Какво е диод, принципът на работа и работа във веригата

диод

Видове диоди: електровакуум и полупроводник. Последният тип се използва в по-голямата част от случаите. Никога няма да е излишно да знаете как работи диодът, за какво е необходимо, както е посочено на диаграмата, какви видове диоди съществуват, използването на диоди от различни видове.

Електровакумени диоди

Инструментите от този тип са направени под формата на електронни тръби. Лампата изглежда като стъклена крушка, в която са поставени два електрода. Единият е анод, а другият е катод. Те са във вакуум. Структурно, анодът е направен под формата на тънкостенни цилиндри. Вътре в катода се намира. Той има обикновено цилиндрична форма. Вътре в катода се полага изолирана нишка. Всички елементи имат клеми, които са свързани към щифтовете на лампата. Краката на лампата са изведени навън.

Принцип на действие

Когато електрическият ток преминава през спирала, той загрява и загрява катода, в който е разположен. От повърхността на нагрятия катод електроните, които го оставиха, без допълнителни ускоряващи полета, се натрупват в непосредствена близост до него. Някои от тях се връщат обратно към катода.

Когато положителното напрежение се прилага върху анода, електроните, излъчвани от катода, се втурват към него, създавайки аноден ток от електрони.

Катодът има граница на емисиите на електрони. Когато се достигне тази граница, анодният ток се стабилизира. Ако на анода се приложи незначително отрицателно напрежение по отношение на катода, електроните ще престанат да се движат.

Катодният материал, от който е направен, има висока степен на емисия.

Характеристиката на тока-напрежение (VAC)

Характеристиката на тока на напрежението на този тип диод показва графично зависимостта на анодния ток от напрежението, приложено към катодните и анодните изводи. Състои се от три раздела:

• Бавно покачване на нелинейния ток;
• Работна част от характеристиката;
• Област на насищане с анодно ток.

Нелинейната част започва след зоната на изключване на анодния ток. Нелинейността му се свързва с малък положителен потенциал на катода, който напуска електроните, когато се нагрява от нишка.

Активният сайт определя почти вертикална линия. Той характеризира зависимостта на анодния ток от нарастващото напрежение.

Районът на насищане е линията на постоянна токова стойност на анода с нарастващо напрежение между ламповите електроди. Електронната лампа в този раздел може да се сравни с проводник за електрически ток. Емисиите на катода достигат своята най-висока стойност.

Полупроводникови диоди

Свойството на прехода p - n към предаващия електрически ток на една посока намери приложение при създаването на устройства от този тип. Прякото включване е предоставянето на отрицателен потенциал на n-региона на прехода по отношение на р-региона, чийто потенциал е положителен. При това включване устройството е в отворено състояние. Когато се промени полярността на приложеното напрежение, то ще бъде в заключено състояние и токът не преминава през него.

Класификацията на диодите може да се извърши според предназначението им, според характеристиките на производството, по вида материал, използван при неговото производство.

Основно за производството на полупроводникови устройства се използват силициеви или германий плочи, които имат електрическа проводимост от n-тип. В тях има излишък от отрицателно заредени електрони.

Използвайки различни производствени техники, можете да получите точка или плоча диоди на изхода.

Когато се произвеждат точкови устройства, заострен проводник (игла) е заварен към пластинка тип n. На повърхността му се отделя определена смес. За германиевите пластини иглата съдържа индий, а за силиконовите пластинки иглата е покрита с алуминий. И в двата случая се създава зоната на свързване p-n. Формата му прилича на полукълбо (точка).

За планарни устройства се използва методът на дифузия или синтез. Районът на преходите, получени по този метод, варира значително. Стойността му зависи от предназначението на продукта в бъдеще. Тръбите са залепени към зоните на свързване p - n, които се използват като терминали от тялото на крайния продукт за монтаж на различни електрически вериги.

На схеми полупроводниковите диоди се обозначават като равностранен триъгълник, в горния ъгъл на който е прикрепена вертикална линия успоредна на основата. Изходът на дадена характеристика се нарича катод и отвеждането на основата на триъгълника от анода.

Директното е включването, в което положителният полюс на източника на енергия е свързан с анода. Когато захранването се включи отново, източникът "плюс" е свързан към катода.

Характеристика на токово напрежение

Характеристиката на текущото напрежение определя зависимостта на тока, преминаващ през полупроводниковия елемент, от величината и полярността на напрежението, който се прилага към неговите заключения.

В областта на прякото напрежение се разграничават три региона: малък ток напред и директен работен ток през диода. Преходът от една област към друга възниква, когато директното напрежение достигне проводимия праг. Тази стойност е около 0,3 волта за германий диоди и 0,7 волта за силициеви диоди.

Когато се използва диод с обратно напрежение към клемите, токът през него е много малък и се нарича обратна ток или ток на утечка. Тази зависимост се наблюдава до определена стойност на величината на обратното напрежение. Тя се нарича разбивка напрежение. Когато се превиши, обратният ток изгражда лавина.

Гранични стойности на параметрите

За полупроводникови диоди има стойности на техните параметри, които не могат да бъдат превишени. Те включват:

• Максимален ток напред;
• Максимално напрежение на разрушаване;
• Максимално разсейване на мощността.

Полупроводниковият елемент може да издържа на постоянен ток през него с ограничена величина. Когато се превиши, връзката p-n прегрява и се разпада. Най-големият резерв за този параметър са устройствата за захранване на равнината. Скоростта на предавателния ток през тях може да достигне десетки ампера.

Превишаването на максималната стойност на напрежението на разрушаване може да превърне диода с еднопосочни свойства в обикновен проводник на електрически ток. Разбивката може да бъде необратима и варира в широки граници в зависимост от използвания конкретен инструмент.

Консумирана мощност Количеството зависи пряко от тока и напрежението, което се прилага към терминалите на диода. Освен че превишава максималния ток напред, превишаването на ограничението на разсейването на мощността води до необратими последствия. Диодът просто изгаря и престава да изпълнява целта си. За да се предотврати такава ситуация, мощните устройства инсталират инструменти на радиатори, които отклоняват (разсейват) излишната топлина в околната среда.

Видове полупроводникови диоди

Способността на диода да премине ток в посока напред и да не го предава на обратната посока е намерила приложение в електротехниката и радиотехниката. Специалните видове диоди са проектирани да изпълняват тесен кръг от задачи.

Изправители и техните свойства

Използването им се основава на ректификационните свойства на тези устройства. Те се използват за получаване на постоянно напрежение чрез поправяне на входния променлив сигнал.

Единият изправителен диод дава възможност за получаване на пулсиращо напрежение с положителен поляритет при изхода му. Използвайки комбинацията им, можете да получите вълнова форма, която прилича на вълна. Когато се използва в схемите за токоизправители допълнителни елементи, като например електролитни кондензатори с голям капацитет и индуктори с електромагнитни ядра (дросели), изходното устройство може да получава постоянно напрежение, наподобяващ галваничен напрежението на батерията, както се изисква за работа на най-битовата техника.

Полупроводникови ценови диоди

Тези диоди имат I-V характеристика с изоставен клон на голяма стръмност. Това означава, че чрез свързване към терминалите на ценеровият диод напрежение, чиято полярност е обратна, е възможно с помощта на ограничителни резистори да се въведе в контролиран лавинен режим на разбиване. Напрежението в точката на разрушаване на лавината има постоянна стойност със значителна промяна в тока през ценеровият диод, чиято стойност е ограничена в зависимост от инструмента, използван в схемата. Така изходното напрежение се стабилизира на желаното ниво.

Технологичните операции при производството на ценерови диоди постигат различни стойности на напрежението на разрушаване (стабилизиращо напрежение). Обхватът на тези напрежения (3-15) волта. Специфичната стойност зависи от избраното устройство от голямо семейство ценерови диоди.

Принцип на действие на детекторите

За откриване на високочестотни сигнали се използват диоди, направени чрез точкова технология. Задачата на детектора е да ограничи половината от модулирания сигнал. Това позволява в бъдеще, с помощта на високочестотен филтър, да оставите само модулиращ сигнал на изхода на устройството. Тя съдържа аудио информация с ниска честота. Този метод се използва в радиоприемници, получаващи сигнал, модулиран в амплитуда.

LED функции

Тези диоди се характеризират с факта, че когато един постоянен ток преминава през тях, кристалът излъчва поток от фотони, които са източник на светлина. В зависимост от вида кристал, използван в светодиода, спектърът на светлината може да бъде както в видимия обхват на човешкото око, така и в невидимия спектър. Невидимата светлина е инфрачервена или ултравиолетова радиация.

При избора на тези елементи е необходимо да се представи целта, която трябва да бъде постигната. Основните характеристики на светодиодите са:

• Консумация на енергия;
• Номинално напрежение;
• Текущо потребление.

Текущото потребление на светодиода, което се използва за индикация при устройства с широко приложение, е не повече от 20 mA. С този ток LED светлината е оптимална. Стартирането на луминесценцията започва с ток, надвишаващ 3 mA.

Номиналното напрежение се определя от вътрешното съпротивление на прехода, което е променливо количество. Когато токът през светодиода се увеличи, съпротивлението постепенно намалява. Напрежението на източника на захранване, използвано за захранване на светодиода, трябва да се прилага не по-малко от напрежението, посочено в паспорта.

Консумацията на енергия е стойност, която зависи от разхода на ток и номиналното напрежение. Той се увеличава с нарастващите стойности, които го определят. Трябва да се отбележи, че мощни светлинни диоди могат да имат в своя състав 2 или дори 4 кристала.

Преди други устройства за осветление светодиодите имат неоспорими предимства. Те могат да бъдат изброени за дълго време. Основните са:

• Висока рентабилност;
• Голяма издържливост;
• Високо ниво на безопасност поради ниското напрежение на захранването.

Недостатъкът на тяхната работа е необходимостта от допълнително стабилизирано DC захранване, което увеличава цената.