Sekcie pre začiatočníkov. Čo je dióda a ako ju skontrolovať Za čo je dióda zodpovedná?

Na ovládanie smeru elektrického prúdu je potrebné použiť rôzne rádiové a elektrické komponenty. Najmä moderná elektronika využíva na tento účel polovodičovú diódu, jej použitie zabezpečuje rovnomerný prúd.

Zariadenie

Polovodičová elektrická dióda alebo diódový ventil je zariadenie, ktoré je vyrobené z polovodičových materiálov (zvyčajne kremíka) a pracuje iba s jednosmerným tokom nabitých častíc. Hlavnou súčasťou je kryštálová časť s p-n prechodom, ktorá je spojená s dvoma elektrickými kontaktmi. Vákuové diódové trubice majú dve elektródy: platňu (anódu) a vyhrievanú katódu.

Germánium a selén sa používajú na výrobu polovodičových diód, rovnako ako pred viac ako 100 rokmi. Ich štruktúra umožňuje použitie dielov na zlepšenie elektronických obvodov, premenu striedavého a jednosmerného prúdu na jednosmerný pulzujúci prúd a na zlepšenie rôznych zariadení. Na diagrame to vyzerá takto:

Existujú rôzne typy polovodičových diód, ich klasifikácia závisí od materiálu, princípu činnosti a oblasti použitia: zenerove diódy, impulzné, zliatinové, bodové, varikapy, laserové a iné typy. Pomerne často sa používajú analógy mostíkov - sú to rovinné a polykryštalické usmerňovače. Ich komunikácia prebieha aj pomocou dvoch kontaktov.

Hlavné výhody polovodičovej diódy:

1. Plná zameniteľnosť;
2. Vynikajúce parametre priepustnosti;
3. Dostupnosť. Môžete si ich kúpiť v každom obchode s elektrickým tovarom alebo ich bezplatne odstrániť zo starých obvodov. Cena začína od 50 rubľov. Naše predajne ponúkajú ako domáce značky (KD102, KD103 atď.), tak aj zahraničné.

Označovanie

Označenie polovodičovej diódy je skratka pre hlavné parametre zariadenia. Napríklad KD196V je kremíková dióda s prierazným napätím do 0,3 V, napätím 9,6, model tretieho vývoja.

Na základe toho:

1. Prvé písmeno určuje materiál, z ktorého je zariadenie vyrobené;
2. Názov zariadenia;
3. Číslo definujúce účel;
4. Napätie zariadenia;
5. Číslo, ktoré určuje ďalšie parametre (v závislosti od typu dielu).

Video: pomocou diód

Princíp činnosti

Polovodičové alebo usmerňovacie diódy majú pomerne jednoduchý princíp činnosti. Ako sme už povedali, dióda je vyrobená z kremíka tak, že jeden koniec je typu p a druhý koniec je typu n. To znamená, že oba kolíky majú odlišné vlastnosti. Jeden má prebytok elektrónov, zatiaľ čo druhý má prebytok dier. Prirodzene, v zariadení je oblasť, v ktorej všetky elektróny vypĺňajú určité medzery. To znamená, že neexistujú žiadne externé poplatky. Vzhľadom na skutočnosť, že táto oblasť je ochudobnená o nosiče náboja a je známa ako kombinovaná oblasť.

Napriek tomu, že spojovacia plocha je veľmi malá (často má veľkosť niekoľko tisícin milimetra), prúd v nej nemôže prúdiť bežným spôsobom. Ak sa použije napätie tak, že oblasť typu p sa stane pozitívnou a oblasť typu n negatívnou, otvory sa presunú k zápornému pólu a pomôžu elektrónom prejsť cez kombinovanú oblasť. Rovnakým spôsobom sa elektróny pohybujú ku kladnému kontaktu a akoby obchádzajú ten zjednocujúci. Napriek tomu, že sa všetky častice pohybujú s rôznym nábojom v rôznych smeroch, v konečnom dôsledku tvoria jednosmerný prúd, ktorý pomáha usmerňovať signál a predchádza napäťovým rázom na kontaktoch diódy.

Ak je na polovodičovú diódu privedené napätie v opačnom smere, nebude cez ňu pretekať žiadny prúd. Dôvodom je, že diery sú priťahované negatívnym potenciálom, ktorý je v oblasti typu p. Podobne sú elektróny priťahované k pozitívnemu potenciálu, ktorý sa aplikuje na oblasť typu n. To spôsobí, že združovacia oblasť sa zväčší, čo znemožňuje usmernený tok častíc.

Prúdovo-napäťové charakteristiky

Prúdovo-napäťová charakteristika polovodičovej diódy závisí od materiálu, z ktorého je vyrobená, a od niektorých parametrov. Napríklad ideálny polovodičový usmerňovač alebo dióda má nasledujúce parametre:

1. Odpor pre priame pripojenie – 0 Ohm;
2. Tepelný potenciál – VG = +-0,1 V;
3. V priamom reze RD > rD, t.j. priamy odpor je väčší ako rozdielový odpor.

Ak všetky parametre zodpovedajú, získa sa nasledujúci graf:

Táto dióda sa používa v digitálnej elektrotechnike, laserovom priemysle a používa sa aj pri vývoji zdravotníckych zariadení. Je to nevyhnutné pre vysoké nároky na logické funkcie. Príklady: laserová dióda, fotodióda.

V praxi sú tieto parametre veľmi odlišné od skutočných. Mnohé zariadenia jednoducho nie sú schopné pracovať s takou vysokou presnosťou, alebo takéto požiadavky nie sú potrebné. Ekvivalentná charakteristika obvodu skutočného polovodiča ukazuje, že má vážne nevýhody:

Táto charakteristika prúdového napätia polovodičovej diódy naznačuje, že pri priamom zapojení musia kontakty dosiahnuť maximálne napätie. Potom sa polovodič otvorí, aby umožnil prechod častíc nabitých elektrónom. Tieto vlastnosti tiež ukazujú, že prúd bude tiecť normálne a bez prerušenia. Ale kým sa všetky parametre nezhodujú, dióda nevedie prúd. Súčasne sa napätie pre kremíkový usmerňovač pohybuje v rozmedzí 0,7 a pre germániový usmerňovač sa pohybuje v rozmedzí 0,3 voltov.

Prevádzka zariadenia je veľmi závislá od úrovne maximálneho dopredného prúdu, ktorý môže prechádzať diódou. V diagrame je definovaný ako ID_MAX. Zariadenie je konštruované tak, že pri priamom zapnutí znesie len elektrický prúd s obmedzenou silou. V opačnom prípade sa usmerňovač prehreje a vyhorí, ako bežná LED. Na reguláciu teploty sa používajú rôzne typy zariadení. Prirodzene, niektoré z nich ovplyvňujú vodivosť, ale predlžujú výkon diódy.

Ďalšou nevýhodou je, že pri prechode striedavého prúdu nie je dióda ideálnym izolačným zariadením. Funguje len v jednom smere, ale vždy treba počítať so zvodovým prúdom. Jeho vzorec závisí od ostatných parametrov použitej diódy. Obvody ho najčastejšie označujú ako I OP. Štúdia nezávislých odborníkov zistila, že germánium prepúšťa až 200 µA a kremík až 30 µA. Zároveň sú mnohé dovážané modely obmedzené na únik 0,5 µA.

Všetky typy diód sú náchylné na poruchu napätia. Toto je vlastnosť siete, ktorá sa vyznačuje obmedzeným napätím. Musí to vydržať akékoľvek stabilizačné zariadenie (zenerova dióda, tranzistor, tyristor, diódový mostík a kondenzátor). Keď je vonkajší potenciálny rozdiel medzi kontaktmi usmerňovacej polovodičovej diódy výrazne vyšší ako limitované napätie, dióda sa stane vodičom, ktorý zníži odpor na minimum za jednu sekundu. Účel zariadenia mu neumožňuje robiť také ostré skoky, inak skreslí charakteristiku prúdového napätia.

Dióda (Dióda -angl.) – elektronické zariadenie s 2 elektródy, ktorej hlavnou funkčnou vlastnosťou je nízky odpor pri prenose prúdu do jedna strana A vysoká pri prenose naopak.

Teda pri prenose prúdu do jedna strana prejde žiaden problém a pri prenose inému,odpor veľa krát zvyšuje, ktoré bránia prechodu prúdu bez veľkých strát výkonu. V tomto prípade je dióda celkom zahrieva sa.

Sú tam diódy elektrovákuum, vypúšťanie plynu a najčastejšie - polovodič. Vlastnosti diód, najčastejšie vo vzájomnej kombinácii, sú zvyknuté AC konverzia elektrické siete trvalé prúdu, pre potreby polovodičových a iných zariadení.

Dizajn diódy.

štrukturálne, polovodič dióda pozostáva z malého záznamy polovodičové materiály ( kremík alebo Nemecko), jedna strana (časť záznamu), ktorá má elektrická vodivosť typu p, to znamená prijímanie elektrónov (obsahujúcich umelo vytvorený nedostatok elektrónov (« diera“), druhý má elektrická vodivosť typu n, teda darovanie elektrónov(obsahujúce prebytočných elektrónov (« elektronické»)).

Vrstva medzi nimi je tzv p-n križovatka. Tu sú písmená p A n- prvý v latinských slovách negatívne - « negatívne“, A pozitívne - « pozitívne" Side p-typu, pre polovodičové zariadenie je anóda (pozitívne elektróda) ​​a oblasť n-typu - katóda (negatívne elektróda) ​​diódy.

Elektrovákuum(svetelné) diódy sú lampa s dvoma elektródami vo vnútri, z ktorých jedna má vlákno, Teda zahrievanie seba a tvorenie okolo seba magnetické pole.

O zahrievanie, elektróny sú oddelené z jednej elektródy ( katóda) a začnite pohyb k inému elektróda ( anóda), vďaka elektrické magnetické pole. Ak posielate aktuálne na opačná strana(zmena polarity), potom sú elektróny takmer sa nepohne Komu katóda kvôli nedostatok nite žiarovka V anóda. Takéto diódy najčastejšie používané V usmerňovače A stabilizátory, kde je vysokonapäťová súčiastka.

Na báze diód Nemecko, viac citlivý otvárať pri nízkych prúdoch, preto sa častejšie používajú v vysoko presné nízkonapäťové technológie ako kremík.

Typy diód :

• · Zmiešavacia dióda - vytvorený pre násobenie dva vysokofrekvenčné signály.

• · kolíková dióda - obsahuje oblasť vedenia medzi dop regiónoch. Použité v výkonovej elektroniky alebo ako fotodetektor .

• · Lavínová dióda - žiada sa oň ochrana obvodu od prepätia . Založené na lavínový rozpad reverzná časť charakteristiky prúd-napätie.

• · Lavínová dióda - žiada sa oň generovanie oscilácií V Mikrovlnná rúra-technológie. Založené na lavínové premnoženie nosiče nábojov.

• · Magnetodióda . Dióda, ktorej odporové charakteristiky závisí od hodnoty indukcie magnetické pole a umiestnenie jeho vektora vzhľadom na rovinu pn prechodu .

• · Gunnove diódy . Používajú sa pre konverziu A generovanie frekvencie V Mikrovlnná rúra rozsah.

• · Schottkyho dióda . Má nízky pokles napätia pri priamom pripojení.

• · Polovodičové lasery .

Použité v laserové inžinierstvo, sú v princípe podobné diódam, ale emitovať v koherentnom rozsahu.

• · Fotodiódy . Otvorí sa uzamknutá fotodióda pod vplyvom svetelného žiarenia . Použité v svetelné senzory , pohyb atď.

• · Solárny článok (variácia solárne panely ) . Pri vystavení svetlu dochádza pohyb elektrónov od katódy k anóde, ktorá vytvára elektrický prúd .

• · Zenerove diódy - použiť spätnú vetvu charakteristiky diódy s reverzibilným prierazom pre stabilizácia napätia .

• · Tunelové diódy , použitím kvantové mechanické efekty . Používajú sa ako zosilňovače , prevodníky , generátory atď.

• · (diódy Henry Round, LED). O prechod elektróny, také diódy majú žiarenie vo viditeľnom rozsahu svetla .

Pre tieto diódy sa používajú priehľadné puzdrá umožňujúce rozptyl svetla. Vyrábajú tiež diódy, ktoré môžu dávať ultrafialové žiarenie, infračervené a ďalšie požadované rozsahy (hlavne a priestor guľa).

• · Varicaps (dióda John Geumma) Vďaka uzavretá pn križovatka má značnú kapacitu, kapacita závisí od použitého spätné napätie . Použiť ako kondenzátory s variabilná kapacita .

Veľmi často používame diódy v našich obvodoch, ale viete, ako fungujú a čo to je? Dnes „rodina“ diód zahŕňa viac ako tucet polovodičových zariadení nazývaných „diódy“. Dióda je malá nádoba s evakuovaným vzduchom, vo vnútri ktorej je v krátkej vzdialenosti od seba anóda a druhá elektróda - katóda, z ktorých jedna má elektrickú vodivosť typu p a druhá - n.

Aby sme si predstavili, ako funguje dióda, zoberme si ako príklad situáciu nafukovania kolesa pomocou pumpy. Tu pracujeme s čerpadlom, vzduch sa čerpá do komory cez vsuvku, ale tento vzduch nemôže uniknúť späť cez vsuvku. Vzduch je v podstate rovnaký elektrón v dióde; elektrón vstúpil, ale už nie je možné dostať sa späť. Ak vsuvka náhle zlyhá, koleso sa vyfúkne a dôjde k poruche diódy. A ak si predstavíme, že naša bradavka funguje správne, a ak stlačíme kolík na bradavku, aby sa uvoľnil vzduch z komory, a stlačíme, ako chceme a ako dlho, bude to kontrolovaný výpadok. Z toho môžeme vyvodiť záver, že dióda prechádza prúdom iba v jednom smere (prechádza aj v opačnom smere, ale veľmi malá)

Vnútorný odpor diódy (otvorený) nie je konštantná hodnota, závisí od priepustného napätia aplikovaného na diódu. Čím vyššie je toto napätie, tým väčší je priepustný prúd cez diódu, tým nižší je jej priepustný odpor. Odpor diódy môžete posúdiť podľa poklesu napätia na nej a prúdu cez ňu. Ak teda diódou preteká napríklad jednosmerný prúd Ipr. = 100 mA (0,1 A) a súčasne napätie na nej klesne o 1V, potom (podľa Ohmovho zákona) bude priepustný odpor diódy: R = 1 / 0,1 = 10 Ohmov.

Hneď si všimnem, že nebudeme zachádzať do detailov a ísť do hĺbky, kresliť grafy, písať vzorce - na všetko sa pozrieme povrchne. V tomto článku zvážime typy diód, menovite LED, zenerove diódy, varikapy, Schottkyho diódy atď.

Diódy

Sú znázornené na diagramoch takto:

Trojuholníková časť je ANÓDA a pomlčka je katóda. Anóda je plus, katóda je mínus. Diódy sa napríklad používajú v napájacích zdrojoch na usmernenie striedavého prúdu, pomocou diódového mostíka môžete striedať prúd na jednosmerný prúd; používajú sa na ochranu rôznych zariadení pred nesprávnou polaritou spínania atď.

Diódový mostík pozostáva zo 4 diód, ktoré sú zapojené do série a dve z týchto štyroch diód sú zapojené chrbtom k sebe, pozrite si obrázky nižšie.

Presne takto sa označuje diódový mostík, hoci v niektorých obvodoch je označený ako skrátená verzia:

Záver ~ pripojený k transformátoru, v diagrame to bude vyzerať takto:

Diódový mostík je určený na premenu, častejšie hovoria, na usmernenie striedavého prúdu na jednosmerný prúd. Tento typ rektifikácie sa nazýva celovlnná rektifikácia. Princíp činnosti diódového mostíka spočíva v prechode kladnej polvlny striedavého napätia kladnými diódami a odrezaní zápornej polvlny zápornými diódami. Preto sa na výstupe usmerňovača vytvára mierne pulzujúce kladné napätie s konštantnou hodnotou.

Aby sa zabránilo týmto pulzáciám, sú nainštalované elektrolytické kondenzátory. po pridaní kondenzátora sa napätie mierne zvýši, ale nenechajme sa rozptyľovať, môžete si prečítať o kondenzátoroch.

Diódové mostíky sa používajú na napájanie rádiových zariadení a používajú sa v napájacích zdrojoch a nabíjačkách. Ako som už povedal, diódový mostík sa môže skladať zo štyroch rovnakých diód, ale predávajú sa aj hotové diódové mostíky, ktoré vyzerajú takto:

Schottkyho diódy majú veľmi nízky úbytok napätia a sú rýchlejšie ako bežné diódy.

Neodporúča sa inštalovať bežnú diódu namiesto Schottkyho diódy, bežná dióda môže rýchlo zlyhať. Takáto dióda je na schémach označená takto:

Zenerova dióda

Zenerova dióda zabraňuje tomu, aby napätie v určitej časti obvodu prekročilo určitú prahovú hodnotu. Môže vykonávať ochranné aj obmedzujúce funkcie, fungujú iba v obvodoch jednosmerného prúdu. Pri pripájaní je potrebné dodržať polaritu. Zenerove diódy rovnakého typu môžu byť zapojené do série na zvýšenie stabilizovaného napätia alebo na vytvorenie deliča napätia.

Zenerove diódy v diagramoch sú označené takto:

Hlavným parametrom zenerových diód je stabilizačné napätie, zenerove diódy majú rôzne stabilizačné napätia, napríklad 3V, 5V, 8,2V, 12V, 18V atď.

Varikapa (alebo kapacitná dióda) mení svoj odpor v závislosti od napätia, ktoré je na ňu aplikované. Používa sa ako riadený variabilný kondenzátor, napríklad na ladenie vysokofrekvenčných oscilačných obvodov.

Tyristor má dva stabilné stavy: 1) uzavretý, to znamená stav nízkej vodivosti, 2) otvorený, to znamená stav vysokej vodivosti. Inými slovami, je schopný prejsť z uzavretého stavu do otvoreného stavu pod vplyvom signálu.

Tyristor má tri vývody, okrem anódy a katódy je tu aj riadiaca elektróda - slúži na spínanie tyristora do zapnutého stavu. Moderné dovážané tyristory sa vyrábajú aj v puzdrách TO-220 a TO-92.

Tyristory sa často používajú v obvodoch na reguláciu výkonu, na plynulé spúšťanie motorov alebo rozsvietenie žiaroviek. Tyristory vám umožňujú ovládať veľké prúdy. Pri niektorých typoch tyristorov dosahuje maximálny priepustný prúd 5000 A alebo viac a hodnota napätia v uzavretom stave je do 5 kV. Výkonné výkonové tyristory typu T143 (500-16) sa používajú v rozvodných skriniach elektromotorov a frekvenčných meničov.

triak

Triak sa používa v systémoch napájaných striedavým napätím; možno si ho predstaviť ako dva tyristory, ktoré sú zapojené chrbtom k sebe. Triak umožňuje prúdenie prúdu v oboch smeroch.

Dióda vyžarujúca svetlo

LED dióda vyžaruje svetlo, keď ňou prechádza elektrický prúd. LED diódy sa používajú v prístrojových zobrazovacích zariadeniach, elektronických súčiastkach (optočleny), mobilných telefónoch na podsvietenie displeja a klávesnice, vysokovýkonné LED diódy sa používajú ako zdroj svetla v baterkách atď. LED diódy sa dodávajú v rôznych farbách, RGB atď.

Označenie na diagramoch:

Infračervená dióda

Infračervené LED diódy (skrátene IR diódy) vyžarujú svetlo v infračervenom rozsahu. Oblasti použitia infračervených LED diód sú optické prístroje, zariadenia na diaľkové ovládanie, spínacie zariadenia optočlenov a bezdrôtové komunikačné linky. IR diódy sú označené rovnakým spôsobom ako LED.

Infračervené diódy vyžarujú svetlo mimo viditeľného rozsahu, žiaru IR diódy je možné vidieť a sledovať napríklad cez kameru mobilného telefónu, tieto diódy sa používajú aj v CCTV kamerách, najmä na pouličných kamerách, aby bolo vidieť obraz v noci.

Fotodióda

Fotodióda premieňa svetlo dopadajúce na jej fotocitlivú oblasť na elektrický prúd a používa sa pri premene svetla na elektrický signál.

Fotodiódy (rovnako ako fotorezistory, fototranzistory) môžeme prirovnať k solárnym panelom. V diagramoch sú označené nasledovne.

Dióda- Ide o prvok, ktorý má rozdielnu vodivosť. Táto vlastnosť sa využíva v rôznych elektrických a elektronických obvodoch. Na jej základe vznikajú zariadenia, ktoré sa využívajú v rôznych oblastiach.

Typy diód: vákuové a polovodičové. Posledný typ sa v súčasnosti používa vo veľkej väčšine prípadov. Nikdy nebude zbytočné vedieť, ako dióda funguje, na čo je potrebná, ako je znázornená na diagrame, aké typy diód existujú, použitie rôznych typov diód.

Elektrovákuové diódy

Zariadenia tohto typu sú vyrobené vo forme elektrónových trubíc. Lampa vyzerá ako sklenená nádoba s dvoma elektródami umiestnenými vo vnútri. Jedna z nich je anóda, druhá je katóda. Sú vo vákuu. Konštrukčne je anóda vyrobená vo forme tenkostenného valca. Katóda je umiestnená vo vnútri. Zvyčajne má valcový tvar. Vo vnútri katódy je uložené izolované vlákno. Všetky prvky majú vodiče, ktoré sú spojené s kolíkmi (nohami) svietidla. Nohy lampy sú vytiahnuté.

Princíp činnosti

Pri prechode elektrického prúdu špirálou sa ohrieva a ohrieva katódu, v ktorej sa nachádza. Z povrchu vyhrievanej katódy sa v jej bezprostrednej blízkosti hromadia elektróny, ktoré ju opúšťajú, bez dodatočného urýchľovacieho poľa. Časť z nich sa potom vráti na katódu.

Keď sa na anódu privedie kladné napätie, elektróny emitované katódou sa k nej ponáhľajú a vytvárajú anódový elektrónový prúd.

Katóda má limit na emisiu elektrónov. Po dosiahnutí tejto hranice sa anódový prúd stabilizuje. Ak sa na anódu v porovnaní s katódou privedie malé záporné napätie, elektróny sa prestanú pohybovať.

Katódový materiál, z ktorého je vyrobený, má vysoký stupeň emisie.

Charakteristika prúd-napätie (CVC)

Prúdovo-napäťová charakteristika diód tohto typu graficky znázorňuje závislosť anódového prúdu od dopredného napätia aplikovaného na katódové a anódové svorky. Pozostáva z troch sekcií:

• Pomalý nelineárny nárast prúdu;
• Pracovná časť charakteristík;
• Oblasť nasýtenia anódového prúdu.

Nelineárna sekcia začína za oblasťou prerušenia anodického prúdu. Jeho nelinearita je spojená s malým pozitívnym potenciálom katódy, ktorý elektróny opustili, keď bola zahrievaná vláknom.

Aktívna časť definuje takmer zvislú čiaru. Charakterizuje závislosť anódového prúdu od zvyšujúceho sa napätia.

Saturačná časť je čiara konštantného anódového prúdu so zvyšujúcim sa napätím medzi elektródami lampy. Elektrónku v tejto oblasti možno prirovnať k vodiču elektrického prúdu. Katódová emisia dosiahla najvyššiu hodnotu.

Polovodičové diódy

Vlastnosť p-n prechodu prechádzať elektrickým prúdom v jednom smere našla uplatnenie pri vytváraní zariadení tohto typu. Priama súvislosť je dodávka negatívneho potenciálu do n-regiónu prechodu vo vzťahu k p-regiónu, ktorého potenciál je kladný. Pri takomto zapnutí je zariadenie v otvorenom stave. Keď sa zmení polarita použitého napätia, bude v zablokovanom stave a nebude ním prechádzať žiadny prúd.

Diódy možno klasifikovať podľa ich účelu, výrobných vlastností a typu materiálu použitého pri ich výrobe.

V zásade sa na výrobu polovodičových súčiastok používajú kremíkové alebo germániové doštičky, ktoré majú elektrickú vodivosť typu n. Obsahujú prebytok záporne nabitých elektrónov.

Pomocou rôznych výrobných technológií je možné na výstupe získať bodové alebo doskové diódy.

Pri výrobe bodových zariadení sa špicatý vodič (ihla) privarí k doske typu n. Na jeho povrch sa nanesie určitá nečistota. Pre germániové doštičky obsahuje ihla indium, pre kremíkové doštičky je ihla potiahnutá hliníkom. V oboch prípadoch sa vytvorí oblasť spojenia p-n. Jeho tvar pripomína pologuľu (bod).

Pri planárnych zariadeniach sa používa difúzna alebo fúzna metóda. Oblasť prechodov získaná touto metódou sa značne líši. Ďalší účel produktu závisí od jeho veľkosti. Drôty sú spájkované na oblasti p-n križovatky, ktoré sa používajú vo forme vodičov z tela hotového výrobku pri inštalácii rôznych elektrických obvodov.

Na obrázkoch sú polovodičové diódy označené vo forme rovnostranného trojuholníka, ku ktorého hornému rohu je pripevnená zvislá čiara rovnobežná s jeho základňou. Terminál vedenia sa nazýva katóda a terminál základne trojuholníka je anóda.

Priame zapojenie je také zapojenie, pri ktorom je kladný pól napájacieho zdroja pripojený k anóde. Po opätovnom zapnutí je „plus“ zdroja pripojený ku katóde.

Voltampérové ​​charakteristiky

Prúdovo-napäťová charakteristika určuje závislosť prúdu pretekajúceho polovodičovým prvkom od veľkosti a polarity napätia privádzaného na jeho svorky.

V oblasti priepustných napätí sa rozlišujú tri oblasti: malý priepustný prúd a jednosmerný prevádzkový prúd cez diódu. Prechod z jednej oblasti do druhej nastáva, keď priame napätie dosiahne prah vodivosti. Táto hodnota je rádovo 0,3 voltu pre germániové diódy a 0,7 voltu pre diódy na báze kremíka.

Keď sa na svorky diódy privedie spätné napätie, prúd cez ňu je veľmi malý a nazýva sa spätný prúd alebo zvodový prúd. Táto závislosť sa pozoruje až do určitej hodnoty spätného napätia. Nazýva sa to prierazné napätie. Pri jeho prekročení spätný prúd stúpa ako lavína.

Limity parametrov

Pre polovodičové diódy existujú hodnoty parametrov, ktoré nemožno prekročiť. Tie obsahujú:

• Maximálny dopredný prúd;
• Maximálne spätné prierazné napätie;
• Maximálny stratový výkon.

Polovodičový prvok môže vydržať obmedzené množstvo dopredného prúdu cez neho. Ak je prekročená, pn prechod sa prehrieva a zlyhá. Najväčšiu rezervu pre tento parameter majú planárne výkonové zariadenia. Veľkosť jednosmerného prúdu cez ne môže dosiahnuť desiatky ampérov.

Prekročenie maximálneho prierazného napätia môže zmeniť diódu, ktorá má jednosmerné vlastnosti, na obyčajný vodič elektrického prúdu. Porucha môže byť nezvratná a značne sa líši v závislosti od konkrétneho použitého zariadenia.

Moc- toto je množstvo, ktoré priamo závisí od prúdu a napätia, ktoré sa privádza na svorky diódy. Rovnako ako prekročenie maximálneho dopredného prúdu, prekročenie maximálneho disipačného výkonu vedie k nezvratným následkom. Dióda jednoducho vyhorí a prestane plniť svoj účel. Aby sa predišlo takejto situácii, silové zariadenia inštalujú na radiátory zariadenia, ktoré odvádzajú (odvádzajú) prebytočné teplo do okolia.

Typy polovodičových diód

Vlastnosť diódy prepúšťať prúd v priepustnom smere a neprechádzať ho v opačnom smere našla uplatnenie v elektrotechnike a rádiotechnike. Boli vyvinuté aj špeciálne typy diód na vykonávanie úzkeho rozsahu úloh.

Usmerňovače a ich vlastnosti

Ich použitie je založené na rektifikačných vlastnostiach týchto zariadení. Používajú sa na získanie konštantného napätia usmernením vstupného striedavého signálu.

Jediná usmerňovacia dióda vám umožňuje získať na svojom výstupe pulzujúce napätie s kladnou polaritou. Pomocou ich kombinácie je možné získať vlnový priebeh výstupného napätia. Pri použití prídavných prvkov v obvodoch usmerňovačov, ako sú vysokokapacitné elektrolytické kondenzátory a tlmivky s elektromagnetickými jadrami (tlmivky), je možné na výstupe zariadenia získať konštantné napätie pripomínajúce napätie galvanickej batérie, ktoré je tak potrebné. na prevádzku väčšiny spotrebiteľských zariadení.

Polovodičové Zenerove diódy

Tieto diódy majú I-V charakteristiku s vysokou strmosťou spätnej vetvy. To znamená, že privedením napätia, ktorého polarita je obrátená na svorky zenerovej diódy, môžete použiť obmedzovacie odpory na to, aby ste ho dostali do lavínovo riadeného režimu rozpadu. Napätie v mieste lavínového rozpadu má konštantnú hodnotu s výraznou zmenou prúdu zenerovou diódou, ktorej hodnota je obmedzená v závislosti od použitého zariadenia v obvode. Výsledkom je stabilizácia výstupného napätia na požadovanej úrovni.

Technologické operácie pri výrobe zenerových diód dosahujú rôzne hodnoty prierazného napätia (stabilizačné napätie). Rozsah týchto napätí je (3-15) voltov. Konkrétna hodnota závisí od zvoleného zariadenia z veľkej rodiny zenerových diód.

Princíp činnosti detektorov

Na detekciu vysokofrekvenčných signálov sa používajú diódy vyrobené bodovou technológiou. Úlohou detektora je obmedziť polovicu modulovaného signálu. To umožňuje následne pomocou hornopriepustného filtra ponechať na výstupe zariadenia iba modulačný signál. Obsahuje nízkofrekvenčné zvukové informácie. Táto metóda sa používa v rádiových prijímačoch, ktoré prijímajú amplitúdovo modulovaný signál.

Vlastnosti LED diód

Tieto diódy sa vyznačujú tým, že keď nimi preteká dopredný prúd, kryštál vyžaruje prúd fotónov, ktoré sú zdrojom svetla. V závislosti od typu kryštálu použitého v LED môže byť svetelné spektrum buď v rozsahu viditeľnom pre ľudské oko, alebo v neviditeľnom rozsahu. Neviditeľné svetlo je infračervené alebo ultrafialové žiarenie.

Pri výbere týchto prvkov je potrebné predstaviť si cieľ, ktorý je potrebné dosiahnuť. Medzi hlavné vlastnosti LED diód patria:

• Spotreba energie;
• Menovité napätie;
• Spotrebný prúd.

Prúdová spotreba LED používanej na indikáciu v široko používaných zariadeniach nie je väčšia ako 20 mA. Pri tomto prúde je žiara LED optimálna. Nástup luminiscencie začína pri prúde presahujúcom 3 mA.

Menovité napätie je určené vnútorným odporom prechodu, ktorý nie je konštantnou hodnotou. Keď sa prúd cez LED zvyšuje, odpor postupne klesá. Napätie napájacieho zdroja použitého na napájanie LED nesmie byť menšie ako napätie uvedené v jeho údajovom liste.

Príkon je hodnota, ktorá závisí od odberu prúdu a menovitého napätia. Zvyšuje sa s rastúcimi množstvami, ktoré ho určujú. Je potrebné vziať do úvahy, že výkonné svetelné diódy môžu obsahovať 2 alebo dokonca 4 kryštály.

LED diódy majú oproti iným osvetľovacím zariadeniam nepopierateľné výhody. Môžu byť uvedené na dlhú dobu. Hlavné sú:

• Vysoká účinnosť;
• Veľká trvanlivosť;
• Vysoká úroveň bezpečnosti vďaka nízkemu napájaciemu napätiu.

Nevýhodou ich prevádzky je potreba dodatočného stabilizovaného zdroja jednosmerného prúdu, čo zvyšuje náklady.

Čo je to dióda? Toto je prvok, ktorý získal odlišnú vodivosť. Závisí to od toho, ako presne prúdi elektrický prúd. Použitie zariadenia závisí od obvodu, ktorý potrebuje obmedziť sledovanie tohto prvku. V tomto článku budeme hovoriť o konštrukcii diódy, ako aj o tom, aké typy existujú. Pozrime sa na diagram a kde sa tieto prvky používajú.

História vzhľadu

Stalo sa, že dvaja vedci začali pracovať na vytvorení diód: Brit a Nemec. Treba poznamenať, že ich zistenia boli mierne odlišné. Prvý bol založený na elektrónkových triódach a druhý na pevných.

Žiaľ, v tom čase veda nebola schopná urobiť prelom v tejto oblasti, ale bolo veľa dôvodov na zamyslenie.

O niekoľko rokov neskôr boli opäť (formálne) objavené diódy. Thomas Edison si tento vynález nechal patentovať. Žiaľ, to mu nebolo užitočné vo všetkých jeho dielach počas jeho života. Preto podobnú technológiu v priebehu rokov vyvinuli iní vedci. Až do začiatku 20. storočia sa tieto vynálezy nazývali usmerňovače. A až po chvíli William Eakles použil dve slová: di a odos. Prvé slovo sa prekladá ako dve a druhé je cesta. Jazyk, v ktorom bolo meno dané, je gréčtina. A ak preložíme výraz úplne, potom „dióda“ znamená „dve cesty“.

Princíp činnosti a základné informácie o diódach

Dióda má vo svojej štruktúre elektródy. Hovoríme o anóde a katóde. Ak má prvý kladný potenciál, potom sa dióda nazýva otvorená. Tým sa odpor zmenší a prúd preteká. Ak je potenciál na katóde kladný, dióda nie je otvorená. Neprepúšťa elektrický prúd a má vysokú hodnotu odporu.

Ako funguje dióda?

V zásade sme prišli na to, čo je dióda. Teraz musíte pochopiť, ako to funguje.

Telo je často vyrobené zo skla, kovu alebo keramiky. Najčastejšie sa namiesto nich používajú určité zlúčeniny. Pod krytom môžete vidieť dve elektródy. Najjednoduchší z nich bude mať závit malého priemeru.

Vo vnútri katódy je drôt. Považuje sa za ohrievač, pretože jeho funkcie zahŕňajú vykurovanie, ku ktorému dochádza podľa fyzikálnych zákonov. Dióda sa zahrieva v dôsledku prevádzky elektrického prúdu.

Pri výrobe sa používa aj kremík alebo germánium. Jedna strana zariadenia má nedostatok elektród, druhá ich má prebytok. Vďaka tomu vznikajú špeciálne hranice, ktoré zabezpečuje p-n prechod. Vďaka nemu sa prúd vedie v smere, v ktorom je to potrebné.

Charakteristiky diód

Dióda je už znázornená na schéme, teraz by ste mali zistiť, na čo si treba dať pozor pri kúpe zariadenia.

Kupujúci sa spravidla riadia iba dvoma nuansami. Hovoríme o maximálnom prúde, ako aj o spätnom napätí na maximálnych úrovniach.

Používanie diód v každodennom živote

Pomerne často sa diódy používajú v automobilových generátoroch. Akú diódu si vybrať, by ste sa mali rozhodnúť sami. Treba poznamenať, že stroje používajú komplexy niekoľkých zariadení, ktoré sú rozpoznané ako diódový mostík. Často sú takéto zariadenia zabudované do televízorov a prijímačov. Ak ich použijete spolu s kondenzátormi, môžete dosiahnuť izoláciu frekvencií a signálov.

Na ochranu spotrebiteľa pred elektrickým prúdom je do zariadení často zabudovaný komplex diód. Tento ochranný systém sa považuje za dosť účinný. Je tiež potrebné povedať, že napájanie akýchkoľvek zariadení najčastejšie používa takéto zariadenie. LED diódy sú teda dnes už celkom bežné.

Typy diód

Po zvážení toho, čo je dióda, je potrebné zdôrazniť, aké typy existujú. Zariadenia sú spravidla rozdelené do dvoch skupín. Prvý sa považuje za polovodičový a druhý za nepolovodičový.

V súčasnosti je populárna prvá skupina. Názov je spojený s materiálmi, z ktorých je takéto zariadenie vyrobené: buď z dvoch polovodičov, alebo z obyčajného kovu s polovodičom.

V súčasnosti sa vyvinulo množstvo špeciálnych typov diód, ktoré sa používajú v unikátnych obvodoch a zariadeniach.

Zenerova dióda alebo zenerova dióda

Tento typ sa používa pri stabilizácii napätia. Faktom je, že takáto dióda, keď dôjde k poruche, prudko zvyšuje prúd, pričom presnosť je čo najvyššia. V súlade s tým sú vlastnosti tohto typu diódy celkom úžasné.

Tunel

Ak jednoduchými slovami vysvetlíme, o aký druh diódy ide, potom treba povedať, že tento typ vytvára negatívny typ odporu v charakteristikách prúdového napätia. Často sa takéto zariadenie používa v generátoroch a zosilňovačoch.

Obrátená dióda

Ak hovoríme o tomto type diódy, potom toto zariadenie môže pri prevádzke v otvorenom režime zmeniť napätie na minimálnu stranu. Toto zariadenie je analógom diódy tunelového typu. Aj keď to funguje trochu iným spôsobom, je založené práve na vyššie opísanom efekte.

Varicap

Toto zariadenie je polovodič. Vyznačuje sa zvýšenou kapacitou, ktorú je možné ovládať. Závisí to od indikátorov spätného napätia. Často sa takáto dióda používa pri nastavovaní a kalibrácii obvodov oscilačného typu.

Dióda vyžarujúca svetlo

Tento typ diódy vyžaruje svetlo, ale iba ak prúd tečie v priepustnom smere. Najčastejšie sa toto zariadenie používa všade tam, kde je potrebné vytvoriť osvetlenie s minimálnou spotrebou energie.

Fotodióda

Toto zariadenie má úplne opačné vlastnosti, ak hovoríme o predchádzajúcej opísanej možnosti. Náboje teda produkuje len vtedy, keď naň dopadá svetlo.

Označovanie

Je potrebné poznamenať, že vlastnosťou všetkých zariadení je, že každý prvok má špeciálne označenie. Vďaka nim môžete zistiť charakteristiku diódy, ak je polovodičového typu. Telo sa skladá zo štyroch komponentov. Teraz by sme mali zvážiť značky.

Na prvom mieste bude vždy písmeno alebo číslo, ktoré označuje materiál, z ktorého je dióda vyrobená. Parametre diódy sa tak budú dať ľahko zistiť. Ak je uvedené písmeno G, K, A alebo I, znamená to germánium, kremík, arzenid gália a indium. Niekedy môžu byť namiesto toho uvedené čísla od 1 do 4.

Druhé miesto bude označovať typ. Má tiež rôzne významy a svoje vlastné charakteristiky. Môžu to byť usmerňovacie jednotky (C), varikapy (V), tunelové diódy (I) a zenerove diódy (C), usmerňovače (D), mikrovlny (A).

Predposledné miesto zaberá číslo, ktoré bude označovať oblasť, v ktorej je dióda použitá.

Štvrté miesto bude nastavené na číslo od 01 do 99. Bude označovať vývojové číslo. Okrem toho môže výrobca na telo aplikovať rôzne označenia. Spravidla sa však používajú iba na zariadeniach vytvorených pre konkrétne obvody.

Pre pohodlie môžu byť diódy označené grafickými obrázkami. Hovoríme o bodkách a prúžkoch. V týchto výkresoch nie je žiadna logika. Preto, aby ste pochopili, čo mal výrobca na mysli, budete si musieť prečítať pokyny.

triódy

Tento typ elektródy je analógom diódy. Čo je to trióda? Z hľadiska komplexnosti je trochu podobný zariadeniam opísaným vyššie, ale má odlišné funkcie a dizajn. Hlavný rozdiel medzi diódou a triódou bude v tom, že má tri vývody a najčastejšie sa označuje ako samotný tranzistor.

Princíp činnosti je určený na výstup prúdu do obvodu pomocou malého signálu. Diódy a tranzistory sa používajú takmer v každom zariadení, ktoré je elektronické. Hovoríme aj o procesoroch.

Výhody a nevýhody

Laserová dióda, ako každá iná, má výhody a nevýhody. Aby sme zdôraznili výhody týchto zariadení, je potrebné ich špecifikovať. Okrem toho urobíme malý zoznam nevýhod.

Medzi výhody patrí nízka cena diód, výborná životnosť, vysoká životnosť a tieto zariadenia využijete aj pri práci so striedavým prúdom. Treba tiež poznamenať, že zariadenia majú malú veľkosť, čo umožňuje ich umiestnenie na akýkoľvek okruh.

Pokiaľ ide o mínusy, treba zdôrazniť, že v súčasnosti neexistujú žiadne polovodičové zariadenia, ktoré by sa dali použiť v zariadeniach s vysokým napätím. Preto budete musieť zabudovať staré analógy. Treba tiež poznamenať, že vysoké teploty majú veľmi škodlivý vplyv na diódy. Skracuje životnosť.

Prvé kópie mali veľmi malú presnosť. To je dôvod, prečo bol výkon zariadení dosť slabý. LED lampy bolo potrebné rozbaliť. Čo to znamená? Niektoré zariadenia by mohli získať úplne iné vlastnosti, dokonca vyrobené v rovnakej šarži. Po vytriedení nevhodných zariadení boli prvky označené, ktoré popisovali ich skutočné vlastnosti.

Všetky diódy, ktoré sú vyrobené zo skla, majú špeciálnu vlastnosť: sú citlivé na svetlo. Ak sa teda dá zariadenie otvárať, teda má veko, tak celý okruh bude fungovať úplne inak, podľa toho, či je priestor pre svetlo otvorený alebo zatvorený.