Функции диода: Диод: функция, применение и типы — Новости

Содержание

Что такое диод? И его главная функция.

?

Previous Entry | Next Entry

А я и сам не знаю, но порассуждаю как дебил.
Диод это фигня (хуйня

дерьмо

запчасть) применяемая в электронике.
Функция у него одна единственная как у вахтера= пускать всех туда и не пускать никого оттуда.
Т.е. направлять/закрывать поток внутрь и извне.
Ниппель. Туда дуй-оттуда—.
========================
Как ОМОН при зачистке здания: запускаем-никого не выпускаем.
========================
Так он ведёт при постоянном токе.
При переменном токе добавляется еще функция/опция. Он плющит/нагибает/выравнивает/выпрямляет в линию переменный ток. Переменный он же капризный -хочу бегу туда, а хочу сюда. А тут амбал (диод) вынуждает его идти только в одну сторону. И ток уже не переменный, а постоянный, но еще пульсирует немного, но и его до/отфильтровывают от помех и он уже чистенький как стеклышко постоянный ток гладенький и мягкий как котенок.
А постоянным током питается вся микроэлектроника.
Например перепутал полярность+-, а диодик-то защитит весь прибор от поломки. Стабилитрон-это диод стабилизирующий броски питающего напряжения (стабилизатор).
===
Итого две базовых функции: пускать/не пускать ток. И переводить переменный ток в постоянный.
======
Остальные функции это производные от этих двух.
Все разновидности диодов от этих двух функций. Может иногда даже быть конденсатором когда заперт.
Фото/свето/лампо/полупроводниковые диоды — это разновидности исполнения и применения.

Например фотодиод-это свет падая на диод вызывает в нём ток(открывает заслонку). Надо сэкономить расходы на освещение. Берем здание/территорию от комнаты до государства. Убираем всех людей включающих включатели освещения. Ставим вместо них фотодиоды. Замыкаем их на автовключение/выключение света в зависимости от степени освещенности (день/ночь).
Всё-пиздец! всем лишним расходам на горящее днем электричество. Забыл/не забыл кто-то похуй. Автоматика сама будет вьябывать 24/7/30/365 без зарплаты.
Также покупаем видеокамеры с фотодиодом «день/ночь» и диод сам включает доп.питание инфракрасного прожектора и ночью все зоны слежения видятся как днём. Воришка отрицающий всё в суде посмотрит видео на себя как на пьедестале.
Также в оружейных прицелах/биноклях/и пр.оптике диод может включать тепловизор/инфравизор в туман/ночью/в дыму. Взвод с такими прицелами вмиг ночью перебьёт взвод у которого обычные прицелы (при равных условиях). Лазерный прицел/дальномер это тоже лазерный диод (целеуказывающая указка). Есть даже лазерные пушки. Указатели целей на мониторе истребителя/штурмовика/бомбардировщика вещь ускоряющая поражение цели (экономия бюджета на войну).
В строительстве в геодезических приборах при разбивке осей применяется тоже лазерные дальномеры/указатели (диоды).
В последнее время в продаже появляется всё больше гаджетов с солнечной батарейкой (тоже диоды). Вся солнцеэнергетика применяет фотодиоды.
В мото/автотронике т.е. в новых автомобилях тоже много микросхем где есть диоды. Датчики многие основаны на диодах.

Ну светодиоды LED все видят в сотовых, ТВ, компах, гаджетах. Показывают включенное питание и т.п. Кстати светодиодные бытовые лампы в квартирах уже не редкость. Светофоры светодиодные яркие в солнечный свет. Фонари задние на новых иномарках тоже светодиодные.

Вот такая маленькая железячка делает немало функций.
Усложняя- 2 полупроводниковых диода условно = 1 транзистор (биполярный). Оба применяют принцип pn переходов.
Вообщем, разновидностей диодов много. Ди(=два) од(=пути/электрода). Вот и всё.

Powered by LiveJournal.com

Виды и классификация диодов по типам, назначению, конструкции, материалам

Обновлена: 11 Октября 2022
1975
0

Поделиться с друзьями


Диод – электронный прибор с двумя (иногда тремя) электродами, обладающий односторонней проводимостью. Электрод, подключенный к положительному полюсу прибора, называют анодом, к отрицательному – катодом. Если к прибору приложено прямое напряжение, то он находится в открытом состоянии, при котором сопротивление мало, а ток протекает беспрепятственно. Если прикладывается обратное напряжение, прибор, благодаря высокому сопротивлению, является закрытым. Обратный ток присутствует, но он настолько мал, что условно принимается равным нулю.

Содержание статьи

  • Общая классификация
    • Неполупроводниковые
    • Полупроводниковые
  • Виды диодов по размеру перехода
  • Виды диодов по материалу изготовления
  • Виды диодов по частотному диапазону
  • Применение диодов
    • Выпрямительные диоды
    • Диодные детекторы
    • Ограничительные устройства
    • Диодные переключатели
    • Диодная искрозащита
    • Параметрические диоды
    • Смесительные диоды
    • Умножительные диоды
    • Настроечные диоды
    • Генераторные диоды
  • Виды диодов по типу конструкции
    • Стабилитроны (диоды Зенера)
    • Стабисторы
    • Диоды Шоттки
    • Варикапы
    • Туннельные диоды
    • Тиристоры
    • Симисторы
    • Динисторы
    • Диодные мосты
    • Фотодиоды
    • Светодиоды
    • Инфракрасные диоды
    • Диоды Ганна
    • Магнитодиоды
    • Лазерные диоды
    • Лавинные и лавинно-пролетные диоды
    • PIN-диоды
    • Триоды
  • Маркировка диодов

Общая классификация


Диоды делятся на большие группы – неполупроводниковые и полупроводниковые.

Неполупроводниковые


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


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

Полупроводниковые



В основе полупроводниковых приборов лежит принцип p-n перехода. Существует два типа полупроводников – p-типа и n-типа. Для полупроводников p-типа характерен избыток положительных зарядов, n-типа – избыток отрицательных зарядов (электронов). Если полупроводники этих двух типов находятся рядом, то возле разделяющей их границы располагаются две узкие заряженные области, которые называются p-n переходом. Такой прибор с двумя типами полупроводников с разной примесной проводимостью (или полупроводника и металла) и p-n-переходом называется полупроводниковым диодом. Именно полупроводниковые диодные устройства наиболее востребованы в современных аппаратах различного назначения. Для разных областей применения разработано множество модификаций таких приборов.


Полупроводниковые диоды

Виды диодов по размеру перехода


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


Плоскостные детали представляют одну полупроводниковую пластину, в которой имеются две области с различной примесной проводимостью. Наиболее популярны изделия из германия и кремния. Преимущества таких моделей – возможность эксплуатации при значительных прямых токах, в условиях высокой влажности. Из-за высокой барьерной емкости они могут работать только с низкими частотами. Их главные области применения – выпрямители переменного тока, устанавливаемые в блоках питания. Эти модели называются выпрямительными.


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


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

Материалы для изготовления диодов


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


Очищенный кремний – относительно недорогой и простой в обработке материал, имеющий наиболее широкое распространение. Кремниевые диоды являются прекрасными моделями общего назначения. Их напряжение смещения – 0,7 В. В германиевых диодах эта величина составляет 0,3 В. Германий – более редкий и дорогой материал. Поэтому германиевые приборы используются в тех случаях, когда кремниевые устройства не могут эффективно справиться с технической задачей, например в маломощных и прецизионных электроцепях.

Виды диодов по частотному диапазону


По рабочей частоте диоды делятся на:

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

Области применения диодов


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

Выпрямительные диоды


Эти устройства служат для выпрямления синусоиды переменного тока. Их принцип действия основывается на свойстве устройства переходить в закрытое состояние при обратном смещении. В результате работы диодного прибора происходит срезание отрицательных полуволн синусоиды тока. По мощности рассеивания, которая зависит от наибольшего разрешенного прямого тока, выпрямительные диоды делят на три типа – маломощные, средней мощности, мощные.

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

Диодные детекторы


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

Ограничительные устройства


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

Диодные переключатели


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

Диодная искрозащита


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

Параметрические диоды


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

Смесительные диоды


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

Умножительные диоды


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

Настроечные диоды


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

Генераторные диоды


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

Виды диодов по типу конструкции

Стабилитроны (диоды Зенера)


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

Стабисторы


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

Диоды Шоттки


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

Варикапы


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

Туннельные диоды


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

Тиристоры


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

Симисторы


Симисторы (симметричные тиристоры) – это разновидность тиристора, используется для коммутации в цепях переменного тока. В отличие от тиристора, имеющего катод и анод, основные (силовые) выводы симистора называть катодом или анодом некорректно, так как в силу структуры симистора они являются тем и другим одновременно. Симистор остаётся открытым, пока протекающий через основные выводы ток превышает некоторую величину, называемую током удержания.

Динисторы


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

Диодные мосты


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

Фотодиоды


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

Светодиоды


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

Инфракрасные диоды


Это разновидность светодиодов, излучающая свет в инфракрасном диапазоне. Применяется в бескабельных линиях связи, КИП, аппаратах дистанционного управления, в камерах видеонаблюдения для обзора территории в ночное время суток. Инфракрасные излучающие устройства генерируют свет в диапазоне, который не доступен человеческому взгляду. Обнаружить его можно с помощью фотокамеры мобильного телефона.

Диоды Ганна


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

Магнитодиоды


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

Лазерные диоды


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

Лавинные и лавинно-пролетные диоды


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

PIN-диоды


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

Триоды


Триоды – это электронные лампы. Он имеет три электрода: термоэлектронный катод (прямого или косвенного накала), анод и управляющую сетку. Сегодня триоды практически полностью вытеснены полупроводниковыми транзисторами. Исключение составляют области, где требуется преобразование сигналов с частотой порядка сотен МГц — ГГц высокой мощности при маленьком числе активных компонентов, а габариты и масса не имеют большого значения.

Маркировка диодов


Маркировка полупроводниковых диодных устройств включает цифры и буквы:

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


Пример: КД202К – кремниевый выпрямительный диффузионный диод.


Была ли статья полезна?

Да

Нет

Оцените статью

Что вам не понравилось?


Другие материалы по теме

Анатолий Мельник

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

Какова функция диода?

Каталог

Ⅰ. Принцип работы

1.1 Терминология

1,2 ПН СТРОНАЯ

1.2.1 Принцип

1.2.2. 3 Дополнение

Ⅱ. Применение диодов

2.1 Основные функции

2.2 Типичные области применения диодов

Ⅲ. Один вопрос, относящийся к функциям диодов и дальнейшим действиям Рекомендации производителей диодов


Ⅰ. Принцип работы

1.1 Терминология

Диод представляет собой двухвыводное электронное устройство с однонаправленной проводимостью. Он делится на электронный диод и кристаллический диод. Из-за тепловых потерь нити накала эффективность электронного диода ниже, чем у кристаллического диода. Поэтому последний обычно используется в электронике.

Основной принцип работы диода заключается в использовании однонаправленной проводимости PN-перехода. А добавление выводов и пакетов к PN-переходу становится диодом.

Кристаллический диод представляет собой PN-переход, образованный полупроводником P-типа и полупроводником N-типа. Слой объемного заряда формируется по обеим сторонам интерфейса, и создается собственное электрическое поле. Когда нет приложенного напряжения, диффузионный ток, вызванный разницей в концентрации носителей между двумя сторонами PN-перехода, и ток дрейфа, вызванный собственным электрическим полем, равны, то есть они находятся в состоянии электрического равновесия. .

Когда есть прямое смещение напряжения извне, взаимное подавление внешнего электрического поля и собственного электрического поля вызывает увеличение диффузионного тока носителей, вызывая прямой ток. Когда снаружи имеется смещение обратного напряжения, внешнее электрическое поле и собственное электрическое поле дополнительно усиливаются, образуя обратный ток насыщения, который не зависит от значения напряжения обратного смещения в определенном диапазоне обратного напряжения.

Когда приложенное обратное напряжение достигает определенного уровня, напряженность электрического поля в слое пространственного заряда PN-перехода достигает критического значения, что приводит к процессу умножения носителей для генерации большого количества электронно-дырочных пар и, наконец, генерируя большой обратный ток пробоя, который называется явлением пробоя диода. Другими словами, обратный пробой PN-перехода делится на пробой Зинера и лавинный пробой.

 

Рисунок 1. Полупроводник P-типа и полупроводник N-типа

1.2 PN-переход

полупроводника с помощью специального процесса. Кроме того, полупроводники P-типа и полупроводники N-типа обычно называют P-областями и N-областями. Формирование PN-перехода связано с наличием большого количества положительных дырок в области P и большого количества свободных электронов в области N. Следовательно, разница концентраций носителей вызывает диффузионное движение. Положительные дырки из P-области диффундируют в N-область, а свободные электроны из N-области диффундируют в P-область. Кроме того, положительные дырки и свободные электроны движутся в противоположных направлениях.

Отвод соответственно подключен с двух сторон PN-перехода. Проводка в P-области называется положительным полюсом (анодом) и соединяется с положительным полюсом источника питания; вывод на N-области называется отрицательным полюсом (катодом) и соединяется с отрицательным полюсом источника питания.

1.2.1 Принцип

Полупроводники P-типа легированы собственными полупроводниками (полностью чистый, структурно неповрежденный полупроводниковый кристалл) с небольшим количеством примесей трехвалентных элементов, таких как бор. Из-за атома трибора, когда он образует ковалентную связь с окружающим атомом кремния, из-за отсутствия электрона в кристалле создается вакансия. Когда электроны на соседних ковалентных связях получают энергию, ее можно заполнить, чтобы сделать атом бора неподвижным отрицательным анионом, в то время как ковалентная связь исходного атома кремния образует дырки из-за отсутствия электрона, но весь полупроводник еще нейтрально. В этом полупроводнике P-типа дырки в основном являются проводниками, дырки являются основными носителями и свободными электронами.

Принцип формирования полупроводников N-типа подобен принципу P-типа. Когда пятивалентные атомы, такие как фосфор, легируются в собственных полупроводниках, они образуют ковалентные связи с атомами кремния, создавая свободные электроны. В полупроводниках N-типа основными носителями являются электроны, а неосновными — дырки.

 

Рис. 2. PN-переход

Таким образом, трехвалентные и пятивалентные примесные элементы, легированные в две разные области собственного полупроводника, образуют область P-типа и область N-типа. По характеристикам полупроводника N-типа и полупроводника P-типа видно, что разница в концентрации электронов и дырок возникает на границе раздела между ними. Существует разница в концентрации электронов и дырок. Кроме того, и электроны, и дырки диффундируют из областей с высокой концентрацией в области с низкой концентрацией, что нарушает электрическую нейтральность в исходном соединении.

1.2.2 Характеристика: однонаправленная проводимость

К PN-переходу приложено прямое напряжение. Под действием этого приложенного электрического поля равновесное состояние PN-перехода нарушается. Дырки в области P и электроны в области N перемещают PN-переход, а отрицательные ионы нейтрализуют электроны и положительные ионы в области N PN-перехода, что сужает пространство PN-перехода. С увеличением приложенного электрического поля диффузионное движение еще более усиливается, а дрейфовое движение ослабевает. Когда приложенное напряжение превышает пороговое напряжение, PN-переход эквивалентен малому сопротивлению, то есть PN-переход включается.

1.2.3 Дополнительное примечание

Когда прямое напряжение подается на PN-переход, направление внутреннего тока такое же, как и у источника питания, и ток может легко образовывать токовую петлю через PN-переход. В это время PN-переход находится в состоянии с низким импедансом (импеданс в состоянии прямого смещения мал), а схема находится в проводящем состоянии.

Когда обратное напряжение подается на PN-переход, направление тока внутри него противоположно источнику питания, и току не так просто образовать петлю через PN-переход. В это время PN устанавливается в состояние высокого импеданса, а схема находится в выключенном состоянии.

 

Ⅱ. Применение диодов

Диод является одним из первых полупроводниковых устройств, благодаря своей однонаправленной проводимости полупроводниковые диоды используются практически во всех электронных схемах. Он играет важную роль во многих электронных схемах. Диод — это фундаментальный компонент, который вы должны понимать, если хотите развить свое мастерство в области электроники.

Функция диода в цепи Использование

2.1 Основные функции

Диоды используются практически во всех электронных схемах. Использование полупроводниковых диодов в схеме может защитить схему и продлить срок службы схемы. Разработка полупроводниковых диодов улучшила интегральные схемы и сыграла активную роль в различных областях. Далее кратко описывается роль диода в следующих четырех схемах.

(1)В коммутационных цепях (управление током)

В цифровых и интегральных схемах однонаправленная проводимость диода используется для включения или выключения цепи, и эта технология получила широкое распространение. Например, переключающие диоды могут хорошо защитить цепь, предотвратить перегорание цепи из-за коротких замыканий и т. д., а также сохранить функцию традиционных переключателей. Еще одной особенностью переключающего диода является высокая скорость переключения. Это не сравнимо с традиционными переключателями.

(2)В цепи ограничителя (управление сигналом)

В электронных схемах цепи ограничителя обычно используются для обработки различных сигналов. Он используется для выборочной передачи части сигнала в пределах заданного диапазона уровней. Большинство диодов можно использовать в качестве ограничителей, но иногда необходимы специальные ограничительные диоды, например, защитные устройства.

(3)В цепи регулятора (защита от перенапряжения)

Стабилитроны обычно используются в цепях стабилизации напряжения. Это кремниевый полупроводниковый диод с поверхностным переходом, изготовленный по специальной технологии. Этот специальный диод имеет высокую концентрацию примесей, высокую плотность заряда в зарядовом пространстве и легко формирует электрическое поле. Когда обратное напряжение на стабилитроне увеличивается до определенного значения, обратный ток резко возрастает, вызывая обратный пробой.

(4)В варакторной схеме (демодуляция сигналов)

Варакторные диоды обычно используются в варакторных схемах для реализации автоматического управления частотой, настройки, частотной модуляции и сканирования колебаний цепей. Они широко используются в микроволновых схемах, таких как параметрические усилители, электронные тюнеры и удвоители частоты.

 

2.2 Типичные области применения диодов

0009 С развитием технологий светодиоды широко используются в индикаторах различных электронных изделий, источниках света для оптоволоконной связи, индикаторах различных приборов и осветительных приборов. Многие характеристики светодиодов не имеют себе равных у обычных светоизлучающих устройств, таких как безопасность, высокая эффективность, защита окружающей среды, длительный срок службы, быстрое реагирование, небольшой размер, прочная конструкция и так далее. Таким образом, светодиод является красивым источником света, отвечающим требованиям зеленого освещения.

Вот некоторые из их основных применений:

Светодиоды обычно используются в качестве подсветки экрана или дисплея и источника освещения в электронных устройствах. Например, от больших ЖК-телевизоров, компьютерных дисплеев до медиаплееров MP3, MP4 и мобильных дисплеев в качестве подсветки экрана используются светодиоды.

Светодиоды широко используются в автомобилях и крупной технике. Указатели поворота, внутреннее освещение, освещение машин и приборов, фары, указатели поворота, стоп-сигналы и задние фонари в автомобилях и крупном механическом оборудовании — все это светодиоды. Кроме того, срок службы светодиодов обычно больше, чем у автомобилей и крупной техники).

Поскольку светоизлучающие диоды обладают характеристиками более высокой эффективности, более низкого энергопотребления, более длительного срока службы и высокой яркости, чем обычные осветительные устройства, они используются в таком оборудовании, как шахтерские лампы и подземное освещение. Они заменят обычные осветительные приборы в приложениях для майнинга.

В современном обществе неоновые огни являются важным символом городских городов, но неоновые огни имеют короткий срок службы. К счастью, использование светоизлучающих диодов для замены неоновых ламп имеет много преимуществ, поскольку светодиоды имеют такие преимущества, как долгий срок службы, энергосбережение, простота управления и контроля, а также отсутствие длительного обслуживания. Поэтому замена неона светодиодами будет неизбежным результатом развития светотехники.

  • Стабилитрон

Стабилитрон , его ток меняется в широких пределах, но напряжение практически не меняется. Они классифицируются по напряжению пробоя. Если вы хотите получить более высокое напряжение, вы можете использовать его последовательно, что может обеспечить более высокое постоянное выходное напряжение. Например, 1N4620 стабилизировал 3,3 В, 1N4625 стабилизировал 5,1 В и т. д., а мощность варьируется от 200 мВт до 100 Вт.

 

Рис. 4. Цепь стабилитрона

  • Выпрямительный диод

Выпрямительный диод может использовать одностороннюю электрическую проводимость для преобразования переменного тока в постоянный. Такое однонаправленное поведение называется исправлением. То есть диод выпрямителя может формировать схему выпрямителя на основе своих характеристик. Как правило, он широко используется в схемах с низкой частотой обработки, таких как схемы выпрямителей, встроенные схемы и схемы защиты. Кроме того, основным соображением при использовании выпрямительных диодов является то, что максимальный выпрямленный ток и максимальное обратное рабочее напряжение должны быть больше, чем значения при фактической работе.

 

Рисунок 5. Схема двухполупериодного выпрямителя

Для обратного времени восстановления частоты среза выпрямительного диода в обычном регулируемом источнике питания рабочие требования не очень строгие. Как правило, ключевыми моментами являются максимальный ток выпрямителя и максимальное обратное рабочее напряжение. К таким выпрямительным диодам относятся серии 1NXX и 2CZ. Для высокочастотных импульсных источников питания используются выпрямительные диоды с более высокой рабочей частотой и меньшим временем обратного восстановления, к таким диодам относятся серии РУ, серии В, серии 1СР.

  • Детекторный диод

Детекторные диоды обладают высокой эффективностью обнаружения и хорошими частотными характеристиками и обычно используются в слабых сигнальных цепях, таких как полупроводниковые радиоприемники и телевизоры. Что касается обнаружения, то он должен брать сигнал модуляции из входного сигнала, а размер выпрямленного тока обычно составляет 100 мА в качестве точки разделения, а выходной ток обычно меньше 100 мА.

 

 Рисунок 6. Цепь детекторного диода

  • Диод Шоттки

A Диод Шоттки — маломощный сверхбыстродействующий диод. Его основными характеристиками являются короткое время обратного восстановления и малые потери при переключении. При работе его прямое падение напряжения составляет всего около 0,4 В. Такое маломощное сверхбыстродействующее полупроводниковое устройство широко используется в импульсных источниках питания, инверторах, драйверах и т. д. Они обычно используются в качестве высокочастотных, низковольтных, сильноточных выпрямительных диодов, обратных диодов. , защитные диоды, или в микроволновых коммуникационных и других цепях, как диоды выпрямителя, диоды обнаружения слабого сигнала.

  • Переключающий диод

Переключающий диод — это тип полупроводникового диода. Когда есть прямой ток, ток течет, и устройство включается. Когда течет отрицательный ток, диод не проводит. Он играет роль переключения и изоляции в цепи.

 

Рисунок 7. Цепь переключающего диода

VD1 является переключающим диодом в схеме, и его функция эквивалентна выключателю, который используется для включения и выключения конденсатора C2.

  • Диод с быстрым восстановлением

Диод с быстрым восстановлением (обозначаемый как FRD) представляет собой полупроводниковый диод с хорошими характеристиками переключения и коротким временем обратного восстановления. Он в основном используется в импульсных источниках питания, ШИМ-модуляторах ширины импульса, инверторах и других электронных схемах, в качестве высокочастотного выпрямительного диода, обратного диода или демпфирующего диода. В настоящее время быстровосстанавливающиеся диоды в основном используются в качестве выпрямителей в инверторных источниках питания, ограничивающих и зажимающих высокочастотные сигналы.

Ограничитель переходного напряжения TVS представляет собой твердотельный диод, специально разработанный для защиты от электростатических разрядов.

 

Рисунок 8. Символ диода

 

3.1 Вопрос

Почему мы используем диод в цепи?

3.2 Ответ

Наиболее распространенная функция диода — пропускать электрический ток в одном направлении (так называемое прямое направление диода), блокируя его в противоположном (обратном). Таким образом, диод можно рассматривать как электронную версию обратного клапана. Это однонаправленное поведение называется выпрямлением и используется для преобразования переменного тока (AC) в постоянный ток (DC). Формы выпрямителей-диодов можно использовать для таких задач, как выделение модуляции из радиосигналов в радиоприемниках.

 

Теперь, когда ваш поток течет в правильном направлении, пришло время применить ваши новые знания с пользой. Ищете ли вы отправную точку или просто запасаетесь, ниже приведены некоторые хорошие дистрибьюторы диодов в качестве нашей рекомендации для вас:

  • Mouser Electronics

  • ПО Полупроводник

  • KYNIX Полупроводник

  • Цифровой ключ

 

Часто задаваемые вопросы о функции диода

1. Для чего используется диод?
Основные функции. Наиболее распространенная функция диода — пропускать электрический ток в одном направлении (так называемое прямое направление диода) и блокировать его в противоположном направлении (обратное направление). Таким образом, диод можно рассматривать как электронную версию обратного клапана.

 

2. Какова основная функция PN-диода?
Диод с p-n переходом представляет собой базовое полупроводниковое устройство, управляющее потоком электрического тока в цепи. Он имеет положительную (p) сторону и отрицательную (n) сторону, созданную добавлением примесей к каждой стороне кремниевого полупроводника.

 

3. Какова функция выпрямительного диода? Выпрямительные диоды
используются в источниках питания для преобразования переменного тока (AC) в постоянный ток (DC). Этот процесс называется выпрямлением. Они также используются в других местах в цепях, где через диод должен проходить большой ток.

 

4. Диоды переменного или постоянного тока?
Один диод или четыре диода преобразуют бытовую электроэнергию 110 В в постоянный ток, образуя промежуточный (один диод) или двухполупериодный (четыре диода) выпрямитель. Диод пропускает только половину волны переменного тока.

 

5. Какова функция стабилитрона? Стабилитроны
используются для регулирования напряжения, в качестве опорных элементов, ограничителей перенапряжения, а также в коммутационных устройствах и схемах ограничения. Напряжение нагрузки равно напряжению пробоя VZ диода. Последовательный резистор ограничивает ток через диод и сбрасывает избыточное напряжение, когда диод открыт.

 

6. В чем разница между диодом и выпрямителем?
Диод — это электронный компонент, позволяющий току течь только в одном направлении. Это двухконтактный полупроводниковый прибор. Выпрямитель представляет собой устройство, которое используется для преобразования напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока. Диод используется в качестве переключателя, а выпрямитель используется для преобразования напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока.

Лучшие продажи диода

Фото Деталь Компания Описание Цена (долл. США)

Альтернативные модели

Часть Сравнить Производители Категория Описание

Заказ и качество

Изображение Произв. Деталь № Компания Описание Пакет ПДФ Кол-во Цена (долл. США)

Поделиться

Диоды — конструкция, назначение, типы, испытания

Диод представляет собой полупроводниковый прибор. Диоды играют важную роль в электронных схемах. Они используются в основном в неуправляемых выпрямителях для преобразования переменного тока в фиксированное постоянное напряжение и в качестве обратных диодов для обеспечения пути для протекания тока в индуктивных нагрузках.

Конструкция

Диоды могут быть изготовлены из двух полупроводниковых материалов: кремния и германия. Силовые диоды обычно изготавливаются из кремния. Кремниевые диоды могут работать при более высоких токах и температурах перехода, а также имеют большее обратное сопротивление.

Структура полупроводникового диода и его условное обозначение показаны на рисунке ниже. Диод имеет две клеммы: анодную клемму A (P-переход) и катодную клемму K (N-переход). Когда анодное напряжение более положительное, чем катодное, говорят, что диод смещен в прямом направлении и легко проводит ток при относительно низком падении напряжения. Когда напряжение на катоде больше положительного, чем на аноде, говорят, что диод смещен в обратном направлении и блокирует протекание тока. Стрелка на символе диода показывает направление обычного тока, когда диод проводит.

 

Диоды и символ

Диоды Функция

Диоды позволяют электричеству течь только в одном направлении. Стрелка символа цепи показывает направление, в котором может течь ток. Диоды — это электрическая версия лампы, и ранние диоды фактически назывались лампами.

Падение напряжения в прямом направлении

Электричество расходует немного энергии, проталкиваясь через диод, подобно тому, как человек толкает дверь пружиной. Это означает, что на проводящем диоде есть небольшое напряжение, оно называется прямое падение напряжения и составляет около 0,7 В для всех обычных диодов, изготовленных из кремния. Прямое падение напряжения на диоде почти постоянно, независимо от тока, проходящего через диод, поэтому они имеют очень крутую характеристику (график ток-напряжение).

Обратное напряжение

При подаче обратного напряжения идеальный диод не проводит ток, но все настоящие диоды пропускают очень малый ток в несколько мкА или меньше. В большинстве схем этим можно пренебречь, потому что он будет намного меньше, чем ток, протекающий в прямом направлении. Однако все диоды имеют максимальное обратное напряжение (обычно 50В и более) и при превышении этого диода выйдет из строя и пропустит большой ток в обратном направлении, это называется пробой .
Обычные диоды можно разделить на два типа: сигнальные диоды, пропускающие малые токи до 100 мА и менее, и выпрямительные диоды, пропускающие большие токи. Кроме того, есть светодиоды (у которых есть своя страница) и стабилитроны (внизу этой страницы).

Соединение и пайка

Подключение диодов

Диоды должны быть подключены в правильном порядке, схема может быть обозначена a или + для анода и k или для катода (да, это действительно k, а не c, для катод!). Катод отмечен линией, нанесенной на корпус. Диоды помечены своим кодом мелким шрифтом; вам может понадобиться увеличительное стекло, чтобы прочитать это на малых сигнальных диодах!

Маленькие сигнальные диоды могут быть повреждены теплом при пайке, но риск невелик, если вы не используете германиевый диод (коды начинаются с OA…), в этом случае следует использовать радиатор, прикрепленный к проводу между соединением и корпусом диода. В качестве радиатора можно использовать стандартный зажим-крокодил.

Выпрямительные диоды достаточно прочны, и при их пайке не требуется особых мер предосторожности.

Проверка диодов

Вы можете использовать мультиметр или простой тестер (аккумулятор, резистор и светодиод), чтобы проверить, проводит ли диод в одном направлении, а не в другом. Лампу можно использовать для проверки диода выпрямителя, но НЕ используйте лампу для проверки сигнального диода, потому что большой ток, проходящий через лампу, разрушит диод!

Сигнальные диоды (слабый ток)

Сигнальные диоды используются для обработки информации (электрических сигналов) в цепях, поэтому они необходимы только для пропуска малых токов до 100 мА.

Сигнальные диоды общего назначения, такие как 1N4148, изготовлены из кремния и имеют прямое падение напряжения 0,7 В.

Германиевые диоды , такие как OA90, имеют более низкое прямое падение напряжения 0,2 В, что делает их пригодными для использования в радиосхемах в качестве детекторов, выделяющих звуковой сигнал из слабого радиосигнала.

Для общего применения, где величина прямого падения напряжения менее важна, лучше подходят кремниевые диоды, поскольку они менее легко повреждаются при нагреве при пайке, имеют более низкое сопротивление при проводке и имеют очень низкие токи утечки при подается обратное напряжение.

Защитные диоды для реле

Диод Максимальный
Ток
Максимальный
Обратное напряжение
0004
1N4001 1A 50V
1N4002 1A 100V
1N4007 1A 1000V
1N5401 3A 100V
1N5408 3A 1000 В

Сигнальные диоды также используются с реле для защиты транзисторов и интегральных схем от кратковременного высокого напряжения, возникающего при отключении катушки реле. На схеме показано, как защитный диод подключен к катушке реле, обратите внимание, что диод подключен «наоборот», так что он обычно НЕ проводит ток. Проводимость возникает только тогда, когда катушка реле выключена, в этот момент ток пытается продолжать течь через катушку и безвредно отводится через диод. Без диода ток не мог бы течь, и катушка производила бы разрушительный «всплеск» высокого напряжения, пытаясь поддерживать ток.

Выпрямительные диоды (большой ток)

Выпрямительные диоды используются в источниках питания для преобразования переменного тока (AC) в постоянный (DC). Этот процесс называется выпрямлением. Они также используются в других местах в цепях, где через диод должен проходить большой ток.

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

Функции диода: Диод: функция, применение и типы — Новости