Основные характеристики диодов

Для начала вспомним, что такое обычный диод и как он работает. Это полупроводниковый прибор, который стоит из двух зон. При определённых условиях через этот переход перемещаются электроны.

Устройство и обозначение диода

Основное свойство элемента — он пропускает ток в одном направлении, и не пропускает в другом. Диоды Шоттки имеет такие же характеристики, как и обычные. На некоторых заострим внимание поподробнее. Это падение напряжения, обратный ток, обратное напряжение, частота.

Диод Шоттки отличается от обычных кремниевых диодов

Диод Шоттки делают из кремния (Si), арсенида галлия (GaAs) и редко — на основе германия (Ge). Металл в соединении с полупроводником определяет многие параметры диода. Этим металлом, может быть, золото (Au), ралладий (Pd), платина (Pt), вольфрам (W) которые наносятся на полупроводники.

А также как и обычный диод соединение полупроводник-металл обладает односторонней проводимостью с рядом положительных, а также отрицательных качеств.

Вольт-амперная характеристика диода шоттки

Вольт-амперная характеристика диода Шоттки отличается от обычного полупроводникового большей нелинейностью.

Что дает использование соединения металл-полупроводник? Два положительных момента:

    1. Очень небольшое падение напряжения на прямом переходе — 0,2-0,4 В. Для кремниевого диода «среднее» значение этого параметра — 0,7 В.  Правда, малое падение напряжения имеют только приборы с небольшим напряжением пробоя — до 100 В. Для более мощных это падение только чуть ниже, чем у кремниевых.
    2. Высокое быстродействие. То есть, он быстро меняет своё состояние. Переход из открытого состояния в закрытое и обратно происходит за очень короткий промежуток времени и определяется только барьерной ёмкостью. Их применяют в системах коммутации, где важна скорость реакции.

Что такое диод Шоттки и как он обозначается на схеме

Есть у них и минусы. При повышении температуры у них значительно возрастает обратный ток.

Второй недостаток — при превышении максимально допустимого обратного напряжения происходит необратимый пробой. То есть, прибор выходит из строя. Есть и ещё один минус — малое падение прямого напряжения только у диодов Шоттки с малым напряжением пробоя (до сотни вольт). У вариантов с более высоким напряжением потери сравнимы с кремниевыми.

Применение в электронике

Такие свойства, как быстродействие и малое падение напряжения позволяет использовать диоды Шоттки в высокочастотных схемах. Например, в силовых высокочастотных выпрямителях (до сотен килогерц), где они работают как высокочастотные выпрямители. Применяют их и в усилителях звука, так как по сравнению с обычными диодами они дают меньший уровень помех.

Если вы посмотрите на плату источника питания, точно увидите диод Шоттки

Ещё одна область применения — составная часть более сложных полупроводниковых приборов. Например, МОП — транзисторы, диодные сборки и силовые диоды со встроенным диодом Шоттки имеют лучшие характеристики.

Сфера применения изделий велика, но наиболее часто их применяют в блоках питания компьютеров. А также в схемах для модуляции света в приёмниках излучения, солнечных батареях.

Условное обозначение и характеристики

На схеме диод Шоттки имеет особое обозначение. Отличие от обычного состоит в том, что перекладина у треугольника имеет загнутые края. Не один, как у стабилитрона, а оба. И края эти загнуты в разные стороны. На рисунке приведено обозначение по ГОСТу.

Диод Шоттки на схеме: условное обозначение

Про характеристики уже говорили. Это три основных параметра:

  • Падение напряжения при прямом переходе. Для диодов Шоттки оно ниже, чем у обычных кремневых. При мощности обратного пробоя до 100 В оно будет порядка 0,2-0,4 В (у кремниевых в среднем 0,6–07 В).
  • Напряжение пробоя. Обычное значение — до 200 В, но есть и изделия с напряжением более 1000 вольт.
  • Параметры популярной серии диодов Шоттки 1N58**

  • Обратный ток. В нормальных условиях (до 20 °C) он не слишком велик — порядка 0,05 мА, но при повышении температуры резко повышается.

Приведённые параметры — средние. Есть довольно серьёзный разбег и для каждого случая можно подобрать нужные характеристики по каждому из пунктов. Иногда ещё важен такой параметр, как скорость переключения (быстродействие).

Виды диодов Шоттки

В настоящее время в электронных устройствах обычно применяют именно этот тип диодов. Бывают следующих видов:

  • Одинарные.
  • Сдвоенные
    • с общим анодом;
    • с общим катодом;

      Два варианта корпусов для сдвоенных диодов Шоттки

    • последовательно соединенные.

Сдвоенные диоды Шоттки (или диодные сборки) выполнены в одном корпусе, похожи на силовые ключи, имеют три вывода. Диоды в сборке имеют одинаковые или очень близкие параметры, так как выполняются в одном технологическом цикле.

Часто диоды Шоттки выглядят именно так, но есть еще и в виде обычных диодов и СМД варианты. Как видите, на пластиковых стоит обозначение связки двух диодов — с общим анодом

Деталь имеет обычный корпус в виде небольших цилиндров с двумя проволочными выводами. Катод помечен полосой.

Таблица названий и характеристик

Диоды Шоттки выпускаются определёнными сериями. Не так много производителей в мире, несколько десятков серий. В таблице собраны наиболее часто встречающиеся элементы отечественного и импортного производства (некитайского).

Отечественные диоды ШотткиИмпортные диоды ШотткиU max, VImax, АТип
1N581720-25 1 Одинарный
1N582020-25 3Одинарный
КД269 А, АС20-25 5Одинарный/сдвоенный
КД238АС20-25 7,5Сдвоенный
КД270 А, АС20-25 7,5Одинарный/сдвоенный
КД271 А, АС20-25 10Одинарный/сдвоенный
КД272 А, АС SR162020-25 15Одинарный/сдвоенный
КД273 А, АС20-25 20Одинарный/сдвоенный
1N581830-351Одинарный
1N582130-353Одинарный
КД638 А, АС30-355Сдвоенные
КД238 А, АС30-357,5Сдвоенные
10TQ0.530-3510Одинарный
12TQ03530-3515Одинарный
20TQ03530-3520Одинарный
SR503030-3550Сдвоенные
1N581940-451Одинарный
1N582240-453Одинарный
КД638 АСSR54040-455Одинарный
КД238 АС6TQ04540-457.5Сдвоенные
10TQ04540-4510Одинарный
12TQ04540-4515Одинарный
20TQ045 40-4520Одинарный
SR350503Одинарный
КД269 Б, БС505Одинарный/сдвоенный
КД270 Б, БСSR850507.5Одинарный/сдвоенный
КД271 Б, БС5010Одинарный/сдвоенный
КД272 Б, БС5015Одинарный/сдвоенный
КД273 Б, БС18TQ0505020Одинарный/сдвоенный
SR160601Одинарный
SR360603Одинарный
КД638 БСSR560605Сдвоенные
КД636 АСSR16606015Сдвоенные
КД637 АС6025Сдвоенные
КД269 В, ВС50SQ080755
Одинарный/сдвоенный
КД270 В, ВС8TQ060757,5Одинарный/сдвоенный
КД271 В, ВС7510Одинарный/сдвоенный
КД272 В, ВС7515Одинарный/сдвоенный
КД273 В, ВС7520Одинарный/сдвоенный
30CPQ807530Сдвоенные
11DQ0990-1001.1Одинарный
31DQ1090-1003.3Одинарный
КД638 ВС90-1005Сдвоенные
КД269 Г, ГС50SQ10090-1005Одинарный/сдвоенный
КД270 Г, ГС8TQ10090-1007.5Одинарный/сдвоенный
КД271 Г, ГС90-10010Одинарный/сдвоенный
КД272 Г, ГС
90-100
15Одинарный/сдвоенный
КД273 Г, ГС90-10020Одинарный/сдвоенный
30CPQ10090-10030Сдвоенные
КД638 ГС1505Сдвоенные
КД269 Д, ДС1505Одинарный/сдвоенный
КД638 ДС1505Сдвоенные
КД270 Д, ДС1507,5Одинарный/сдвоенный
КД271 Д, ДС10CTQ15015010Одинарный/сдвоенный
КД636 БС15015Сдвоенные
КД272 Д, ДС15015Одинарный/сдвоенный
КД273 Д, ДС15020Одинарный/сдвоенный
КД637 БС15025Одинарный/сдвоенный
30CPQ150, SF303
150
30Сдвоенные
UF4003, SF142001Одинарный
SF242002Одинарный
SF34, HER3032003Одинарный
КД369 Е, ЕС2005Одинарный/сдвоенный
КД638 ЕС2005Сдвоенные
КД270 Е, ЕС2007,5Одинарный/сдвоенный
КД271 Е, ЕС20010Одинарный/сдвоенный
КД272 Е, ЕС20015Одинарный/сдвоенный
КД638 ВС20015Сдвоенные
КД273 Е, ЕС20020Одинарный/сдвоенный
КД637 ВС20025Сдвоенные
SF304, 30EPF0220030Одинарный
UF4004. SF164001Одинарный
SF264002Одинарный
SF26, HER3054003Одинарный
КД640 А, АС4008Одинарный/сдвоенный
КД271 К, КС, К110ETF0440010Одинарный/сдвоенный
КД272 К, КС, К116CTU0440015Одинарный/сдвоенный
КД641 А, АС40015Одинарный/сдвоенный
КД636ГС40015Сдвоенные
КД273К, КС, К140020Одинарный/сдвоенный
КД637ГС30CPF0440025 (30)Сдвоенные
КД640 Б, БС5008Одинарный/сдвоенный
КД640 Е, ЕС5008Одинарный/сдвоенный
КД271 Л, ЛС, Л150010Одинарный/сдвоенный
КД272 Л, ЛС, Л150015Одинарный/сдвоенный
КД640 Б, БС50015Одинарный/сдвоенный
КД640 Е, ЕС50015Одинарный/сдвоенный
КД273 Л, ЛС, Л150020Одинарный/сдвоенный
UF4005, SF176001Одинарный
SF276002Одинарный
SF37, HER3066003Одинарный
HFA04TB606004Одинарный
КД640 В, ВСHFA08TB60, HFA08pB606008Одинарный/сдвоенный
КД271, М, МС, М110ETF0660010Одинарный/сдвоенный
КД636 ДС60012Сдвоенные
КД272, М, МС, М160015Одинарный/сдвоенный
КД641В, ВС60015Одинарный/сдвоенный
КД273, М, МС, М160020Одинарный/сдвоенный
КД637 ДС60025Сдвоенные
30СPF0660030Одинарный/сдвоенный
40EPF0660040Одинарный
60EPF0660060Одинарный
КД640 Г, ГС7008Одинарный/сдвоенный
КД640 Г, ГС70015Одинарный/сдвоенный
UF4006, SF188001Одинарный
SF288002Одинарный
SF38, HER3078003Одинарный
КД636 ЕС80012Сдвоенные
КД637 ЕС20ETF0880025Сдвоенные
UF4007, SF191000-12001Одинарный
SF291000-12002Одинарный
SF39, HER3081000-12003Одинарный
HFA06TB1201000-12006Одинарный
HFA08TB120, HFA06PB1201000-12008Одинарный
20ETF121000-120020Одинарный
30ETF121000-120030Одинарный/сдвоенный
60ETF121000-120060Одинарный

Для удобства они отсортированы по напряжению пробоя. Внутри группы прямой ток идет по возрастающей. Так удобнее ориентироваться.

Отличия в графическом изображении диода Шоттки и обычного

Некоторые из перечисленных супербыстрые: SF 17/18/19 в группе с высоким обратным напряжением (от 600 В). В группе с напряжением пробоя 400 В их несколько — всё по списку начиная от тока 8А. Такая же картина наблюдается с пробоем на 300 В. В этой группе почти все отличатся высоким быстродействием. Только три позиции (UF4003 и SF 24 и 34) имеют «нормальную» для диодов Шоттки скорость срабатывания. Она всё равно намного выше, чем у обычных кремниевых деталей.

Если проанализировать таблицу, можно заметить, что диоды с малым обратным током почти без исключений импортного производства.

Как проверить

Вообще, он проверяется как обычный диод. Проверка основана на том, что они в одном направлении пропускают ток и имеют малое сопротивление, во втором ток не пропускают и сопротивление имеют высокое — почти обрыв.

Чтобы проверить диод Шоттки мультиметром, переводим его в режим прозвонки. Прикладываем щупы к выводам проверяемой детали. В одном положении должно «звониться», поменяв щупы, должна получить обрыв. Если «звонится» и в любом положении щупов — переход пробит и диод неисправен. Но никакие другие характеристики мультиметром вы не проверите. Можно только сказать работает он или пробит, а также где анод и катод.

Можно проверить диод Шоттки имея обычный мультиметр. В обратном положении должен показывать «обрыв».

Где анод, а где катод? Анод там где положительный щуп, катод — где земляной при таком положении когда диод ток пропускает. В обычном исполнении (КД) катод там, где корпус имеет расширение.

Проверить исправность диода Шоттки вообще не проблема, если имеете универсальный тестер. В слоты вставляем ножки детали и нажимаем на кнопку тестирования. На экране должен высветиться символ диода и характеристики, которыми он обладает. Перечень характеристик зависит от модели измерителя, но падение напряжения на прямом переходе, напряжение пробоя и обратный ток должны быть обязательно. А ещё вам распишут, к какому слоту подключён анод, а к какому катод. Если он сдвоенный, то и общий коллектор/база будут прописаны.

Чем заменить

Заменить диод диодом Шоттки вполне возможно, лишь бы подходил по основным характеристикам, напряжение и ток. А вот обратная замена нежелательна. Дело в том, что Шоттки в силу своих характеристик, меньше греются. При такой замене он быстро выйдет из строя. Конечно если проанализировать схему, то можно подобрать аналог с запасом по мощности.

Как проверить диодный мост мультиметром

В бытовых приборах и разных устройствах много радиоэлементов, благодаря которым всё работает так, как надо. Неисправность хотя бы одной детали плохо сказывается на работе всего механизма, который может даже перестать функционировать. Один из представителей таких важных элементов электротехники — диодный мост. Его поломка не приводит ни к чему хорошему, но вовремя заметить неисправность помогает мультиметр. Мы расскажем вам, как проверить диодный мост мультиметром, но для начала вспомним, что это за деталь и как устроена её работа.

Диодный мост: особенности и принцип работы

Диодный мост — схема, которая собрана из соединенных диодов и преобразовывает переменное напряжение в постоянное. Применяется почти во всех механизмах, которые питаются от сети, что логично: в сети напряжение переменное, а электроника работает от постоянного. Поэтому другое название такой схемы — выпрямитель переменного тока.

Несмотря на всю простоту, такое устройство намного лучше обычного диода. В теории, и применение одного полупроводника дает нужный результат — преобразование напряжение. На практике на выходе оно сильно пульсирует, поэтому не годится в качестве питания электросхем. А вот включение конкретным способом нескольких диодов дает практически идеальный результат: лишняя полуволна не срезается, а переворачивается, благодаря чему сильно повышается эффективность выпрямления.

Как выглядит диодный мост

Найти выпрямитель на плате не трудно, но внешний вид отличается в зависимости от устройства. Часто четыре диода впаяны рядом и собраны в одном корпусе — это выпрямительная сборка. На фото представлено несколько вариантов:

В таких вариантах четыре вывода: два обозначаются как «+» и «-» (выходы), а два без символов или указываются как «~» или «АС» (входы).

Диодный мост генератора автомобиля выглядит по-другому: это пара металлических электропроводящих пластин, на которых в определенной последовательности расположены диоды.

На мосту могут быть не только силовые, но и вспомогательные диоды:

Здесь зеленым помечены силовые диоды. Тестировать лучше все, тем более что сделать это не трудно.

Как прозвонить мультиметром диодный мост генератора

Инструкция проверки исправности выпрямителя:

  1. Разобрать генератор и снять диодный мост.
  2. Промыть его в бензине, чтобы избавить от масла и грязи (они, кстати, тоже могут быть причиной неисправности).
  3. Дать высохнуть и приступать к проверке.
  4. Установить щупы тестера в соответствующие гнезда. Полезна статья о том, как пользоваться мультиметром.
  5. Выбрать на мультиметре режим проверки диодов (в данном случае он совмещен с функцией прозвонки):
  1. Подключить наконечники проводов измерителя к каждому диодному выводу. Минус соединить с алюминиевой или стальной пластинкой, а плюс – с металлической жилой, которая сделана в виде луженого оголённого проводка (диаметр не меньше 1 мм).
  2. Одним проводом дотронуться до жилы или пластины, а другим — до противоположного вывода. После этого поменять щупы местами.

Значения работающего диода в одном направлении будут в пределах 400-700, в другом — бесконечность или 1. Диоды с плюсом и минусом проверяются аналогично.

Так нужно протестировать все диоды. Если у какого-то элемента с обоих направлений показывается 1, значит, он повреждён.

Значения на всех диодах не должны сильно отличаться. Если же у диода серьезное отклонение, он работает плохо.

Подробности проверки диодного моста генератора мультиметром на видео:

Теперь вы знаете, как проверить диодный мост генератора мультиметром.

Проверка моста с другой конструкцией

Как проверить диодный мост других устройств?

Принцип действия обычный (проверка, не выпаивая):

  1. Перевести цифровой мультиметр в режим проверки диодов. Если у вас стрелочный агрегат, выбирайте функцию измерения сопротивления с диапазоном в 1 кОм.
  2. Прозвонить каждый диод, подключая щупы тестера в одной полярности, затем в другой. В одном направлении будет небольшое сопротивление (в пределах 200-700 Ом), в другом прозвонка невозможна, то есть мультиметр выдает «бесконечность».

Суть проверки показана на картинке:

Если результаты не соответствуют норме, нужно выпаивать мост. Принцип проверки такой же, как описан выше. Если у диода в двух направлениях высокие значения, он в обрыве. Если звонится в обоих случаях, то элемент пробит.

Правила безопасности

В зависимости от того, где и какой диодный мост вы проверяете, учтите следующее:

  1. Многие современные агрегаты функционируют с высоковольтными источниками питания, то есть мосты в них под высоким напряжением! Поэтому перед тестированием отключите устройство от сети и разрядите сглаживающие конденсаторы, которые на фото под алыми стрелочками. Сделать это просто: можно замкнуть на секундочку конденсаторные выводы отверткой, при этом держать ее нужно за изолирующий участок. Если не учесть этот пункт, можно потерять жизнь!
  1. Когда ремонт закончен, не стоит напрямую подключать прибор в сеть. Сначала включите его через лампу (150-200 Вт). Если все в порядке, она будет немного гореть. А вот яркий свет указывает на короткое замыкание.
  2. Берегите глаза и не только. Детали импульсных блоков способны взорваться, если отремонтированы неправильно, а это очень опасно!

Теперь вы знаете, как проверить диодный мост мультиметром. Беритесь за работу, если всесторонне изучили технику безопасности и уверены в своих силах.

Делитесь в комментариях своим опытом.

Желаем безопасных и точных измерений!

Вопрос — ответ

Вопрос: Как проверить диодный мост генератора цифровым мультиметром?

Ответ: Сначала нужно разобрать генератор и снять диодный мост, промыть его в бензине, чтобы избавить от масла и грязи. Дать высохнуть и приступать к проверке в соответствии с инструкцией.

 

Вопрос: Как прозвонить четырехвыводный диодный мост мультиметром?

Ответ: Перевести цифровой мультиметр в режим проверки диодов. Прозвонить каждый диод, подключая щупы тестера в одной полярности, затем в другой. В одном направлении будет небольшое сопротивление (в пределах 200-700 Ом), в другом прозвонка невозможна, то есть мультиметр выдает «бесконечность».

 

Вопрос: Как прозвонить диодный мост автомобильного генератора мультиметром?

Ответ: После снятия моста с генератора установить щупы тестера в соответствующие гнезда. Выбрать на мультиметре режим проверки диодов, подключить наконечники проводов измерителя к каждому диодному выводу. Минус соединить с алюминиевой или стальной пластинкой, а плюс – с металлической жилой. Одним проводом дотронуться до жилы или пластины, а другим — до противоположного вывода. После этого поменять щупы местами.

 

Как выглядит диод шоттки

Войти Регистрация. Логин: Пароль Забыли? Популярные ICO. Обзор ICO Agrotechfarm: цели, преимущества, токены.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: [Natalex] Простыми словами что такое диод шоттки

Диод Шоттки


Запомнить меня. Одно из главных достоинств диода Шоттки — малое падение напряжения при прямом токе. Это свойство оказывается сильно востребованным в системах питания с горячим резервированием. Роль переключателя питания, как правило, выполняют диоды Шоттки. Классическая схема переключателя выглядит так:. На схеме ток будет идти по одному из диодов, у которого входное напряжение будет больше.

Если отключить внешнее напряжение питания, то ток пойдёт от батарейного. Очень простая и надёжная схема. Из неё также понятно, что диоды Шоттки часто используются парами. Поэтому производители электронных компонентов выпускают в том числе и сдвоенные диоды Шоттки в одном корпусе.

Прямое падение напряжения на диоде превратится в джоулево тепло. Это нестрашно на малых токах. Это серьезное тепловыделение, которое вероятно потребует радиатора для охлаждения. Избавиться от него не получится. Можно уменьшать падение напряжения, но диод Шоттки уже характеризуется наименьшей его величиной. Ниже приведены некоторые представители силовых диодов Шоттки производства компании STMicroelectronics с их основными параметрами. Данные падения напряжений приведены для максимальных токов.

Очевидно, что для того, чтобы снизить тепловые потери нужно применить диод на заведомо больший ток. Однако стоить иметь ввиду нелинейность падения напряжения на диоде. Для дальнейшего снижения прямого падения напряжения нужно применить другую технологию. Компания STMicroelectronics выпускает целый класс устройств: диоды с полевым эффектом, которые способны заменить классические диоды Шоттки в системах горячего резервирования питания постоянного тока.

Решение имеет лучшие параметры по прямому падению напряжения на открытом ключе. Другие параметры данной технологии могут оказаться хуже, чем у диода Шоттки, поэтому вытеснить технологию не получится. Поэтому область применения диодов Шоттки с полевым эффектом шире. Инженеры компании STMicroelectronics так описывают области применения:. Таким образом, в схемах горячего резервирования имеется технико-экономическая целесообразность использования диодов с полевым эффектом вместо классической технологии Шоттки.

У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. Пожалуйста Войти или Регистрация , чтобы присоединиться к беседе. Задать вопрос. Пожалуйста, введите Ваше имя Ваше имя. Пожалуйста, введите Ваш номер телефона Ваш номер телефона. Пожалуйста, введите Ваш адрес электронной почты Ошибка в адресе почты Ваш E-mail.

Пожалуйста, введите Ваше сообщение Сообщение. Согласие с обработкой персональных данных. Оглавление Последнее Правила Помощь Поиск. В начало Назад 1 Вперёд В конец 1. Доступны бесплатные образцы. Компания IC-Contract желает вам успешных разработок. Модераторы: promelec. Работает на Kunena форум.

О компании О нас Вакансии Статьи.


Диод 1N4148 характеристики, аналоги: КД522Б, LL4148, LS4148

Диод Шоттки относится к семейству диодов. Выглядит он почти также, как и его собраться, но есть небольшие отличия. Простой диод выглядит на схемах вот так:. Чтобы проще запомнить, можно добавить голову и ножки и представить себе человечка, танцующего ламбаду. Итак, как вы помните, диод пропускает электрический ток только в одном направлении, а в другом направлении блокирует прохождение электрического тока до какого-то критического значения, называемым обратным напряжением диода. Это значение можно найти в даташите.

Диоды Шоттки или более точно — диоды с барьером Шоттки — это полупроводниковые приборы, выполненные на базе контакта металл- полупроводник.

Диоды и их разновидности

Электротехника и радиоэлектроника пестрят многими понятиями, одним из которых является диод Шоттки, используемый в многочисленных схемах электроцепей. Многие задаются вопросами о том, что такое диод Шоттки, как он обозначается на схемах, а также каков принцип работы диода Шоттки. Диод Шоттки — диодное полупроводниковое изделие, которое при прямолинейном включении в цепь выдает малый показатель уменьшения напряжения. Состоит данный элемент из металла и полупроводника. Назван диод в честь известного немецкого физика-испытателя В. Шоттки, какой в 38 году 20 века изобрел его. В промышленности применяется такой диод с ограниченным обратным напряжением — до В, но на практике в бытовых целях для предотвращения движения тока в противоположную сторону применяются в основном низковольтные варианты — В. Диод с барьером Шоттки более точное наименование изделия состоит из проводника, для контакта с каким используется металл, кольца защиты и пассивации стеклом.

Диоды, применяемые в БП. Подбор и замена.

Содержание: Определение Принцип действия Основные характеристики Схемы выпрямителей Как спаять и подключить Область применения и назначение Способы проверки. Диодный мост — это схемотехническое решение, предназначенное для выпрямления переменного тока. Другое название — двухполупериодный выпрямитель. Строится из полупроводниковых выпрямительных диодов или их разновидности — диодов Шоттки. Мостовая схема соединения предполагает наличие нескольких для однофазной цепи — четырёх полупроводниковых диодов, к которым подключается нагрузка.

Назван в честь немецкого физика Вальтера Шоттки. В специальной литературе часто используется более полное название — Диод с барьером Шоттки.

Primary Menu

Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой. Характеристики диодов, конструкции и особенности применения.

Выпрямительные диоды, диодные мосты и области их применения

Сегодня тема нашего обзора — диод Шоттки. Тема познавательная и напечатана специально для начинающих радиолюбителей. В современных радиосхемах очень часто встречается термин — Диод «Шоттки», так давайте узнаем, что же он из себя представляет. Диод шоттки — это полупроводниковый диод выполненный на основе контакта металл-полупроводник. Назван в честь Вальтера Шоттки. Схематическое изображение диода шоттки похоже на обычный диод с некоторыми незначительными отличиями. Вместо п-н перехода, в диодах шоттки в качестве барьера используют металл — полупроводник, в области этого перехода возникает потенциальный барьер — барьер шоттки, изменение высоты которого приводит к изменению протекания тока через прибор.

Раздобыть мощные импульсные диоды довольно. полный перечень и парметры мощных диодов Шоттки. Некоторое время назад.

ДИОД ШОТТКИ

Электротехника и радиоэлектроника пестрят многими понятиями, одним из которых является диод Шоттки, используемый в многочисленных схемах электроцепей. Многие задаются вопросами о том, что такое диод Шоттки, как он обозначается на схемах, а также каков принцип работы диода Шоттки. Диод Шоттки — диодное полупроводниковое изделие, которое при прямолинейном включении в цепь выдает малый показатель уменьшения напряжения.

Диод Шоттки — принцип работы, назначение. Обозначение на схеме диода шоттки

Диод Шоттки — это полупроводниковый электрический выпрямительный элемент, где в качестве барьера используется переход металл-полупроводник. В результате приобретаются полезные свойства: высокое быстродействие и малое падение напряжения в прямом направлении. Выпрямительные свойства перехода металл-полупроводник впервые замечены в году Фердинандом Брауном на примере сульфидов. Браун не смог объяснить происходящего, но, продолжив исследования, установил, что и сопротивление участка пропорционально протекающему току. Что также выглядело необычно.

Диод Шоттки, принцип работы которого мы опишем сегодня, является очень удачным изобретением немецкого ученого Вальтера Шоттки.

Выпрямитель для усилителя или

Это диод Шоттки. Немецкий физик Вальтер Шоттка открыл и изучил так называемый барьерный эффект возникающий при определённой технологии создания перехода металл-полупроводник. Основной «фишкой» диода Шоттки является то, что в отличие от обычных диодов на основе p-n перехода, здесь используется переход металл-полупроводник, который ещё называют барьером Шоттки. Этот барьер, так же, как и полупроводниковый p-n переход, обладает свойством односторонней электропроводимости и рядом отличительных свойств. В качестве материала для изготовления диодов с барьером Шоттки преимущественно используется кремний Si и арсенид галлия GaAs , а также такие металлы как золото, серебро, платина, палладий и вольфрам. Как видим, его изображение несколько отличается от обозначения обычного полупроводникового диода.

Диод Шоттки

Диод 1N маломощный высокочастотный кремниевый в корпусе DO с штырьевыми выводами, полосой помечается вывод катода. Диод 1N весьма широко распостранен, его аналоги можно обнаружить практически в любом электронном приборе: от зарядного устройства телефона до телевизора. Я и сам часто использую его версию для поверхностного монтажа в своих разработках.


Устройство полупроводникового диода, p-n переход.

Возвращаемся к рубрике «Основы электроники» и в этой статье мы разберем очень важное, основополагающее понятие, а именно p-n переход. И, конечно, же разберем работу устройства, сердцем которого является уже упомянутый p-n переход, то есть полупроводникового диода.

И первым делом мы подробно рассмотрим устройство p-n перехода и химические процессы, протекающие в нем, которые, собственно, и определяют то, как он работает. Основными понятиями, которыми мы будем сегодня оперировать являются «электроны» и «дырки». И если с электроном все понятно, то на физическом смысле дырок стоит остановиться поподробнее.

Полупроводниковые материалы, которые являются основой p-n перехода, характеризуются тем, что они объединяют в себе как свойства проводников, так и свойства диэлектриков. В кристаллической структуре проводников есть много свободных носителей заряда, которые под воздействием электрического поля начинают перемещаться, что и обуславливает способность проводника проводить ток.

В диэлектриках связь частиц с атомами очень сильная, поэтому свободные носители заряда отсутствуют (все частицы жестко закреплены на своем месте в кристаллической решетке). Поэтому диэлектрики не пропускают электрический ток.

В полупроводниках же все не так однозначно. В целом, для того, чтобы электрон покинул свое место, то есть высвободился от атома ему необходим определенный уровень внутренней энергии. Эта энергия может появиться, например, в результате повышения температуры. И величина этой внутренней энергии для полупроводников намного меньше, чем для диэлектриков. В этом и состоит ключевой момент!

При низкой температуре большинство электронов полупроводника «сидят» на своих местах, и поэтому проводимость тока очень низкая. А, соответственно, с ростом температуры способность полупроводника проводить ток улучшается.

С этим процессом разобрались: итак, с ростом температуры в полупроводнике число свободных электронов увеличивается.

Во время разрыва связи электрона с ядром атома в электронной оболочке атома появляется свободное место. Атом при этом получает положительный заряд, ведь изначально заряд был нейтральным, а электрон, имеющий отрицательный заряд, атом покинул. Но свободное место не долго остается пустым, так как на него переходит электрон из соседнего атома. И этот процесс повторяется снова и снова. Таким образом, происходит перемещение положительного заряда. И вот именно этот условный(!) положительный заряд и называют дыркой:

Такой механизм проводимости называется собственной проводимостью полупроводника. Но на практике, в частности в транзисторах и диодах, применяются полупроводники с примесями, поскольку примесная проводимость значительно превышает собственную.

Примеси разделяют на:

  • донорные, то есть отдающие
  • акцепторные, принимающие

Разберем классический пример — кремний и мышьяк. У кремния на внешней оболочке атома 4 электрона (валентные электроны). У мышьяка таких электронов 5. Атом мышьяка отдает 4 из своих электронов на образование связей с 4-мя электронами атома кремния. При этом один из 5-ти валентных электронов не участвует в образовании связей.

У мышьяка энергия отрыва этого 5-го электрона от атома достаточно невелика. Настолько, что уже при небольшой температуре атомы мышьяка теряют свои незанятые в связях с кремнием электроны. Но при этом, поскольку в соседних атомах нет свободных мест, то дырок не возникает, и «дырочная» проводимость практически отсутствует. Так мы получили полупроводник с электронной проводимостью, то есть полупроводник n-типа.

Если же мы возьмем в качестве примеси 3-х валентный элемент (3 электрона на внешней оболочке атома), то в случае с добавлением примеси к кремнию (4 электрона), одно место останется свободным. На это место «придет» электрон соседнего атома и так далее, то есть возникнет процесс перемещения дырки. Так мы получим полупроводник p-типа.

Вот мы разобрались и с этим, двигаемся непосредственно к рассмотрению p-n перехода.

Итак, p-n переход (электронно-дырочный переход) — это область, в которой соприкасаются два полупроводника, имеющие разный тип проводимости (p-тип и n-тип):

Причем обе области электрически нейтральны. Только одна из них содержит свободно перемещающиеся дырки, а вторая — электроны.

При соприкосновении полупроводников разного типа возникает диффузионный ток. Это связано с тем, что свободные носители (электроны и дырки) стремятся перейти из той области, где их много, в ту область, где их мало. При прохождении через переход частицы рекомбинируют друг с другом. В результате этого вблизи границы перехода образуются избыточные заряды:

На рисунке изображены только свободные носители заряда в каждой из областей.

Давайте чуть подробнее разберем этот процесс. Один из электронов переходит из области n-типа и «занимает» свободное место, то есть дырку в области p-типа. На первоначальном месте этого электрона в области n-типа появляется дырка (ведь электрона там больше нет). И в итоге получается, что в p-области вблизи перехода скапливаются электроны, а в n-области наоборот дырки. Не забываем, что дырка — это не реально существующая частица, а условный(!) положительный заряд.

Но этот процесс не продолжается бесконечно по одной простой причине. Из-за того, что на границе формируются два новых слоя, возникает дополнительное электрическое поле, которое они порождают. Под действием этого поля возникает так называемый дрейфовый ток, направленный противоположно диффузионному току. И при определенной концентрации частиц около границы перехода между этими токами возникает равновесие и процесс останавливается:

Строго говоря, p-n переход — это именно область, в которой практически отсутствуют свободные носители заряда (обедненная область). Для того, чтобы выйти из этого положения равновесия, мы можем приложить к переходу внешнее напряжения. Различают прямое и обратное смещение.

При прямом смещении положительный потенциал подается на область p-типа, а отрицательный, соответственно, на область n-типа:

В этом случае внешнее электрическое поле (от источника напряжения) направлено противоположно тому полю, которое существует внутри перехода. В результате диффузионный ток начинает преобладать над дрейфовым, поскольку такое внешнее поле приводит к движению дырок из p-области в n-область и электронов в обратном направлении.

Вот так и возникает прямой ток, направление которого противоположно движению электронов. Обратное же смещение выглядит так:

Такое подключение приводит лишь к увеличению областей, в которых отсутствуют свободные носители заряда. Действительно, под действием электрического поля при обратном смещении свободные электроны и дырки будут удаляться от границы слоев.

В результате диффузионный ток будет максимально уменьшен и преобладать будет ток дрейфовый. В таком случае протекающий ток называют обратным (его величина очень мала по сравнению с прямым током).

Полупроводниковое устройство, внутри которого сформирован один такой p-n переход, и называют диодом. А его выводы (электроды) получили названия анод и катод. На принципиальных электрических схемах полупроводниковый диод обозначается следующим образом:

Ключевой характеристикой диода является вольт-амперная характеристика (ВАХ). Она представляет из себя зависимость протекающего через диод тока от приложенного к нему напряжения:

Как видите, здесь все в точности соответствует тому, что мы обсудили при разборе p-n перехода. Правая ветвь графика относится к прямому смещению перехода. При увеличении напряжения увеличивается и протекающий прямой ток. Обратите внимание, что при прямом включении напряжение должно достигнуть определенного значения для того, чтобы диод стал хорошо пропускать ток. Если напряжение меньше этого значения (пусть и создает прямое смещение), то способность диода пропускать ток будет низкой.

При обратном смещении (левая ветвь характеристики) ток достигает некоторого значения и перестает увеличиваться. Это процесс протекания незначительного обратного тока. Если продолжать увеличивать напряжение, то произойдет пробой p-n перехода (про ситуацию пробоя мы еще обязательно поговорим в статье, посвященной стабилитронам).

Таким образом, можно сказать, что диод пропускает ток в одном направлении и препятствует протеканию тока в обратном направлении.

И на этом, пожалуй, закончим, сегодня мы по итогу рассмотрели все основные процессы, протекающие в p-n переходе и полупроводниковом диоде. Совсем скоро, буквально в одной из следующих статей, разберем основные примеры использования диодов. Будем рады видеть вас на нашем сайте снова!

Где минус у диода на схеме

Диод является двух электродным полупроводниковым прибором. Это соответственно Анод (+) или положительный электрод и Катод (-) или отрицательный электрод. Принято говорить, что диод имеет (p) и (n) области, они соединены с выводами диода. Вместе они образуют p-n переход. Разберем подробнее, что же такое этот p-n переход. Полупроводниковый диод представляет собой очищенный кристалл кремния или германия, в котором в область (p) введена акцепторная примесь, а в область (n) введена донорная примесь. В качестве донорной примеси могут выступать ионы Мышьяка, а в качестве акцепторной примеси ионы Индия. Основное свойство диода, это возможность пропускать ток только в одну сторону. Рассмотрим приведенный ниже рисунок:

Пример односторонней проводимости диода

На этом рисунке видно, что если диод включить Анодом к плюсу питания и Катодом к минусу питания, то диод находится в открытом состоянии и проводит ток, так как его сопротивление незначительно. Если диод включен Анодом к минусу, а Катодом к плюсу, то сопротивление диода будет очень большим, и тока в цепи практически не будет, вернее он будет, но настолько маленьким, что им можно пренебречь.

Иллюстрация прямой обратный ток диода

Подробнее можно узнать, посмотрев следующий график, Вольт-Амперную характеристику диода:

Вольт-амперная характеристика диода

В прямом включении, как мы видим из этого графика диод имеет небольшое сопротивление, и соответственно хорошо пропускает ток, а в обратном включении до определенной величины напряжения диод закрыт, имеет большое сопротивление и практически не проводит ток. В этом легко убедиться, если есть под рукой диод и мультиметр, нужно поставить прибор в положение звуковой прозвонки, либо установив переключатель мультиметра напротив значка диода, в крайнем случае, можно попробовать прозвонить диод, установив переключатель на положение 2 КОм измерения сопротивления. Изображается на принципиальных схемах диод так, как на рисунке ниже, запомнить, где какой вывод легко: ток у нас, как известно, всегда течет от плюса к минусу, так вот треугольник в изображении диода как бы показывает своей вершиной направление тока, то есть от плюса к минусу.

Соединив красный щуп мультиметра с Анодом, мы можем убедиться в том, что диод пропускает ток в прямом направлении, на экране прибора будут цифры равные

800-900 или близкие к этому. Подключив щупы наоборот, черный щуп к аноду, красный к катоду мы увидим на экране единицу, что подтверждает, в обратном включении диод не пропускает ток. Рассмотренные выше диоды бывают плоскостные и точечные. Плоскостные диоды рассчитаны на среднюю и большую мощность и используют их в основном в выпрямителях. Точечные диоды рассчитаны на незначительную мощность и применяются в детекторах радиоприемников, могут работать на высоких частотах.

Плоскостной и точечный диод

Какие бывают типы диодов ?


Схематическое изображение диодов


Фото выпрямительного диода

А) На фото изображен рассмотренный нами выше диод.

Стабилитрон изображение на схеме

Б) На этом рисунке изображён стабилитрон, (иностранное название диод Зенера), он используется при обратном включении диода. Основная цель: поддержание напряжения стабильным.

Двуханодный стабилитрон — изображение на схеме

В) Двухсторонний (или двуханодный) стабилитрон. Плюс этого стабилитрона в том, что его можно включать вне зависимости от полярности.

Г) Туннельный диод, может использоваться в качестве усилительного элемента.

Д) Обращенный диод, применяется в высокочастотных схемах для детектирования.

Е) Варикап, применяется как конденсатор переменной ёмкости.

Ж) Фотодиод, при освещении прибора в цепи, подключенной к нему, возникает ток из-за возникновения пар электронов и дырок.

З) Светодиоды, всем известные, и наверное наиболее широко применяемые приборы, после обычных выпрямительных диодов. Применяются во многих электронных устройствах для индикации и не только.

Выпрямительные диоды выпускаются также в виде диодных мостов, разберем, что это такое — это соединенные для получения постоянного (выпрямленного) тока четыре диода в одном корпусе. Подключены они по Мостовой схеме, стандартной для выпрямителей:

Схема диодного моста

Имеют четыре промаркированных вывода: два для подключения переменного тока, и плюс с минусом. На фото изображен диодный мост КЦ405:

А теперь давайте рассмотрим подробнее область применения светодиодов. Светодиоды (вернее светодиодная лампа) выпускаются промышленностью и для освещения помещений, как экономичный и долговечный источник света, с цоколем позволяющим вкрутить их в обычный патрон для ламп накаливания.

Светодиодная лампа фото

Светодиоды существуют в разных корпусах, в том числе и SMD.

Выпускаются и так называемые RGB светодиоды, внутри них находятся три кристалла светодиодов с разным свечением Red-Green-Blue соответственно Красный — Зеленый – Голубой, эти светодиоды имеют четыре вывода и позволяют путем смешения цветов получить видимым любой цвет.

Подключение RGB ленты

Эти светодиоды в SMD исполнении часто выпускаются в виде лент с уже установленными резисторами и позволяют подключать их напрямую к источнику питания 12 вольт. Можно для создания световых эффектов использовать специальный контроллер:

Светодиоды при использовании не любят, когда на них подается напряжение питания выше того, на которое они рассчитаны и могут перегореть сразу или спустя какое-то время, поэтому напряжение источника питания должно быть рассчитано по формулам. Для советских светодиодов типа АЛ-307 напряжение питания должно подаваться примерно 2 вольта, на импортные 2-2,5 вольта, естественно с ограничением тока. Для питания светодиодных лент, если не используется специальный контроллер, необходимо стабилизированное питание. Материал подготовил — AKV.

В механике есть такие устройства, которые пропускают воздух или жидкость только в одном направлении. Вспомните, как вы накачивали колесо велосипеда или автомобиля. Почему, когда вы убирали шланг насоса, воздух не выходил из колеса? Потому что на камере, в пипочке, куда вы вставляете шланг насоса, есть такая интересная штучка – ниппель. Вот он как раз пропускает воздух только в одном направлении, а в другом направлении блокирует его прохождение.

Электроника – эта та же самая гидравлика или пневматика. Но весь прикол заключается в том, что в электронике вместо жидкости или воздуха используется электрический ток. Если провести аналогию: бачок с водой – это заряженный конденсатор, шланг – это провод, катушка индуктивности – это колесо с лопастями

которое невозможно сразу разогнать, а потом невозможно резко остановить.

Тогда что такое ниппель в электронике? А ниппелем мы будем называть радиоэлемент – диод. И в этой статье мы познакомимся с ним поближе.

Что такое диод

Полупроводниковый диод представляет из себя элемент, который пропускает электрический ток только в одном направлении и блокирует его прохождение в другом направлении. Это своеобразный ниппель ;-).

Некоторые диоды выглядят почти также как и резисторы:

А некоторые выглядят чуточку по другому:

Есть также и SMD исполнение диодов:

Диод имеет два вывода, как и резистор, но у этих выводов, в отличие от резистора, есть определенные названия – анод и катод ( а не плюс и минус, как говорят некоторые неграмотные электронщики). Но как же нам определить, что есть что? Есть два способа:

1) на некоторых диодах катод обозначают полоской, отличающейся от цвета корпуса

2) можно проверить диод с помощью мультиметра и узнать, где у него катод, а где анод. Заодно проверить его работоспособность. Этот способ железный ;-). Как проверить диод с помощью мультиметра можно узнать в этой статье.

Если подать на анод плюс, а на катод минус, то у нас диод “откроется” и электрический ток спокойно по нему потечет. А если же на анод подать минус, а на катод – плюс, то ток через диод не потечет. Своеобразный ниппель ;-). На схемах простой диод обозначают вот таким образом:

Где находится анод, а где катод очень легко запомнить, если вспомнить воронку для наливания жидкостей в узкие горлышки бутылок. Воронка очень похожа на схему диода. Наливаем в воронку, и жидкость у нас очень хорошо бежит, а если ее перевернуть, то попробуй налей-ка через узкое горлышко воронки ;-).

Характеристики диода

Давайте рассмотрим характеристику диода КД411АМ. Ищем его характеристики в интернете, вбивая в поиск “даташит КД411АМ”

Для объяснения параметров диода, нам также потребуется его ВАХ

1) Обратное максимальное напряжение Uобр – это такое напряжение диода, которое он выдерживает при подключении в обратном направлении, при этом через него будет протекать ток Iобр – сила тока при обратном подключении диода. При превышении обратного напряжения в диоде возникает так называемый лавинный пробой, в результате этого резко возрастает ток, что может привести к полному тепловому разрушению диода. В нашем исследуемом диоде это напряжение равняется 700 Вольт.

2) Максимальный прямой ток Iпр – это максимальный ток, который может течь через диод в прямом направлении. В нашем случае это 2 Ампера.

3) Максимальная частота Fd, которую нельзя превышать. В нашем случае максимальная частота диода будет 30 кГц. Если частота будет больше, то наш диод будет работать неправильно.

Виды диодов

Стабилитроны

Стабилитроны представляют из себя те же самые диоды. Даже из названия понятно, чтоб стабилитроны что-то стабилизируют. А стабилизируют они напряжение. Но чтобы стабилитрон выполнял стабилизацию, требуется одно условие. Они должны подключатся противоположно, чем диоды. Анод на минус, а катод на плюс. Странно не правда ли? Но почему так? Давайте разберемся. В Вольт амперной характеристике (ВАХ) диода используется положительная ветвь – прямое направление, а вот в стабилитроне другая часть ветки ВАХ – обратное направление.

Снизу на графике мы видим стабилитрон на 5 Вольт. Сколько бы у нас не изменялась сила тока, мы все равно будем получать 5 Вольт ;-). Круто, не правда ли? Но есть и подводные камни. Сила тока не должны быть больше, чем в описании на диод, иначе он выйдет из строя от высокой температуры – Закон Джоуля-Ленца. Главный параметр стабилитрона – это напряжение стабилизации (Uст). Измеряется в Вольтах. На графике вы видите стабилитрон с напряжением стабилизации 5 Вольт. Также есть диапазон силы тока, при котором будет работать стабилитрон – это минимальный и максимальный ток (Imin, Imax). Измеряется в Амперах.

Выглядят стабилитроны точно также, как и обычные диоды:

На схемах обозначаются вот так:

Светодиоды

Светодиоды – особый класс диодов, которые излучают видимый и невидимый свет. Невидимый свет – это свет в инфракрасном или ультрафиолетовом диапазоне. Но для промышленности все таки большую роль играют светодиоды с видимым светом. Они используются для индикации, оформления вывесок, светящихся баннеров, зданий а также для освещения. Светодиоды имеют такие же параметры, как и любые другие диоды, но обычно их максимальный ток значительно ниже.

Предельное обратное напряжение (Uобр) может достигать 10 Вольт. Максимальный ток (Imax) будет ограничиваться для простых светодиодов порядка 50 мА. Для осветительных больше. Поэтому при подключении обычного диода нужно вместе с ним последовательно подключать резистор. Резистор можно рассчитать по нехитрой формуле, но в идеале лучше использовать переменный резистор, подобрать нужное свечение, замерять номинал переменного резистора и поставить туда постоянный резистор с таким же номиналом.

Лампы освещения из светодиодов потребляют копейки электроэнергии и стоят дешево.

Очень большим спросом пользуются светодиодные ленты, состоящие из множества SMD светодиодов. Смотрятся очень красиво.

На схемах светодиоды обозначаются так:

Не забываем, что светодиоды делятся на индикаторные и осветительные. Индикаторные светодиоды обладают слабым свечением и используются для индикации каких-либо процессов, происходящих в электронной цепи. Для них характерно слабое свечение и малый ток потребления

Ну и осветительные светодиоды – это те, которые используются в ваших китайских фонариках, а также в LED-лампах

Светодиод – это токовый прибор, то есть для его нормальной работы требуется номинальный ток, а не напряжение. При номинальном токе на светодиоде падает некоторое напряжение, которое зависит от типа светодиода (номинальной мощности, цвета, температуры). Ниже табличка, показывающая какое падение напряжения бывает на светодиодах разных цветов свечения при номинальном токе:

Как проверить светодиод можно узнать из этой статьи.

Тиристоры

Тиристоры представляют собой диоды, проводимость которых управляется с помощью третьего вывода – управляющего электрода (УЭ). Основное применение тиристоров – это управление мощной нагрузкой с помощью слабого сигнала, подаваемого на управляющий электрод. Выглядят тиристоры примерно как диоды или транзисторы. У тиристоров параметров столько, что не хватит статьи для их описания. Главный параметр – Iос,ср. – среднее значение тока, которое должно протекать через тиристор в прямом направлении без вреда для его здоровья. Немаловажным параметром является напряжение открытия тиристор – (Uу), которое подается на управляющий электрод и при котором тиристор полностью открывается.

а вот так примерно выглядят силовые тиристоры, то есть тиристоры, которые работают с большой силой тока:

На схемах триодные тиристоры выглядят вот таким образом:

Существуют также разновидности тиристоров – динисторы и симисторы. У динисторов нет управляющего электрода и он выглядит, как обычный диод. Динисторы начинают пропускать через себя электрический ток в прямом включении, когда напряжение на нем превысит какое-то значение. Симисторы – это те же самые триодные тиристоры, но при включении пропускают через себя электрический ток в двух направлениях, поэтому они используются в цепях с переменным током.

Диодный мост и диодные сборки

Производители также несколько диодов заталкивают в один корпус и соединяют их между собой в определенной последовательности. Таким образом получаются диодные сборки. Диодные мосты – одна из разновидностей диодных сборок.

На схемах диодный мост обозначается вот так:

Существуют также и другие виды диодов, такие как варикапы, диод Ганна, диод Шоттки и тд. Для того, чтобы их всех описать, нам не хватит и вечности.

мир электроники — Диод Шоттки

Электронные компоненты 

материалы в категории

Общие понятия и устройство диода Шоттки

Такой элемент как диод Шоттки хотя и был изобретен достаточно давно но в обиходе радиолюбителей появился сравнительно недавно и обусловлено это стало тем что диод Шоттки имеет два очень важных и полезных свойства: во-первых очень большое быстродействие и во-вторых малое падение прямого напряжения на переходе.
Раньше эти два фактора особого значения не имели но в современной аппаратуре, работающей на более высоких частотах чем ранее, диод Шотки просто незаменим.

Давайте рассмотрим устройство диода Шоттки (его еще называют диод с барьером Шоттки).

Самое интересное в диоде Шоттки то что в нем нету p-n перехода (!). Вместо него сделан переход- металл-полупроводник (смотрим картинку)

Обозначения на рисунке: 1- подложка из полупроводника, 2- эпитаксиальная плёнка; 3 — контакт металл — полупроводник; 4 — металлическая плёнка; 5 — внешний контакт.

При прохождении электрического тока через такой переход избыток электронов будет распределяться по приконтактной области металлического вывода создавая своего рода барьер (его назвали барьер Шоттки) и за счет этого образуются выпрямительные свойства. Причем высоту барьера можно еще и изменять меняя тем самым свойства диода.

Обозначение диода Шоттки на схеме

На схемах диод Шоттки обозначается вот так:

Как проверить диод Шоттки


Как уже упоминалось выше диод Шоттки имеет малое падение напряжения на переходе: В то время, как обычные кремниевые диоды имеют прямое падение напряжения около 0,6—0,7V, германиевые около 0,4V, у диода Шоотки и того меньше- около 0,2V. А так как мультиметр при проверке показывает не что иное как падение напряжения на переходе то и показания будет малы: если при проверке обычных диодов показания мультиметра будут около 300…400 для германиевых и 450…650 для кремниевых диодов, то при проверке диода Шоттки мультиметр покажет 100…150.

Недостатки диода Шоттки

Вот вроде всем диод Шоттки хорош: и при ВЧ токах работает и обратной емкости не имеет и падение напряжение на нем минимальное, но все-же при всех своих прелестях у диода Шоттки есть и недостатки:

При кратковременном превышении максимального обратного напряжения диод Шоттки необратимо выходит из строя (КЗ — короткое замыкание), в отличие от обычных кремниевых p-n диодов, которые переходят в режим обратимого пробоя, и, при условии непревышения рассеиваемой на диоде максимальной мощности после падения напряжения, диод полностью восстанавливает свои свойства.

Диоды Шоттки характеризуются повышенными (относительно обычных кремниевых p-n диодов) обратными токами, возрастающими с ростом температуры кристалла. Для 30CPQ150 обратный ток при максимальном обратном напряжении изменяется от 0,12 мА при +25 °C до 6,0 мА при +125 °C. У низковольтных диодов в корпусах ТО220 обратный ток может превышать сотни миллиампер (MBR4015 — до 600 мА при +125 °C). При неудовлетворительных условиях теплоотвода положительная обратная связь по теплу в диоде Шоттки приводит к его катастрофическому перегреву.

Как выглядит диод Шоттки? Да как и самый обычный диод и определить его можно лишь по маркировке да по схемному обозначению

 

Основные типы схем диодных выпрямителей, описание их работы, достоинства и недостатки каждой схемы

Перед тем, как начать писать про сами схемы диодных выпрямителей для начала, и для новичков, предлагаю разобраться с работой обычного диода. Давайте рассмотрим случай когда диоды имеют прямое и обратное подключение к источнику питания. Ниже на рисунке можно эти два способа подключения.

Допустим у нас имеется источник постоянного тока с напряжением 5 вольт, обычный выпрямительный диод и некоторая нагрузка, которая на рисунке представлена в виде резистора. Диод возьмем типа 1n4007, который может выдерживать ток до 1 ампера и имеет максимальное обратное напряжение до 1000 вольт. Как известно диоды являются полупроводниками. То есть, они способны проводить электрический ток только в одном направлении. На рисунке слева показано прямое подключение диода, с правой стороны мы видим обратное подключение.

При прямом включении диод открыт и достаточно свободно пропускает через себя ток. Но при этом, в любом случае, на диоде будет присутствовать небольшое падение напряжения. Величина этого напряжения у обычных диодов где-то порядка 0,6 вольт. Причем, чем больше сила тока, что проходит через диод, тем это падение напряжения также может увеличиваться (и быть более 1 вольта). Следовательно, если на нашем источнике постоянного тока имеется 5 вольт, то минимум диод оставит на себе 0,6 вольт. И на самой нагрузке уже будет напряжение на 0,6 вольт меньше, а именно вместо 5 вольт будет 4,4 вольта. Это явление обязательно нужно учитывать при расчетах своих блоков питания. При прямом включении в первую очередь имеет значение, какой максимальный ток может пропустить через себя диод, не выходя из строя из-за пробоя (теплового).

При обратном включении диод оказывается полностью закрытым, и ток он в этом случае через себя не пропускает. В этом случае, как видно из рисунка, все напряжение источника питания оседает именно на диоде. И это место подобно разомкнутому ключу. Естественно, нагрузка при этом не работает, поскольку через нее не может пройти электрический ток. Хотя все же токи утечки присутствуют у диодов, но они крайне малы и ими обычно пренебрегают.

Теперь несколько предложений насчет переменного тока и его особенностей. На графике переменный, синусоидальный ток имеет примерно такой вид.

То есть, у нас есть понижающий трансформатор, работающий с сетевым напряжением 220 вольт. Как на его входе, так и на выходе присутствует именно переменная форма тока и напряжения. Только на входе величина напряжения 220 вольт, а на выходе (в случае понижающего трансформатора) будет допустим 12 вольт. Но форма тока одинаковая. А что именно представляет собой этот переменный ток? Дело в том, что переменный тип тока – это постоянный ток, который меняет свою полярность со временем, имея при этом синусоидальную форму. На рисунке графика, что выше, выше нуля по оси времени, это положительная полуволна. Это когда на одном из двух проводов будет только плюс, а на втором только минус. А ниже этой оси будет отрицательная полуволна. На двух проводах плюс и минус поменяются местами. Переменный ток легко преобразуется и при передачи электроэнергии на большие расстояния имеет меньшие потери в линиях электропередач. Непосредственно для питания электроники переменный тип тока не используется.

Ну, а теперь давайте перейдем к первой схеме самого простого варианта диодного выпрямителя. Это однополупериодный диодный выпрямитель на одном диоде. Его схем представлена на рисунке ниже.

Как видно в этой простой схеме диод один и он подключен последовательно с концами выходной обмотки трансформатора. Работа данного типа выпрямителя сводится к тому, что он просто срезает одну полуволну из двух. На рисунке можно увидеть, что на концах вторичной обмотки указан переменный тип тока, а после диода уже постоянный тип тока, но имеющего достаточно большие пульсации. Чтобы сгладить эти пульсации и придать уже выпрямленному току более ровную и прямую форму, более соответствующую постоянному току, после диода ставится электролитический сглаживающий конденсатора.

Чем больше будет емкость сглаживающего конденсатора, тем лучше будет это самое сглаживание пульсирующего напряжения и тока. А принцип действия сглаживания очень прост. Конденсатор во время импульса заряжается, а когда импульса нет, то в это время конденсатор отдает ранее накопленный электрический заряд. В итоге получается за счет ранее накопленной конденсатором энергии сгладить форму электрического тока.

Из-за низкого КПД подобные схемы однотактных диодных выпрямителей используются крайне редко в силовых трансформаторах (с железным сердечником, работающие с частотой 50 Гц). Поскольку половина габаритной мощности самого трансформатора оказывается на востребованной. Но в маломощных импульсных блоках питания, однотактных обратноходовых они применяются часто. Поскольку сам принцип работы таких ИБП полностью соответствует однотактности и недостаток схемы данного типа выпрямителя полностью компенсируется и перестает быть таковым.

Вторая схема – это двухполупериодный мостовой диодный выпрямитель.

Данный тип диодного выпрямителя более востребован и чаще всего используется в схемах трансформаторных блоков питания (и не только). Хотя также имеет свои особенности и недостатки. Этот выпрямитель относится уже к типу двухтактных, поскольку выпрямляются сразу два полупериода переменного тока. Схема мостового диодного выпрямителя содержит в себе 4 одинаковых диода, рассчитанных на нужное обратное напряжение и максимальный прямой ток. Как видно на графике отрицательная полуволна просто переворачивается диодами вверх, тем самым дополняя положительную полуволну. В этом случае величина пульсаций уменьшается вдвое, по сравнению с однополупериодной схемой выпрямителя. Но все равно, чтобы эти пульсации свести к минимуму в схему нужно добавить сглаживающий конденсатора. Хотя емкость его уже может быть в два раза меньше предыдущего случая. В мостовой схеме в процессе выпрямления одно из полупериодов участвуют сразу два диода из четырех. Это показано на рисунке ниже.

То есть, электрическая цепь для одного полупериода будет содержать выходную обмотку трансформатора, к концам которой последовательно подключены два диода. И тут сразу можно заметить имеющийся недостаток этой схемы диодного выпрямителя. А именно, это то, что мы на выпрямителе уже теряем более одного вольта, и чем больше ток будет проходить через этот выпрямитель, тем большими будут потери как мощности, так и величины выходного напряжения. Если мы на вторичной обмотке имеем 5 вольт, а диоды как минимум оставят на себе 1,2 вольта, то в нагрузку дойдет только лишь 3,8 вольт. Думаю смысл понятен. Следовательно, данную разновидность диодных выпрямителей целесообразно использовать при малых токах. Поскольку большие токи будут понижать общий КПД схемы.

И последний тип диодного выпрямителя, это двухполупериодный выпрямитель со средней точкой. То есть, это когда выходная обмотка силового трансформатора имеет средний вывод. Рисунок данной схемы можно увидеть ниже.

Этот тип диодных выпрямителей также является двухполупериодным, как и мостовая схема, представленная чуть выше. Имеет такую же величину пульсаций на выходе, которые можно сгладить все тем же электролитическим конденсатором. Хотя в это схеме уже используется всего два диода. Следовательно, меньше диодов, меньше потерь и КПД будет выше, но есть и свои недостатки у схемы. А именно, поскольку в один полупериода работает только одна часть вторичной обмотки, а вторая часть обмотки только во второй полупериод, то получается что увеличивается общая масса и габариты самого силового трансформатора. А это уже ведет к большему расходу железа и меди при изготовлении таких выпрямителей с такими трансформаторами. Ну, и больший вес и размеры, что также не всегда удобно. Но вот если эту схему использовать для высокочастотных импульсных трансформаторов, то имеющейся недостаток перестает быть таковым

Как известно, при увеличении рабочей частоты трансформатора значительно уменьшаются его размеры и вес. И в таких трансформаторах уже используются на железные сердечники, а ферритовые, вес которых также меньше. Следовательно, если импульсный блок питания работает допустим на частоте 50 кГц, то размеры трансформатора уже будут в разы меньше, чем в случае с трансформатором, рассчитанного на частоту 50 Гц. Так что двухполупериодные диодные выпрямителя со средней точкой повсеместно используются именно в импульсных блоках питания. Примером может быть обычный компьютерный БП.

Видео по этой теме:

P.S. Так что при разработке своих блоков питания обязательно учитывайте все имеющиеся достоинства и недостатки, присущие в вышеописанным типам диодных выпрямителей. Правильный выбор нужного типа диодного выпрямителя, это залог высокого КПД и минимальных размеров и массы конечного устройства.

диод | Определение, символ, типы и использование

Диод , электрический компонент, пропускающий ток только в одном направлении. На принципиальных схемах диод изображается треугольником с линией, проходящей через одну вершину.

Наиболее распространенный тип диода использует соединение p n . В этом типе диода один материал ( n ), в котором электроны являются носителями заряда, граничит со вторым материалом ( p ), в котором дырки (места, обедненные электронами, которые действуют как положительно заряженные частицы) действуют как носители заряда.На их границе образуется обедненная область, через которую диффундируют электроны, заполняя дырки на p -стороне. Это останавливает дальнейший поток электронов. Когда этот переход смещен в прямом направлении (т. е. к стороне p приложено положительное напряжение), электроны могут легко перемещаться по переходу, заполняя отверстия, и через диод протекает ток. Когда переход смещен в обратном направлении (т. е. к стороне p приложено отрицательное напряжение), обедненная область расширяется, и электроны не могут свободно проходить через нее.Ток остается очень малым до тех пор, пока не будет достигнуто определенное напряжение (напряжение пробоя), после чего ток резко возрастет.

Светоизлучающие диоды (СИД) представляют собой p n переходы, излучающие свет при протекании через них тока. Несколько диодов p n можно соединить последовательно, чтобы получился выпрямитель (электрический компонент, преобразующий переменный ток в постоянный). Стабилитроны имеют четко определенное напряжение пробоя, так что при этом напряжении ток течет в обратном направлении, и постоянное напряжение может поддерживаться, несмотря на колебания напряжения или тока.В варакторных (или варикапных) диодах изменение напряжения смещения вызывает изменение емкости диода; эти диоды имеют множество применений для передачи сигналов и используются в радио- и телеиндустрии. (Подробнее об этих и других типах диодов см. в разделе полупроводниковое устройство.)

Ранние диоды представляли собой вакуумные трубки, вакуумированные стеклянные или металлические электронные трубки, содержащие два электрода — отрицательно заряженный катод и положительно заряженный анод. Они использовались в качестве выпрямителей и детекторов в электронных схемах, таких как радио- и телевизионные приемники.Когда к аноду (или пластине) прикладывается положительное напряжение, электроны, испускаемые нагретым катодом, текут к пластине и возвращаются к катоду через внешний источник питания. Если к пластине приложено отрицательное напряжение, электроны не могут покинуть катод, и ток пластины не течет. Таким образом, диод позволяет электронам течь от катода к пластине, но не от пластины к катоду. Если к пластине приложено переменное напряжение, ток течет только в то время, когда пластина положительна.Переменное напряжение называют выпрямленным или преобразованным в постоянный ток.

Эта статья была недавно отредактирована и обновлена ​​Эриком Грегерсеном.

Различные типы диодов

Диод является основным полупроводниковым устройством. Тем не менее, у него есть бесконечное количество приложений. В полупроводниковой электронике p-n переход как базовый диод служит основой для всех других сложных полупроводниковых компонентов и их конструкции. Принципы проектирования, применимые к полупроводниковым диодам, такие же, как и к транзисторам и другим компонентам.

Интересно, что когда мы даем определение любому электронному компоненту, это определение обычно не основывается на его конструкции. Вместо этого любой электронный компонент определяется его уникальными электрическими характеристиками. Придерживаясь того же соглашения, мы можем определить диод как управляемый напряжением двухконтактный односторонний переключатель. Часто термин диод относится к полупроводниковому диоду. Полупроводниковый диод — не единственный диодный прибор. Существует множество различных типов диодов, и многие из них представляют собой полупроводниковые диоды, специально разработанные для того, чтобы иметь определенные физические или электрические свойства.Существуют также диоды, которые не являются простым p-n переходом и имеют другую конструкцию и конструкцию. В этой статье мы кратко рассмотрим различные диоды.

Малые сигнальные диоды

Диоды малой мощности

представляют собой полупроводниковые диоды общего назначения с малой допустимой нагрузкой по току. Эти диоды, как правило, изготавливаются из кремния или германия и предназначены для маломощных высокочастотных приложений. Малые сигнальные диоды меньше типичных выпрямительных диодов и обычно покрыты стеклом для защиты от загрязнения.Вот почему они также известны как Стеклянные пассивированные диоды . Катодный вывод диода обозначен красной или черной полосой с одной стороны. Поскольку эти диоды имеют минимальную пропускную способность по току, их номинальная мощность также очень мала. Небольшой сигнальный диод с номинальным током 150 мА может иметь номинальную мощность всего 500 мВт. Диоды с малым сигналом используются в высокочастотных или пульсирующих слаботочных приложениях, таких как радио, телевидение, цифровые логические схемы, схемы ограничителя и фиксатора, высокоскоростное переключение и параметрические усилители.Важными характеристиками, на которые следует обратить внимание в техническом описании слабосигнального диода, являются пиковое обратное напряжение, обратный ток, пиковый прямой ток, пиковое прямое напряжение и обратное время восстановления.

\

Большие сигнальные диоды/выпрямительные диоды

Большие сигнальные диоды отличаются от малых сигнальных диодов площадью p-n перехода. Большие сигнальные диоды имеют большую площадь p-n перехода. Это увеличивает пропускную способность по току, а также пиковое обратное напряжение.Они имеют очень низкое отношение прямого сопротивления к обратному сопротивлению, при этом прямое сопротивление обычно составляет несколько Ом, а обратное сопротивление составляет мегаомы. Именно поэтому эти диоды не подходят для высокочастотных цепей. Они имеют большой номинал PIV, малое прямое сопротивление и большую пропускную способность по току. Они обычно используются для выпрямления переменного напряжения в постоянное или для подавления высоких пиковых напряжений. На самом деле большие сигнальные диоды в основном являются выпрямительными диодами.

И маленькие, и большие сигнальные диоды имеют тот же символ, что и обычный диод.

Стабилитрон

Диоды Зенера

представляют собой полупроводниковые диоды, разработанные с сильным легированием для использования пробоя Зенера в их работе. Когда к нормальному диоду приложено обратное напряжение, превышающее его номинал PIV, он необратимо повреждается и размыкается. С другой стороны, из-за сильного легирования, когда на стабилитрон подается обратное напряжение, превышающее его «напряжение стабилитрона», он начинает проводить ток в обратном направлении без повреждений из-за пробоя стабилитрона и лавинного пробоя.Зенеровский диод имеет управляемый пробой в обратной области. Он проводит ток выше «напряжения Зенера». Он в основном используется в качестве выпрямителя напряжения в приложениях постоянного тока. Различные стабилитроны имеют напряжение Зенера в диапазоне от 2 до 200 В. Эти диоды также используются в качестве защитных диодов в некоторых полупроводниковых схемах.

Стабилитрон

имеет следующий символ.

Светодиод

Светоизлучающие диоды — это специальные диоды, излучающие видимый свет при прямом смещении.При обратном смещении, как и обычный диод, они находятся в состоянии непроводимости и не излучают никакого света. Это полупроводниковые диоды, состоящие из арсенида галлия и аналогичных полупроводниковых подложек с большой шириной запрещенной зоны между их зонами проводимости и валентной зоной. Из-за большой ширины запрещенной зоны, когда электроны и дырки объединяются вблизи p-n перехода, излучаемая энергия имеет форму видимого или инфракрасного света, а не тепла.

Существует множество различных видов светодиодов. Их обычно классифицируют по свету, который они пропускают.Например, ИК-светодиоды — это светоизлучающие диоды, излучающие свет в инфракрасном диапазоне. Светодиоды разных цветов имеют разные полупроводниковые подложки, номинальное напряжение включения и обратное напряжение. Светодиоды используются как в приложениях переменного, так и постоянного тока. Важно следить за максимальным прямым напряжением, номиналом PIV и максимальным прямым током светодиода, прежде чем использовать его в качестве приложения. Светодиоды довольно чувствительны и могут быть легко повреждены. Номинальные значения PIV светодиодов, как и сигнальных диодов, обычно измеряются десятками вольт, тогда как максимальное прямое напряжение составляет всего несколько вольт.

Светодиоды

имеют следующий символ.

Диод Шоттки

Диоды Шоттки

отличаются от типичных p-n-диодов. Диод Шоттки строится путем образования соединения между полупроводниковым материалом N-типа и металлом, таким как платина, хром или вольфрам. Благодаря переходу металл-полупроводник эти диоды обладают высокой пропускной способностью по току и малым временем переключения. Металлический переход также снижает напряжение включения и повышает энергоэффективность диода.Благодаря всем этим преимуществам диоды Шоттки используются для высокочастотного выпрямления и высокочастотного переключения.

Диод Шоттки имеет следующий символ.

Диод Шокли

Так же, как обычный диод имеет два слоя, диод Шокли имеет четыре слоя. Его также называют диодом PNPN. Это похоже на тиристор без клеммы затвора. Он идентифицируется как диод, так как имеет только две клеммы и два электрических состояния устройства — проводимость и непроводимость.Он может перейти в состояние проводимости только при приложении к нему прямого напряжения. PNPN-диод — это, по сути, один PNP- и один NPN-транзистор, соединенные вместе. Другой транзистор открывается, когда есть достаточное напряжение для смещения первого. Следовательно, диод PNPN требует достаточного прямого напряжения, чтобы перейти в состояние проводимости. Если прямое напряжение падает или подается обратное напряжение, Shockley переходит в состояние отсутствия проводимости. Говорят, что в состоянии проводимости диод Шокли включен, а в состоянии отсутствия проводимости — выключен.Двумя наиболее распространенными применениями диода Шокли являются триггерный переключатель для SCR и генератор релаксации или генератор пилы. Эти диоды используются в схемах усилителей звука.

Ниже приведен электрический символ Shockley Diode.

Туннельный диод

Туннельные диоды

— это сильно легированные полупроводниковые диоды — в 1000 раз больше, чем у большого сигнального диода. В этих диодах используется квантовое явление, называемое резонансным туннелированием. Эти диоды демонстрируют странное отрицательное сопротивление в своих прямых характеристиках.При прямом смещении ток увеличивается с напряжением и достигает пика. Это называется пиковым током, а напряжение в этой точке называется пиковым напряжением. Затем, с увеличением напряжения, ток уменьшается и падает до нижней точки, называемой током впадины. Напряжение в этой точке называется напряжением долины. При увеличении приложенного напряжения за пределы напряжения долины ток растет экспоненциально без дальнейшего падения. Эти диоды имеют очень быстрое время переключения порядка наносекунд.Их переходная характеристика ограничена только емкостью перехода и емкостью паразитного провода. Туннельные диоды используются в качестве быстродействующих переключателей в генераторах и усилителях СВЧ. Эти диоды можно настраивать как электрически, так и механически.

Ниже приведен электрический символ туннельного диода.

Варакторный диод

Варакторные диоды

работают как переменный конденсатор, поэтому эти диоды также называют варикапными диодами.Они включены через обратное смещение в цепь постоянного напряжения. Их особенность в том, что их обедненный слой можно увеличивать или уменьшать, изменяя приложенное обратное напряжение. Изменение обедненного слоя изменяет емкость диода. Емкость варакторного диода можно варьировать до очень больших значений. Эти диоды используются в генераторах, управляемых напряжением, конденсаторах, управляемых напряжением, умножителях частоты, параметрических усилителях, контурах фазовой автоподстройки частоты и FM-передатчиках.

Варакторный диод имеет следующий электрический символ.
Лазерный диод

Лазерные диоды являются разновидностью светоизлучающих диодов. Аббревиатура «лазер» означает усиление света за счет стимулированного излучения. P-N переход лазерного диода имеет полированные концы. При прямом смещении переход излучает фотоны, а затем испускаемые фотоны отражаются туда и обратно между полированными концами диода. В результате образуется больше электронно-дырочных пар.Их рекомбинация производит больше фотонов в фазе с предыдущим фотоном. Это приводит к генерации узконаправленного луча из полупроводниковой области диода, монохроматического и монофазного. Излучаемый лазерный луч может находиться в видимом или инфракрасном диапазоне. Эти диоды также известны как инжекционные, полупроводниковые и диодные лазеры. Лазерные диоды используются в оптоволоконной связи, лазерных принтерах, считывателях оптических дисков, системах обнаружения вторжений, приложениях дистанционного управления и считывателях штрих-кодов.

Лазерный диод имеет следующий электрический символ.
Ступенчатый восстанавливающий диод / Моментальный диод

Ступенчатые восстанавливающие диоды или мгновенные диоды предназначены для высокочастотной работы. Их также называют отщелкивающими диодами и диодами с накоплением заряда. Эти диоды используются в схемах умножителей и формирователей импульсов более высокого порядка. Когда на них подается синусоидальный сигнал, они накапливают заряд в положительном импульсе и используют этот заряд в отрицательном импульсе.Время нарастания импульса тока остается таким же, как и время привязки. Вот почему они называются диодами с ступенчатым восстановлением. Частота среза этих диодов находится в диапазоне от 200 до 300 ГГц. Чем выше частота сигнала, тем лучше их эффективность.

Ниже приведен электрический символ ступенчатого восстанавливающего диода.
Диод Ганна

Диоды Ганна

изготавливаются только из полупроводникового материала n-типа. Два материала n-типа соединяются, образуя обедненную область между ними.Область обеднения материалов n-типа очень мала. При подаче прямого напряжения ток увеличивается и достигает пикового уровня. Затем, по мере дальнейшего увеличения прямого напряжения, ток начинает экспоненциально уменьшаться. Это называется отрицательным дифференциальным сопротивлением. Диоды Ганна также называют устройствами с переносом электронов. В состоянии проводимости они производят микроволновые радиочастотные сигналы. Диоды Ганна используются в усилителях СВЧ.

Ниже приведен электрический символ Gunn Diode.
PIN-диод

PIN-диоды

имеют слой собственного материала между материалом p-типа и n-типа. При прямом смещении электроны и дырки инжектируются в собственный слой из материала n-типа и p-типа соответственно. Наличие собственного слоя увеличивает обедненный слой и создает электрическое поле между материалом р-типа и n-типа. Ток течет через диод из-за этого электрического поля. Увеличенный обедненный слой уменьшает емкость диода и увеличивает скорость отклика.Это также увеличивает светочувствительную область диода. PIN-диоды используются в высокоскоростных устройствах с высокой чувствительностью, таких как фотодетекторы, радиочастотные переключатели и аттенюаторы.

PIN-диод имеет следующий электрический символ.
Фотодиод

Фотодиоды представляют собой полупроводниковые диоды, предназначенные для выработки электрического тока в ответ на облучение видимым, инфракрасным и ультрафиолетовым светом. Диод состоит из тонкого материала p-типа и сильно легированного материала n-типа.Между ними находится узкая обедненная область, которая подвергается воздействию света через материал р-типа. Из-за конструкции диода воздействие света вызывает образование большого количества электронно-дырочных пар в обедненной области. Электроны и дырки рассеиваются в материалах p-типа и n-типа из-за встроенного электрического поля, создающего электрический ток от анода (материал p-типа, подвергающийся воздействию света) к катоду (металлический контакт).

Фотодиод имеет следующий электрический символ.
Солнечная батарея

Солнечные элементы

— это просто фотодиоды, оптимизированные для подачи питания на нагрузку. Они работают в фотоэлектрическом режиме. Напряжение на сопротивлении нагрузки вызывает прямое смещение солнечного элемента. Существует множество различных типов солнечных батарей, основанных на конструкционном материале и дизайне. Кремниевые солнечные батареи являются наиболее популярными. Другие материалы, используемые для создания солнечных элементов, включают поликристаллический кремний, теллурид кадмия и диселенид кадмия, индия, галлия.

Солнечный элемент, также известный как фотогальванический элемент, имеет следующий электрический символ.
Диод IMPATT

Диод

Impact Avalanche Transtime Diode называется IMPATT Diode. Эти диоды используются для генерации мощных радиочастот в диапазоне от 3 до 100 ГГц. Эти диоды включены в цепи обратного смещения в цепи генератора. Из-за лавинного эффекта они производят большой ток сверх пикового обратного напряжения. В схеме генератора ток через диод IMPATT отстает от напряжения.Благодаря эффекту отрицательного сопротивления и резонансному контуру из диода вырабатываются мощные радиоволны.

Диод

IMPATT имеет тот же электрический символ, что и обычный диод.

Диод постоянного тока

Диоды постоянного тока также известны как токоограничивающие диоды и токорегулирующие диоды. Они используются в качестве регуляторов тока. Они имеют конструкцию, аналогичную JFET, но представляют собой двухполюсное устройство. Диод постоянного тока имеет прямую характеристику, в которой сначала ток растет экспоненциально, как у обычного диода.Затем, за пределами точки регулирования тока, ток насыщается. Диод достигает насыщения по току, сбрасывая на него больше напряжения. Диоды постоянного тока используются в зарядке аккумуляторов, цепях питания и схемах лазерных диодов.

Диод постоянного тока имеет следующий электрический символ.
Силовой диод

Силовые диоды — это большие сигнальные диоды. Они специально используются для выпрямления напряжения. Наиболее важным параметром силовых диодов является их рейтинг PIV.Номинальное значение PIV силовых диодов обычно находится в диапазоне от 50 до 1000 В. Максимальный прямой ток и отношение прямого сопротивления к обратному сопротивлению — два других важных фактора, которые необходимо проверить в техническом описании силового диода.

Силовой диод имеет тот же символ, что и обычный диод.
Диод точечного контакта

Диоды с точечным контактом используются для обнаружения высокочастотных сигналов. Они производятся путем создания PN-перехода между золотой или вольфрамовой проволокой и германиевым материалом n-типа.Золотой провод позволяет пропускать большой ток через соединение. Прямые характеристики этого диода аналогичны характеристикам обычного диода; однако при обратном смещении диод действует как изолятор. Это заставляет диод работать как конденсатор в условиях обратного смещения и блокировать постоянный ток при прохождении высокочастотного сигнала переменного тока. Корпус диода заключен в стеклянную колбу.

Диод с точечным контактом имеет тот же символ, что и обычный диод.

Выпрямитель с кремниевым управлением

Кремниевый управляемый выпрямитель (SCR) аналогичен диоду Шокли с дополнительной клеммой затвора.Прямая и обратная характеристики SCR аналогичны диоду, за исключением того, что он переходит в состояние проводимости в прямой области, когда затвор срабатывает. Они в основном используются в приложениях управления мощностью.

Выпрямитель с кремниевым управлением

имеет следующий электрический символ.
Кристаллический диод

Кристаллические диоды

аналогичны диодам с точечным контактом. Они также известны как кошачий ус. Они созданы путем прижатия металлической проволоки к полупроводниковому кристаллу.Их использование ограничено микроволновыми детекторами и приемниками.

Кристаллический диод имеет тот же электрический символ, что и обычный диод.

Диод для подавления переходных напряжений

Диоды подавления переходного напряжения

аналогичны диодам Зенера. Они используются для фиксации переходных напряжений и предназначены для обеспечения низкого импеданса в ответ на переходное напряжение путем непосредственного входа в область лавинного пробоя. Время отклика диода в пикосекундах.Эти диоды рассчитаны на минимальное напряжение фиксации. Диоды подавления напряжения используются в различных приложениях, в основном связанных с обработкой сигналов или передачей данных.

Диоды подавления напряжения

имеют следующий электрический символ.
Супербарьерный диод

В качестве выпрямительных диодов используются супербарьерные диоды

. Они рассчитаны на низкое прямое напряжение, как у диода Шоттки, и низкий обратный ток утечки, как у обычного диода. Эти диоды имеют быстрое время переключения и могут работать с высокой мощностью с минимальными потерями.

Супербарьерный диод имеет то же электрическое обозначение, что и диод Шоттки.

Лавинный диод

Лавинные диоды

работают по принципу лавинного пробоя. Они рассчитаны на точное обратное напряжение пробоя. Эти диоды используются в радио- и микроволновых устройствах.

Лавинный диод имеет следующий электрический символ.
Диод Пельтье

Диоды Пельтье

имеют переход из двух материалов.В этих диодах поток тепла идет в одном направлении вдоль направления тока. Эти диоды используются в качестве датчиков и тепловых двигателей в системах отопления и охлаждения.

Диоды, легированные золотом

В этих диодах в качестве легирующей примеси используется золото. Эти диоды быстрее, чем сигнальные диоды, а также имеют низкий обратный ток утечки.

Вакуумные диоды

Это простейшая электровакуумная лампа с двумя электродами – катодом и анодом.Катод испускает электроны, а анод их собирает. Эти диоды имеют высокое номинальное обратное напряжение. Они используются в аудиофилах, усилителях, полевой электронной эмиссии, флуоресцентных дисплеях и выпрямителях.

Вакуумный диод имеет следующий электрический символ.


Рубрики: Светодиодное освещение, Технические статьи
С тегами: Лавинный диод, Диод постоянного тока, Кристаллический диод, Типы диодов, Диод, легированный золотом, Диод Ганна, Диод IMPATT, Диод большого сигнала, Лазерный диод, Светоизлучающий диод, Диод Пельтье, фотодиод, PIN-диод, диод с точечным контактом, силовой диод, выпрямительный диод, диод Шоттки, диод Шокли, кремниевый управляемый выпрямитель, слабосигнальный диод, импульсный диод, солнечная батарея, ступенчатый диод восстановления, супербарьерный диод, диод подавления переходного напряжения, туннельный диод , Вакуумный диод, Варакторный диод, Стабилитрон
 

ELEFU D и T

Диод D и транзистор T

последнее обновление: 30 января 2022 г.

Быстрые ссылки

Введение

Песня из этой главы: Aerosmith > Aerosmith > улица с односторонним движением

После открытия выпрямляющих свойств и эффекта Эдисона, а также разработки диодов (ламповых и полупроводниковых) и триодов (ламповых) стало возможным получать постоянное напряжение и ток от источника переменного тока, а также создавайте детекторы и усилители радиоприемников, подобные кристаллическому детектору, который использовался в радиоприемниках начала 20 века.

В середине 20 века полупроводниковые диоды и транзисторы на основе германия и кремния заменили электронные лампы, потребляя меньше энергии и объема. Теперь можно было производить портативные электронные устройства. Сегодня большинство диодов и транзисторов основаны на кремнии, но также используются германий и арсенид галлия.

Начиная с 1970-х годов все больше и больше транзисторов соединялось на одном кристалле (интегральные схемы ИС или микросхема). С этого начался подсчет транзисторов в микросхемах.

Диод

(вики)

Песня из этой главы: Aerosmith > Aerosmith > улица с односторонним движением

Диоды являются нелинейными компонентами и всегда поляризованы!

Они пропускают ток только в одном направлении! Для этого они должны быть смещены в прямом направлении, что означает наличие положительного потенциала на одной клемме, называемой анодом, и отрицательного потенциала на другой клемме, называемой катодом. Разность потенциалов должна быть больше приблизительно 0.7 В для кремниевых диодов (0,3 В для германиевых диодов и 0,2 В для диодов Шоттки).

Аналогия с водой

В аналогии с водой у нас есть односторонний клапан. Пружина показывает, что нам нужно определенное давление (напряжение), чтобы открыть дверь, если поток воды направлен вперед.

Символы и модели диодов

Символ диода, светоизлучающего диода (LED) и стабилитрона (Z-диода):

Символ со стрелкой четко указывает направление вперед.Катод показан линией. В цилиндрических корпусах у нас есть кольцо, показывающее катод, в диодах для поверхностного монтажа (SMD) это линия.

Стандартные светодиоды

часто имеют более длинную ножку, указывающую на контакт анода, или плоский край на внешнем корпусе светодиода, показывающий контакт катода. Простым способом также является использование функции диода на мультиметре для проверки полярности (см. далее).

Диод прямого и обратного смещения

При напряжении выше 0,7 В сопротивление кремниевого диода становится очень низким.Без ограничения тока диод в конечном итоге расплавится от выделяемого тепла. Поэтому мы должны включить в схему какой-то другой ограничительный компонент (например, резистор).

р-н переход
(вики)

Кремний в основном содержится в песке, и это восьмой самый распространенный элемент во Вселенной по массе. В чистом виде это твердое и хрупкое кристаллическое вещество. При -273 °C это изолятор. Но при 20 °C (+293 К) мы получаем полупроводник, потому что связи в кристалле разрываются, и мы получаем свободные электроны.

Добавляя примеси в чистый кремний, можно реализовать различные свойства. Легирование кремния, например, фосфором вводит дополнительные электроны. Мы получаем полупроводник n-типа с дополнительными электронами, которые могут блуждать по кристаллической структуре кремния. Легирование кремния, например, бором создает полупроводник p-типа с недостающими электронами (дырками) для завершения кристаллических связей.

Соединение кремния n-типа с кремнием p-типа создает p-n переход.Этот p-n переход действует как диод, или если размеры и легирование подходят как фотоэлемент.

Соединение между типами создает барьер для электронов и дырок (поскольку они рекомбинируют, мы получаем изолирующую зону), зону обеднения. В направлении прямого смещения положительное напряжение на аноде (p-тип) притягивает электроны к переходу, а отрицательное напряжение на катоде (n-тип) — к дыркам. Зона истощения становится меньше. Когда разница напряжений достаточно велика, зона обеднения исчезает.Ток может свободно течь через соединение.

Обратное смещение p-n перехода только расширяет зону истощения. Если разница напряжения обратного смещения слишком велика, переход будет нагреваться, и мы получим электрический пробой. Это может разрушить p-n-переход.

Пример схемы: вентили И и ИЛИ с диодами

В последние десятилетия электроника резко перешла от аналоговой к цифровой. Двумя элементарными цифровыми схемами являются вентиль ИЛИ и вентиль И .Мы будем использовать положительную логику, поэтому два цифровых состояния true и false будут представлены как HIGH ( 1 , +5V или +3.3V ) и 3 LOW 1 (03903 LOW , 0V ). Два входа для ворот дадут 2² = 4 возможности или случая (3 входа дадут 2³ = 8 случаев).

Логическое ИЛИ

Логика ИЛИ является ложной только в том случае, если ни одно из условий не выполнено. Если я выпью воду ИЛИ лимонад , я больше не буду испытывать жажду.Это не исключительное ИЛИ, потому что я также могу пить оба напитка, даже смешанные :). Это дает нам следующую таблицу истинности:

чемодан Б А З        кейс Б А З
1 ложь ложь ложь        1 0 0 0
2 ложь правда правда        2 0 1 1
3 правда ложь правда        3 1 0 1
4 правда правда правда        4 1 1 1
Логическое И

Логика И только верна , если выполняются оба условия.Если у меня будут деньги И у моей девушки будет время мы пойдем в кино.

чемодан Б А З        кейс Б А З
1 ложь ложь ложь        1 0 0 0
2 ложь правда ложь        2 0 1 0
3 правда ложь ложь        3 1 0 0
4 правда правда правда        4 1 1 1
"Просто сделай это" D1:
  • Мы будем использовать диоды для создания затвора ИЛИ и затвора И .Результат будет визуализироваться светодиодом. Постройте первую цепь и задокументируйте все 4 состояния , нарисовав 4 цепи с соответствующими измеренными потенциалами и токами . Подробно объясните, как работает схема.
  • Постройте вторую цепь и задокументируйте все 4 состояния , нарисовав 4 цепи с соответствующими измеренными потенциалами и токами . Подробно объясните, как работает схема.

Характеристики диода

Помните последнее упражнение во второй главе (закон Ома)? Мы измерили I-U-диаграмму трех разных резисторов и нашего диода 1N4148.

Резистор имеет линейную характеристику! На диаграмме I=f(U) видно, что при удвоении напряжения соответствующий ток удваивается. Это верно для обоих направлений, так как резистор не поляризован. Вот прямая от резистора (1 кОм) на полной схеме.Фактически мы объединяем две диаграммы, одну с прямым смещением и одну с обратным смещением.

Посмотрим на схему диода 1N4148. 1N4148 представляет собой стандартный кремниевый быстродействующий диод с малым сигналом. Он очень часто используется в схемах из-за возможности переключения до 100 МГц. Из-за его популярности существует более одного производителя, а также немного разные спецификации.

Обе диаграммы нелинейны. Следите за осью, они не одинаковы!! Диод используется в прямом направлении.С обратным смещением сломается (разрушится) при 75 - 100 В.

Между двумя коленами кривой (U F и U BR ) ток практически равен нулю. Если напряжение становится выше, чем U F  = 0,7 В, диод становится проводящим, и ток очень скоро достигает своего максимума (около 200 мА). Вот почему нам нужен еще один компонент в серии (резистор), чтобы ограничить ток и предотвратить разрушение диода.

Другое колено кривой показывает, что при начальном напряжении диод выходит из строя (также разрушается, за исключением диодов Зенера (см. далее)).Это происходит при U BR  = 75 В-100 В.

"Просто сделай это" D2:
  • Посмотрите абсолютные максимальные номиналы в техпаспорте диода 1N4148 и сравните с нашей диаграммой. Также посмотрите на схемы в техпаспорте. Каковы ваши выводы?
    Совет: существует более одного производителя, а также разные спецификации. Поиск наилучшего техпаспорта подходит.
  • Как температура влияет на характеристики диода?
  • Прямое напряжение кремниевого диода находится между 0.5 В и 1 В. Приблизительно можно измерить мультиметром. Измерить сопротивление диода 1N4148 в прямом и обратном смещении (диапазон выбрать вручную!) и мультиметром измерить прямое напряжение.

Поскольку наша характеристическая кривая нелинейна, трудно рассчитать токи и напряжения в цепи. Также реальная кривая может отличаться от кривой в нашем техпаспорте. Простая возможность состоит в том, чтобы измерить кривую, нарисовать диаграмму и считать рабочую точку схемы с этой диаграммы.

Вот пример для диода 1N4148 последовательно с резистором. Кривая резистора зеркально отражается, чтобы получить рабочую точку схемы. Точка 1, чтобы нарисовать прямую резистора, находится на токовых осях и рассчитывается с полным напряжением цепи и сопротивлением резистора IP1 = U/R. Точка 2 – общее напряжение на оси напряжения. Пересечение двух кривых (рабочая точка дает результаты (U D , U R и I).

"Просто сделай это" D3:
  • Давно мы не смотрели на наш вездеход.К плате мы припаяли диод 1N4004 или 1N4007. В чем разница между этими двумя диодами?
  • Используйте источник питания и измерьте достаточное количество точек, чтобы построить диодную кривую (I = f(U)) в прямом направлении (макс. 1 А!). Нарисуйте измерительную цепь от руки. Нарисуйте схему диода.
  • Электродвигатели получают питание 6 В напрямую от аккумуляторов. Нашей плате нужно всего 5 В. Измерьте напряжение до и после диода (переключатель замкнут). Рассчитайте сопротивление всей печатной платы, если она потребляет 180 мА.Теперь получите рабочую точку нашей схемы графическим методом сверху.
Выпрямитель
(вики)

Диоды применяются для получения с помощью конденсаторов постоянного напряжения от источника переменного тока.

"Просто сделай это" D4:
  • Проверьте следующую цепь. Схема называется однополупериодным выпрямителем. Проходит либо положительная, либо отрицательная половина волны переменного тока, а другая половина блокируется. Задокументируйте выходное напряжение и напряжение на диоде (математическая функция!).

  • Как выглядит ток? Рассчитать пиковый ток.

  • Получаем пульсирующий постоянный ток. С помощью большого конденсатора мы можем отфильтровать частоту переменного тока на выходе и сгладить напряжение. Добавьте конденсатор 4700 мкФ (16 В) параллельно выходу. Задокументируйте выходное напряжение с помощью осциллографа.

"Просто сделай это" D5:
  • Лучшей схемой является двухполупериодный выпрямитель. Задокументируйте выходное напряжение с помощью осциллографа (используйте математическую функцию!).Опишите выходной сигнал. Что можно сказать о частоте выходного сигнала?
  • Объясните схему.
  • Получаем также пульсирующий постоянный ток. Добавьте конденсатор емкостью 4700 мкФ параллельно выходу. Задокументируйте напряжение с помощью осциллографа. Прокомментируйте результат.
  • Найдите формулу U RMS  = f(U пик ) .

Расположение четырех диодов называется диодным мостом или мостом Гретца и часто используется в одном компоненте с четырьмя выводами.

Типы диодов.

Сигнальные диоды

Предназначен для использования при низком напряжении и слабом токе. См. наш сигнальный диод 1N4148. У них часто есть небольшой стеклянный корпус.

Силовые диоды

Они могут работать с более высокими токами и используются, например, для выпрямления в источниках питания. Силовые диоды больше по размеру и обычно имеют тяжелый пластиковый или металлический корпус.

Стабилитроны
(вики) Стабилитроны

имеют достаточно точное напряжение пробоя.Стабилитроны доступны с большим количеством различных напряжений пробоя. Вы можете использовать диод Зенера с обратным смещением последовательно с токоограничивающим резистором (действующим как источник постоянного тока) для регулирования напряжения до напряжения Зенера (пробойного).

Светодиоды Светодиоды
(wiki) Светодиоды

, пожалуй, самые известные диоды. Светодиоды излучают свет (видимый или иной) при прямом смещении. Полупроводниковый материал и точные примеси, используемые для создания p-n-перехода, определяют длину волны света (цвет).Это также определяет прямое напряжение. Оно может варьироваться от 1,6 В (красный) до 4 В (белый). Напряжение пробоя светодиодов не очень велико, поэтому будьте осторожны при использовании светодиодов в цепях переменного тока. Яркость светодиодов можно легко изменить с помощью ШИМ. Мощные светодиоды (для освещения) лучше всего управлять схемой источника тока, чтобы обеспечить правильную регулировку тока (см. Схема светодиодов).

Фотодиоды
(вики)

Фотодиоды станут проводящими, когда достаточное количество фотонов (света) достигнет p-n-перехода.То материалы, используемые для создания p-n-перехода, будут определять, в каком диапазоне спектра диод чувствителен к.

Другими интересными диодами являются, среди прочего, лазерные диоды, диоды Шоттки, диоды с переменной емкостью, называемые варикап и диоды Ганна.

Приложения

Электричество, доступное в нашей сетевой розетке, переменного тока 230 В/50 Гц (U RMS ). Большинству электронных устройств требуется постоянное напряжение от 3,3 В до 24 В. Силовые выпрямительные диоды в сочетании с трансформаторами, конденсаторами и цепями регулирования позволяют питать электронные схемы от сетевых розеток.

При отключении питания индукторы (электромагниты, соленоиды, двигатели) индуцируют обратный ток, который может генерировать очень высокое напряжение. Диод используется для отвода этого тока и уменьшения этого напряжения, поэтому схема управления (обычно транзистор) не будет разрушена. Это называется «защитой от обратной ЭДС», а используемые диоды — «обратноходовыми диодами».

Диоды защищают цепи от подключения питания с неправильной полярностью (например, батарей). Эта защита от обратной полярности может быть реализована с помощью одного единственного диода, подключенного последовательно к цепи.

Если вы хотите убедиться, что сигнал никогда не превышает определенного напряжения, в качестве напряжения можно использовать диоды. хомут (или фиксатор).

"Просто сделай это" D6:
  • Чтобы повторить и закрепить эту главу, прочитайте статью о диоде в журнале HackSpace Magazine (бесплатная загрузка в формате pdf), номер 12 (стр. 72-77).

Транзистор

(вики)

Песня из этой главы: Darren Korb > Transistor (оригинальный саундтрек к игре)

В 1947 году трое исследователей из Bell Labs изобрели «транзистор» (от «транссопротивление»).До этого для усиления и коммутации сигналов использовались хрупкие, большие и энергоемкие электронные лампы. Без транзистора революция в электронике и, точнее, в цифровой электронике, которая произошла, была бы невозможна.

Транзисторы имеют три вывода. Одна клемма используется для управления небольшим током или напряжением большого тока, протекающего между двумя другими клеммами. Это делает устройство способным к усилению или переключению.

В этом курсе мы будем рассматривать транзистор только как переключатель.

Символы и модели транзисторов

Существует два типа транзисторов: биполярные транзисторы ( BJT ) и полевые транзисторы ( FET ). Полевые транзисторы можно разделить на две группы: полевой транзистор с переходом ( JFET ) и полевой транзистор металл-оксид-полупроводник ( MOSFET ).

Некоторые символы разных транзисторов:

Биполярный переходной транзистор (BJT) NPN, BJT PNP и переходной полевой транзистор (JFET), тип обеднения N-канальный

Металл-оксид-полупроводниковый полевой транзистор (МОП-транзистор) с улучшенным N-каналом, 4 контакта, полевой МОП-транзистор с истощением, P-канал без подложки и полевой МОП-транзистор с N-каналом, с внутренним соединением, с затвором

Транзисторы с биполярным переходом (BJT)
(вики)

Биполярный транзистор (BJT) использует электроны и электронные дырки в качестве носителей заряда (униполярный транзистор (напр.г. FET) используют только один тип носителей заряда).

Как видно выше, соединение кремния n-типа с кремнием p-типа создает p-n переход. Этот p-n переход работает как диод. BJT используют два перехода между двумя типами полупроводников, n-типа и p-типа, которые представляют собой области в монокристалле материала.

Они существуют как типы NPN и PNP . например. Область p-легирования в середине транзистора NPN очень тонкая, чтобы заставить транзистор работать. Таким образом, невозможно построить транзистор с двумя диодами.

Три терминала называются Base , Collector и Emitter . Базовый ток управляет основным током от коллектора к эмиттеру (соответственно от эмиттера к коллектору).

Аналог воды

Аналогия с водой может помочь понять, как работает BJT:


кредитов Штефану Рипелю; лицензия: CC BY-SA 2.0 DE
Полевой транзистор (FET)
(вики)

Полевой транзистор ( FET ) использует электрическое поле для управления потоком тока.

Клеммы для FET называются: Gate , Source и Drain . Напряжение затвора управляет током. В определенных пределах мы можем рассматривать полевой транзистор как резистор, управляемый напряжением.

Полевые транзисторы имеют очень высокое входное сопротивление на низких частотах. Наиболее широко используемым полевым транзистором является полевой транзистор металл-оксид-полупроводник ( MOSFET или IGFET).

Транзистор в качестве переключателя

В схемах микроконтроллеров нам часто приходится переключать большие нагрузки, чем может выдержать контроллер.Классические чипы Arduino (ATmega328 или ATmega32u4) могут выдавать до 40 мА на контакт, ESP32 — только 12 мА. Кроме того, напряжение, необходимое для реле, двигателей, ламп и т. д., не всегда равно 3,3 В или 5 В.

С помощью транзисторов эту проблему можно легко решить.

НПН БДЖТ

Начнем с NPN BJT. Важно выбрать правильные напряжения и токи для транзистора, поэтому мы всегда должны изучать техпаспорт.

Сама схема довольно проста:

"Просто сделай это" T1:
  • Имеем транзистор BC546B.Сравните основные напряжения и токи с BC547C. Обратите внимание на различия. Цепь надо менять?
  • Соберите схему и протестируйте ее с помощью классической программы Arduino «Blink» (Файлы > Примеры > 01. Основы ). Рассчитайте ток коллектора I C при прямом напряжении светодиода 1,7 В (U CE из таблицы данных). Измерить ток I C , напряжение на R 2 U R2 , на светодиоде U D и на транзисторе U 9.06691 СЕ
N-канальный МОП-транзистор

Теперь то же самое делаем с N-Channel MOSFET:

"Просто сделай это" T2:
  • Соберите схему и протестируйте ее с помощью классической программы Arduino «Blink» (Файлы > Примеры > 01. Основы). Теоретически резисторы R 1 и R 3 не нужны. Объясните их функции.
  • Вместо одного светодиода мы хотим использовать последовательно 5 одинаковых светодиодов. Рассчитать последовательный резистор. Соберите и протестируйте схему.Измерить ток I D , напряжение на R 2 , на светодиодах и на транзисторе U DS .
"Просто сделай это" T3:
  • В нашем наборе Arduino есть релейная коммутационная плата. Реконструируйте плату и нарисуйте схему.
  • Объясните функцию диода, параллельного катушке.
H-мост
(вики)

Если нам нужно изменить направление тока через устройство, мы можем использовать 4 транзистора, образующих Н-мост (так называемый из-за формы).

Вот пример использования Н-моста для изменения направления вращения двигателя:


кредитов ДЖИМБЛОМУ; лицензия: CC BY-SA 4.0
"Просто сделай это" T4:
  • В нашем марсоходе используется микросхема с двумя встроенными H-мостами и встроенными обратноходовыми диодами. Напишите программу для Arduino, которая будет управлять двигателями в течение 5 секунд в каждом направлении на полной скорости.
  • Далее мы используем ШИМ для изменения скорости. Проанализируйте программу Arduino из главы о вездеходе и разделите ее на строго необходимые (без точки доступа), чтобы двигатели работали с 3 разными скоростями в двух направлениях.
заряжается через R4, а время RC константа этих двух определяет скорость. Когда C1 заряжается, напряжение на нем увеличивается. Так как положительная пластина закреплена (насыщенным Q1) при 9 В напряжение на его отрицательной пластине равно падение относительно этого 9 В. Е со временем оно достигает 8,4 В. Это означает, что напряжение на базе Q2 на 0,6 меньше его эмиттер. Поскольку это PNP-транзистор, это приводит к тому, что насытить и включить. Т шляпа также заставляет LED2 загораться, устанавливая напряжение на положительной пластине С2 до 9 В.С так как любой заряд в С2 давно слит прочь через R3, напряжение на нем равно 0 В, и поэтому база Q1 теперь на 9 В, как и его эмиттер, и это выключит его. 6.7.8. Сейчас мы находимся в том же состоянии, что и начали, но с другой стороны цепи. C2 теперь заряжается через R3, пока не будет 0,6 В. через него, а его отрицательная пластина находится под напряжением 8,4 В. Затем Q1 включается, Q2 выключается, и цикл продолжается. Проще говоря: когда включается Q1, включается Q2. выключается и начинает зарядку конденсатора.В конце концов заряд конденсатора достаточен для включения транзистора Q2. Это поворачивает Q1 выключен и так далее. Приблизительные сигналы для напряжения на конденсаторах и на базах транзисторов показано на рисунке 2. ТИК ТАК Наша следующая схема — метроном: он регулярно тикает. R2 устанавливает частоту тиков, а R1 устанавливает максимальная частота; то есть сопротивление между База Q1 и +9 В не могут быть меньше 10 кОм резистора R1. R2 позволяет общему сопротивлению между основанием Q1 и +9 В варьируется от 10 кОм до 60 кОм. Который контролирует время, необходимое для зарядки C1, и, следовательно, частота осциллятора.Схема показана на рисунке 3. Начнем с полностью разряженного C1. Это означает, что на нем 0 В. У спикера есть сопротивление 8 Ом, что почти ничего по сравнению с 10–60 кОм R1 + R2. Это означает что напряжение на базе Q1 практически равно 0 В. C1 заряжается через R1+R2 (и динамик), и когда напряжение на нем достигает ~0,6 В, транзисторы Q1 переход база-эмиттер смещен в прямом направлении и на. Это соединяет базу Q2 с землей через Q1. Это делает базу Q2 намного ниже 8.нужно 4 В для прямого смещения его перехода база-эмиттер. Как результат, Q2 включается. Это делает две вещи. Во-первых, он подает ~9 В через динамик, заставляя его дергаться. Он также соединяет отрицательную пластину C1 к тому же напряжению. Тот быстро истощает накопленные на нем электроны. То, в очередь, означает, что напряжение на C1 становится равным 0 В, взяв с собой основание Q1. Это выключает Q1, который затем выключает Q2, отключая динамик и C1 от +9 В. Динамик щелкает, и C1 начинает зарядка снова.На рис. 4 показан примерный сигналы на эмиттерах C1 и Q2. ТРЕВОГА! На рис. 5 показана схема цепи сирены. То ядро схемы похоже на метроном. То конденсатор (C2) намного меньше, поэтому он работает быстрее, и вместо того, чтобы тикать время от времени, он издает звук Это работает аналогично метроному. Два транзистора работают как генератор, используя обратная связь через C2. Это намного меньше, чем C1 в метрономе, поэтому частота будет выше: звуки, а не щелчки.Тем не менее, теория является такой же. Также влияет частота генератора. зарядом C1 (и, следовательно, напряжением на Это). Помните, что частота определяется как быстро заряд/напряжение С2 приносит базу напряжение Q1 до 0,6 В, чтобы включить его. Любое напряжение ниже это будет держать Q1 выключенным. Напряжение на C1 влияет на базовое напряжение Q1 в дополнение к напряжению на C2. ” генератор На частоту также влияет от напряжение заряда на C1 через (andit) таким образом ” Когда S1 замкнут, C1 заряжается через R2, и напряжение на нем постепенно увеличивается.Когда S1 открыт, C1 разряжается через R1 и Q1. Когда напряжение на C1 выше, требуется меньше времени для зарядки C2 к базе Q1 с прямым смещением эмиттерный переход (включение). Это приводит к более высокому частота генератора. Когда напряжение на С1 ниже, это занимает больше времени, и поэтому частота ниже. Поочередно нажимая и отпуская S1, частоту можно повышать и понижать. То Результатом является эффект трели сирены. УРАВНОВЕШИВАНИЕ Мы рассмотрели три различных схемы генератора.Все они имеют общие черты: 1.2. Зарядка конденсатора (хоть и резистора), и напряжение на нем, управляющее смещением транзистор Обратная связь, вызывающая включение транзистор для разряда конденсатора, который поворачивает транзистор выключен Сочетание резистора и конденсатора определяет как быстро заряжается конденсатор (это было обсуждалось в HackSpace #10). Это показано в действие в цепи метронома с помощью потенциометр для изменения сопротивления и, следовательно, постоянная времени RC-цепи, т.е.е. как быстро конденсатор заряжается. Путем изменения ставки заряда конденсатор, контролирующий базовое напряжение, мы можем изменить частоту генератора. Замена резистора — один из способов изменить синхронизация (и, следовательно, частота) схемы. изменение конденсатор другой. Замените конденсатор(ы) в предыдущие схемы и наблюдать влияние на операция. Светодиодная мигалка особенно интересна поиграть с. С обоими времязадающими резисторами и конденсаторы одинаковой емкости, светодиоды горят/выключаются одинаково.Если значения различаются между двумя сторонами, относительное количество времени, в течение которого светодиоды включены/выключены, будет различаются также. КОНТРОЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ Другой способ управления частотой Генератор показан в цепи сирены. В этом случае, напряжение, от которого питается смещающий конденсатор зарядка контролируется. Вот это напряжение другой конденсатор, который заряжается и разряжается с помощью переключателя. Мы можем использовать эту идею, чтобы сделать осциллятор, который регулируемый. См. рисунок 6 для схемы. Это работает идентично двум предыдущим схемам, за исключением того, что частота регулируется потенциометром работает как делитель напряжения.Он служит для контроля напряжение, от которого заряжается конденсатор, и таким образом сроки. Это называется управляемым напряжением. генератор, или VCO, и является строительным блоком аналогового синтезаторы. Вы можете легко использовать это в сочетании с синтезатором, который мы смотрим на обложке, это месяц, хотя мы оставим реализацию этого как упражнение для читателя. Осцилляторы являются основным типом схемы. Их можно найти во многих типах оборудования, от простой светодиодной мигалки до тактовых генераторов компьютеров.Мы рассмотрели несколько простых транзисторные генераторы, демонстрирующие основные идеи. Транзистор как Schalter в D293 Bistabile Kippstufe -> FlipFlop! Diodenkennlinie mit Transistor Aufnehmen. -->
"Просто сделай это" T5:
  • Чтобы повторить и закрепить эту главу, прочитайте статью о диоде в журнале HackSpace Magazine (бесплатная загрузка в формате pdf) № 13 (стр. 62-67) и 14 (стр. 78-81).
Интересные ссылки:

Обязательное практическое задание - исследование графиков ток-напряжение - Электрические цепи - Edexcel - GCSE Combined Science Revision - Edexcel

Существуют различные способы исследования взаимосвязи между током и разностью потенциалов.В этой необходимой практической деятельности важно:

  • измерять и наблюдать ток и разность потенциалов
  • использовать соответствующие приборы и методы для измерения тока и разности потенциалов для резистора, лампы и диода

Цель эксперимента

Исследовать зависимость между током и разностью потенциалов для резистора, лампочки и диода.

Метод:

  1. Подключите цепь, как показано на первой схеме.
  2. Отрегулируйте переменный резистор так, чтобы в начале разность потенциалов была очень низкой или нулевой.
  3. Запишите показания вольтметра и амперметра.
  4. Используйте переменный резистор для увеличения разности потенциалов.
  5. Запишите новые показания вольтметра и амперметра.
  6. Повторите шаги с третьего по четвертый, каждый раз слегка увеличивая разность потенциалов.
  7. Поменяйте местами подключение источника питания и повторите шаги со второго по шестой.
  8. Повторите эксперимент, заменив постоянный резистор лампочкой.
  9. Постройте график зависимости тока от разности потенциалов для каждого компонента.

РЕЗУЛЬТАТЫ

9

Фиксированный резистор

для 10 омных фиксированных резисторов результаты могут выглядеть следующим образом:

0 91.20
Разница потенциалов (V) Текущий (A)
0.5 0,05
1.0 0.10
1.5 0.15
2.0
... ...

Анализ

Анализ

Для постоянного резистора разность потенциалов прямо пропорциональна току. Удвоение количества энергии в резисторе приводит к увеличению тока через резистор в два раза. Это соотношение называется законом Ома и верно, потому что сопротивление резистора фиксировано и не изменяется. Резистор - это омический проводник.

Лампа накаливания

Для лампы накаливания результаты могут выглядеть следующим образом:

60 60 9,05 8

Анализ

Оценка

в лампонии , ток не увеличивается так быстро, как разность потенциалов.Удвоение количества энергии не вызывает вдвое больший ток.

Чем больше энергии вкладывается в лампочку, тем труднее течь току - сопротивление лампочки увеличивается. По мере увеличения разности потенциалов увеличивается и температура тонкой проволоки внутри колбы, нити накала. Повышенные колебания ионов в нити из-за повышенной температуры затрудняют прохождение электронов.

Полупроводниковый диод

Если вышеуказанный эксперимент был проведен для диода, результаты будут выглядеть следующим образом:2

девяносто одна тысяча двести сорок три девяносто одна тысяча двести пятьдесят шесть 1.4 9

Анализ

Оценка

Оценка 30302

Полупроводниковый диод обеспечивает ток только в одном направлении.Если разность потенциалов устроена таким образом, чтобы попытаться протолкнуть ток в неправильном направлении (также называемое обратным смещением), ток не будет течь, поскольку сопротивление диода остается очень большим. Ток будет течь, только если диод смещен в прямом направлении. При прямом смещении сопротивление диода очень велико при низких разностях потенциалов, но при более высоких разностях потенциалов сопротивление быстро падает и начинает течь ток.

Опасности и контрольные меры

Разность потенциалов (В) Ток (А)
0,10
1,0 0,20
1,5 0,35
2,0 0,50
2,5 0,65
3,0 0,78
3,5 0.90
4.0 1.00
4.5 1.08 1.08
5.0 1.15
5.5 1.20
6,0 1,25
6,5 1,31
7,0 1,36
7,5 1,38
8,0 1,41
8,5 1,44
9.0
9.0 1,46
9.5

9.5 9.5 911 9119
9119 9119 1,50419 9119
... ...
0
0,4 0
0,6 0
0,8 0
1,0 0
1,2 0
1
1.6 3 3
1.8 8
2,0 ​​
20
Reazard Следствия Меры контроля
Отопление проволоки сопротивления и лампочки ожоги на кожу не касаются провода сопротивления или лампы цепь подключена и дайте время остыть

Прочие компоненты

Вышеприведенный эксперимент можно также использовать для исследования изменения сопротивления термистора при изменении температуры и изменения сопротивления фоторезистора при изменении температуры. уровень освещенности меняется.

Изучение основ диода [Простое и быстрое объяснение 2019]

Привет. Надеюсь, у тебя хорошая жизнь. В этом посте я поделюсь с вами всем, что знаю об основах диода. На мой взгляд, это очень особенный компонент в изучении электроники, так как он является частью почти каждой электронной схемы, и при этом очень прост для понимания.

Прежде чем начать лекцию, позвольте мне сказать вам кое-что. Мне нравится начинать лекцию с интересного вопроса, связанного с темой.Ответ кроется в теме лекции. Это занятие делает всю лекцию веселой и интересной. Студенты остаются сосредоточенными и пытаются узнать все, чтобы найти правильный ответ.

Вы также можете придумать свои вопросы, я начну с вопроса, как переменное напряжение преобразуется в постоянное? В конце концов, если мы ответим на этот вопрос, у нас все хорошо, и я доволен.

Хватит болтать, давайте начнем искать ответ на вопрос, как переменный ток преобразуется в постоянный?

Что такое диод?

Как и другие электронные устройства i.е. резисторы и конденсаторы, диод представляет собой полупроводниковый прибор с двумя выводами, способный проводить электрический ток только в одном направлении.

Почти каждый источник в Интернете дает одно и то же определение выше. Я определяю это очень просто: это просто переключатель, управляемый напряжением.

Причина, по которой я называю его переключателем, управляемым напряжением, заключается в том, что напряжение на его клеммах определяет состояния включения/выключения. Если напряжение положительное, в случае идеального диода диод включается.В случае кремниевого диода он включается, если напряжение становится больше или равным 0,7 В. И для всех неположительных напряжений диод остается выключенным.

Оба определения верны и передают одну и ту же концепцию. Точнее говоря, способность диода проводить электрический ток только в одном направлении делает его идеальным переключателем. Эта возможность также делает его основным строительным блоком линейного источника питания.

В линейном источнике питания интересно посмотреть, как диод пропускает положительную часть волны переменного тока и блокирует отрицательную часть.(Подсказка к нашему вопросу, если вы ее четко помните)

Думаю, вы поняли базовое определение диода.

Электрический символ диода

Электрические обозначения электронных устройств играют очень важную роль при создании принципиальных схем. Как и другие электронные устройства, диод имеет свой уникальный электрический символ.

Ниже приведен электрический символ диода с p-n-переходом.

Первым шагом в изучении основ диодов является определение символа диода и его запоминание.Есть много типов диодов. Каждый тип имеет свой собственный символ, но основной дизайн остается прежним. Вы разберетесь с ними по ходу лекции.

Вы видите, что две клеммы четко обозначены на приведенной выше схеме символов. Выводы называются анодом и катодом. Анод является положительным, а катод - отрицательным выводом.

Возникает вопрос, как мы можем идентифицировать выводы в физическом диоде? Давайте найдем ответ в следующем разделе.

Физический диод

Мы узнали об определении диода. Теперь нам действительно нужно взглянуть на его реальный внешний вид. Чтобы мы могли идентифицировать его на различных электронных платах или просто использовать в наших собственных электронных проектах.

Ниже приведено изображение диода в сочетании с его электрическим символом.

Видишь ли, это как маленький черный цилиндр. Обратите внимание на серую линию. Серая линия всегда представляет катодный вывод.Это будет быстрый трюк для вас, чтобы идентифицировать клемму катода.

Указанный выше диод сквозной. Он используется в двухсторонних печатных платах или макетных платах для прототипирования. Кроме того, существует диод для поверхностного монтажа. Чтобы определить его катод, здесь применима та же стратегия, т. е. ищите серую линию.

Но что, если там нет серой линии?

Ответ: с помощью мультиметра. Теперь, как использовать мультиметр для определения клемм диода? Ну, у меня есть ответ и на это тоже.Но такой дополнительной информацией я делюсь только на своих частных коуч-классах .

Двигаемся дальше. Думаю, было бы здорово, если бы вы сами смогли идентифицировать диод на следующем рисунке. Можете ли вы сказать, где его катодный вывод?

Надеюсь, вы получили правильные ответы.

Теперь мы узнали, как выглядит диод физически. Следующая интересная вещь, которую нужно узнать, это то, как мы можем использовать это в наших схемах. Чтобы использовать его в схеме, сначала мы должны узнать, как мы можем включить его.Каковы условия для его правильного включения и использования в наших схемах.

Ответ прямо здесь, в следующем разделе.

Диод прямого и обратного смещения

Если подать положительное напряжение на анод и отрицательное напряжение на катод. Вы увидите, как через нее начнет течь ток. И эта конкретная операция называется прямым смещением диода. Ток, который течет в условиях прямого смещения, называется прямым током диода.

Точно так же, если вы подаете отрицательное напряжение на анод и положительное на катод, вы смещаете диод в обратном направлении.А ток, следующий через диод при обратном смещении, является током утечки. Вы знаете, этот ток утечки слишком мал, но иногда мы учитываем его, а иногда пренебрегаем им.

В области прямого смещения диод можно рассматривать как замкнутый переключатель. В то время как в области обратного смещения он действует как открытый переключатель. Во многих схемах он используется в качестве переключателя из-за очень низких потерь мощности, надежности и стоимости.

Поговорим немного заранее.

Диод будет находиться в прямом смещении, если чистое напряжение на клеммах положительное.то есть это прямое смещение, даже катод -10, а анод -5В.

Таким образом, чтобы использовать диод в цепи, вы должны сделать его прямым смещением, чтобы передать сигнал на остальную часть схемы.

Мы добрались до этого места, изучая основы работы с диодами. Вы делаете очень хорошо. Теперь давайте посмотрим на соотношение напряжения прямого смещения и прямого тока диода в следующем разделе.

Кривая VI диода

График VI диода показывает зависимость между напряжением на диоде и прямым током через него.Это очень важная кривая для понимания. Как и у транзистора, у диода есть своя кривая VI.

Ниже приведен график VI (источник: Sparkfun) диода. Посмотрите на это, и я объясню все об этом

По сути, это называется кривой VI, потому что по оси X у вас есть напряжение, а по оси Y у вас есть ток. Зеленая область — это область прямого смещения. Вы можете видеть, что после VF (напряжение колена) прямой ток диода увеличился. Это означает, что диод включен и работает нормально.Напряжение колена различается для кремниевых (0,7 В) и германиевых (0,3 В) диодов.

Розовая область — область обратного смещения. Вы можете видеть небольшой ток утечки в обратной области, но он слишком мал. В этом состоянии диод действует как разомкнутый переключатель, обеспечивающий разомкнутую цепь. Будьте осторожны, когда вы находитесь в обратной области. Не подавайте обратное напряжение больше, чем VBR (напряжение в области пробоя). Если вы сделаете это, вы сожжете свой диод.

Теперь вы научились использовать диод в электрической цепи.Другое дело, как подобрать диод по требованиям вашей схемы. Чтобы ответить на этот вопрос, вы должны выбрать диод, способный работать с номинальным напряжением, током и мощностью цепи.

Номинальные значения напряжения, тока и мощности диода

Для правильной работы любого устройства необходимо знать его номинальные значения тока, напряжения и мощности. Эти рейтинги говорят нам о минимальном и максимальном количестве указанных параметров, которые должны быть применены к определенному устройству.

Номинальный ток диода говорит нам о минимальном и максимальном токе, который он может поддерживать.И такое же определение распространяется на остальные параметры.

Таблица данных является единственным источником, где можно найти эти номиналы для любого диода. Спецификации составляются производителями, чтобы каждый мог использовать их для идеальной реализации своих проектов, не повреждая устройства. Чтение таблицы данных очень важно, и иногда люди не понимают, как искать в ней конкретную информацию. Я собираюсь помочь вам с этой проблемой

Я возьму пример 1N4001 и покажу вам, как прочитать эти параметры из его таблицы данных.

  • Сначала вы загружаете спецификацию вашего диода.
  • Перейти к разделу: «Максимальные номинальные и электрические характеристики». Совсем не обязательно быть в точности таким. Но я думаю, вы поняли идею.

Чтение технического описания диода

Ниже приводится таблица данных для 1N4001. Вы можете увидеть номиналы напряжения и тока в нем?

В первой строке указано пиковое обратное напряжение. Это напряжение на диоде, когда он выключен (обратное смещение).Не подавайте напряжение больше этого, вы можете сжечь его.

Вторая строка содержит ту же информацию, но в терминологии RMS. Среднеквадратичное значение обратного напряжения такое же, как напряжение блокировки постоянного тока. Пятая строка содержит информацию о максимальном прямом токе, с которым может безопасно работать диод. Чтобы ограничить этот прямой ток, перед диодом помещается последовательный резистор.

Вы можете задаться вопросом о номинальной мощности, верно? Мы можем просто умножить ток и напряжение, чтобы получить требуемую номинальную мощность.В настоящее время номинальная мощность 1N4001 составляет 50 Вт (50 В x 1 А).

В шестой строке виден пиковый обратный ток. Здесь вы сами видите, что это слишком низко, как я уже говорил вам ранее. Всегда обращайтесь к техническому описанию вашего устройства. Не подавайте напряжение без надлежащей информации, есть вероятность, что вы можете повредить свое устройство.

Проверка диодов

Проверить диод означает проверить, правильно ли он работает. Простой способ сделать это с помощью мультиметра.

Следующее видео объясняет пошаговый подход к проверке диода с помощью мультиметра.

Типы диодов

На рынке представлено множество различных типов диодов. Работа диодов почти такая же, но их свойства меняются. Некоторые диоды быстрее. Некоторые обладают большей мощностью. Ниже приведен список всех различных диодов.

  1. Стабилитрон: пропускает ток не только от анода к катоду, но и в обратном направлении. Он используется в регулировании напряжения.
  2. Диод P-N перехода
  3. Туннельный диод: очень быстро работает, хорошо работает в микроволновом диапазоне частот.
  4. Варакторный диод: действует как переменный конденсатор при обратном смещении.
  5. Диод Шоттки: это диод с переходом металл-полупроводник, который потребляет меньше энергии, чем диод с переходом P-N.
  6. Фотодиод: преобразует свет в электрический ток
  7. PIN-диод
  8. : подходит для аттенюаторов, быстродействующих переключателей, фотодетекторов и силовой электроники высокого напряжения.
  9. Лазерный диод: производит когерентное излучение.

Применение диодов

Несмотря на то, что это всего лишь простые полупроводниковые устройства с двумя выводами, диоды имеют жизненно важное значение в современной электронике. Почти в каждой электронной схеме есть диод внутри. Некоторые из типичных применений диодов включают:

  • Преобразование переменного тока в постоянный (цепи выпрямителя)
  • Умножители напряжения
  • Защита многих других устройств
  • Ограничение и ограничение сигнала (схемы ограничителя и ограничителя)
  • Сигналы микширования (схемы микшера)

1.Схемы выпрямителя

Для правильной работы каждой цепи требуется питание. И поверьте мне, почти каждая схема работает на постоянном токе. Но все мы знаем, что в наши дома приходит электроэнергия переменного тока, а не постоянного тока. Нам нужен третий человек, чтобы преобразовать грядущий переменный ток в постоянный. Этот третий человек представляет собой схему выпрямителя.

Схема выпрямителя

преобразует переменный ток в постоянный, чтобы мы могли питать устройства постоянного тока, такие как мобильные телефоны. Эта схема выпрямителя стала возможной благодаря изобретению диодов. Это отличное применение диодов.Без схемы выпрямителя мы не смогли бы преобразовать переменный ток в постоянный.

2. Умножители напряжения

Иногда нам нужны разные уровни напряжения в одной и той же цепи. Вместо проектирования отдельных источников питания используются схемы умножителей напряжения. Как следует из названия, умножители напряжения представляют собой комбинацию диодов и конденсаторов, которые создают высокие уровни напряжения относительно уровня опорного напряжения. Другими словами, умножители напряжения используются для получения высоких уровней постоянного напряжения из малых уровней переменного напряжения.

3. Защита

Обеспечение защиты является одним из основных применений диода. Возьмем, к примеру, свою машину. Когда ваша батарея садится, и дружелюбный прохожий предлагает помочь с соединительными кабелями, если вы перепутаете порядок красных и черных кабелей, вы не поджарите электрическую систему вашего автомобиля, потому что диоды, расположенные рядом с аккумулятором, блокируют ток неправильного направления.

Использование силового транзистора или двигателя постоянного тока в вашем приложении: предварительный диод играет ключевую роль в защите других компонентов схемы от обратного тока.

4. Цепи клипера и фиксатора

Ограничитель — это ограничительная схема, которая ограничивает выходное напряжение, а ограничитель — это схема, которая сдвигает уровень постоянного тока выходного напряжения. Ограничение амплитуды сигнала требуется в некоторых приложениях, в которых компоненты не могут выдержать высокую величину напряжения. В то время как фиксатор используется, когда нам нужно кратное входное напряжение на выходной клемме.

5. Схема смесителя

Одна из самых простых схем смесителя основана на двух диодах.Этот тип диода, известный как схема смесителя с одним сбалансированным диодом, обеспечивает подавление входных сигналов на выходе в результате того, что два входа сбалансированы.

Резюме

Лично мне было очень интересно изучить основы работы с диодами. Я помню свою первую схему блока питания, в которой диоды играли главную роль.

Хотя в то время у меня не было достаточно знаний об этом, но со временем я многое узнал. И этот пост посвящен тому, что я узнал на данный момент, и буду обновлять его по мере того, как буду узнавать что-то новое об основах диодов.

  • Диод представляет собой полупроводниковый прибор, пропускающий ток в одном направлении
  • Существуют два режима работы диода 1) Прямое смещение 2) Обратное смещение
  • При использовании диода обязательно загрузите его техническое описание и проверьте номинальные значения тока, напряжения и мощности.
  • Серая полоса на физическом диоде представляет катодную клемму.
  • Вы можете проверить диод с помощью любого цифрового мультиметра.

Спасибо и удачной жизни.


Другие полезные посты

Как определить германиевый ли диод? – М.В.Организинг

Как определить, германиевый ли диод?

Катодный вывод находится сбоку с лентой. Затем вы подключаете красный щуп к клемме анода. Если ваш мультиметр включен и установлен в режим проверки диодов, он должен предоставить вам показания в вольтах. Если цифра 0,3 В и меньше, то диод германиевого типа.

Германиевые диоды все еще производятся?

На сегодняшний день это самый распространенный тип диодов, используемых в электронике.Германиевые диоды изготавливаются из германия. Раньше они широко использовались в ранней электронике, например, в радиоприемниках, но в значительной степени были заменены кремниевыми диодами. По этой причине и в правильных схемах германиевые диоды можно использовать и сегодня.

Все ли германиевые диоды одинаковы?

Германиевый диод представляет собой диод, изготовленный с использованием германия вместо кремния (кремния). Хотя оба выполняют одну и ту же функцию (они пропускают ток только в одном направлении), между кремниевым и германиевым вариантами есть некоторые различия.Наиболее очевидным является напряжение прямого смещения.

Что такое германиевый диод?

Германиевые диоды

являются частью электрической цепи и проводят электрический сигнал через диод только в одном направлении. Диоды, такие как этот, изготовлены из полупроводникового материала, а в германий добавлены примеси, чтобы он пропускал нужное количество тока.

В чем разница между кремниевым и германиевым диодами?

Кремниевый диод — это полупроводник, который имеет как положительную, так и отрицательную полярность заряда и может пропускать электрический ток в одном направлении, ограничивая его в другом.Кремниевые диоды имеют прямое напряжение примерно 0,7 вольта, тогда как германиевые диоды имеют прямое напряжение примерно 0,3 вольта.

Какие существуют специальные типы диодов?

Некоторые из наиболее распространенных диодов специального назначения: (i) стабилитрон (ii) светоизлучающий диод (LED) (iii) фотодиод (iv) туннельный диод (v) варикап и (vi) диод Шокли. Стабилитрон — это диод особого типа, предназначенный для работы в области обратного пробоя.

Является ли 1N4148 стабилитроном?

Стабилитрон

1N4148 1 Вт представляет собой кремниевый диод общего назначения.Этот диод полезен для защиты различных устройств, регулирования тока и т.д.

В чем разница между обычным диодом и стабилитроном?

Диод

может проводить ток только в одном направлении, тогда как стабилитрон позволяет проводить ток в обоих направлениях. 2. Обычный диод при большом обратном токе безвозвратно выйдет из строя, а стабилитрон - нет. Диоды обычно используются для выпрямления, тогда как стабилитроны используются для регулирования напряжения.

Что такое символ стабилитрона?

Некоторые диоды Зенера имеют острый, сильнолегированный p-n-переход с низким напряжением Зенера, и в этом случае обратная проводимость возникает из-за квантового туннелирования электронов в коротком пространстве между p- и n-областями — это известно как эффект Зенера, после Кларенса Зинера….Зенеровский диод.

анод
Конфигурация контактов и катод
Электронный символ

В чем разница между диодом Шоттки и обычным диодом?

Одним из основных преимуществ использования диода Шоттки по сравнению с обычным диодом является низкое прямое падение напряжения. Это позволяет диоду Шоттки потреблять меньшее напряжение, чем стандартный диод, используя всего 0,3-0,4 В на переходах. Обычный диод потребляет 0.7В, оставив только 1,3В для питания нагрузки.

Как узнать, является ли диод Шоттки?

Поменяйте местами щупы мультиметра, подсоединив положительный щуп к катоду, а общий щуп к аноду диода. Обратите внимание, издает ли мультиметр звуковой сигнал. Если мультиметр не подает звуковой сигнал, диод Шоттки работает правильно.

Как выглядит диод Шоттки?

Schottky), также известный как диод с барьером Шоттки или диод с горячими носителями, представляет собой полупроводниковый диод, образованный соединением полупроводника с металлом.Он имеет низкое прямое падение напряжения и очень быстрое переключение… Диод Шоттки.

анод
Конфигурация контактов и катод
Электронный символ

Как узнать, неисправен ли диод?

Диод имеет обратное смещение, когда положительный (красный) щуп находится на катоде, а отрицательный (черный) щуп — на аноде. Сопротивление исправного диода с обратным смещением показывает на мультиметре OL.Диод неисправен, если показания одинаковы в обоих направлениях.

Как проверить диод без мультиметра?

Короче говоря, чтобы проверить диод без мультиметра, вам нужно сделать простую цепь непрерывности или приличный тестер компонентов (диодов). Цепь непрерывности может быть очень простой схемой с источником питания и индикацией нагрузки.

Что неверно для диода Шоттки?

Какое из приведенных ниже утверждений относительно диодов Шоттки неверно? Пояснение: в диоде Шоттки основными носителями заряда являются электроны, а не дырки.Объяснение: Из-за перехода металл-кремний не накапливаются заряды, следовательно, нет времени обратного восстановления, благодаря чему переключение происходит быстрее.

Каково обычное применение стабилитрона?

Чаще всего стабилитрон применяется для регулирования напряжения. Поскольку стабилитрон имеет такое устойчивое и постоянное выходное напряжение на своих клеммах, когда его напряжение пробоя превышено, он может действовать как устойчивое выходное напряжение для нагрузки, подключенной параллельно с ним.

В чем разница между германиевыми диодами и диодами Шоттки при применении в цепи?

Диод на германиевой основе может быть ниже, около 0,3 В. Тип диода также имеет определенное значение для определения прямого падения напряжения; светоизлучающие диоды могут иметь гораздо большую VF, в то время как диоды Шоттки специально разработаны для того, чтобы иметь гораздо более низкое, чем обычно, прямое напряжение.

Что происходит, когда диод выходит из строя? – М.В.Организинг

Что происходит при выходе из строя диода?

При коротком замыкании диода падение напряжения будет очень низким.Все еще будет некоторое падение напряжения из-за внутреннего сопротивления. Однако в некоторых цепях ток возрастет до очень высокого уровня, и тогда диод сгорит из-за рассеяния большой мощности.

Как проверить, заблокирован ли диод?

Подключите положительный вывод мультиметра к катоду диода, а отрицательный вывод к аноду диода. Если счетчик показывает бесконечное показание, можно считать, что диод исправен. Это тест для проверки режима обратного запирания диода.

Что означает надпись на диоде?

Обозначается буквой «1N» в номере детали. «1» идентифицирует компонент как диод. «N» показывает, что материал в устройстве является полупроводником. Номер после кода диода и обозначения материала представляет собой номер модели или детали.

Как проверить диод Шоттки?

Подключите красный положительный щуп к аноду диода Шоттки, а черный общий щуп к катоду диода.Прислушайтесь к звуковому сигналу или гудению мультиметра. Если диод Шоттки сработает, как и ожидалось, мультиметр издаст звуковой сигнал.

Как диод ведет себя в цепи?

Когда источник напряжения подключен к диоду таким образом, что положительная сторона источника напряжения находится на аноде, а отрицательная сторона на катоде, диод становится проводником и позволяет течь току. Напряжение, подаваемое на диод в этом направлении, называется прямым смещением.

Что такое обратное напряжение диода?

Обратное напряжение - это падение напряжения на диоде, если напряжение на катоде больше положительного, чем напряжение на аноде (если подключить + к катоду).Это обычно намного выше, чем прямое напряжение. Как и в случае с прямым напряжением, ток будет течь, если подключенное напряжение превысит это значение.

Как проверить диод в цепи?

Процедура проверки диодов проводится следующим образом:

  1. Убедитесь, что а) все питание цепи отключено и б) на диоде нет напряжения. В цепи может присутствовать напряжение из-за заряженных конденсаторов.
  2. Поверните ручку настройки (поворотный переключатель) в режим проверки диодов.
  3. Подсоедините измерительные провода к диоду.
  4. Поменяйте местами измерительные провода.

Диод включен или выключен?

Если напряжение на диоде отрицательное, ток не может течь*, и идеальный диод выглядит как разомкнутая цепь. В такой ситуации говорят, что диод выключен или смещен в обратном направлении….

Характеристики идеальных диодов
Режим работы Вкл. (прямое смещение) Выкл. (обратное смещение)
Диод похож на Короткое замыкание Обрыв цепи

Что произойдет, если два диода будут соединены параллельно?

Параллельное соединение диодов не распределяет ток поровну из-за разных характеристик прямого смещения.Диод с наименьшим падением прямого напряжения будет пытаться проводить больший ток и может перегреться.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.