Диоды описание: Характеристика диодов

Содержание

Характеристика диодов

История возникновения диода

Возникновение диода обязано ученому из Великобритании Фредерику Гутри и немецкому физику Карлу Фердинанду Брауну. В 1873 и 1874 годах они открыли принцип работы термионных диодов и принцип работы кристаллических диодов. Позже термионными диодами стали называть специализированные вакуумные лампы. В начале 1880 года Томас Эдиссон повторно задокументировал работу термионного диода, но развитие этого радиоэлектронного компонента произошло только через 9 лет, когда немецкий ученый Карл Браун показал действие выпрямителя на кристалле. В начале 20 века Гринлиф Пикард предъявил публике первый радиоприемник, в основе которого был положены свойства диода реагировать на электромагнитные колебания. Промышленный выпуск диодов термионного типа (ламповых диодов) был налажен в Британии с разрешения Джона Флеминга в 1904 году, а через 2 года американец Пикард запатентовал первый детектор из кристаллов кремния. Современную терминологию слова «диод» (от греч.

«di» — два, «odos» — путь) ввел Вильям Генри Иклс в 1919 году. В СССР главную роль в развитии полупроводниковых компонентов сыграл физик Б. М. Вул.

Первое развитие получили ламповые диоды или кенотроны (электровакуумные диоды), а так же газонаполненные диоды (газотроны, стабилитроны, игнитроны). Однако основной вклад в развитие радиоэлектронных компонентов внесли полупроводниковые диоды на основе кремния и германия.

Физические основы работы диода

Открытый в 1882 году химический элемент «германий» Клеменсом Винклером в процессе изучения в электричестве позволил выявить эффект полупроводника тока. Эксперименты физиков для получения одностороннего проводника тока привели к такому результату, что если к германию присоединить акцепторную примесь (барий, алюминий, галлий или индий), способную захватывать электроны, накопленные в германии, то в результате получится электронный элемент, способный пропускать электроны только в одну сторону (от германия к акцепторной смеси).

Как мы знаем, электрон – это отрицательно заряженная частица, притягивающаяся к положительной частице, однако в электронике принято обозначение перемещения тока от плюса к минусу. Таким образом, диод представляет собой смесь германия или кремния с акцепторным материалом. Германий, за счет накопленных электронов несет в себе отрицательный N заряд (N — negative), а акцепторная смесь насыщается положительными P ионами (P — positive). Процесс протекания тока из P области в N область через место «соединения» или p-n переход и есть принцип работы диода. Его особенностью является возможность протекания тока только в одном направлении, поэтому диод является однонаправленным полупроводником. Отрицательно заряженную сторону с германием принято называть «катодом», а положительно заряженную половину «анодом». На схемах диод обозначается в виде направления протекания тока в виде стрелки к отрицательно заряженной стороне.

Когда диод не подключен к источнику питания, p-n переход находится в состоянии покоя.

И в результате притягивания электронов к положительным ионам происходит их дрейф через переход. Такой процесс называется «диффузией», предусматривающий притягивание электронов через переход к «дыркам» положительных ионов. Диффузионное движение из-за постоянно меняющейся концентрации ионов и электронов происходит возле перехода постоянно.

При подключении к p-n структуре внешнего источника напряжения или напряжения смещения происходит изменение условий переноса заряда через переход. Важным фактором здесь становится полярность внешнего напряжения, подключенного к аноду и катоду диода.

Прямое подключение напряжения к p-n структуре

При прямом включении диода, когда плюс источника питания подключен к p-области, а минус к n-области происходит прямое протекание тока через переход. При этом электроны, находящиеся в n-области за счет подключенного минуса источника питания будут передвигаться ближе к переходу. Собственно, с положительно заряженными частицами в p-области будет происходить то же эффект. В результате p-n переход будет заполняться электронами в «дырках» (положительных ионах). Возникнет электрическое поле, которое позволит свободным электронам преодолеть сопротивление перехода, пройти барьерную зону и p-область к положительному контакту источника питания. В данной цепи возникнет электрический ток, который называют прямым током смещения перехода. Величина этого тока будет ограничена техническими характеристиками диода.

Момент, когда создается электрическое поле в p-n переходе на положительной ветви Вольт — Амперной Характеристики диода (ВАХ) отмечен некоторым напряжением ∆Ua. Это напряжение определено не только силой тока, но и сопротивлением самого p-n перехода. Чем ниже это сопротивление, тем меньше необходимо энергии для того, чтобы открыть переход, а так же его закрыть. Отступив от темы статьи, стоит сказать, что энергия в переходе при исчезновении питания моментально не пропадает. Происходит эффект рассасывания заряда, обусловленный емкостью перехода. Чем ниже эта емкость, тем быстрее диод перейдет в «выключенное» состояние с успокоением всех переходных процессов в p-n переходе.

Этот параметр очень важен в частотных диодах, о которых мы расскажем ниже. В современных диодах значения напряжения ∆Ua варьируется от 0,3 до 1,2 вольта (кремний 0,8 – 1,2В., германий 0,3 – 0,6В.) в зависимости от мощности диода. Так же его называют падением напряжения p-n перехода.

Обратное подключение напряжения к p-n структуре

При подключении к диоду питания в обратном направлении происходит увеличение сопротивление p-n перехода и барьер возрастает, вследствие того, что электронам в n-области и свободным ионам в p-области легче соединиться с зарядом источника питания. При увеличении напряжения питания происходит лавинообразный отток заряженных частиц от перехода. В результате диод переходит в закрытое состояние из-за обратного напряжения.

На обратной ветви ВАХ участок 0 – 1 обусловлен небольшим обратным напряжением. При этом увеличение обратного тока наблюдается за счет уменьшения диффузионной составляющей. Другими словами в p и n областях присутствуют неосновные носители. Даже когда диод закрыт, через барьер при малом напряжении они могут протекать из одной области в другую. Значение этого тока несоизмеримо мало по сравнению с прямым током, поскольку количество неосновных носителей в разных областях p и n минимально. Начиная с точки 1 основные носители уже не способны преодолеть барьер, а диффузионные неосновные носители полностью рассасываются в свои области переходов. Этим объясняется отсутствие роста тока при увеличении обратного напряжения. Поскольку концентрация неосновных носителей заряда зависит от температуры сплава (иначе «кристалла»), то обратный ток будет увеличиваться в зависимости от увеличения температуры кристалла. Именно поэтому его называют тепловым. Это лавинообразный процесс и он подчиняется экспотенциальному закону. Именно из-за обратных токов диоды начинают греться и их устанавливают на теплоотводы. Если значение обратного тока будет выше предусмотренного диодом, то начнется неконтролируемый процесс так называемого теплового пробоя, после которого следует электрический пробой, приводящий диод в негодность.

Стабильная работа кремниевых диодов возможна при температуре 130 – 135 градусов. Разрушение кристалла германиевых диодов происходит при температуре 50 – 60 градусов.

Полная вольт – амперная характеристика диода

Вольт – амперная характеристика отображает зависимость протекающего через диод тока от величины приложенного прямого и обратного напряжения. Чем круче и ближе к оси Y прямая ветвь и ближе к оси X его обратная ветвь, тем лучше выпрямительные свойства диода. При несоизмеримо большом обратном напряжении у диода наступает электрический пробой. При этом резко возрастает обратный ток. Нормальная работа диода возможна в том случае, если приложенное к нему обратное напряжение не превышает максимально допустимое, называемое пробивным напряжением. Как мы уже писали, токи диодов зависят от температуры кристалла. На каждый градус падение напряжения на p-n переходе изменяется на 2мВ. Если температура кристалла растет вверх, то обратный ток германиевых диодов увеличивается в 2 раза, у кремниевых диодов обратный ток растет в 2,5 раза на каждые 10 градусов.

При этом пробивное напряжение при увеличении температуры понижается.

Конструктивное исполнение диодов

По технологическому исполнению диоды могут быть плоскостные и точечные. P-n переход плоскостных диодов (на рисунке б – плоскостной сплавной диод) выполняется на границе двух слоев в полупроводнике. Слои имеют электропроводимость разных типов. За счет большей площади перехода плоскостные диоды могут пропускать большие токи через себя. Их недостатком является большая переходная емкость , что ограничивает применение плоскостных диодов в высокочастотной технике. Однако, есть гибридные диоды, сочетающие в себе и малую емкость, и малое переходное сопротивление, и возможность пропускать большие токи. Примером может быть отечественный диод КД213.

У точечных диодов p-n переход изготовляется в месте контакта полупроводниковой пластины с острием металлической иглы. Современные диоды производят с применением германия, кремния, фосфида и арсенида галлия.

Типы и характеристика диодов

Выпрямительные диоды

Выпрямительные диоды используются для выпрямления переменных токов на частотах, как правило, ниже 50 кГц. Конструктивное исполнение таких диодов преимущественно плоскостное. За счет этого диоды позволяют проводить через себя большие выпрямленные токи. Большей частью материалом изготовления выпрямительных диодов является кремний за счет устойчивости к температурным изменениям. Основными параметрами, определяющими характеристику диода, являются:

Uпр. – постоянное прямое напряжение на диоде при заданном постоянном прямом токе.

Uобр. – постоянное напряжение, приложенное к диоду в обратном направлении.

Iпр. – постоянный ток, протекающий через диод при подключении в прямом направлении.

Iобр. – постоянный ток, протекающий через диод, включенный в обратном направлении.

Iпр.ср. – прямой ток, усредненный за период.

Iобр.ср. – обратный ток, усредненный за период.

Rдиф. – отношение приращения напряжения на диоде к вызвавшему его малому приращению тока.

Кроме того, всех типов существуют ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИОДОВ, определяющие их максимальные технические возможности, к которым относятся:

Uобр. max – максимальное напряжение, приложенное при обратном включении диода.

Iпр.max – максимально допустимый постоянный прямой ток (один из важнейших параметров).

Iпр.ср.max – максимально допустимый средний прямой ток.

Iвп.ср.max – максимально допустимый средний выпрямленный ток.

К дополнительным параметрам относится интервал рабочих температур.

Выпрямительные диоды широко применены в электронной схемотехнике. На их основе нередко можно встретить диодные мосты для изменения формы тока из переменного в постоянный.

Современное развитие электроники невозможно без применения высокочастотных диодов.

Высокочастотные диоды

Данные диоды используются в широком диапазоне частот вплоть до нескольких сотен мегагерц и выше. Чаще всего их применяют для модуляции и детектирования, а так же в высокочастотных радиоцепях. В качестве высокочастотных диодов используются элементы, выполненные в точечном исполнении из-за малой емкости перехода.

Для таких диодов дополнительно важны две характеристики, это максимальная рабочая частота в МГц и емкость диода в пФ.

Импульсные диоды

Импульсные диоды предназначены для преобразования импульсных сигналов. В силовой схемотехнике мощные импульсные диоды могут работать в качестве выпрямителей. Примером может служить импульсный блок питания, где они используются во вторичной цепи после импульсного трансформатора. Так же импульсные диоды применяют в телевизионной технике (детекторах видеосигналов), в ключевых и логических устройствах. Различают двух и трех электродные импульсные диоды (спаренные). Трех электродные диоды могут быть с общим анодом или с общим катодом. Для импульсных диодов свойственны следующие дополнительные характеристики:

Uпр.и – пиковое прямое напряжение при заданном импульсе тока.

Uобр.и – соответственно, обратное напряжение в пике как однократное, так и периодически повторяющееся.

Сд – общая емкость диода при заданных напряжениях и частоте. Большой параметр Сд снижает частотные свойства диода. Так же от значения Сд напрямую зависит следующий параметр.

τ вос – время восстановления с момента окончания импульса тока в состояние заданного обратного запирающего напряжения (окончание переходных процессов рассасывания заряда в p-n переходе)

Qпк – часть накопленного заряда, вытекающего во внешнюю цепь при реверсивном изменении тока с прямого значения на обратное.

Одним из основных параметров диодов Шотки является

Iпр.и max – максимально допустимый ИМПУЛЬСНЫЙ прямой ток.

Стабилитроны и стабисторы

Данный тип диодов необходим в цепях стабилизации напряжения при изменении проходящего через диод тока. Его основными характеристиками является:

Uст — напряжение стабилизации.

Iст. max и Iст. min – максимальный и минимальный ток стабилизации.

Pmax – максимально допустимая рассеиваемая мощность.

Для стабилитронов рабочим является пробойный участок ВАХ. На рисунке он отмечен расстоянием между точками Iст.min и Iст.max. На этом участке напряжение на стабилитроне остается постоянным при существенном изменении значения тока. Для стабисторов рабочим является прямой участок ВАХ. Так же существуют двуханодные стабилитроны, включающие в себя два встречно включенных p-n перехода. Каждый из этих переходов является основным при изменении полярности его подключения.

Варикап

Специальный полупроводниковый диод. Его емкость p-n перехода изменяется в значительных пределах в зависимости от приложенного к нему обратного напряжения. В случае увеличения обратного напряжения, емкость перехода уменьшается и наоборот. Варикапы активно применяются в гетеродинах (радиоблоках, где необходима регулировка частоты). К примеру, варикап довольно часто можно встретить в FM – радиоприемниках. К основным характеристикам варикапа относятся:

Сн – измеренная емкость при заданном напряжении.

Кс – соотношение емкостей при минимальном и максимально допустимом напряжении.

Iобр – максимальный ток, протекающий через варикап в обратном напрявлении. (ток утечки).

Туннельный диод

Туннельный диод используется в высокочастотных усилителях и генераторах электрических колебаний (например телевизионных усилителях). Кроме того его применяют в различных импульсных устройствах. Его особенностью является участок А-В с отрицательным дифференциальным сопротивлением, определяющим отношение между изменением напряжения к приращению тока. К его дополнительным параметрам относятся:

Iп – прямой ток в точке максимума ВАХ, при котором приращение тока к напряжению равняется 0.

Lд – индуктивность диода, препятствующая прохождению высокочастотного сигнала.

Кш – шумовая составляющая диода.

Rп – сопротивление потерь туннельного диода.

Диод Шоттки

Популярный диод в радиотехнике за счет малого шума и высокого быстродействия. Его относят к подвиду импульсных диодов. Технологически диод Шоттки выполняется из структуры металл-полупроводник. Применение диодов с барьером Шоттки самое разнообразное, от ATX блоков питания ПК, до СВЧ устройств. Переход диода Шоттки выполнен по принципу p-i-n, где в качестве i выступает высокоомный слаболегированный полупроводник. Под действием напряжения изменяются его частотные характеристики, что позволяет использовать диод в схемах управления сигналами, например аттеньюаторах, ограничителях уровня, модуляторах. Мощные диоды Шоттки могут использоваться в качестве выпрямительных радиоэлементов частотных блоков питания.

Светодиод

Специальный тип диода, который может создавать некогенерентное излучение (испускание видимых фотонов света атомами p-n перехода). В зависимости от количества легирующего материала изменяют длину спектра. За счет этого светодиоды могут изготавливать разных цветов. Применение светодиода самое широкое: от сигнальных цепей оповещения, до бытового освещения. Кроме того, при использовании специальных материалов изготовления светодиод может излучать в инфракрасном спетре. Это свойство нашло ему применение в пультах дистанционного управления и других электронных устройствах. Современные светодиоды выполняются на большие мощности (до 10Вт.) p-n переход очень чувствителен к токовым изменениям, поэтому для его использования необходим специализированный драйвер, представляющий собой стабилизатор / регулятор тока.

Фотодиод

Часто применяется для приема инфракрасного светового спектра, а так же в цепях гальванической развязки. Кроме того, первые солнечные батареи использовали именно фотодиод. Совместно с излучающими диодами или транзисторами может организовывать единое устройство, называемое оптопарой. Работа фотодиода основана на фотогальваническом эффекте, при котором за счет разделения электронов и дырок в p-n переходе начинает появляться ЭДС. В зависимости от степени освещенности уровень вырабатываемой ЭДС в фотодиоде так же изменяется.

Урок 2.4 — Диоды и светодиоды

Диод

Диод – это электронный компонент, обладающий односторонней проводимостью.
Идеальный диод является проводником в одном направлении и изолятором — в другом направлении.

Основные характеристики диода

Максимально допустимый прямой ток и максимально допустимое напряжение – это такие значения тока и напряжения, которые диод может выдержать в течение длительного времени. Если превысить ток и/или напряжение, приложенные к диоду, он может выйти из строя.

В наборы Мастер Кит входят два типа диодов:
— диод малой мощности 1N4148. Максимально допустимый ток через этот диод составляет 0,15А, напряжение – до 75В
— диод средней мощности типа 1N4001…1N4007. Максимально допустимый ток через этот диод составляет 1А, напряжение (в зависимости от последней цифры) – от 50 до 1000В.

Взаимозаменяемость диодов

Если под рукой нет нужного диода, его можно заменить аналогичным. Конечно, нужно следить за тем, чтобы предельно допустимые ток и напряжения нового диода были выше таковых параметров схемы. Кроме того, новый диод должен иметь такой же или похожий тип корпуса (иначе диод может физически не поместиться на печатную плату).

Например, в схеме рекомендуется установить диод типа 1N4005. Его параметры: максимально допустимый ток – 1А, максимально допустимое обратное напряжение – 600В. Допустим, у вас нет диода 1N4005, но есть диод 1N4001 в таком же типе корпуса с параметрами, соответственно, 1А/50В. Но если в вашей схеме рабочие напряжения не превышают 12В, вы смело можете произвести замену рекомендованного диода 1N4005 на 1N4001.
Такая же ситуация бывает и на складе Мастер Кит, когда мы производим замену временно отсутствующего компонента на аналогичный.

Установка диода на печатную плату

Диод имеет полярность, то есть должен устанавливаться на печатную плату строго в определённом положении. Если установить диод неправильно, он не только не заработает, но и может выйти из строя.

На диоде обязательно имеется маркировка полярности. В диодах, входящих в набор Мастер Кит, полосой на корпусе маркируется вывод катода.

На печатной плате также имеется маркировка полярности диода – полоса. При установке диода на плату нужно совмещать «ключи»: полосу на компоненте и на печатной плате.

Светодиоды

Светодиод – это разновидность обычного диода, но этот диод обладает важным свойством: он излучает свет при пропускании через него тока в прямом направлении. В зависимости от типа, светодиоды могут иметь разную яркость и цвет свечения: красный, зелёный, синий, жёлтый. Существуют светодиоды невидимого спектра излучения: инфракрасные (широко применяемые в системах дистанционного управления), ультрафиолетовые.

Как и обычный диод, светодиод корректно работает (излучает свет) только при условии правильной полярности приложенного к нему напряжения. Поэтому очень важно при установке светодиода на плату соблюдать «ключи».

У светодиодов, входящих в наборы Мастер Кит, вывод анода (он же «+») – длиннее.

На печатной плате также имеется маркировка полярности.

Скачать урок в формате PDF

Vishay SiC диоды Шоттки на 650 В

Vishay Intertechnology представил 10 новых диодов Шоттки из карбида кремния (SiC) на 650 В. Силовые диоды Vishay VS-Cxx 650V представляют собой SiC-диоды Шоттки с объединенной PIN структурой (merged PIN Schottky, MPS) и разработаны для обеспечения высоких характеристик.

В MPS-диодах карманы p+ формируют p-i-n-переход с материалом подложки. При работе в нормальном режиме p-i-n-переход не проводит ток, но при резком увеличении тока, которое происходит в переходных процессах, эти переходы начинают проводить ток, что обеспечивает резкое увеличение максимально допустимого тока. Благодаря этому MPS-диод имеет существенно большую перегрузочную способность по току, чем обычный диод Шоттки. Структура MPS диодов обеспечивает высокую устойчивость к переходным выбросам прямого тока.

Электрическое поле карманов p+ в MPS диодах направлено против электрического поля, порожденного обратным напряжением. За счет этого снижается электрическое поле в области барьера Шоттки. Это приводит к снижению токов утечки и повышению максимально выдерживаемого напряжения.

Эти диоды — оптимальный выбор для эффективных импульсных преобразователей с высокой скоростью переключения, работающих в режиме жесткой коммутации в широком диапазоне температур.

Диоды Шоттки VS-Cxx практически не имеют фазы восстановления и потерь на переключение, а также демонстрируют температурно-инвариантный режим переключения, что позволяет использовать диоды при высоких температурах.

Эти диоды доступны с разными номинальными токами. Типичные применения включают коррекцию коэффициента мощности (PFC) в AC/DC преобразователях и выпрямление выходного напряжения в FBPS и LLC DC/DC преобразователях, работающих на ультравысоких частотах.

Характеристики:

SiC диоды Шоттки с объединенной PIN структурой (MPS)
Диоды с номинальными токами от 4А до 40А
Простота параллельного включения диодов ввиду положительного температурного коэффициента V_F
Практически нет хвоста восстановления и потерь при переключении
Максимальная рабочая температура перехода 175 °C
Предлагаются в корпусах 2L TO-220AC и TO-247AD 3L
Не содержат галогенов и соответствуют требованиям RoHS.

Применение:

Корректоры коэффициента мощности в AC/DC преобразователях
Выпрямление выходного напряжения в FBPS и LLC DC/DC преобразователях, работающих на ультравысоких частотах
Телекоммуникационное оборудование
Источники бесперебойного питания
Инверторы для солнечных батарей

Запросить более подробную информацию

КД202А, КД202В, КД202Д, КД202Ж, КД202К, КД202М, КД202Р

Все картинки в новостях кликабельные, то есть при нажатии они увеличиваются.

Диоды кремниевые диффузионные КД202А, КД202В, КД202Д, КД202Ж, КД202К, КД202М, КД202Р. Предназначены для преобразования переменного напряжения с частотой до 5 кГц в постоянное. Выпускаются в металлостеклянном корпусе с винтом и жёстким выводом.

Масса диода КД202А, КД202В, КД202Д, КД202Ж, КД202К, КД202М, КД202Р не более 7 гр.

Чертёж диода КД202А, КД202В, КД202Д, КД202Ж, КД202К, КД202М, КД202Р

Электрические параметры.

Среднее прямое напряжение при I_пр.ср=3 А, U_обр=U_{обр.макс}, температуре от -60,15 до 124,85°С, не более	1 В
Средний обратный ток при U_обр=U_{обр.макс}, температуре от -60,15 до 124,85°С, не более	1 мА

Предельные эксплуатационные данные КД202А, КД202В, КД202Д, КД202Ж, КД202К, КД202М, КД202Р.

Обратное напряжение (амплитудное значение)
КД202А	50 В
КД202В	100 В
КД202Д	200 В
КД202Ж	300 В
КД202К	400 В
КД202М	500 В
КД202Р	600 В
Постоянное обратное напряжение	0,7 U_{обр. и.макс}
Средний прямой ток для КД202А, КД202В, КД202Д, КД202Ж, КД202К, КД202М, КД202Р	5 А
Частота без снижения режимов	1,2 кГц
Температура перехода диода	149,85°С
Температура окружающей среды	От -60,15 до Т_к=129,85°С
Температура корпуса диода	129,85°С

1. Зависимость среднего прямого тока от напряжения. 2. Зависимость обратного тока от напряжения. 3. Зависимость обратного тока от частоты. 4. Зависимость допустимого прямого тока от температуры.

1. Зависимость допустимого прямого тока от температуры корпуса 1 — для групп А, В, Д, Ж, К, М, Р, 2 — для групп Б, Г, Е, И, Л, Н, С. 2. Зависимость допустимого прямого тока от частоты. 3. Зависимость коэффициента допустимой перегрузки по прямому току от длительности импульса.

Более подробно о диодах КД202А, КД202Б, КД202В, КД202Г, КД202Д, КД202Е, КД202Ж, КД202И, КД202К, КД202Л, КД202М, КД202Н, КД202Р, КД202С

Светодиод SMD 2835 характеристики

Количество наименований светодиодов уже стало достаточно большим, многие начинают их путать. Самые популярные это SMD 5050, 5630, 5730, 3030, 3528, SMD 4014, 3014. Цифры в обозначении модели светодиода обозначают только размер корпуса. Начинка может быть совершенно любая, этим и пользуются китайцы.

В стандартные корпуса светодиода SMD 2835 они ставят кристаллы гораздо слабей, в 2-5 раз. Это вводит покупателя в заблуждение, он думает много светодиодов, лучше светит. Хорошим примером служат светодиодные лампы-кукурузы и автомобильные лампы. Они бывают просто усеяны со всех сторон этими диодами. Кроме слабого кристалла китайцы экономят на всём остальном. В диоде ставят медные проводники вместо золотых, теплоотвод делают из алюминия, а не из меди.

Внешне плохой ничем не будет отличатся от хорошего. Но нагрев он будет переносить хуже, и не сможет переносить скачки тока, проводник будет перегорать.

Содержание

1. Характеристики SMD 2835
2. Примеры обмана от китайцев
3. Светодиодная лента 2835
4. Даташит SMD 2835

Характеристики SMD 2835

Похожий по размерам корпус есть у светодиода SMD 3528 на 0,06W. Технические характеристики SMD 2835 совершенно другие, обычно мощность 0,2W.

Китайцы любят продавать своё барахло под видом новинок типа «новинка 2016 года, новые LED чипы 4014, мощные, суперяркие». Сначала они продавали светильники и лампы для автомобилей на низкокачественных СМД 5630 на 0,09W. Когда это приелось, этот слабый кристалл стали ставить в новый корпус SMD 4014. И рекламируют как новинку, которая в 5 раз лучше, чем предыдущее барахло, хотя отличий по качеству никаких нет.

В корпус 2835 производители ставят кристаллы различной мощности, на 0,2W 0,5W 1W. По внешнему виду не определить сложно. Если цветовая температура нейтрально белого света, то желтого люминофора бывает мало и видно размер кристалла. Чем он больше, тем выше мощность.

Светодиод 2835 характеристики

Параметр	Китайский 2835	2835 0,2W	2835 0,5W	2835 1W
Световой поток, лм	8	20	50	100
Мощность	0,09 вт	0,2 вт	0,5 вт	1 вт
Температура	+60	+80	+80	+110
Ток, ампер	25 мА	60 мА	150 мА	300 мА
Напряжение, Вольт	3,2	3,2	3,2	3,2
Габариты, мм	2,8мм на 3,5мм

Выпускается множество разновидностей светодиода 2835 по характеристикам:

напряжение падения может быть 3.1V, 3.2V, 3.6V, 9.8V;
световой поток от 20 до 145 на 1 led;
сила тока от 60 до 300 мА.

Реальные параметры можно узнать только по даташиту datasheet.

Примеры обмана от китайцев

Большинство продавцов на Aliexpress реальные характеристики скрывают, и обычно завышают мощность. Многие со светодиодными автомобильными лампами сталкиваются впервые, с обычными светодиодками тоже.

Часто приходится консультировать и узнавать, что покупатели думают о лампах. Все считают, чем больше светодиодов, тем значит мощнее лампочка. Если на ней диодов больше 20 штук, то в основном это признак плохих LED.

На первом фото вы видите лампочки кукурузы 162 LED 15W и 112 LED 9W. Рассчитаем, мощность одного диода.

15W / 162 LED = 0,09W мощность на 1 лед

Установлено 162 LEDs, чтобы было легче впаривать барахло доверчивым и неграмотным покупателям. Знающие попробуют умножить количество на общеизвестную мощность в 0,2W.

Аналогичная ситуация на светодиодных лампах для автомобиля. Внешний вид подтверждает слова из описания к товару, сверхмощные, сверхяркие, суперяркие. У низкокачественных диодных чипов большой разброс по параметрам, поэтому нагрузка на каждом разная. Это снижает надежность, чем больше чипов, тем больше вероятность выхода из строя. Если бы они хотели сделать хорошую, то поставили бы 5 ЛЕД с эффективностью 150 лм/вт.

Завышенные характеристики, реально от 2 до 3 Ватт

Светодиодная лента 2835

Светодиодная лента 2835 чаще всего бывает на низкокачественных маломощных LED. Реальное потребление можно можно измерить или рассчитать. При питании от 12 вольт и резистором на 151 Ом, как на фото:

3,2V * 3 LED = 9,6V падение напряжения
12V — 9.6V = 2,4V
2,4V / 151 Ом = 0,015 Ампер сила тока
0,015А * 3,2V = 0,048W округлим до 0,05W

Получается что, лента очень слабая, слабее не бывает, на уровне СМД 3528. Вместо 0,2W получили в 4 раза меньше, всего 0,05W.

Даташит SMD 2835

Приведу технические характеристики SMD 2835 datasheet с хорошими световым потоком от бренда Honglitronic.

Как правильно подключать светодиоды в цепь?

Как подключить светодиоды в сети автомобиля «для чайников». Подробное описание как рассчитывается сопротивление, как компонуется цепь. Просмотров: 53040

Любитель тюнинга потратил несколько часов на то, чтобы снять и разобрать фару. Сверлил в отражателе дырки под диоды, устанавливал их, обильно заливая герметиком, паял, собирал фару обратно, ставил на место и….отъездив трое суток увидел, что половина диодов сгорела! Эта драматичная история знакома многим автомобилистам.

Именно из за таких моментов появляются рассказы «знающих людей» о том, что диоды делают некачественными о том, что существуют прекрасные диоды из США с ценой в 10-15 раз дороже, но зато очень надёжные.

Это не так! При правильном подключении даже самый простые светодиоды будут служить долгие годы или даже десятилетия. В действительности – в некоторых иномарках производства ранних 90х годов в приборной панели, дверных ручках и других местах стоят малоэффективные устаревшие индикаторные диоды, ни один из которых так и не перегорел за время эксплуатации. Причина – правильное подключение!

Именно об этом пойдёт речь в нашей статье.

У светодиодов и светодиодной ленты есть 2 «врага»:
1) Неправильно рассчитанное сопротивление.
2) Перепады напряжения в цепи

Начнем с первого. На всякий случай постараемся упрощённо рассказать о том, что такое сопротивление и как его рассчитать. Дело в том, что каждый элемент электрической цепи(в том числе и светодиоды) рассчитан на некоторые параметры тока. Если ток меньше нужного – элемент может работать хуже, если больше, то может повредиться. Это напоминает ситуацию, когда большой поток воды сносит и ломает мост через реку. Что нужно сделать, чтобы уменьшить поток? Поставить плотину! В случае с электрической цепью роль плотины как раз выполняет сопротивление, а именно – резисторы. Если подобрать их правильно, то они доведут параметры тока в цепи до нужных нам.

Теперь рассмотрим самый простой способ расчета конфигурации цепи.

Предположим реальный случай. Вы захотели выполнить светодиодный тюнинг фары и для этих целей приобрели 40 диодов на каждую фару, чтобы сделать красивую контурную обводку по краю отражателя. Будем считать что мы пользуемся вот такими диодами-это самый не дорогой и самый популярный вариант для таких целей.
Рассчитаем – как должна выглядеть цепь.

Открываем эту ссылку. Эта программа в режиме онлайн строит цепи из диодов исходя из наших задач.

Заполняем данные.
В поле Source voltage нужно ввести вольтаж вашей сети. Внимание – тут главный подвох! Не известно почему абсолютное большинство людей считает что в сети автомобиля напряжение 12 вольт. Но это не так!
Оно практически всегда 13,2-14,2 вольт! Поэтому рассчитывать лучше всего исходя из напряжения 13,7 вольт.

Далее заполняем поле diode forward voltage. Сюда вписываем значение которое указано в описании к диодам(вот здесь). Среднее значение там 3,5 вольт.

Затем приступаем к полю diode forward current (mA). Данные берём там же где и вольтаж. 30mA

Количество диодов 40.

Жмём Design my array
И получаем нашу схему!

Как видите нужно включать диоды в цепь по три штуки и добавлять резисторы. Необходимая величина сопротивления резисторов подписана. Если конкретно такого у вас нет, можно взять резистор с чуть большим сопротивлением.
Также видно, что последний диод попадает в цепь один, если это кажется вам не удобным, то просто добавьте 2 диода и пересчитайте.

С первой проблемой разобрались. Теперь ко второй!
Как известно, напряжение в сети автомобиля испытывает скачки. Не у всех моделей и марок авто, но у многих! Лучше перестраховаться и поставить в цепь такой стабилизатор напряжения. Он отсекает все скачки, удерживая напряжение на уровне 12 вольт. Соответственно, если вы используете такой элемент, то и цепь нужно рассчитывать исходя из такого вольтажа(указывать в программе не 3,7 а 12 вольт.).

Кстати у программы есть вариант для расчета сопротивления к одиночному диоду.

общие сведения и принцип работы, способы подключения к электрической цепи, возможные неисправности

Диод — это электронный элемент, который обладает различной проводимостью. Он изготовлен на полупроводниковой основе и предназначен для выполнения разнообразных действий с поступающими электрическими сигналами. Применяется это приспособление не только в промышленности, электронике, но и в повседневной жизни. Большинство современного оборудования имеет в своём составе несколько таких элементов.

Общие сведения

Прежде чем рассматривать, как работает диод, необходимо подробно изучить его устройство, разновидности и узнать, зачем он применяется. Это поможет лучше понять принцип действия и выбрать максимально эффективное приспособление для определённого оборудования.

Устройство диода

Диод (от англ. diode) выглядит просто и имеет конструкцию, состоящую из небольшого количества элементов. Это позволяет мастерам не приобретать дорогостоящие изделия, а изготавливать их своими руками. Самодельные приспособления хоть и стоят намного дешевле, но выполняют те же функции, что и покупные.

Так как диоды часто изображаются на электросхемах, то определение их параметров считается довольно важным мероприятием. Обозначением для этих элементов служит комбинация символов VD1, VD2 и так далее.

Схема диода предусматривает наличие следующих элементов:

Корпус. Он представляет собой стеклянный, керамический или металлический вакуумный баллон.
Два электрода (катод и анод). Они располагаются внутри баллона и используются для обеспечения эмиссии электронов. Чаще всего применяются электроды косвенного накала, которые имеют цилиндрическую форму, и обладают специальным слоем, испускающим электроны. В некоторых старых конструкциях можно встретить эти элементы в виде тонкой нити, накаливающейся в процессе работы приспособления.
Подогреватель. Он находится внутри катода и устроен в виде проволоки, которая накаливается из-за прохождения электрического тока.
Диодный кристалл. Для изготовления этого элемента применяется германий или кремний. Одна его часть проводит электричество и имеет недостаточное количество электронов, а вторая — избыток.
P-n переход — область между первой и второй частью диодного кристалла.

Принцип действия

Принцип работы диода довольно простой и разобраться в нём сможет не только профессионал, но и новичок. Для этого не нужно иметь специальное образование или навыки работы с таким приспособлением, а достаточно обладать общим представлением об устройстве.

Принцип действия диода:

Электрический ток проходит через устройство и воздействует на катод диода.
Из-за этого подогреватель постепенно накаляется, а электрод начинает испускать электроны.
Следствием этого становится образование электрического поля между двумя электродами, которое является катализатором процесса притяжения электронов к аноду, обладающему положительным зарядом. Благодаря этому образуется эмиссионный ток.
Пространственный отрицательный заряд, который появляется между двумя электродами, препятствует движению электронов к аноду. Из-за этого часть их меняет своё направление, и начинает двигаться к катоду.
Попавшие на анод электроны образуют анодный ток, параметры которого соответствуют катодному.
Если электрическое поле, возникшее между электродами, препятствует возвращению частиц на катод, то электродиод остаётся в запертом состоянии. Всё это приводит к размыканию цепи.

Разновидности приспособлений

Производители электронных элементов делают несколько типов диодов. Все они немного отличаются друг от друга, имеют различные свойства, а также используются для достижения определённых целей.

Диоды бывают:

Выпрямительные. Это наиболее распространённый тип приспособлений, который используется в устройствах, способствующих преобразованию переменного тока промышленной частоты в постоянный.
Высокочастотные. Большинство моделей современного оборудования функционируют при рабочей частоте в несколько гигагерц. В таких конструкциях применяются специальные диоды, рассчитанные на высокую частоту.
Переключающие. Эти приспособления используются в тех схемах, где диод должен работать в различных режимах. В одном из них он оказывается смещённым в прямом направлении, а в другом — в обратном.
Стабилитроны. Такие элементы применяются только в конструкциях, помогающих стабилизировать напряжение, поступающее к оборудованию.
Варикапы. Они используются в параметрических усилителях и прочих подобных устройствах. С их помощью происходит коррекция частотной модуляции и автоматическая подстройка частоты.
Диоды Шоттки. Назначение этого приспособления — малое падение напряжения при прямом включении. Область их применения ограничивается низковольтными электрическими цепями.
Тиристоры (управляемые диоды). Они часто применяются в схемах, которые предназначены для плавного пуска двигателя, регулировки мощности или включения лампочки.
Симисторы. Эта разновидность диодов используется для обеспечения работы систем, питающихся от переменного напряжения, так как способна пропускать электричество в обоих направлениях. Они представляют собой 2 тиристора, соединённые между собой.

Область применения

Диоды широко применяются по всему миру и входят в состав различных приспособлений. В большинстве случаев несколько таких элементов объединяются в общую конструкцию. Их количество выбирается исходя из типа и особенностей каждой схемы.

Использование диодов в электротехнике:

Диодные мосты. В их составе может находиться от 4 до 12 диодов, которые последовательно соединены друг с другом. Они применяются для однофазных и трёхфазных схем, где выполняют функцию выпрямителей. В большинстве случаев такие диодные мосты устанавливаются на генераторах автомобилей. Благодаря им не только увеличивается надёжность устройства, но и уменьшаются его размеры.
Диодные детекторы. Они представляют собой конструкцию, которая сочетает в себе не только несколько диодов, но и конденсаторы. Благодаря этому достигается способность выделять модуляцию с низкими частотами из соответствующих сигналов. Такие детекторы часто используются при изготовлении радиоприёмников и телевизоров.
Диодная искрозащита. Для её создания применяются специальные диодные барьеры, которые ограничивают напряжение в имеющейся электрической цепи. Вместе с ними используются специальные токоограничительные резисторы, необходимые для контроля за величиной параметров проходящего электрического тока.
Переключатели на основе диодов. Эти устройства дополняются конденсаторами и коммутируют высокочастотные сигналы. При этом контроль за работой осуществляется с помощью подачи управляющего сигнала, разделения высоких частот и применения постоянного тока.

Способы подключения

Существует несколько стандартных вариантов подключения диода в электрическую цепь. Все они используются в определённых схемах и позволяют достичь требуемого результата.

Прямой вариант

Этот способ включения диода в электрическую цепь называют наиболее простым и часто используемым. В его основе лежит подсоединение положительного полюса к области p-типа, а отрицательного — к n-типа.

Описание работы диода при прямом подключении:

На устройство подаётся электрический ток, под воздействием которого образуется электрическое поле в области между двумя электродами. Его направление будет противоположным по отношению к внутреннему диффузионному полю.
Затем происходит резкое сужение запирающего слоя, которое получается из-за значительного снижения напряжения электрического поля.
Следствием этого станет способность большинства электронов свободно перемещаться из одной области (n-типа) в другую (p-типа).
Во время этого процесса показатели дрейфового тока не изменятся, так как они зависят только от количества заряженных частиц, находящихся в области p-n перехода.
Электроны способны перемещаться из n-области в p-область, что приводит к дисбалансу их концентрации. В одной из областей будет недостаток частиц, а в другой — избыток.
Из-за этого часть электронов перемещается вглубь полупроводника, что становится причиной разрушения его электронейтральности.
В этом случае полупроводник стремится к восстановлению своей нейтральности и начинает получать заряд от подключённого источника питания. Всё это приводит к образованию тока во внешней электроцепи.

Обратный метод

Этот способ подключения диода к общей схеме используется гораздо реже. В его основе лежит изменение полярности внешнего источника питания, который участвует в процессе передачи напряжения.

Особенности функционирования диода при обратном включении:

После включения источника питания в области p-n перехода образуется электрическое поле. Его направление будет одинаковым с внутренним диффузионным полем.
Из-за этого будет происходить расширение запирающего слоя.
Находящееся в области p-n перехода поле будет ускорять движение электронов, но оставлять неизменными показатели дрейфующего тока.
Из-за всех этих действий будет постепенно нарастать обратное напряжение, которое поспособствует стремлению электрического тока к максимальным значениям.

Возможные неисправности

Во время работы устройств с диодами могут возникать различные поломки. Это происходит из-за старения элементов или их амортизации.

Специалисты по ремонту различают 4 вида неисправностей.

Среди них такие:

Электрический пробой. Это одна из наиболее распространённых поломок, которые встречаются у диодов. Она является обратимой, так как не приводит к разрушению диодного кристалла. Исправить её можно путём постепенного снижения подаваемого напряжения.
Тепловой пробой. Такая неисправность более губительна для диода. Она возникает из-за плохого теплоотвода или перегрева в области p-n перехода. Последний образуется только в том случае, если устройство питается от тока с чрезмерно высокими показателями. Без проведения ремонтных мероприятий проблема только усугубится. При этом произойдёт рост колебания атомов диодного кристалла, что приведёт к его деформации и разрушению.
Обрыв. При возникновении этой неисправности устройство прекращает пропуск электрического тока в обоих направлениях. Таким образом, он становится изолятором, блокирующим всю систему. Для устранения поломки нужно точно определить её местонахождение. Для этого следует применять специальные высокочувствительные тестеры, которые повысят шанс обнаружить обрыв.
Утечка. Под этой поломкой понимают нарушение целостности корпуса, вызванного физическим или иным воздействием на прибор.

Диод — важный элемент конструкции, который обеспечивает исправную и бесперебойную работу устройства. При правильном выборе этого элемента и обеспечении оптимальных условий работы можно избежать каких-либо неисправностей.

Диоды — конструкция, функции, типы, испытания

Диод — это 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 прохождения тока в индуктивных нагрузках.

Строительство

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, и они имеют большее обратное сопротивление.

Структура полупроводникового диода и его обозначение показаны на рисунке ниже. Диод имеет два вывода: анодный вывод A (P-переход) и катодный вывод K (N-переход). Когда напряжение на аноде больше положительного, чем на катоде, диод считается смещенным в прямом направлении, и он легко проводит ток с относительно низким падением напряжения. Когда напряжение на катоде больше положительного, чем на аноде, диод считается смещенным в обратном направлении и блокирует ток.Стрелка на символе диода показывает направление обычного тока, протекающего при проводящем диоде.

Диоды и символ

Функция диодов

Диоды позволяют электричеству течь только в одном направлении. Стрелка символа цепи показывает направление, в котором может течь ток. Диоды — это электрическая версия клапана, и ранние диоды на самом деле назывались клапанами.

Падение прямого напряжения

Электричество расходует немного энергии, проталкиваясь через диод, как если бы человек толкал дверь пружиной.Это означает, что на проводящем диоде имеется небольшое напряжение, это называется прямым падением напряжения и составляет около 0,7 В для всех обычных диодов, которые сделаны из кремния. Прямое падение напряжения на диоде почти постоянно, независимо от тока, протекающего через диод, поэтому они имеют очень крутые характеристики (график вольт-амперной характеристики).

обратное напряжение

Когда приложено обратное напряжение, идеальный диод не проводит, но все настоящие диоды пропускают очень крошечный ток в несколько мкА или меньше.Этим можно пренебречь в большинстве схем, потому что он будет намного меньше, чем ток, текущий в прямом направлении. Однако все диоды имеют максимальное обратное напряжение (обычно 50 В или более), и если оно будет превышено, диод выйдет из строя и пропустит большой ток в обратном направлении, это называется пробоем .
Обычные диоды можно разделить на два типа: сигнальные диоды, пропускающие небольшие токи 100 мА или меньше, и выпрямительные диоды, пропускающие большие токи.Кроме того, есть светодиоды (у которых есть своя страница) и стабилитроны (внизу этой страницы).

Подключение и пайка

Соединительные диоды

Диоды должны быть подключены правильно, на схеме может быть обозначено a или + для анода и k или — для катода (да, это действительно k, а не c, для катод!). Катод отмечен линией, нарисованной на корпусе. Диоды обозначены своим кодом мелким шрифтом; вам может понадобиться увеличительное стекло, чтобы прочитать это на небольших сигнальных диодах!

Маленькие сигнальные диоды могут быть повреждены нагревом при пайке, но риск невелик, если вы не используете германиевый диод (коды начинаются с OA…), и в этом случае следует использовать радиатор, закрепленный на проводе между соединением и корпусом диода. В качестве радиатора можно использовать стандартный зажим типа «крокодил».

Выпрямительные диоды достаточно прочные, и при их пайке не требуется специальных мер предосторожности.

Испытательные диоды

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 выпрямительного диода, но НЕ используйте лампу для проверки сигнального диода, потому что большой ток, пропускаемый лампой, разрушит диод!

Диоды сигнальные (малоточные)

Сигнальные диоды используются для обработки информации (электрических сигналов) в цепях, поэтому они должны пропускать только небольшие токи 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 меньшее прямое падение напряжения 0,2 В, что делает их пригодными для использования в радиосхемах в качестве детекторов, выделяющих аудиосигнал из слабого радиосигнала.

Для общего использования, где величина прямого падения напряжения менее важна, кремниевые диоды лучше, потому что они менее легко повреждаются нагревом при пайке, они имеют меньшее сопротивление при проводимости и очень низкие токи утечки при обратном токе. приложено напряжение.

Защитные диоды для реле

Диод	Максимум Ток	Максимум Обратное Напряжение
1N4001	1A	50 В
1N4002	1A	100 В
1N4007	1A	1000 В
1N5401	3A	100 В
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 подключается к катушке реле, обратите внимание, что диод подключен «в обратном направлении», поэтому он обычно НЕ проводит. 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 произвела бы разрушительный «всплеск» высокого напряжения, пытаясь удержать ток.

Выпрямительные диоды (большой ток)

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

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

Кремниевые диоды

DT-670

Кремниевые диоды серии

DT-670 обеспечивают лучшую точность в более широком диапазоне температур, чем любые ранее продаваемые кремниевые диоды.В соответствии со стандартной кривой зависимости напряжения от температуры Curve DT-670, датчики серии DT-670 являются взаимозаменяемыми, и для многих приложений не требуют индивидуальной калибровки. Датчики DT-670 в пакете SD доступны с четырьмя диапазонами допусков — три для обычных криогенных применений в диапазоне температур от 1,4 K до 500 K и один, который обеспечивает превосходную точность для приложений от 30 K до комнатной температуры. Также поставляются датчики DT-670 в седьмом диапазоне допуска, B и E, которые доступны только в виде голых штампов.Для приложений, требующих большей точности, доступны диоды DT-670-SD с калибровкой во всем диапазоне температур от 1,4 K до 500 K.

Датчик без матрицы, DT-670E-BR, обеспечивает наименьший физический размер и самое быстрое время теплового отклика среди всех кремниевых диодов, представленных сегодня на рынке. Это важное преимущество для приложений, где критичны размер и время теплового отклика, в том числе решетки в фокальной плоскости и высокотемпературные сверхпроводящие фильтры для сотовой связи.

Миниатюрный кремниевый диод DT-621-HR

Миниатюрный кремниевый диодный датчик DT-621 предназначен для установки на плоских поверхностях. Пакет сенсоров DT-621 демонстрирует точный, монотонный температурный отклик во всем своем полезном диапазоне. Чип сенсора находится в прямом контакте с эпоксидной смолой. купол, который вызывает повышение напряжения ниже 20 K и препятствует полнодиапазонному соответствию Curve DT-670. Для использования ниже 20 K требуется калибровка.

	DT-SD, CU / CU-HT, DI, BO, LR, CY, MT, ET, CO, DT-BR, DT-621-HR, DT-614-UN, датчики температуры


Пакет SD на берегу озера — самый прочный и универсальный корпус в отрасли Корпус SD с прямым креплением датчика к сапфировому основанию, герметичным уплотнением и паяными выводами Ковара обеспечивает самые надежные и универсальные датчики в отрасли с лучшим соединением образца с кристаллом.Разработанный таким образом, чтобы тепло, идущее по выводам, не проходило через микросхему, он может выдержать несколько тысяч часов при 500 К (в зависимости от модели) и совместим с большинством приложений со сверхвысоким вакуумом. Его можно припаять к образцам индием без изменения калибровки сенсора. При желании SD-пакет также доступен без поводков Kovar.

Уравнение диода | PVEducation

Обзор

I ₀ напрямую связано с рекомбинацией и, таким образом, обратно пропорционально качеству материала.{\ frac {q V} {k T}} — 1 \ right) $$

где:
I = чистый ток, протекающий через диод;
I ₀ = «ток темнового насыщения», плотность тока утечки диода в отсутствие света;
В = приложенное напряжение на выводах диода;
q = абсолютное значение заряда электрона;
k = постоянная Больцмана; и
T = абсолютная температура (K). {\ frac {q V} {n k T}} — 1 \ right) $$

где:
n = коэффициент идеальности, число от 1 до 2, которое обычно увеличивается при уменьшении тока.

Уравнение диода показано на интерактивном графике ниже. Измените ток насыщения и наблюдайте за изменением ВАХ. Обратите внимание, что, хотя вы можете просто изменять температуру и коэффициент идеальности, полученные кривые IV вводят в заблуждение. При моделировании подразумевается, что входные параметры независимы, но это не так. В реальных устройствах ток насыщения сильно зависит от температуры устройства. Аналогичным образом механизмы, изменяющие коэффициент идеальности, также влияют на ток насыщения.Температурные эффекты обсуждаются более подробно на странице «Влияние температуры».

Изменение тока темнового насыщения изменяет напряжение включения диода. Фактор идеальности изменяет форму диода. График не соответствует фактору идеальности. Это означает, что увеличение коэффициента идеальности увеличит напряжение включения. На самом деле это не так, поскольку любой физический эффект, увеличивающий коэффициент идеальности, существенно увеличивает ток темнового насыщения, I ₀, так что устройство с высоким коэффициентом идеальности обычно будет иметь напряжение включения ниже .

Диодный закон для кремния проиллюстрирован на следующем рисунке. Повышение температуры заставляет диод «включаться» при более низких напряжениях.

Диодный закон для кремния — ток изменяется в зависимости от напряжения и температуры. При заданном токе кривая сдвигается примерно на 2 мВ / ° C. Голубая кривая показывает влияние на ВАХ, если I ₀ не изменяется с температурой. На самом деле I ₀ быстро меняется с температурой, что приводит к синей кривой.

D. Диод

Обозначения символов: ДИОД, ЗЕНЕР, ШОТТКИ, ВАРАКТОР.

Синтаксис: Dnnn анодный катод <модель> [область]

+ [выкл.] [M = <значение>] [n = <значение>] [temp = <значение>]

Примеры:

ВЫХОД D1 MyIdealDiode

. Модель MyIdealDiode D (Ron = .1 Roff = 1Meg Vfwd = .4)

ВЫХОД ВЫХОДА D2 dio2

.модель dio2 D (Is = 1e-10)

Параметр экземпляра M устанавливает количество параллельных устройств, а параметр экземпляра N устанавливает количество последовательных устройств.

Для определения характеристик диода требуется карта .model. Доступны два типа диодов. Одна из них — это линейная модель области проводимости, которая дает упрощенное в вычислительном отношении представление идеализированного диода. Он имеет три линейных области проводимости: включение, выключение и обратный пробой.Прямая проводимость и обратный пробой могут быть нелинейными, если задать предел тока с помощью Ilimit (revIlimit). tanh () используется для согласования крутизны прямой проводимости с предельным током. Параметры эпсилон и реепсилон могут быть заданы для плавного переключения между выключенным и проводящим состояниями. Квадратичная функция подбирается между выключенным и включенным состоянием, так что ВАХ диода имеет непрерывную величину и наклон, а переход происходит при напряжении, определяемом значением эпсилон для прямой проводимости и реепсилон для перехода между выключенным и выключенным состояниями. обратная поломка.

Ниже приведены параметры модели для этого типа диода:

Имя	Описание	Единицы	По умолчанию
Рон	Сопротивление прямой проводимости	Вт	1.
Рофф	Сопротивление в выключенном состоянии	Вт	1./ Gmin
Vfwd	Прямое пороговое напряжение для входа в проводимость	В	0.
Врев	Напряжение обратного пробоя	В	Infin.
Ррев	Пробивное сопротивление	Вт	Рон
Ilimit	Ограничение прямого тока	А	Infin.
Ревилимит	Ограничение обратного тока	А	Infin.
Эпсилон	Ширина квадратичной области	В	0.
Ревепсилон	Ширина обратной четверки.регион	В	0.

Эта идеализированная модель используется, если в модели указано любое из Ron, Roff, Vfwd, Vrev или Rrev.

Другая доступная модель — это стандартный полупроводниковый диод Berkeley SPICE, но расширенный, чтобы обрабатывать более детальные характеристики пробоя и рекомбинационный ток. Коэффициент площади определяет количество эквивалентных параллельных устройств указанной модели.Ниже приведены параметры модели диода для этого диода.

Имя	Описание	Единицы	По умолчанию	Пример
Is	ток насыщения	А	1e-14	1e-7
рупий	Омическое сопротивление	Вт	0.	10.
N	Коэффициент выбросов	–	1	1.
тт	Время в пути	сек	0.	2н
Чжо	Переходная крышка с нулевым смещением.	Факс	0	2-пол.
Вдж	Соединительный потенциал	В	1.	,6
м	Градуировочный коэффициент	–	0.5	0,5
Например,	Энергия активации	эВ	1,11	1,11 Si 0,69 Сб 0,67 Ge
Xti	Сб.-текущая темп. ехр	–	3,0	3.0 ян 2,0 Сб
Kf	Коэфф. Фликкер-шума.	–	0
Аф	Показатель фликкер-шума	1	1
Fc	Coeff.для формулы обедненной емкости прямого смещения	–	0,5
Б.В.	Напряжение обратного пробоя	В	Infin.	40.
Ibv	Ток при напряжении пробоя	А	1e-10
тном	Параметр измерения темп.	ºC	27	50
Иср	Параметр тока рекомбинации	А	0
№	Изр. Коэфф. Эмиссии.	–	2
ИКФ	Большой ток колена впрыска	А	Infin.
Тикф	Линейный коэффициент Ikf temp.	/ ºC	0
Trs1	линейный Rs темп. Коэфф.	/ ºC	0
Trs2	Квадратичный темп. Коэфф.	/ ºC / ºC	0

Для модели можно указать значения напряжения, тока и рассеиваемой мощности. Эти параметры модели не влияют на электрические характеристики. Они позволяют LTspice проверять, используется ли диод сверх его номинальных характеристик. Следующие параметры применимы к любой модели. Эти параметры не масштабируются по площади.

Имя	Описание	Единицы
Впк	Пиковое напряжение	В
IPK	Максимальный ток	А
Iave	Средний текущий рейтинг	А
Irms	RMS текущий рейтинг	А
дисс	Максимальная мощность рассеивания	W

Virginia Diodes, Inc — Детекторы

ОБЗОР

Описание
Virginia Diodes предлагает детекторы на основе диодов Шоттки с нулевым смещением для различных приложений миллиметрового и терагерцового диапазонов.Эти детекторы обеспечивают высокую чувствительность и чрезвычайно быстрое время отклика. Детекторы VDI обеспечивают полное покрытие диапазона волновода и доступны от WR15 (50–75 ГГц) до WR0,65 (1100–1700 ГГц). Более высокочастотные детекторы доступны по запросу.

Конфигурации (ZBD по сравнению с ZBD-F):

ДЕТЕКТОР НУЛЕВОГО СМЕЩЕНИЯ

Щелкните номер модели в таблице ниже для получения дополнительной информации.Доступны все перечисленные модели. VDI также предлагает детекторы прямого действия, требующие смещения тока. Свяжитесь с VDI для получения дополнительной информации.

Детекторы (ZBD) и быстрые детекторы (ZBD-F)
Номер по каталогу VDI	RF (ГГц)	Типичная чувствительность (В / Вт) *		Типичный NEP (пВт / √Гц)		Максимальная скорость отклика (ГГц) **
Номер по каталогу VDI	RF (ГГц)	ZBD	ZBD-F	ZBD	ZBD-F	Максимальная скорость отклика (ГГц) **
WR15ZBD	50–75	3000	2400	8.9	1,1	~ 10
WR12ZBD	60–90	2800	2300	9,5	1,1	~ 12
WR10ZBD	75–110	2800	2300	9,5	1,1	~ 15
WR8.0ZBD	90–140	2400	2300	11,0	1,1	~ 19
WR6.5ZBD	110–170	2400	2300	11,0	1,1	~ 24
WR5.1ZBD	140–220	2400	1900	11,0	1,3	~ 31
WR4.3ZBD	170–260	2400	1900	11,0	1,3	~ 36
WR3.4ZBD	220–330	2200	1700	12.0	1,5	~ 40
WR2.8ZBD	260–400	1600	1200	16,5	2,1	~ 40
WR2.2ZBD	330–500	1600	1200	7,2	2,1	~ 40
WR1.9ZBD	400–600	1000	700	11,4	3.5	~ 40
WR1.5ZBD	500–750	1000	600	11,4	4,1	~ 40
WR1.2ZBD	600–900	750	400	15,2	6,1	~ 40
WR1.0ZBD	750-1100	750	300	15,2	8,2	~ 40
WR0.8ZBD	900-1400	100	100	113,7	24,4	~ 40
WR0.65ZBD	1100-1700	100	100	113,7	113,7	~ 40
QOD	100-1000	100–250	80-200	45-115	12-30	~ 40

Примечания:

* Типичная чувствительность предполагает оптимальную входную мощность РЧ, подаваемую на ZBD.Более высокая входная мощность РЧ
снизит чувствительность.

** Максимальная скорость срабатывания применима только к быстрым извещателям (конфигурация ZBD-F).

Общие характеристики детекторов нулевого смещения
Описание		Параметры
Детектор Выход Фланец	ZBD (с внутренней защитой от электростатического разряда)	2.9 мм (розетка)
	ZBD-F (с тройником смещения и усилителем)	2,9 мм (розетка)
	ZBD-F (с внешней защитой от электростатического разряда)	2,9 мм (розетка)
RF Входная мощность	Линейный (тип.)	<-25 дБм
RF Входная мощность	1 дБ Сжатие (тип.)	-20 дБм
Максимальная входная мощность RF (только для ZBD)	Рекомендовано / Повреждение (для WR15 — WR4.3)	0 дБм / 5 дБм
Максимальная входная мощность RF (только для ZBD)	Рекомендовано / Повреждение (для всех других ZBD)	-3 дБм / 0 дБм
Минимальная входная мощность RF (только для ZBD-F)	Рекомендовано / Повреждение (только для WR0,65)	-3 дБм / 0 дБм
Минимальная входная мощность RF (только для ZBD-F)	Рекомендовано / Повреждение (для всех других ZBD-F)	0 дБм / 5 дБм
Максимальный вес (ZBD / ZBD-F)		~ 0,1 фунта. / ~ 0,3 фунта.
Рабочая температура (стандартная / рекомендуемая)		25 ° С / 20-30 ° С

CUSTOM

Активный извещатель WR10AD

Описание: WR10AD — активный детектор 80–100 ГГц для клиентов, которые заинтересованы в пассивной визуализации миллиметрового диапазона. Он предлагает отличную чувствительность, высокое усиление и низкий уровень шума.

Свяжитесь с VDI сегодня для получения дополнительной информации.

РЕСУРСОВ

Руководства по эксплуатации и технические характеристики

TVS диоды | Диоды поверхностного монтажа

Littelfuse предлагает широкий ассортимент TVS-диодов, включая варианты с высоким пиковым импульсным током и пиковой импульсной мощностью до 10 кА и 30 кВт соответственно.Littelfuse поддерживает нашу продукцию благодаря более чем 80-летнему опыту в области защиты цепей и прикладным знаниям, полученным в результате работы с нашими ведущими в отрасли заказчиками. Вы можете узнать больше о нашем ассортименте диодов для телевизоров, просмотрев наше руководство по выбору диодов для телевизоров.

Диод-ограничитель переходного напряжения (также известный как TVS-диод) — это защитный диод, предназначенный для защиты электронных схем от переходных процессов и угроз перенапряжения, таких как EFT (электрически быстрые переходные процессы) и ESD (электростатический разряд).TVS-диоды — это кремниевые лавинные устройства, которые обычно выбирают из-за их быстрого времени отклика (низкое напряжение ограничения), более низкой емкости и низкого тока утечки. TVS-диоды Littelfuse доступны как в однонаправленных (однополярных), так и в двунаправленных (биполярных) схемах диодных схем.

При выборе диодов TVS необходимо учитывать некоторые важные параметры, а именно: Обратное напряжение зазора (VR), пиковый импульсный ток (IPP) и максимальное напряжение ограничения (VC max). Просмотрите руководство по выбору TVS-диодов, чтобы узнать больше о том, как выбирать эти устройства и полный TVS-диод Littelfuse, предлагающий

Что такое диоды TVS?

TVS-диоды — это электронные компоненты, предназначенные для защиты чувствительной электроники от высоковольтных переходных процессов.Они могут реагировать на события перенапряжения быстрее, чем большинство других типов устройств защиты цепей, и предлагаются в различных форматах для поверхностного монтажа и монтажа печатных плат в сквозных отверстиях.

Они работают путем ограничения напряжения до определенного уровня (называемого «зажимным устройством») с помощью p-n-переходов, которые имеют большую площадь поперечного сечения, чем у обычного диода, что позволяет им проводить большие токи на землю без повреждений.

TVS-диоды обычно используются для защиты от электрического перенапряжения, например, вызванного ударами молнии, переключением индуктивной нагрузки и электростатическим разрядом (ESD), связанным с передачей по линиям передачи данных и электронным схемам.

Littelfuse TVS-диоды подходят для широкого диапазона приложений защиты цепей, но в первую очередь были разработаны для защиты интерфейсов ввода-вывода в телекоммуникационном и промышленном оборудовании, компьютерах и бытовой электронике.

Характеристики диода

Littelfuse TVS включают:

Низкое сопротивление инкрементным скачкам напряжения
Доступны однонаправленные и двунаправленные полярности
Диапазон обратных напряжений зазора от 5 до 512 В
Соответствует требованиям RoHS — олово с матовым покрытием, бессвинцовое покрытие
Номинальная мощность для поверхностного монтажа от 400 Вт до 5000 Вт
Номинальная мощность осевых выводов от 400 Вт до 30 000 Вт (30 кВт)
Сильноточная защита доступна для 6кА и 10кА

Чтобы получить представление о других технологиях подавления переходных процессов и их сравнении, см. Примечание по применению Littelfuse AN9768.

Littelfuse TVS Diode Таблица выбора продукции

TVS-диоды используются для защиты полупроводниковых компонентов от высоковольтных переходных процессов. Их p-n-переходы имеют большую площадь поперечного сечения, чем у обычных диодов, что позволяет им проводить большие токи на землю без повреждений. Littelfuse поставляет TVS-диоды с пиковой мощностью от 400 Вт до 30 кВт и обратным противостоящим напряжением от 5 В до 495 В.

Вы можете получить дополнительные инструкции по выбору TVS-диодов, посетив страницу определения и выбора TVS-диодов, щелкнув здесь

Название серии и ссылка на страницу	Тип корпуса	Напряжение обратного зазора (В _R)	Диапазон пиковой импульсной мощности ² (P _PP)	Пиковый импульсный ток (I _PP 8×20 мкс)	Рабочая температура
Поверхностный монтаж — стандартные приложения (400-5000 Вт):
SMAJ	DO-214AC	5.0-440	400 Вт	Не применимо	от -85 ° до + 302 ° F (от -65 ° до + 150 ° C)
P4SMA	DO-214AC	5,8-495	400 Вт
SACB	DO-214AA	5,0-50	500 Вт
SMBJ	DO-214AA	5.0-440	600 Вт
П6СМБ	DO-214AA	5,8-495	600 Вт
1КСМБ	DO-214AA	5,8-136	1000 Вт
SMCJ	DO-214AB	5,0-440	1500 Вт
1.5SMC	DO-214AB	5,8-495	1500 Вт
SMDJ	DO-214AB	5,0–170	3000 Вт
5.0SMDJ	DO-214AB	12-170 (однонаправленный) 12-45 (двунаправленный)	5000 Вт
с осевыми выводами — стандартные приложения (400-5000 Вт):
P4KE	ДО-41	5.8-495	400 Вт	Не применимо	от -85 до + 302 ° F (от -55 до + 175 ° C)
SA	ДО-15	5,0–180	500 Вт
SAC	ДО-15	5,0-50	500 Вт
P6KE	ДО-15	5.8-512	600 Вт
1.5КЕ	ДО-201	5,8-495	1500 Вт
LCE	ДО-201	6.5-90	1500 Вт
3КП	P600	5,0-220	3000 Вт
5KP	P600	5.0-250	5000 Вт
с осевыми выводами — высокая мощность:
15 кПа	P600	17-280	15000 Вт	Не применимо	От -85 ° до + 302 ° F (от -55 ° до + 175 ° C)
20 кПа	P600	20.0-300	20000 Вт
30 кПа	P600	28,0–288	30000 Вт
AK6	Радиальный вывод	58-430	NA	6000A	От -67 до + 347 ° F (от -55 до + 150 ° C)
AK10	Радиальный вывод	58-430	NA	10000A	От -67 до + 347 ° F (от -55 до + 150 ° C)
Автомобильная промышленность:
SLD	P600	10-24	2200 на основе импульса 1 мкс / 150 мс	NA	от -85 ° до + 302 ° F (от -65 ° до + 175 ° C)

Подробную информацию о большинстве перечисленных здесь серий продуктов можно найти, щелкнув название серии в крайнем левом столбце.
Максимальное напряжение зажима (В _C) см. В таблице электрических характеристик в листе технических данных каждой серии
Вы можете получить дополнительные инструкции по выбору TVS-диодов, прочитав Руководство по выбору электронных продуктов Littelfuse.
Все продукты не содержат галогенов
Вся продукция соответствует требованиям RoHS

Временные угрозы — что такое переходные процессы?

Переходные процессы напряжения определяются как кратковременные всплески электрической энергии и являются результатом внезапного высвобождения энергии, ранее накопленной или вызванной другими способами, такими как большие индуктивные нагрузки или молния.В электрических или электронных схемах эта энергия может выделяться предсказуемым образом посредством контролируемых переключающих действий или произвольно индуцироваться в цепи от внешних источников.

Повторяющиеся переходные процессы часто вызваны работой двигателей, генераторов или переключением компонентов реактивной цепи. С другой стороны, случайные переходные процессы часто вызываются молнией и электростатическим разрядом (ESD). Молнии и электростатические разряды обычно возникают непредсказуемо, и для их точного измерения может потребоваться тщательный мониторинг, особенно если они индуцируются на уровне печатной платы.Многочисленные группы по разработке стандартов на электронику проанализировали возникновение переходных напряжений с использованием общепринятых методов мониторинга или тестирования. Ключевые характеристики нескольких переходных процессов показаны в таблице ниже.

	НАПРЯЖЕНИЕ	ТОК	ВРЕМЯ НАРАЩИВАНИЯ	ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ
Освещение	25кВ	20кА	10 мкс	1 мс
Переключение	600 В	500A	50 мкс	500 мс
ЭМИ	1кВ	10A	20нс	1 мс
ESD	15кВ	30A	<1 нс	100нс

Таблица 1.Примеры переходных источников и магнитуды

Характеристики переходных всплесков напряжения

Переходные пики напряжения обычно представляют собой волну «двойной экспоненты», как показано ниже для молний и электростатических разрядов.

Рис. 1. Форма волны переходного процесса при молнии

Рис. 2. Форма сигнала ESD-теста

Время экспоненциального нарастания молнии находится в диапазоне от 1,2 мкс до 10 мкс (по существу, от 10% до 90%), а продолжительность находится в диапазоне от 50 до 1000 мкс (50% от пикового значения).С другой стороны, ESD — это событие гораздо меньшей продолжительности. Время нарастания составляет менее 1.0 нс. Общая продолжительность составляет примерно 100 нс.

Почему переходные процессы вызывают все большее беспокойство?

Миниатюризация компонентов привела к повышенной чувствительности к электрическим нагрузкам. Например, микропроцессоры имеют структуры и токопроводящие дорожки, которые не способны выдерживать высокие токи от переходных процессов электростатического разряда. Такие компоненты работают при очень низких напряжениях, поэтому нарушения напряжения необходимо контролировать, чтобы предотвратить прерывание работы устройства и скрытые или катастрофические отказы.

Чувствительные микропроцессоры сегодня преобладают в широком спектре устройств. Все, от бытовой техники, такой как посудомоечные машины, до промышленных устройств управления и даже игрушек, использует микропроцессоры для повышения функциональности и эффективности.

В большинстве автомобилей теперь также используется несколько электронных систем для управления двигателем, климатом, торможением и, в некоторых случаях, системами рулевого управления, тяги и безопасности.

Многие вспомогательные или вспомогательные компоненты (например, электродвигатели или аксессуары) в приборах и автомобилях представляют временные угрозы для всей системы.

Тщательная разработка схемы должна учитывать не только сценарии окружающей среды, но и потенциальные эффекты этих связанных компонентов. В таблице 2 ниже показаны уязвимости различных компонентных технологий.

Тип устройства	Уязвимость (вольт)
VMOS	30-1800
МОП-транзистор	100-200
GaAsFET	100-300
СППЗУ	100
JFET	140-7000
КМОП	250-3000
Диоды Шоттки	300-2500
Биполярные транзисторы	380-7000
SCR	680-1000

Таблица 2: Диапазон уязвимости устройства.

Сравнение с другими диодными технологиями:

Диодные массивы

Класс диода	Приложение	Примечания
Обычный диод, выпрямитель	Контроль мощности	Используется для «рулевого» больших токов; преобразование переменного тока в постоянный. Обычно встречается в больших упаковках, таких как ТО-220.
Стабилитрон	Контроль мощности	Используется для регулирования постоянного напряжения в источниках питания.Обычно встречается в средних и больших упаковках (Axial, TO-220).
Кремниевый контрольный диод (SAD), ограничитель переходных напряжений (TVS)	Защита от перенапряжения	Используется для защиты цепей, подверженных воздействию высоких энергий, таких как удары молнии или переходные процессы напряжения, от механического переключения электрических цепей (EFT). Обычно встречается в корпусах среднего размера (Axial, DO-214).
Диодная матрица	Защита от перенапряжения	относятся к более широкой категории кремниевых защитных массивов (SPA), предназначенных для защиты от электростатического разряда.Обычно встречается в небольших корпусах для поверхностного монтажа (SOIC-8, SOT-23, SC-70 и т. Д.).
Диод Шоттки	Контроль мощности	Используется для высокочастотного выпрямления, необходимого для импульсных источников питания.
Варакторный диод	RF Тюнинг	Единственное известное применение диодов, в котором используется характеристика емкости перехода.

Сравнение по рабочим характеристикам:

Класс диода	Напряжение обратного пробоя (В _BR, В _Z)	Емкость (C _Дж)	Примечания
Обычный диод, выпрямитель	800-1500В	Очень высокий	Преобразование переменного тока в постоянный
Стабилитрон	до 100 В	от среднего до высокого	Регулировка мощности постоянного тока
Кремниевый диод Avalance (SAD),	до 600 В	Средний	Защита от грозовых перенапряжений и переходных процессов напряжения
Диодная матрица	до 50 В	Низкий (<50 пФ)	Защита от электростатических разрядов высокочастотных цепей передачи данных

Сравнение по конструкции устройства:

Диод Шоттки образован переходом металл-полупроводник.В электрическом отношении он проводит по основной несущей и обладает быстрым откликом с меньшими токами утечки и напряжением прямого смещения (VF). Диоды Шоттки широко используются в высокочастотных цепях.

Стабилитроны образованы сильно легированным полупроводниковым переходом P-N. Есть два физических эффекта, которые можно назвать состоянием Зенера (эффект Зенера и эффект Лавины). Эффект Зенера возникает, когда к переходу P-N приложено низкое обратное напряжение, проводящее из-за квантового эффекта.Эффект лавины возникает, когда напряжение более 5,5 В, прикладываемое в обратном направлении к PN-переходу, во время которого образованная электронно-дырочная пара сталкивается с решеткой. Стабилитроны на основе эффекта Зенера широко используются в качестве источников опорного напряжения в электронных схемах.

TVS-диод образован специально разработанным полупроводниковым переходом P-N для защиты от перенапряжения. PN-переход обычно имеет покрытие для предотвращения преждевременного искрения напряжения в непроводящем состоянии.Когда происходит переходное напряжение, TVS-диоды проводят, чтобы ограничить переходное напряжение, используя эффект лавины. TVS-диоды широко используются в качестве устройства защиты от перенапряжения в телекоммуникациях, общей электронике и цифровых потребительских товарах для защиты от молний, электростатического разряда и других переходных процессов напряжения.

SPA — это кремниевые защитные массивы . Это массив интегрированных PN-переходов, тиристоров или других кремниевых защитных структур, собранных в многополюсную структуру.SPA можно использовать в качестве интегрированного решения для защиты от электростатического разряда, молнии и EFT для телекоммуникаций, общей электроники и цифровых потребительских рынков, где существует множество возможностей защиты. Например, его можно использовать для защиты от электростатических разрядов HDMI, USB и Ethernet.

Глоссарий по TVS-диодам

Зажимное устройство
TVS — это зажимное устройство, которое ограничивает скачки напряжения из-за лавинного пробоя с низким импедансом надежного кремниевого PN перехода.Он используется для защиты чувствительных компонентов от электрического перенапряжения, вызванного наведенной молнией, переключением индуктивной нагрузки и электростатическим разрядом.

Диапазон рабочих температур
Минимальная и максимальная рабочая температура окружающей среды контура, в котором будет применяться устройство. Рабочая температура не учитывает влияние соседних компонентов, это параметр, который должен учитывать проектировщик.

Емкость
Свойство элемента схемы, позволяющее накапливать электрический заряд.В защите цепи емкость в закрытом состоянии обычно измеряется на частоте 1 МГц при подаче напряжения смещения 2 В.

Обратное напряжение зазора (В _R)
В случае однонаправленного TVS-диода это максимальное пиковое напряжение, которое может быть приложено в «блокирующем направлении» без значительного протекания тока. В случае двунаправленного переходного процесса он применяется в любом направлении. Это то же самое определение, что и максимальное напряжение в выключенном состоянии и максимальное рабочее напряжение.

Напряжение пробоя (В _BR)
Напряжение пробоя, измеренное при заданном испытательном постоянном токе, обычно 1 мА. Обычно указывается минимум и максимум.

Пиковый импульсный ток (I _PP)
Максимальный импульсный ток, который можно применять повторно. Обычно это двойной экспоненциальный сигнал 10×1000 мкс, но также может быть 8×20 мкс, если указано.

Максимальное напряжение зажима (В _C или В _CI)
Максимальное напряжение, которое может быть измерено на устройстве защиты при воздействии на него максимального пикового импульсного тока.

Пиковая импульсная мощность (P _PP)
Выражаясь в ваттах или киловаттах, для экспоненциального переходного процесса 1 мс (см. Рисунок 1, стр. 23) это I _PP, умноженное на V _CL.

Введение в диоды

Раздел 2.0 Введение в диоды.
• Обозначения диодных схем.
• Ток через диоды.
• Конструкция диода.
• PN-переход.
• Прямое и обратное смещение.
• Характеристики диода.
Раздел 2.1 Кремниевые выпрямители.
• Маркировка полярности.
• Параметры выпрямителя.
Раздел 2.2 Диоды Шоттки.
• Конструкция диода Шоттки.
• Потенциал соединения Шоттки.
• Высокоскоростное переключение.
• Выпрямители мощности Шоттки.
• Ограничения по току Шоттки.
• Защита от перенапряжения.
Раздел 2.3 Малосигнальные диоды.
• Конструкция малосигнального диода.
• Формирование волны.
• Обрезка.
• Зажим / восстановление постоянного тока.
• Приложения HF.
• Защитные диоды.
Раздел 2.4 Стабилитроны.
• Конструкция стабилитрона.
• Обозначения схем Зенера.
• Эффект Зенера.
• Эффект лавины.
• Практические стабилитроны.
Раздел 2.5 Светодиоды.
• Работа светодиода.
• Светоизлучение.
• Цвета светодиодов.
• Расчеты цепей светодиодов.
• Светодиодные матрицы.
• Тестирование светодиодов.
Раздел 2.6 Лазерные диоды.
• Лазерный луч.
• Основы атома.
• Конструкция лазерного диода.
• Лазерная накачка.
• Управление лазерным диодом.
• Лазерные модули.
• Лазерная оптика.
• Классы лазерных диодов.
Раздел 2.7 фотодиодов.
• Основы фотодиодов.
• Приложения.
• Конструкция лазерного диода.
• Лазерная накачка.
• Управление лазерным диодом.
• Лазерные модули.
• Лазерная оптика.
• Классы лазерных диодов.
Раздел 2.8 Проверка диодов.
• Неисправности диодов.
• Проверка диодов с помощью омметра.
• Определение соединений диодов.
• Выявление неисправных диодов.
Раздел 2.9 Тест диодов.
• Проверьте свои знания о диодах.

Рисунок 2.0.1. Диоды

Введение

Диоды — одни из самых простых, но наиболее полезных из всех полупроводниковых устройств. Многие типы диодов используются в широком спектре приложений. Выпрямительные диоды — жизненно важный компонент в источниках питания, где они используются для преобразования сетевого напряжения переменного тока в постоянное.Стабилитроны используются для стабилизации напряжения, предотвращения нежелательных изменений в подаче постоянного тока в цепи и для подачи точных опорных напряжений для многих схем. Диоды также можно использовать для предотвращения катастрофического повреждения оборудования с батарейным питанием, когда батареи подключены с неправильной полярностью.

Сигнальные диоды также широко используются при обработке сигналов в электронном оборудовании; они используются для получения аудио- и видеосигналов из передаваемых радиочастотных сигналов (демодуляция), а также могут использоваться для формирования и изменения форм сигналов переменного тока (ограничение, ограничение и восстановление постоянного тока).Диоды также встроены во многие цифровые интегральные схемы, чтобы защитить их от опасных скачков напряжения.

Рис. 2.0.2 Обозначения диодной цепи

Светодиоды

излучают многоцветный свет в очень широком спектре оборудования от простых индикаторных ламп до огромных и сложных видеодисплеев. Фотодиоды также производят электрический ток из света.

Диоды изготавливаются из полупроводниковых материалов, в основном кремния, с добавлением различных соединений (комбинаций более чем одного элемента) и металлов в зависимости от функции диода.Ранние типы полупроводниковых диодов были сделаны из селена и германия, но эти типы диодов были почти полностью заменены более современными конструкциями кремния.

На рис. 2.0.1 показаны следующие диоды с общим проводом:

1. Три силовых выпрямителя (мостовой выпрямитель для работы с сетевым (линейным) напряжением и два выпрямительных диода сетевого напряжения).

2. Точечный диод (в стеклянной капсуле) и диод Шоттки.

3. Кремниевый малосигнальный диод.

4. Стабилитроны в корпусе из стекла или черной смолы.

5. Подборка светодиодов. Против часовой стрелки от красного: желтый и зеленый светодиоды, инфракрасный фотодиод, теплый белый светодиод 5 мм и синий светодиод высокой яркости 10 мм.

Обозначения диодных цепей

Диод — это односторонний провод. Он имеет два вывода: анод или положительный вывод и катод или отрицательный вывод. В идеале диод будет пропускать ток, когда его анод сделан более положительным, чем его катод, но предотвращать протекание тока, когда его анод более отрицательный, чем его катод.В условных обозначениях схем, показанных на рис. 2.0.2, катод показан в виде стержня, а анод — в виде треугольника. На некоторых принципиальных схемах анод диода может также обозначаться буквой «а», а катод — буквой «к».

В какую сторону протекает диодный ток?

Обратите внимание на рис. 2.0.2, что обычный ток течет от положительной (анодной) клеммы к отрицательной (катодной) клемме, хотя движение электронов (электронный поток) происходит в противоположном направлении, от катода к аноду.

Конструкция кремниевого диода

Рис. 2.0.3 Кремниевый планарный диод

Современные кремниевые диоды обычно производятся с использованием одной из различных версий планарного процесса, который также используется для изготовления транзисторов и интегральных схем. Многослойная конструкция, используемая в методах Silicon Planar, дает ряд преимуществ, таких как предсказуемые характеристики и надежность, а также является преимуществом для массового производства.

Упрощенный планарный кремниевый диод показан на рис.2.0.3. Использование этого процесса для кремниевых диодов позволяет получить два слоя кремния с различным легированием, которые образуют «PN переход». Нелегированный или «собственный» кремний имеет решеточную структуру из атомов, каждый из которых имеет четыре валентных электрона, но кремний P-типа и кремний N-типа легируют путем добавления относительно очень небольшого количества материала, имеющего атомную структуру с тремя валентными электронами (например, бор или алюминий), чтобы получить P-тип, или пять валентных электронов (например, мышьяк или фосфор), чтобы получить кремний N-типа.Эти легированные версии кремния известны как «примесный» кремний. Кремний P-типа теперь имеет нехватку валентных электронов в своей структуре, что также можно рассматривать как избыток «дырок» или носителей положительного заряда, тогда как слой N-типа легирован атомами, имеющими пять электронов в его валентной оболочке и поэтому имеет избыток электронов, которые являются носителями отрицательного заряда.

Диод PN Junction

Рис. 2.0.4 Слой истощения диода

Когда кремний P- и N-типа объединяются во время производства, создается переход, где встречаются материалы P-типа и N-типа, и отверстия, расположенные рядом с переходом в кремнии P-типа, притягиваются к отрицательно заряженному материалу N-типа на другой стороне. перехода.Кроме того, электроны, расположенные рядом с переходом в кремнии N-типа, притягиваются к положительно заряженному кремнию P-типа. Следовательно, вдоль перехода между кремнием P- и N-типа создается небольшой естественный потенциал между полупроводниковым материалом P и N с отрицательно заряженными электронами, которые теперь находятся на стороне P-типа перехода, и положительно заряженными дырками на стороне N. соединение. Этот слой носителей заряда противоположной полярности накапливается до тех пор, пока его не станет достаточно, чтобы предотвратить свободное движение любых дальнейших дырок или электронов.Из-за этого естественного электрического потенциала в переходе между слоями P и N в PN-переходе образовался очень тонкий слой, который теперь обеднен носителями заряда и поэтому называется обедненным слоем. Поэтому, когда диод подключен к цепи, ток не может течь между анодом и катодом, пока анод не станет более положительным, чем катод, с помощью прямого потенциала или напряжения (V _F), по крайней мере, достаточного для преодоления естественного обратного потенциала соединение.Это значение зависит в основном от материалов, из которых сделаны слои P и N диода, и от количества используемого легирования. Различные типы диодов имеют естественный обратный потенциал в диапазоне примерно от 0,1 В до 2 или 3 В. Кремниевые диоды с PN-переходом имеют потенциал перехода от 0,6 до 0,7 В.

Диод прямой проводимости

Рис. 2.0.5 Диод вперед

Проводимость

Как только напряжение, приложенное к аноду, становится более положительным, чем на катоде, на величину, превышающую потенциал обедненного слоя, начинается прямая проводимость от анода к обычному катоду, как показано на рис.2.0.5.

Когда напряжение, приложенное между анодом и катодом, увеличивается, прямой ток сначала увеличивается медленно, поскольку носители заряда начинают пересекать обедненный слой, а затем быстро возрастает примерно по экспоненте. Следовательно, сопротивление диода, когда он «включен» или проводит в режиме «прямого смещения», не равно нулю, а очень мало. Поскольку прямая проводимость увеличивается после преодоления потенциала истощения по примерно следующей экспоненциальной кривой, прямое сопротивление (V / I) незначительно изменяется в зависимости от приложенного напряжения.

Диод с обратным смещением

Рис. 2.0.6 Обратный диод

Смещенный

Когда диод смещен в обратном направлении (анод подключен к отрицательному напряжению, а катод — к положительному), как показано на рис. 2.0.6, положительные отверстия притягиваются к отрицательному напряжению на аноде и от перехода. Точно так же отрицательные электроны притягиваются от перехода к положительному напряжению, приложенному к катоду. Это действие оставляет большую площадь на стыке без каких-либо носителей заряда (положительных дырок или отрицательных электронов) по мере расширения обедненного слоя.Поскольку область перехода теперь обеднена носителями заряда, она действует как изолятор, и по мере того, как более высокие напряжения прикладываются с обратной полярностью, обедненный слой становится еще шире, чем больше носителей заряда удаляется от перехода. Диод не будет проводить ток при приложенном обратном напряжении (обратном смещении), за исключением очень небольшого «обратного тока утечки» (I _R), который в кремниевых диодах обычно меньше 25 нА. Однако, если приложенное напряжение достигает значения, называемого «обратным напряжением пробоя» (V _RRM), ток в обратном направлении резко возрастает до точки, где, если ток не ограничен каким-либо образом, диод будет разрушен.

Вольт-амперные характеристики диода

Рис. 2.0.7. Типовой диод I / V

Характеристика

Работа диодов, описанная выше, также может быть описана специальным графиком, называемым «характеристической кривой». Эти графики показывают взаимосвязь между фактическими токами и напряжениями, связанными с различными клеммами устройства. Понимание этих графиков помогает понять, как работает устройство.

Для диодов характеристическая кривая называется ВАХ, потому что она показывает взаимосвязь между напряжением, приложенным между анодом и катодом, и результирующим током, протекающим через диод.Типичная ВАХ показана на рис. 2.0.7.

Оси графика показывают как положительные, так и отрицательные значения и поэтому пересекаются в центре. Пересечение имеет нулевое значение как для тока (ось Y), так и для напряжения (ось X). Оси + I и + V (верхняя правая область графика) показывают круто возрастающий ток после области начального нулевого тока. Это прямая проводимость диода, когда анод положительный, а катод отрицательный.

Разное