+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Принцип работы диодов для чайников

Диод является одной из разновидностей приборов, сконструированных на полупроводниковой основе. Обладает одним p-n переходом, а также анодным и катодным выводом. В большинстве случаев он предназначен для модуляции, выпрямления, преобразования и иных действий с поступающими электрическими сигналами.

Принцип работы:

  1. Электрический ток воздействует на катод, подогреватель начинает накаливаться, а электрод испускать электроны.
  2. Между двумя электродами происходит образование электрического поля.
  3. Если анод обладает положительным потенциалом, то он начинает притягивать электроны к себе, а возникшее поле является катализатором данного процесса. При этом, происходит образование эмиссионного тока.
  4. Между электродами происходит образование пространственного отрицательного заряда, способного помешать движению электронов. Это происходит, если потенциал анода оказывается слишком слабым. В таком случае, частям электронов не удается преодолеть воздействие отрицательного заряда, и они начинают двигаться в обратном направлении, снова возвращаясь к катоду.
  5. Все электроны, которые достигли анода и не вернулись к катоду, определяют параметры катодного тока. Поэтому данный показатель напрямую зависит от положительного анодного потенциала.
  6. Поток всех электронов, которые смогли попасть на анод, имеет название анодный ток, показатели которого в диоде всегда соответствуют параметрам катодного тока. Иногда оба показателя могут быть нулевыми, это происходит в ситуациях, когда анод обладает отрицательным зарядом. В таком случае, возникшее между электродами поле не ускоряет частицы, а, наоборот, тормозит их и возвращает на катод. Диод в таком случае остается в запертом состоянии, что приводит к размыканию цепи.

Устройство

Ниже приводится подробное описание устройства диода, изучение этих сведений необходимо для дальнейшего понимания принципов действия этих элементов:

  1. Корпус представляет собой вакуумный баллон, который может быть изготовлен из стекла, металла или прочных керамических разновидностей материала.
  2. Внутри баллона имеется 2 электрода. Первый является накаленным катодом, который предназначен для обеспечения процесса эмиссии электронов. Самый простейший по конструкции катод представляет собой нить с небольшим диаметром, которая накаливается в процессе функционирования, но на сегодняшний день более распространены электроды косвенного накала. Они представляют собой цилиндры, изготовленные из металла, и обладающие особым активным слоем, способным испускать электроны.
  3. Внутри катода косвенного накала имеется специфический элемент – проволока, которая накаливается под воздействием электрического тока, она называется подогреватель.
  4. Второй электрод является анодом, он необходим для приема электронов, которые были выпущены катодом. Для этого он должен обладать положительным относительно второго электрода потенциалом. В большинстве случаев анод также имеет цилиндрическую форму.
  5. Оба электрода вакуумных приборов полностью идентичны эмиттеру и базе полупроводниковой разновидности элементов.
  6. Для изготовления диодного кристалла чаще всего используется кремний или германий. Одна из его частей является электропроводимой по p-типу и имеет недостаток электронов, который образован искусственным методом. Противоположная сторона кристалла также имеет проводимость, но n-типа и обладает избытком электронов. Между двумя областями имеется граница, которая и называется p-n переходом.

Такие особенности внутреннего устройства наделяют диоды их главным свойством – возможностью проведения электрического тока только в одном направлении.

Назначение

Ниже приводятся основные области применения диодов, на примере которых становится понятно их основное назначение:

  1. Диодные мосты представляют собой 4, 6 или 12 диодов, соединенных между собой, их количество зависит от типа схемы, которая может быть однофазной, трехфазной полумостовой или трехфазной полномостовой. Они выполняют функции выпрямителей, такой вариант чаще всего используется в автомобильных генераторах, поскольку внедрение подобных мостов, а также использование вместе с ними щеточно-коллекторных узлов, позволило в значительной степени сократить размеры данного устройства и увеличить степень его надежности. Если соединение выполнено последовательно и в одну сторону, то это повышает минимальные показатели напряжения, которое потребуется для отпирания всего диодного моста.
  2. Диодные детекторы получаются при комбинированном использовании данных приборов с конденсаторами. Это необходимо для того, чтобы было можно выделить модуляцию с низкими частотами из различных модулированных сигналов, в том числе амплитудно-модулированной разновидности радиосигнала. Такие детекторы являются частью конструкции многих бытовых потребителей, например, телевизоров или радиоприемников.
  3. Обеспечение защиты потребителей от неверной полярности при включении схемных входов от возникающих перегрузок или ключей от пробоя электродвижущей силой, возникающей при самоиндукции, которая происходит при отключении индуктивной нагрузки. Для обеспечения безопасности схем от возникающих перегрузок, применяется цепочка, состоящая из нескольких диодов, имеющих подключение к питающим шинам в обратном направлении. При этом, вход, которому обеспечивается защита, должен подключаться к середине этой цепочки. Во время обычного функционирования схемы, все диоды находятся в закрытом состоянии, но если ими было зафиксировано, что потенциал входа ушел за допустимые пределы напряжения, происходит активация одного из защитных элементов. Благодаря этому, данный допустимый потенциал получает ограничение в рамках допустимого питающего напряжения в сумме с прямым падением показателей напряжение на защитном приборе.
  4. Переключатели, созданные на основе диодов, используются для осуществления коммутации сигналов с высокими частотами. Управление такой системой осуществляется при помощи постоянного электрического тока, разделения высоких частот и подачи управляющего сигнала, которое происходит благодаря индуктивности и конденсаторам.
  5. Создание диодной искрозащиты. Используются шунт-диодные барьеры, которые обеспечивают безопасность путем ограничения напряжения в соответствующей электрической цепи. В совокупности с ними применяются токоограничительные резисторы, которые необходимы для ограничения показателей электрического тока, проходящего через сеть, и увеличения степени защиты.

Использование диодов в электронике на сегодняшний день весьма широко, поскольку фактически ни одна современная разновидность электронного оборудования не обходится без этих элементов.

Плюсы и минусы

Перед заключением можно обобщить всю информацию о диодах и составить список их преимуществ и недостатков.

Плюсы:

  • Невысокая цена диодов.
  • Отличный КПД.
  • Высокий ресурс работы.
  • Маленькие размеры, что позволяет удобно их размещать на схемах.
  • Возможность использования диода в переменном токе.

Из минусов, пожалуй, можно выделить то, что не существует полупроводникового типа для высоких напряжений в несколько киловольт. Поэтому придется применять более старые ламповые аналоги. Также воздействие высоких температур неблагоприятно сказывается на работе и состоянии элемента.

Прямое включение диода

На p-n-переход диода может оказывать воздействие напряжение, подаваемое с внешних источников. Такие показатели, как величина и полярность, будут сказываться на его поведении и проводимом через него электрическом токе.

Ниже подробно рассмотрен вариант, при котором происходит подключение плюса к области p-типа, а отрицательного полюса к области n-типа. В этом случае произойдет прямое включение:

  1. Под воздействием напряжения от внешнего источника, в p-n-переходе сформируется электрическое поле, при этом его направление будет противоположным относительно внутреннего диффузионного поля.
  2. Напряжение поля значительно снизится, что вызовет резкое сужение запирающего слоя.
  3. Под воздействием этих процессов значительное количество электронов обретет возможность свободно переходить из p-области в n-область, а также в обратном направлении.
  4. Показатели тока дрейфа во время этого процесса остаются прежними, поскольку они напрямую зависят только от числа неосновных заряженных носителей, находящихся в области p-n-перехода.
  5. Электроны обладают повышенным уровнем диффузии, что приводит к инжекции неосновных носителей. Иными словами, в n-области произойдет повышение количества дырок, а в p-области будет зафиксирована повышенная концентрация электронов.
  6. Отсутствие равновесия и повышенное число неосновных носителей заставляет их уходить вглубь полупроводника и смешиваться с его структурой, что в итоге приводит к разрушению его свойств электронейтральности.
  7. Полупроводник при этом способен восстановить свое нейтральное состояние, это происходит благодаря получению зарядов от подключенного внешнего источника, что способствует появлению прямого тока во внешней электрической цепи.

Диодные схемы

к оглавлению

Упражнения

Методические указания До настоящей главы были рассмотрены процессы в линейных схемах. Однако при анализе схем с реальными элементами, в частности с диодами, приходится учитывать нелинейность их характеристик, что отражается и на методике расчета таких схем. Рассмотрим простейшие методы расчета нелинейных цепей, используемые для решения задач, приведенных в данной и последующих главах. Вольтамперная характеристика диода Анализ физических процессов в диоде позволяет получить выражение для его ВАХ в экспоненциальном виде:

(9.10)

где Is — ток насыщения, (рт — тепловой потенциал, Iд Uд — ток диода и напряжение на нем, соответственно. Это простейший случай задания ВАХ диода в аналитическом виде. Можно снимать характеристику диода экспериментально по точкам, как это делалось в разделе 9.1. Тогда характеристика будет представлена в табличном виде. Наконец, ВАХ может быть представлена в графическом виде, что довольно часто применяется для представления типовых характеристик в справочных данных. ВАХ диода в графическом виде показана на. рис. 9.21.

Графический метод Этот метод основан на непосредственном использовании ВАХ диода, заданной в графическом виде. Графический метод наиболее пригоден, когда в схеме имеется только один диод. Тогда схему можно разделить на две части: линейный неидеальный генератор напряжения или тока (активный двухполюсник) и нелинейный (пассивный двухполюсник), а для расчета использовать метод эквивалентного генератора. Простейшая схема. На рис. 9.22 представлена простейшая схема для такого анализа. Ток Iд диода и напряжение Uд на нем связаны между собой следующими уравнениями:

Уравнение (9.12) описывает ВАХ диода, которая задана в графическом виде на рис. 9.22 (кривая 1). Уравнение (9.11) отражает нагрузочную характеристику неидеального источника ЭДС, которая часто называется нагрузочной прямой (наклонная линия 2 на рис. 9.22). Нагрузочная прямая пересекает ось напряжения в точке А и отсекает на этой оси отрезок ОА, численно равный напряжению холостого хода источника питания Е. Ось тока нагрузочная прямая пересекает в точке В, отсекая на этой оси отрезок 0В, численно равный максимальному току E/R цепи. ВАХ диода и нагрузочная прямая пересекаются в точке С. Эта точка является решением системы уравнений (9.11), (9.12) в графическом виде. Координаты I*пр и U*np точки С являются искомыми током и напряжением диода соответственно. Напряжение источника Питания может иметь любую форму (например, синусоидальную). Построение временной диаграммы тока диода для этого случая показано на рис. 9.23. Для каждого момента времени (t1, t2, tз и т. д.) необходимо найти мгновенные значения напряжения источника питания e(t) и построить соответствующую нагрузочную прямую. Точки пересечения нагрузочных прямых с ВАХ диода определяют при этом мгновенные значения тока диода для моментов времени t1, t2, tз

При последовательном, параллельном или смешанном соединении нескольких диодов в схеме их можно заменить одним нелинейным двухполюсником, после чего задача сводится к предыдущей. Рассмотрим такую методику решения для различных случаев соединения диодов. Последовательное включение диодов. Пусть в схеме два диода включены последовательно, как это показано на рис. 9.24. Прямые ветви ВАХ диодов VI, V2 представлены на рис. 9.24 кривыми 1 и 2 соответственно. Два последовательно включенных диода можно представить как один эквивалентный нелинейный двухполюсник, например эквивалентный диод. Поскольку напряжение Unp на этом эквивалентном диоде равно сумме напряжения Unp1 диода VI и напряжения Unp2 диода V2, для построения ВАХ эквивалентного диода необходимо сложить ВАХ отдельных диодов (кривые 1 и 2 на рис. 9.24) по напряжению. В результате получается кривая 3 (рис. 9.24). Теперь задача сведена к предыдущей. Необходимо провести нагрузочную прямую АВ и найти ее пересечение с ВАХ эквивалентного диода. Эти линии пересекаются в точке С с координатами I*пр и U*np. Зная ток, можно по ВАХ диодов найти напряжения U*np1 и U*np2-В рассмотренном примере диоды смещены в прямом направлении. Рассмотрим такую же схему при обратном смещении (рис. 9.25). Обратные ветви ВАХ диодов VI, V2 представлены на рис. 9.25 кривыми 1 и 2 соответственно. По аналогии с рассмотренным случаем необходимо сложить ВАХ диодов по напряжению. В результате получается кривая 3 (рис. 9.25). Точка С пересечения результирующей ВАХ с нагрузочной прямой дает обратный ток диодов I*ов и обратное напряжение и*ов. Пересечение с характеристиками диодов прямой, параллельной оси напряжений и проходящей через точку С, дает напряжения на диодах U*OBI и U*oB2-Следует обратить внимание на то, что при последовательном включении диодов обратные напряжения на них оказываются неодинаковыми. Причина заключается в неидентичности обратных ветвей ВАХ диодов. Для выравнивания обратных напряжений на диодах необходимо ввести в схему дополнительные элементы (например, включить параллельно диодам выравнивающие резисторы).

Параллельное включение диодов.

Рассмотрим аналогичную методику для параллельного включения диодов (рис. 9.26). Два параллельно включенных диода можно рассматривать как один эквивалентный нелинейный двухполюсник, например эквивалентный диод. Поскольку ток 1пр этого эквивалентного диода равен сумме тока Inp1 диода VI и тока 1пр2 диода V2, для построения ВАХ эквивалентного диода необходимо сложить ВАХ отдельных диодов (ветви 1 и 2 на рис. 9.26) по току. В результате получается кривая 3 нарис. 9.26. Теперь задача сведена к решенной ранее. Необходимо провести нагрузочную прямую АВ и найти ее пересечение с ВАХ эквивалентного диода. Эти линии пересекаются в точке С. В результате получаем напряжение U*np, которое одинаково для обоих диодов VI и V2. Зная это напряжение, можно по ВАХ диодов найти искомые токи I*np1 и I*пр2-Следует обратить внимание на то, что при параллельном включении диодов их токи оказываются неодинаковыми. Причиной этого служит неидентичность прямых ветвей ВАХ диодов. Для выравнивания токов необходимо ввести в схему дополнительные элементы (например, включить последовательно с каждым диодом выравнивающий резистор).

Графоаналитический метод

При графоаналитическом методе имеются два этапа решения. Первый заключается в аппроксимации графически заданной ВАХ аналитическим выражением, второй — в решении систем нелинейных уравнений, составленных по законам Кирхгофа с использованием этого выражения. Если, например, в системе уравнений (9.11), (9.12) в качестве второго уравнения использовать (9.10), то система станет трансцендентной и решение невозможно будет получить в аналитическом виде. Наиболее распространенным видом аппроксимации является линеаризация ВАХ. В этом случае диод замещается моделью из простейших линейных элементов. Для прямой и обратной ветвей ВАХ эти модели различны. На рис. 9.27 показана прямая ветвь ВАХ диода (линия 1) и аппроксимирующий эту ветвь отрезок прямой 2. Уравнение линейной аппроксимации имеет вид: Uд = Кдиф.пр Iд + Uo, (9.13) где Кдиф.пр — дифференциальное сопротивление диода при прямом смещении, Uo — пороговое напряжение. Для определения величины Кдиф. пр необходимо выбрать на аппроксимирующей прямой (прямая 2 на рис. 9.27) две произвольные точки (одна из них может лежать на оси напряжения). Для этих точек нужно найти разность напряжений и разность токов, а затем разделить первую разность на вторую. Это и будет искомая величина. Модель диода при прямом смещении, состоящая из последовательно соединенных идеального источника ЭДС и сопротивления, также показана на рис. 9.27. На рис. 9.28 показана обратная ветвь ВАХ диода (кривая 1) и аппроксимирующий эту ветвь отрезок прямой 2. Уравнение для такой линейной аппроксимации имеет вид:

(9.14)

где Кдиф. ов — динамическое сопротивление диода при обратном смещении, Io — пороговый ток. Величина R диф.ов определяется тем же способом, что и величина Rдиф. пр. Далее прямое и обратное дифференциальное сопротивления диода RдиФ. пр и R диФ. ОБ будем обозначать

одинаково через Rдиф различая эти обозначения лишь там, где это необходимо по тексту. ВАХ диода при обратном смещении описывается выражением (9.14). Это же выражение справедливо для двухполюсника, показанного на рис. 9.28. Поэтому замена диода двухполюсником будет эквивалентной. Поскольку теперь ВАХ диода имеет два различных аналитических выражения и две модели (для прямого и обратного участков характеристики), необходимо определить, какое из них использовать. Для этого следует предварительно выяснить, в каком состоянии (прямом или обратном) находится диод в исходной схеме. В относительно простых схемах состояние диода не вызывает сомнений. В более сложных схемах после окончания расчета необходимо проверить начальное предположение о состоянии каждого из диодов. Если изначально считалось, что диод работает при прямом (обратном) смещении, а в результате расчета его ток оказался отрицательным (положительным), то предположение о состоянии диода неверно. Необходимо использовать другое выражение для ВАХ диода (и другую модель) и повторить расчет. Полученные выражения (9.13) и (9.14) можно использовать для решения конкретных задач. Если прямое падение напряжения на открытом диоде пренебрежимо мало по сравнению с напряжениями на других элементах схемы, то реальную прямую ветвь 1 ВАХ диода на рис. 9.21 можно заменить вертикальным прямым отрезком 3. В этом случае при расчете схемы можно считать, что выводы диода (анод и катод) короткозамкнуты. Если обратный ток закрытого диода пренебрежимо мал по сравнению с токами других элементов схемы, то реальную обратную ветвь 2 ВАХ диода можно заменить горизонтальным отрезком 4. В этом случае при расчете схемы можно считать, что цепь с диодом разорвана. Ясно, что обе идеальные модели являются предельными частными случаями линеаризации характеристик. При этом решение задач тривиально, и такие случаи не рассматриваются. Простейшая схема с одним диодом (рис. 9.22) с учетом аппроксимации (9.13) описывается следующей системой уравнений:

Решение этой системы дает выражение для тока диода:

(9.17)

Последовательное включение диодов. Схема с двумя последовательно включенными диодами при прямом включении (рис. 9.24) описывается системой уравнении:

где Rдиф.np1 Rдиф. при — дифференциальные сопротивления диодов VI, V2 при прямом смещении, Uo1, Uo2 — пороговые напряжения диодов VI, V2. Схема замещения, соответствующая этому случаю, приведена на .рис. 9.29. Ток диодов определяется выражением:

(9.21)

Схема с двумя последовательно включенными диодами при обратном смещении (см. рис. 9.25) с учетом аппроксимации (9.14) описывается системой уравнении:

где Rдиф.OBI, RДИФ.ОБ2 — дифференциальные сопротивления диодов VI, V2 при обратном смещении, lo1, Io2 — пороговые токи диодов VI, V2. Схема замещения, соответствующая этому случаю, приведена на рис. 9.30. Ток диодов определяется выражением:

(9.25)

Ток Ioб отрицателен, так как к диодам приложено обратное напряжение.

Параллельное включение диодов. Схема с двумя параллельно включенными диодами (см. рис. 9.26) с учетом аппроксимации (9.13) замещается схемой рис. 9,31 и описывается системой уравнений:

Напряжение на диодах определяется по методу узловых потенциалов выражением:

(9.30)

Токи диодов VI, V2 можно определить, если подставить (9.30) в выражения для токов (9.28), (9.29). Целесообразность использования того или иного из рассмотренных методов расчета определяется условиями конкретной задачи.

Расчет схем с одним диодом.

Предлагаемые в разделе схемы с одним диодом (файлы с9_080…с9_111) содержат линейную часть с усложненной структурой. Для использования графического метода необходимо предварительно заменить линейную часть схемы эквивалентным генератором. Рассмотрим методику такого преобразования. Пусть в схеме имеется только один нелинейный элемент, например диод. Выделим этот диод из всей схемы, как это показано на рис. 9.32а. Оставшуюся линейную часть схемы можно представить в виде эквивалентного активного двухполюсника, который показан на рис. 9.326. Этот двухполюсник состоит из двух элементов: эквивалентного источника ЭДС ЕЭКВ и эквивалентного резистора Rэкв (см. раздел 2.1 в части, касающейся неидеальных источников напряжения). Величину ЕЭКВ легко измерить в режиме холостого хода, подключив вольтметр вместо диода. Измеренное напряжение и равно искомой величине Едкв. Для определения величины Rэкв можно было бы измерить ток короткого замыкания двухполюсника, а затем разделить Еэкв на этот ток. Такой путь иногда используется при экспериментальном определении параметров эквивалентного двухполюсника. При расчете Rэкв удобнее принять Еэкв=0 и определить сопротивление двухполюсника со стороны его выводов. При определении эквивалентного сопротивления выводы источников ЭДС в исходной схеме необходимо закоротить, а ветви с источниками тока — разомкнуть. То же самое необходимо сделать и в реальной схеме при измерении сопротивления. В схеме измерения, приведенной нa puc. 9.336 выводы источника ЭДС закорочены, а вместо диода к выводам двухполюсника подключен мультиметр в режиме омметра. Расчет схем с несколькими диодами. При расчете схем, приведенных в файлах с9_120…с9_137, необходимо заменить диоды эквивалентными схемами. В результате такой замены будет получена линейная расчетная схема. Методами расчета линейных цепей можно определить токи диодов и напряжения на них. После расчета схемы необходимо проверить начальные предположения о состоянии каждого из диодов (прямое или обратное смещение). В результате расчета может оказаться, что ток диода, замененного эквивалентной схемой для прямого включения, получился отрицательным. Это означает, что изначально было сделано неверное предположение о прямом включении этого диода. Необходимо заменить такой диод его эквивалентной схемой для обратного смещения и повторить весь расчет. В качестве схемы замещения для обратной ветви ВАХ в этих задачах применяется простейший вариант — разрыв. В экспериментах с моделями на основе идеального диода

обратный ток равен нулю. Возможен и другой случай: ток диода, замененного эквивалентной схемой для обратного включения, оказался положительным. Это означает, что изначально было сделано неверное предположение об обратном включении диода. Необходимо заменить диод его эквивалентной схемой для прямого смещения и повторить расчет.

Задачи для самостоятельного исследования Схемы с одним диодом Каждая из представленных ниже задач (файлы с9_80… с9_87) содержит схему с одним диодом. ВАХ этого диода показана на рис. 9.34. Найти ток и напряжение диода графическим методом и проверить решение на Electronics Workbench. Аналогичные задачи с9_88…с9_111 имеются на прилагаемой к книге дискете. При отсутствии дискеты полный перечень задач, прилагаемых к книге, можно взять на сайте издательского дома «ДОДЭКА» (www.dodeca.ru).

Варианты схем

Схемы с несколькими диодами В схемах, представленных в файлах с9_120…с9_137, найти токи и напряжения диодов. Модели диодов, приведенных в этих схемах, получены путем корректировки параметров идеального диода. В обозначении диодов, приведенных в схемах, цифры соответствуют параметрам схемы замещения диода при линейной аппроксимации (рис. 9.27). Цифра, следующая за символом а, обозначает сопротивление диода в Омах, следующая за ней через дефис цифра — прямое падение напряжения в вольтах. Например, d5-0.7: Rдпр= 5 Ом, Uдпр = 0,7 В. Варианты схем

к оглавлению

Знаете ли Вы,

в чем ложность понятия «физический вакуум»?
Физический вакуум
— понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие «физический вакуум», он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование «моря» двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме — положительной и отрицательной, а также «моря» компенсирующих друг друга частиц — виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом — присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

Обратное включение диода

Теперь будет рассмотрен другой способ включения, во время которого изменяется полярность внешнего источника, от которого происходит передача напряжения:

  1. Главное отличие от прямого включения заключается в том, что создаваемое электрическое поле будет обладать направлением, полностью совпадающим с направлением внутреннего диффузионного поля. Соответственно, запирающий слой будет уже не сужаться, а, наоборот, расширяться.
  2. Поле, находящееся в p-n-переходе, будет оказывать ускоряющий эффект на целый ряд неосновных носителей заряда, по этой причине, показатели дрейфового тока останутся без изменений. Он будет определять параметры результирующего тока, который проходит через p-n-переход.
  3. По мере роста обратного напряжения, электрический ток, протекающий через переход, будет стремиться достичь максимальных показателей. Он имеет специальное название – ток насыщения.
  4. В соответствии с экспоненциальным законом, с постепенным увеличением температуры будут увеличиваться и показатели тока насыщения.

Триоды

Данный вид электронных элементов чем-то схож с диодом, однако выполняет другие функции и имеет свою конструкцию.

Основное различие между диодом и триодом в том, что последний имеет три вывода и в его отношении чаще используется название «транзистор». Принцип работы основан на управлении токами в выходных цепях с помощью небольшого сигнала.

Диоды и триоды (транзисторы) применяются практически в каждом электронном устройстве. В том числе и процессорах.

Прямое и обратное напряжение

Напряжение, которое оказывает воздействие на диод, разделяют по двум критериям:

  1. Прямое напряжение – это то, при котором происходит открытие диода и начинается прохождение через него прямого тока, при этом показатели сопротивления прибора являются крайне низкими.
  2. Обратное напряжение – это то, которое обладает обратной полярностью и обеспечивает закрытие диода с прохождением через него обратного тока. Показатели сопротивления прибора при этом начинают резко и значительно расти.

Сопротивление p-n-перехода является постоянно меняющимся показателем, в первую очередь на него оказывает влияние прямое напряжение, подающееся непосредственно на диод. Если напряжение увеличивается, то показатели сопротивления перехода будут пропорционально уменьшаться.

Это приводит к росту параметров прямого тока, проходящего через диод. Когда данный прибор закрыт, то на него воздействует фактически все напряжение, по этой причине показатели проходящего через диод обратного тока являются незначительными, а сопротивление перехода при этом достигает пиковых параметров.

История появления

Работы, связанные с диодами, начали вести параллельно сразу два учёных — британец Фредерик Гутри и немец Карл Браун. Открытия первого были основаны на ламповых диодах, второго — на твердотельных. Однако развитие науки того времени не позволило совершить большой рывок в этом направлении, но дали новую пищу для ума.

Затем через несколько лет открытие диодов заново произвёл Томас Эдисон и в дальнейшем запатентовал изобретение. Однако по каким-то причинам, в своих работах применения ему на нашлось. Поэтому развитие диодной технологии продолжали другие учёные в разные годы.

Кстати, до начала 20 века диоды назывались выпрямителями. Затем учёный Вильям Генри Иклс применил два корня слов — di и odos. Первое с греческого переводится как «два», второе — «путь». Таким образом, слово «диод» означает «два пути».

Работа диода и его вольт-амперная характеристика

Под вольт-амперной характеристикой данных приборов понимается кривая линия, которая показывает то, в какой зависимости находится электрический ток, протекающий через p-n-переход, от объемов и полярности напряжения, воздействующего на него.

Подобный график можно описать следующим образом:

  1. Ось, расположенная по вертикали: верхняя область соответствует значениям прямого тока, нижняя область параметрам обратного тока.
  2. Ось, расположенная по горизонтали: область, находящаяся справа, предназначена для значений прямого напряжения; область слева для параметров обратного напряжения.
  3. Прямая ветвь вольт-амперной характеристики отражает пропускной электрический ток через диод. Она направлена вверх и проходит в непосредственной близости от вертикальной оси, поскольку отображает увеличение прямого электрического тока, которое происходит при увеличении соответствующего напряжения.
  4. Вторая (обратная) ветвь соответствует и отображает состояние закрытого электрического тока, который также проходит через прибор. Положение у нее такое, что она проходит фактически параллельно относительно горизонтальной оси. Чем круче эта ветвь подходит к вертикали, тем выше выпрямительные возможности конкретного диода.
  5. По графику можно наблюдать, что после роста прямого напряжения, протекающего через p-n-переход, происходит медленное увеличение показателей электрического тока. Однако постепенно, кривая достигает области, в которой заметен скачок, после которого происходит ускоренное нарастание его показателей. Это объясняется открытием диода и проведением тока при прямом напряжении. Для приборов, изготовленных из германия, это происходит при напряжении равном от 0,1В до 0,2В (максимальное значение 1В), а для кремниевых элементов требуется более высокий показатель от 0,5В до 0,6В (максимальное значение 1,5В).
  6. Показанное увеличение показателей тока может привести к перегреву полупроводниковых молекул. Если отведение тепла, происходящее благодаря естественным процессам и работе радиаторов, будет меньше уровня его выделения, то структура молекул может быть разрушена, и этот процесс будет иметь уже необратимый характер. По этой причине, необходимо ограничивать параметры прямого тока, чтобы не допустить перегрева полупроводникового материала. Для этого, в схему добавляются специальные резисторы, имеющие последовательное подключение с диодами.
  7. Исследуя обратную ветвь можно заметить, что если начинает увеличиваться обратное напряжение, которое приложено к p-n-переходу, то фактически незаметен рост параметров тока. Однако в случаях, когда напряжение достигает параметров, превосходящих допустимые нормы, может произойти внезапный скачок показателей обратного тока, что перегреет полупроводник и будет способствовать последующему пробою p-n-перехода.

Новая система обозначений

Новая система маркировки диодов более совершенна. Она состоит из четырех элементов.

Первый элемент (буква или цифра) указывает исходный полупроводниковый материал, из которого изготовлен диод: Г или 1 — германий* К или 2 — кремний, А или 3 — арсенид галлия, И или 4 — фосфид индия.

Второй элемент — буква, показывающая класс или группу диода.

Третий элемент — число, определяющее назначение или электрические свойства диода.

Четвертый элемент указывает порядковый номер технологической разработки диода и обозначается от А до Я.

Например:

  • диод КД202А расшифровывается: К — материал, кремний, Д — диод выпрямительный, 202 — назначение и номер разработки, А — разновидность;
  • 2C920 — кремниевый стабилитрон большой мощности разновидности типа А;
  • АИ301Б — арсенид галлиевый туннельный диод переключающей разновидности типа Б.

Иногда встречаются диоды, обозначенные по устаревшим системам: ДГ-Ц21, Д7А, Д226Б, Д18. Диоды Д7 отличаются от диодов ДГ-Ц цельнометаллической конструкцией корпуса, вследствие чего они надежнее работают во влажной атмосфере.

Германиевые диоды типа ДГ-Ц21…ДГ-Ц27 и близкие к ним по характеристикам диоды Д7А…Д7Ж обычно используют в выпрямителях для питания радиоаппаратуры от сети переменного тока.

В условное обозначение диода не всегда входят некоторые технические данные, поэтому их необходимо искать в справочниках по полупроводниковым приборам.

Одним из исключений является обозначение для некоторых диодов с буквами КС или цифрой вместо К (например, 2С) — кремниевые стабилитроны и стабисторы.

После этих обозначений стоит три цифры, если это первые цифры: 1 или 4, то взяв последние две цифры и разделив их на 10 получим напряжение стабилизации Uст.

Например:

  • КС107А — стабистор, Uст = 0,7 В,
  • 2С133А — стабилитрон, Uст = 3,3 В.

Если первая цифра 2 или 5, то последние две цифры показывают Uст, например:

  • КС 213Б — Uст = 13 В,
  • 2С 291А — Uст = 91 В.

Еесли цифра 6, то к последним двум цифрам нужно прибавить 100 В, например: КС 680А — Uст = 180 В.

Основные неисправности диодов

Иногда приборы подобного типа выходят из строя, это может происходить из-за естественной амортизации и старения данных элементов или по иным причинам.

Всего выделяют 3 основных типа распространенных неисправностей:

  1. Пробой перехода приводит к тому, что диод вместо полупроводникового прибора становится по своей сути самым обычным проводником. В таком состоянии он лишается своих основных свойств и начинает пропускать электрический ток в абсолютно любом направлении. Подобная поломка легко выявляется при помощи стандартного мультиметра, который начинает подавать звуковой сигнал и показывать низкий уровень сопротивления в диоде.
  2. При обрыве происходит обратный процесс – прибор вообще перестает пропускать электрический ток в каком-либо направлении, то есть он становится по своей сути изолятором. Для точности определения обрыва, необходимо использовать тестеры с качественными и исправными щупами, в противном случае, они могут иногда ложно диагностировать данную неисправность. У сплавных полупроводниковых разновидностей такая поломка встречается крайне редко.
  3. Утечка, во время которой нарушается герметичность корпуса прибора, вследствие чего он не может исправно функционировать.

Пробой p-n-перехода

Подобные пробои происходят в ситуациях, когда показатели обратного электрического тока начинают внезапно и резко расти, происходит это из-за того, что напряжение соответствующего типа достигает недопустимых высоких значений.

Обычно различается несколько видов:

  1. Тепловые пробои, которые вызваны резким повышением температуры и последующим перегревом.
  2. Электрические пробои, возникающие под воздействием тока на переход.

График вольт-амперной характеристики позволяет наглядно изучать эти процессы и разницу между ними.

Электрический пробой

Последствия, вызываемые электрическими пробоями, не носят необратимого характера, поскольку при них не происходит разрушение самого кристалла. Поэтому при постепенном понижении напряжения можно восстановить всей свойства и рабочие параметры диода.

При этом, пробои такого типа делятся на две разновидности:

  1. Туннельные пробои происходят при прохождении высокого напряжения через узкие переходы, что дает возможность отдельно взятым электронам проскочить через него. Обычно они возникают, если в полупроводниковых молекулах имеется большое количество разных примесей. Во время такого пробоя, обратный ток начинает резко и стремительно расти, а соответствующее напряжение находится на низком уровне.
  2. Лавинные разновидности пробоев возможны благодаря воздействию сильных полей, способных разогнать носителей заряда до предельного уровня из-за чего они вышибают из атомов ряд валентных электронов, которые после этого вылетают в проводимую область. Это явление носит лавинообразный характер, благодаря чему данный вид пробоев и получил такое название.

Тепловой пробой

Возникновение такого пробоя может произойти по двум основным причинам: недостаточный теплоотвод и перегрев p-n-перехода, который происходит из-за протекания через него электрического тока со слишком высокими показателями.

Повышение температурного режима в переходе и соседних областях вызывает следующие последствия:

  1. Рост колебания атомов, входящих в состав кристалла.
  2. Попадание электронов в проводимую зону.
  3. Резкое повышение температуры.
  4. Разрушение и деформация структуры кристалла.
  5. Полный выход из строя и поломка всего радиокомпонента.

Немного интересных сведений о диодах

Первые экземпляры выпускались с применением малой точности. Поэтому разброс получившихся характеристик диодов был очень большим, вследствие чего уже готовые приборы приходилось, что называется, «разбраковывать». То есть, некоторые диоды, казалось бы, одной серии могли получить совершенно разные свойства. После отсева, элементы маркировались в соответствии с фактическими характеристиками.

Диоды, изготовленные в стеклянном корпусе, имеют одну интересную особенность — чувствительность к свету. То есть если прибор, в составе которого имеется такой элемент, имеет открывающуюся крышку, то работать вся схема может по-разному в закрытом и открытом состоянии.

1.2.1. Светоизлучающие диоды, СИД — Электронный учебно-методический комплекс по ТМ и О ЦВОСП

СИД представляет собой полупроводниковый прибор с р-n переходом, протекание электрического тока через который вызывает интенсивное спонтанное излучение. Известно много конструкций СИД, однако наибольшее применение получили поверхностные и торцевые СИД.

Спонтанное излучение обладает низкой монохроматичностью. Его называют некогерентным светом.(СИД)

Когерентными источниками называют такие источники, которые излучают синфазные оптические волны. В основе их работы лежит спонтанное излучение полупроводника охваченное  объемным резонатором (например, Фабри-Перо).

В поверхностном светодиоде волоконный световод присоединяется к поверхности излучения через специальную выемку  в полупроводниковой подложке. Такой способ стыковки СИД и стекловолокна обусловлен необходимостью ввода максимальной мощности спонтанного излучения в световод. (Рис.1.2)

Рисунок 1.2. Конструкция поверхностного светодиода

В конструкции торцевого светодиода предусмотрен вывод оптической мощности излучения через один из торцов. При этом другой торец выполнен в виде зеркала, которое отражает фотоны в активный слой. В приборе применяются дополнительные слои полупроводникового материала GaAlAs, который отличается от активного слоя показателем преломления и шириной запрещенной зоны. Это создает в активном слое оптический волновод, способствующий концентрации фотонов и усилению бегущей волны в инверсной насыщенной зарядами среде. Светоизлучающий торец СИД согласуется с волоконным световодом линзовой системой (Рис. 3).

Работа светодиодов основана на случайной рекомбинационной люминесценции избыточных носителей заряда, инжектируемых в активную область светодиода.

В результате инжекции не основных носителей заряда и дрейфа основных в активном слое происходит накопление и рекомбинация этих зарядов с выделением квантов энергии. При этом фотоны (кванты энергии),

 

 

Рисунок 1.3. Конструкция торцевого светодиода

(Ga- галлий, As – мышьяк, Al – алюминий)

 

случайно образовавшиеся, могут двигаться в любом случайном направлении, отражаться от границ различных слоев полупроводников, поглощаться кристаллами и излучаться с поверхности или из торца. Величина излучаемой мощности СИД примерно линейно зависит от величины тока инжекции.

Данная мощность больше у торцевых СИД, их еще называют СЛД – супер люминесцентными диодами.

 

Основные характеристики светодиодов

1.     Ватт-амперная характеристика светодиодов — это зависимость излучаемой мощности от тока, протекающего через прибор (рис.4)

Рисунок 1.4 Ватт-амперные характеристики светодиодов

 

Характеристики имеют линейный и нелинейные участки. Нелинейность обусловлена предельными возможностями по спонтанной рекомбинации электронов и дырок и их ограниченным числом, зависящим от насыщенности примесными компонентами и общего объема активного слоя.

Ватт-амперная характеристика зависит от температуры кристалла. С ее повышением мощность излучения может значительно снижаться .

2. Спектральная характеристика светодиодов показывает зависимость излучаемой мощности от длины волны излучения (Рис. 5).

 

Рисунок 1. 5. Спектральные характеристики светодиодов

По спектральной характеристике можно определить ширину спектра излучения на уровне половинной от максимальной мощности излучения. Ширина спектра СЛД Δλ

1 (10 ÷ 30 нм), для поверхностного СИД Δλ2 (30 ÷ 60 нм).

Более узкий спектр излучения СЛД объясняется волноводным эффектом и некоторой согласованностью (когерентностью) излучательных рекомбинаций.

3.     Диаграмма направленности излучения светодиода показывает распределение энергии излучения в пространстве.

Рисунок 1.6. Угловая расходимость излучения

Угловая расходимость излучения оценивается на уровне уменьшения мощности в пространстве в два раза (Рmax/2), что отмечено на рисунке точками на пересечении лучей и кривых распределения мощности (рис.6). Для поверхностного СИД величины φ

x =φy и могут составлять 110°…180°. Для СЛД величины φx и φy не равны и примерно составляют: φx = 60 °,

φy = 30.

4.    Внешняя квантовая эффективность светодиода показывает долю выводимой мощности излучения от полученной в результате спонтанной рекомбинации

Эта доля не превышает 2 – 10 %, что обусловлено большими потерями из-за рассеяния мощности внутри прибора и отражением фотонов на границе «полупроводник – воздух» и «полупроводник – световод» из-за различных показателей преломления полупроводника (n = 3,5) и среды (n = 1,5).

5.    Срок службы и надежность. Всем светодиодам присуще деградация параметров – постепенное уменьшение мощности при длительной эксплуатации. Срок службы зависит от материала и конструкции СИД, от температуры. При увеличении температуры на 100 – 200 срок службы снижается вдвое. Для использования в системах связи срок службы СИД должен составлять 105, для наземных и для подводных линий связи — 106.

Полупроводниковые СИД  являются приборами с низким входным сопротивлением и потребляют большой ток, поэтому для их возбуждения  следует использовать низкоомные транзисторы, обеспечивающие большой ток и требуемую линейность (Рис.7).

Рисунок 1. 7. Схема включения СИД в коллекторную схему транзистора

На схеме СИД включается в коллекторную цепь транзистора. Модулирующий сигнал поступает на базу транзистора и управляет коллектором и током, являющийся одновременно током инжекции СИД. С помощью резисторов R1 и R2  можно подобрать  необходимое значение начального тока, пробегающего через СИД.

Реальные схемы модуляции, как правило, включают цепь стабилизации режима работы и цепь обратной связи, которая уменьшает нелинейность ватт-амперной характеристики СИД.

Итак, сравнительно простая конструкция, высокая надежность, слабая зависимость от температуры делают СИД особенно подходящими для ВОСП на короткие расстояния при относительно невысокой информационной пропускной способности.  

 

Лавинный диод-принцип работы, применение, структура

Перед тем, как дать определение лавинного диода, разберемся с понятием  лавинного пробоя p-n-перехода, потому как именно на нем основывается работа этого прибора, который является разновидностью стабилитрона и использует зенеровский пробой, правильнее назвать полупроводники с напряжением пробоя больше 5 В – лавинными диодами.

Понятие лавинного пробоя

 

Лавинный пробой инициируется сильным электрическим полем, им обладают полупроводники с p-n-переходом с большой толщиной. Неосновные носители, дислоцированные в переходе, забирают для себя основную функцию, при разгоне они ионизируют атомы. Новые электроны, а в основном это электроны теплового происхождения, сталкиваясь с атомами кремния, расположенными по соседству, вызывают лавинообразный рост всего процесса, создают новые пары электрон-дырка.

 

Действие пробоя обладает свойством обратимости и происходит без каких-либо последствий разрушительных для кристаллической структуры полупроводникового прибора, особенно если постараться не допустить перегрева прибора  и ограничить величину тока. Значение напряжения для лавинного пробоя варьируется в границах значений от 5 до 1000 В, зависит от конструктивных особенностей диода и уровня легирования кремния.

Оптимизация лавинного диода

Рис. №1. Мощный силовой лавинный диод ДЛ153-2000, внешний вид.

Мощные лавинные диоды марки ДЛ153-2000 используются в трехфазных преобразователях, частота, в которых доходит до 500 Гц, они служат для выпрямления напряжения мощных турбогенераторов с мощностью до 320 МВт. Для снижения рабочих температур (допустимое значение 175оС)  в длительном (номинальном) режиме и режиме форсировки при частоте 500 Гц необходимо принимать определенные меры. Понижение рабочего ресурса преобразователя и экспоненциальном (

пропорциональном значению величины — скорости роста) росте интенсивности отказов из повышения температуры кремниевой структуры.

Рис. №2. Чертеж силового лавинного диода ДЛ153-2000.

 

В программу исследований по снижению потерь мощности и понижению температуры включены следующие исследования:

  1. Использование радиационных дефектов для легирования кремниевой структуры диода.
  2. Измерение времени жизни носителей заряда способом Лэкса;
  3. Контроль параметров статики и динамики диодов.
  4. Нахождение полной мощности потерь и температурных величин структуры диода с присоединенным охладителем.

Результат исследования оптимизации, с помощью облучения кремниевой структуры полупроводникового прибора с помощью ускоренных электронов, показал улучшение системы параметров. Суммарная мощность потерь уменьшилась во всех рабочих режимах на 37%, а температура понижена на 28%. Результат подтвердил эффективность облучения структуры для получения надежных силовых полупроводниковых приборов.

Лавинно-пролетный диод

Рис. №3. Структура лавинно-пролетного диода.

Разновидность лавинного диода – лавинно-пролетный диод (IMPATT-диод). Он построен на основе лавинного умножения заряженных носителей. Прибор используется для генерации колебаний в СВЧ-диапазоне. Рабочая область прибора – область лавинного пробоя.

 

Структура состоит из кремния и арсенида галлия (металл-полупроводник) и другие. В базе диода, области заполненной электронами и дырками с неизменным значением тока возникает фаза, которая характеризуется большим значением напряженности поля, она предваряет появление лавинного ударного фронта.

 

Главный режим лавинно-пролетного диода – режим захваченной плазмы, состояние компенсированной полупроводниковой плазмы.  Существует отдельный тип подобных диодов  — BARITT-диоды, их характеризует инжекционно-пролетный режим.

 

 

Показатели технологического качества для конструкции лавинного диода

Основное преимущество лавинного диода перед выпрямительным в способности восстанавливать   параметры в результате больших перенапряжений, в то время как вторые разрушаются и выходят из строя.

Рис. №4. Чертеж с габаритно-присоединительными размерами лавинного диода типа: а) ДЛ152 и б) ДП151.

Требования к качеству конструкции включают:

  1. В процессе изготовления диодов плотность дислокации кремния большого диаметра выше 60 мм, ограничивается до 102см2.
  2. Свирла-дефекты исключаются.
  3. Ограничивается содержание О2 и С в кремнии, который преобразуется в сложные комплексы Si-O и Si-C.
  4. Примесная атмосфера из примесей тяжелых и щелочных металлов на дислокациях существенно уменьшается.
  5. Существующие, так называемые «звездные дефекты», в виде микротрещин появляющихся в результате термической обработки в напряженном кремнии и ухудшающими ВАХ прибора, значительно снижаются.

Рис. №5. Параметры некоторых типов лавинных диодов.

Что необходимо для лавинного p-n-перехода

  1. Качественный кремний, который обладает отсутствием структурных дефектов в виде дислокаций, свирл-дефектов, незначительным содержанием примесных атомов и небольшим разбросом удельного сопротивления.
  2. Технологическая обработка не должна наносить повреждения кристаллической решетке, диффузия щелочных и тяжелых металлов должна быть ограниченна, а примесные атмосферы не должны появляться. И недолжна генерироваться локальная область дислокаций и упругого перенапряжения.
  3. Механические перенапряжения должны быть исключены.
  4. ОПЗ и приконтактная область не должны смыкаться. Небольшая напряженность электрического поля должна обеспечиваться защитой, качественным травлением и геометрией фаски.

Лавинный диод способен обеспечить надежность электрической схемы и позволить снизить мощность применяемого диода, достигается это тем, что защитную роль от пробоя принимает лавинный ток, а не использование добавочного запаса по обратному напряжению силового диода.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

 

Похожее

Что такое диод? Конструкция и работа PN Junction Diode

Конструкция диода, работа, типы, VI характеристики, преимущества и применение

Что такое диод?

«Di» = два и « Ode» = электроды , то есть устройство или компонент, имеющий два электрода, а именно анод «+» (P) и катод «-» (N).

Диод — двухполюсный однонаправленный прибор силовой электроники. Полупроводниковый диод — первое изобретение в семействе устройств полупроводниковой электроники.После этого изобретается много типов диодов. Но сегодня также наиболее часто используемым диодом является полупроводниковый диод.

Обычно для изготовления диодов используется кремний. Но также используется другой полупроводниковый материал, такой как германий или арсенид германия.

Диод пропускает ток только в одном направлении и блокирует ток в другом. Он предлагает низкое сопротивление (в идеале нулевое) в одном направлении и высокое сопротивление (в идеале бесконечное) в другом направлении.

Символ диода

Конструкция диода

Есть два типа полупроводниковых материалов; Внутренний и внешний полупроводник. Собственный полупроводник — это чистый полупроводник, в котором дырка и электроны доступны в равном количестве при комнатной температуре. Во внешнем полупроводнике примеси добавляются для увеличения количества дырок или количества электронов. Эти примеси бывают трехвалентными (бор, индий, алюминий) или пятивалентными (фосфор, мышьяк, сурьма).

Полупроводниковый диод состоит из двух слоев. Один слой сделан из полупроводникового слоя P-типа, а второй слой сделан из полупроводникового слоя N-типа.

Если мы добавим трехвалентные примеси в кремний или германий, будет больше дырок, и это будет положительный заряд. Следовательно, этот слой известен как слой P-типа.

Если мы добавим пятивалентные примеси в кремний или германий, будет присутствовать большее количество электронов, и это будет отрицательным изменением. Следовательно, этот слой известен как слой N-типа.

Диод формируется путем соединения полупроводников N-типа и P-типа. Это устройство представляет собой комбинацию полупроводникового материала P-типа и N-типа, поэтому оно также известно как PN Junction Diode .

Между слоями P-типа и N-типа образуется соединение. Этот переход известен как PN-переход.

А диод имеет два вывода; один вывод взят из слоя P-типа и известен как анод. Второй вывод взят из материала N-типа и известен как катод.

На рисунке ниже показана основная конструкция диода.

Работа диода

В области N-типа электроны являются основными носителями заряда, а дырки — неосновными носителями заряда. В области P-типа дырки являются основными носителями заряда, а электроны — отрицательными носителями заряда. Из-за разницы концентраций основные носители заряда диффундируют и рекомбинируют с противоположным зарядом. Делает положительный или отрицательный ион.Эти ионы собираются на стыке. И этот регион известен как область истощения.

Когда анодный вывод диода соединен с отрицательным выводом, а катод соединен с положительным выводом батареи, говорят, что диод подключен с обратным смещением.

Аналогичным образом, когда анодный вывод соединен с положительным выводом, а катод соединен с отрицательным выводом батареи, диод называется подключенным с прямым смещением.

Работа диода в условиях обратного смещения

Диод подключен с обратным смещением. В этом состоянии свободные электроны диффундируют в области P-типа и рекомбинируют с дырками. Это создаст отрицательные ионы. Точно так же дырки диффундируют в область N-типа и рекомбинируют с электронами. Это создаст положительные ионы.

Схема подключения показана на рисунке ниже.

Когда такое напряжение прикладывается к цепи, неподвижные ионы создают обедненную область, как показано на рисунке выше.Ширина области истощения велика. Следовательно, ни дырка, ни электрон больше не пересекают переход.

Он не может создать поток электронов или дырок, даже если он находится под номинальным напряжением. Следовательно, через диод невозможно протекать ток, и он ведет себя как разомкнутый переключатель.

Здесь через цепь протекает очень небольшой ток. Этот ток известен как обратный ток насыщения или обратный ток утечки. Этот ток протекает за счет неосновных носителей заряда.Этого тока недостаточно для проведения диода.

Если мы увеличим напряжение до обратного напряжения пробоя, неосновные носители заряда получат высокую кинетическую энергию и столкнутся с атомами. В этом состоянии количество разорванных ковалентных связей и огромное количество пары электрон-дырка порождает огромное количество протекающего тока.

Из-за большого тока может выйти из строя диод. Следовательно, в общем случае диод не подключен с обратным смещением.

Работа диода при прямом смещении

Когда анод соединен с положительной клеммой батареи, а катод соединен с отрицательной клеммой батареи, анод является положительным по отношению к катоду.И говорят, что диод подключен с прямым смещением.

Теперь постепенно увеличиваем напряжение питания. Если мы увеличим небольшое напряжение, основной носитель заряда не получит достаточной энергии, чтобы пересечь область обеднения.

В условиях прямого смещения ширина обедненной области очень мала. Если мы увеличим напряжение больше, чем напряжение прямого переключения, основной носитель заряда получит достаточно энергии, чтобы пересечь область истощения.

Напряжение прямого переключения кремния равно 0.7 В, а для германия напряжение прямого переключения составляет 0,3 В.

Когда напряжение питания увеличивается больше, чем это напряжение, большинство носителей заряда протекает через цепь, и диод становится проводящим.

В этом режиме работы происходит очень небольшое падение температуры. Это падение называется падением напряжения в открытом состоянии. Схема подключения этого режима показана на рисунке ниже.

VI-характеристики диода

VI характеристика диода показывает соотношение между током диода и напряжением.Это график между напряжением и током, где напряжение находится по оси X, а ток — по оси Y.

Принципиальная схема для получения характеристики VI диода показана на рисунке ниже.

Характеристика разделена на две части;

  • Прямое смещение
  • Обратное смещение

Когда напряжение не подается, ток, протекающий по цепи, равен нулю. Точка «О» показывает это состояние, когда напряжение и ток равны нулю.

Прямой сдвиг

Когда материал или анод P-типа соединяется с положительной клеммой батареи, а материал или катод N-типа соединяется с отрицательной клеммой батареи, тогда диод подключается с прямым смещением.

Приложенное напряжение регулируется переменным резистором. Приложенное напряжение постепенно увеличивается. Ток не будет течь, пока напряжение не повысится. Потому что в этом состоянии напряжения недостаточно для перемещения носителя заряда из одного слоя в другой.

Для кремния напряжение переключения составляет 0,7 В, а для германия — 0,3 В. Как только напряжение повышается выше этого уровня, напряжения достаточно для перемещения носителя заряда от одного носителя к другому. А из-за прохождения заряда через диод может течь ток.

Как показано в характеристиках, часть OP является нелинейной частью. Это показывает начальный период, когда напряжение ниже напряжения прямого переключения. Здесь ток очень маленький.

Часть PQ показывает, когда напряжение больше, чем напряжение прямого переключения.И в этом состоянии ток увеличивается линейно.

В этом состоянии диод ведет себя как замыкающий переключатель, позволяя току течь. Для идеального диода сопротивление в открытом состоянии равно нулю, и он ведет себя как чистый проводник.

Обратное смещение

При обратном смещении материал или катод N-типа соединяется с отрицательной клеммой батареи. Этот тип подключения известен как подключение с обратным смещением.

В этом состоянии напряжение постепенно увеличивается с помощью переменного резистора.Но этого напряжения недостаточно, чтобы вызвать протекание тока.

Поскольку соединение, созданное между слоями P-типа и N-типа, имеет обратное смещение, и в этом состоянии ширина обеднения велика. Следовательно, номинального напряжения недостаточно для создания движения носителя заряда.

Значит, через диод не будет протекать ток. Кривая в этом режиме — OA. Как показано на графике, из-за неосновных носителей заряда будет протекать очень небольшой ток, этого тока недостаточно для включения диода.

Когда приложенное напряжение больше, чем напряжение обратного пробоя, будет течь большой ток из-за лавинного пробоя. Эта часть обозначена на графике буквой AB.

Типы диодов

Существуют разные типы диодов, и мы очень подробно объяснили каждый тип диода в предыдущем посте. Вы можете обратиться к статье о 24 типах диодов.

Преимущества диодов

Есть следующие преимущества диодов с PN переходом по сравнению с вакуумными диодами.

  • Маленький
  • требуется меньше места
  • малый вес
  • Самый надежный в эксплуатации
  • Потребление малой мощности
  • Увеличенный срок службы и эффективность
  • Низкое внутреннее сопротивление
  • Простота установки и обслуживания
  • Простая конструкция и прочность
  • низкая стоимость и легкая доступность

Применение диодов

Диоды используются в различных приложениях в силовой электронике.Диод представляет собой однонаправленное устройство с двумя выводами, которое позволяет пропускать ток только в одном направлении и блокирует ток в другом направлении. Благодаря этой характеристике диод используется в таких приложениях, как;

  • Выпрямитель
  • Схема умножителя напряжения
  • Ограничитель перенапряжения
  • Цепь клипсатора и фиксатора
  • Схема защиты от обратного тока
  • Цифровые логические вентили
  • Он используется в солнечных панелях, чтобы избежать протекания тока в обратном направлении, и используется для обхода солнечной пластины.
  • Он также используется для модуляции и демодуляции сигналов связи.

Есть много других типов диодов, которые сделаны для нескольких типов диодов, таких как;

  • Фотодиод используется для преобразования энергии фотонов в электрическую.
  • Светоизлучающий диод
  • используется для освещения.
  • Стабилитрон
  • используется как схема регулятора напряжения.
  • В ВЧ цепи используется туннельный диод.
  • Диод переменной емкости используется для настройки.

Похожие сообщения:

Туннельный диод

— определение, символы и работа

Туннель определение диода

А Туннельный диод представляет собой сильно легированный p-n переходной диод, в котором уменьшается электрический ток как напряжение увеличивается.

В туннельный диод, электрический ток вызван «туннелированием».В туннельный диод используется как устройство с очень быстрым переключением в компьютеры. Он также используется в высокочастотных генераторах и усилители.

Символ туннельного диода

Обозначение схемы туннельного диода показано на рисунке ниже. В туннельном диоде p-тип полупроводник действует как анод, а n-тип полупроводник действует как катод.

ср знать, что анод — это положительно заряженный электрод, который притягивает электроны, тогда как катод отрицательно заряжен. электрод, испускающий электроны. В туннельном диоде n-типа полупроводник излучает или производит электроны, поэтому его называют как катод. С другой стороны, полупроводник p-типа притягивает электроны, испускаемые полупроводником n-типа, поэтому Полупроводник p-типа называется анодом.

Что такое туннельный диод?

Туннель диоды являются одними из самых важных твердотельных электронных устройств которые появились в последнее десятилетие. Туннель Диод был изобретен в 1958 году Лео Эсаки.

Лев Эсаки заметил, что если полупроводниковый диод сильно легирован с примесями он будет проявлять отрицательное сопротивление.Отрицательный сопротивление означает, что ток через туннельный диод уменьшается при повышении напряжения. В 1973 году Лео Эсаки получил Нобелевская премия по физике за открытие электронного туннелирования эффект, используемый в этих диодах.

А туннельный диод также известен как диод Эсаки, названный в честь Лео Эсаки за работу над туннельным эффектом.Операция туннельного диода зависит от принципа квантовой механики известный как «Туннелирование». В электронике туннелирование означает прямое поток электронов через малую обедненную область из Зона проводимости n-стороны в валентную зону p-стороны.

германий Материал обычно используется для изготовления туннельных диодов. Они есть также сделаны из других материалов, таких как галлий арсенид, антимонид галлия и кремний.

Ширина обедненной области туннельного диода

обедненная область — это область в диоде с p-n-переходом, где мобильные носители заряда (бесплатно электроны и дырки) отсутствуют. Область истощения действует как барьер, препятствующий поток электронов из полупроводника n-типа и дырок из полупроводника p-типа.

ширина область обеднения зависит от количества примесей добавлен. Примеси — это атомы, введенные в p-тип и Полупроводник n-типа для увеличения электропроводности.

Если а в диод p-n-перехода добавлено небольшое количество примесей (полупроводник p-типа и n-типа), широкая обедненная область сформирован.С другой стороны, если большое количество примесей добавлен к диоду p-n-перехода, узкая обедненная область сформирован.

В туннельный диод, полупроводники p-типа и n-типа сильно легированные, что означает введение большого количества примесей на полупроводники p-типа и n-типа. Этот тяжелый допинг процесс дает чрезвычайно узкую область истощения.В концентрация примесей в туннельном диоде в 1000 раз больше, чем у нормального диода с p-n переходом.

В нормальный диод с p-n переходом, обедненная ширина велика, как по сравнению с туннельным диодом. Этот широкий слой истощения или Область истощения в нормальном диоде препятствует прохождению тока. Следовательно, обедненный слой действует как барьер. Чтобы преодолеть это барьер, нам нужно подать достаточное напряжение.Когда достаточно подается напряжение, электрический ток начинает течь через нормальный диод p-n перехода.

В отличие от нормальный диод с p-n переходом, ширина обедненного слоя в туннельном диоде крайне узкий. Итак, применяя небольшой напряжения достаточно для выработки электрического тока в туннельном диоде.

Туннель диоды способны оставаться стабильными в течение длительного времени чем обычные диоды с p-n переходом.Они также способны высокоскоростных операций.

Концепт проходки тоннелей

истощение область или обедненный слой в диоде с p-n переходом состоит из положительных и отрицательных ионов. Из-за этих положительных и отрицательные ионы, существует встроенный потенциал или электрический поле в области истощения.Это электрическое поле в область истощения оказывает электрическую силу в направлении противоположно внешнему электрическому полю (напряжению).

Другой вещь нужно помнить, что валентная зона и проводимость зонные уровни энергии в полупроводнике n-типа незначительно ниже энергетических уровней валентной зоны и зоны проводимости в полупроводнике p-типа.Эта разница в уровнях энергии обусловлено различием уровней энергии легирующей примеси. атомы (донорные или акцепторные), используемые для образования n-типа и Полупроводник p-типа.

Электрический Текущий в обычном p-n переходе диод

Когда а напряжение прямого смещения приложено к обычному p-n переходу диода ширина обедненной области уменьшается и при этом со временем высота барьера также уменьшается.Однако электроны в полупроводнике n-типа не может проникать через слой истощения, потому что встроенное напряжение истощения слой противодействует потоку электронов.

Если приложенное напряжение больше, чем встроенное напряжение слой обеднения, электроны с n-стороны преодолевают противодействующая сила от истощенного слоя, а затем входит в p-сторона.Проще говоря, электроны могут проходить через барьер (обедненный слой), если энергия электронов больше высоты барьера или барьерный потенциал.


Следовательно, ан обычный диод с p-n переходом производит электрический ток, только если приложенное напряжение больше, чем встроенное напряжение область истощения.

Электрический Текущий в туннельном диоде

В туннельный диод, валентная зона и энергия зоны проводимости уровни в полупроводнике n-типа ниже валентного энергетические уровни зоны и зоны проводимости в p-типе полупроводник.В отличие от обычного диода с p-n переходом, Разница в уровнях энергии в туннельном диоде очень велика. Из-за такой большой разницы в уровнях энергии зона проводимости материала n-типа перекрывается с валентная зона материала p-типа.

Квантовая механика говорит, что электроны будут напрямую проникать через слой истощения или барьер, если ширина истощения очень маленький.

обедненный слой туннельного диода очень мал. Он находится в нанометры. Таким образом, электроны могут напрямую туннелировать через небольшая область обеднения из n-сторонней зоны проводимости в p-сторона валентная зона.

В обычные диоды, ток вырабатывается при подаче напряжения больше, чем встроенное напряжение области обеднения.Но в туннельных диодах небольшое напряжение, которое меньше встроенного напряжения области истощения достаточно, чтобы произвести электрический ток.

В туннельные диоды, электроны не должны преодолевать встречные сила из обедненного слоя, чтобы произвести электрический ток. Электроны могут напрямую туннелировать из зоны проводимости n-область в валентную зону p-области.Таким образом, электрические ток вырабатывается в туннельном диоде.

Как туннельный диод работает?

Шаг 1: Несмещенный туннельный диод

Когда на туннельный диод не подается напряжение, он называется несмещенный туннельный диод. В туннельном диоде зона проводимости материал n-типа перекрывается с валентной зоной материал p-типа из-за сильного легирования.

Потому что этого перекрытия электроны зоны проводимости на n-стороне и дырки валентной зоны на стороне p имеют почти одинаковую энергию уровень. Поэтому, когда температура увеличивается, некоторые электроны туннель из зоны проводимости n-области в валентную полоса p-области. Подобным образом дыры туннелируют от валентная зона p-области к зоне проводимости n-области.

Однако чистый текущий поток будет равен нулю, потому что равное количество носители заряда (свободные электроны и дырки) текут навстречу друг другу. направления.

Шаг 2: Небольшое напряжение, приложенное к туннельному диоду

Когда а на туннельный диод подается небольшое напряжение, которое меньше чем встроенное напряжение обедненного слоя, нет прямого ток течет через переход.

Однако небольшое количество электронов в зоне проводимости n-область будет туннелировать в пустые состояния валентной зоны в р-области. Это создаст небольшой туннель прямого смещения. Текущий. Таким образом, туннельный ток начинает течь с небольшой приложение напряжения.

Шаг 3: приложенное напряжение немного увеличено

Когда напряжение, подаваемое на туннельный диод, немного увеличивается, большое количество свободных электронов на n-стороне и дырок на p-стороне генерируются.Из-за увеличения напряжения перекрытие зоны проводимости и валентной зоны составляет вырос.

В простыми словами, уровень энергии n-сторонней зоны проводимости становится в точности равным энергетическому уровню валентности на стороне p. группа. В результате протекает максимальный туннельный ток.

Шаг 4: приложенное напряжение дополнительно увеличивается

Если приложенное напряжение дополнительно увеличивается, небольшое смещение зона проводимости и валентная зона.

С зона проводимости материала n-типа и валентность лента из материала p-типа внахлест порога. Электронный туннель из зоны проводимости n-области в валентную зону p-области и вызывают небольшой ток. Таким образом, туннелирование ток начинает уменьшаться.

Шаг 5: приложенное напряжение значительно увеличено

Если приложенное напряжение значительно увеличивается, туннелирование ток падает до нуля.В этот момент зона проводимости и валентные зоны больше не перекрываются и туннельный диод работает таким же образом, как и обычный диод с p-n переходом.

Если это приложенное напряжение больше встроенного потенциала истощенного слоя начинается регулярный прямой ток протекает через туннельный диод.

часть кривой, на которой ток уменьшается по мере увеличения напряжения увеличивается область отрицательного сопротивления туннеля диод.Область отрицательного сопротивления является наиболее важной. и наиболее широко используемая характеристика туннельного диода.

А туннельный диод, работающий в области отрицательного сопротивления, может может использоваться как усилитель или генератор.

Преимущества из туннельные диоды

  • Долгая жизнь
  • Высокоскоростной операция
  • Низкий уровень шума
  • Низкое энергопотребление расход

Недостатки из туннельные диоды

  • Туннель массовое производство диодов невозможно
  • Быть двойником оконечное устройство, вход и выход не изолированы от друг друга.

Приложения из туннельные диоды

  • Туннель диоды используются в качестве запоминающих устройств логической памяти.
  • Туннель диоды используются в схемах релаксационных генераторов.
  • Туннель диод используется как сверхбыстрый переключатель.
  • Туннель диоды используются в FM-приемниках.

Типы диодов

различные типы диодов следующие:

  1. стабилитрон диод
  2. Лавинный диод
  3. Фотодиод
  4. Свет Излучающий диод
  5. Лазер диод
  6. Туннель диод
  7. Шоттки диод
  8. Варактор диод
  9. П-Н переходной диод

Принцип работы диода Шоттки

— Inst Tools

Что такое диод Шоттки?

Диод Шоттки, также известный как диод с горячей несущей, представляет собой полупроводниковый диод, который имеет низкое прямое падение напряжения и очень быстрое переключение.Когда через диод протекает ток, на выводах диода наблюдается небольшое падение напряжения. Нормальный диод будет иметь падение напряжения от 0,6 до 1,7 вольт, в то время как падение напряжения на диоде Шоттки обычно составляет от 0,15 до 0,45 вольт. Это меньшее падение напряжения обеспечивает лучшую эффективность системы и более высокую скорость переключения. В диоде Шоттки между полупроводником и металлом образуется переход полупроводник-металл, создавая, таким образом, барьер Шоттки. Полупроводник N-типа действует как катод, а металлическая сторона действует как анод диода.Этот барьер Шоттки приводит как к низкому прямому падению напряжения, так и к очень быстрому переключению.

Рис. Символ диода Шоттки

Диоды Шоттки

— это сильноточные диоды, используемые в основном в высокочастотных устройствах с быстрым переключением. Их также называют диодами с горячими носителями. Термин горячие носители происходит от более высокого уровня энергии электронов в n-области по сравнению с электронами в металлической области. Символ диода Шоттки показан на рисунке выше. Диод Шоттки формируется путем соединения легированной полупроводниковой области (обычно n-типа) с таким металлом, как золото, серебро или платина.Вместо pn-перехода существует переход металл-полупроводник, как показано на рисунке ниже. Прямое падение напряжения обычно составляет около 0,3 В, потому что здесь нет обедненной области, как в диоде с pn переходом.

Диод Шоттки работает только с мажоритарными носителями. Нет неосновных носителей заряда и, следовательно, нет обратного тока утечки, как в других типах диодов. Металлическая область сильно занята электронами зоны проводимости, а полупроводниковая область n-типа слабо легирована.При прямом смещении электроны с более высокой энергией в n-области инжектируются в металлическую область, где они очень быстро отдают свою избыточную энергию. Поскольку нет неосновных носителей, как в обычном выпрямительном диоде, происходит очень быстрая реакция на изменение смещения. Schottky — это быстросменный диод, и большинство его приложений используют это свойство. Его можно использовать в высокочастотных приложениях и во многих цифровых схемах для уменьшения времени переключения.

Эквивалентная схема диода Шоттки приведена ниже

VI характеристики диода с барьером Шоттки

Из VI характеристик очевидно, что VI характеристики диода с барьером Шоттки аналогичны нормальному диоду с PN переходом, за следующими исключениями:

Прямое падение напряжения на диоде с барьером Шоттки низкое по сравнению с обычным диодом с PN переходом.Прямое падение напряжения на диоде с барьером Шоттки из кремния показывает прямое падение напряжения от 0,3 до 0,5 вольт.

Прямое падение напряжения увеличивается с увеличением концентрации легирования полупроводника n-типа.

VI характеристики диода с барьером Шоттки более крутые по сравнению с VI характеристиками нормального диода с PN переходом из-за высокой концентрации носителей тока.

Преимущества

Диоды Шоттки

используются во многих приложениях, где другие типы диодов не работают.У них есть ряд преимуществ:

  • Низкое напряжение включения: Напряжение включения диода составляет от 0,2 до 0,3 В для кремниевого диода и от 0,6 до 0,7 В для стандартного кремниевого диода. Благодаря этому он имеет примерно такое же напряжение включения, что и германиевый диод.
  • Быстрое время восстановления: Быстрое время восстановления из-за небольшого количества накопленного заряда означает, что его можно использовать для приложений высокоскоростного переключения.
  • Низкая емкость перехода: Ввиду очень маленькой активной площади, часто в результате использования точечного контакта на кремнии, уровни емкости очень малы.

Преимущества диода Шоттки означают, что его характеристики во многих областях могут намного превосходить характеристики других диодов.

Главный недостаток

Основным недостатком диода Шоттки является относительно высокий обратный ток.Из-за того, что он имеет металлический полупроводниковый переход, он более подвержен утечке тока при обратном подключении напряжения. Кроме того, диоды Шоттки обычно имеют низкое максимальное обратное напряжение. Как правило, они имеют максимальное значение 50 В или меньше. Помните, что обратное напряжение — это значение, при котором диод выйдет из строя и начнет проводить большой ток при обратном подключении напряжения (от катода к аноду). Это означает, что диоды Шоттки не могут выдерживать большое обратное напряжение без пробоя и проведения большого количества тока.И даже до достижения этого максимального обратного значения он все равно будет пропускать небольшое количество тока.

В зависимости от области применения и использования схемы это может оказаться важным или нет.

Приложения

Диоды с барьером Шоттки широко используются в электронной промышленности, находя множество применений в качестве диодного выпрямителя. Его уникальные свойства позволяют использовать его в ряде приложений, где другие диоды не могут обеспечить такой же уровень производительности.В частности, он используется в таких областях, как:

  • ВЧ-смеситель и детекторный диод : Диод Шоттки нашел свое применение в радиочастотных приложениях благодаря своей высокой скорости переключения и высокочастотной способности. В связи с этим диоды с барьером Шоттки используются во многих высокопроизводительных кольцевых смесителях диодов. В дополнение к этому, их низкое напряжение включения и высокая частота, а также низкая емкость делают их идеальными в качестве ВЧ-детекторов.
  • Выпрямитель мощности: Диоды с барьером Шоттки также используются в приложениях с высокой мощностью в качестве выпрямителей.Их высокая плотность тока и низкое прямое падение напряжения означают, что тратится меньше энергии, чем при использовании обычных диодов с PN переходом. Это повышение эффективности означает, что необходимо рассеивать меньше тепла, и в конструкцию можно включить радиаторы меньшего размера.
  • Силовые схемы ИЛИ: Диоды Шоттки могут использоваться в приложениях, где нагрузка приводится в действие двумя отдельными источниками питания. Одним из примеров может быть источник питания от сети и источник питания от батареи. В этих случаях необходимо, чтобы мощность от одного источника питания не поступала на другой.Этого можно добиться с помощью диодов. Однако важно, чтобы любое падение напряжения на диодах было минимальным для обеспечения максимальной эффективности. Как и во многих других применениях, этот диод идеально подходит для этого ввиду низкого прямого падения напряжения. Диоды Шоттки, как правило, имеют высокий обратный ток утечки. Это может привести к проблемам с любыми используемыми цепями датчиков. Пути утечки в цепи с высоким импедансом могут привести к ошибочным показаниям. Поэтому это должно быть учтено в схемотехнике.
Принцип работы и характеристики стабилитронов

Стабилитроны

— это диоды, которые действуют как стабилизаторы. Используя состояние обратного пробоя PN-перехода, ток стабилитронов можно изменять в широком диапазоне, в то время как напряжение остается неизменным.

Каталог

I Принцип стабилитронов

Стабилитроны — это диоды, которые действуют как стабилизаторы. Используя состояние обратного пробоя PN перехода, ток стабилитронов может изменяться в широком диапазоне, в то время как напряжение остается неизменным.Этот диод представляет собой полупроводниковый прибор с очень высоким сопротивлением вплоть до критического обратного напряжения пробоя. В этой критической точке пробоя обратное сопротивление снижается до очень небольшого значения. В этой области с низким сопротивлением ток увеличивается, а напряжение остается постоянным. Стабилитрон разделен по напряжению пробоя. Из-за этой характеристики стабилитрон в основном используется в качестве регулятора напряжения или опорного элемента напряжения. Стабилитроны могут быть подключены последовательно для использования при более высоких напряжениях, а более стабильные напряжения могут быть получены путем последовательного подключения.

Прямая характеристика характеристическая кривая вольт-ампер стабилитрона аналогична характеристике обычного диода. Обратной характеристикой является то, что когда обратное напряжение ниже, чем обратное напряжение пробоя, обратное сопротивление очень велико, а обратный ток утечки чрезвычайно мал. Однако, когда обратное напряжение приближается к критическому значению обратного напряжения, обратный ток внезапно увеличивается, что называется пробоем.В этой критической точке пробоя обратное сопротивление внезапно падает до очень небольшого значения. Хотя ток варьируется в большом диапазоне, напряжение на диодах стабильно вблизи напряжения пробоя, что обеспечивает стабилизацию напряжения на диодах. Полупроводниковые диоды предотвращают обратный ток, но если приложенное обратное напряжение становится слишком высоким, может произойти преждевременный пробой или повреждение.

Стабилитроны аналогичны стандартным диодам с PN переходом, но они специально разработаны для обеспечения низкого и заданного напряжения обратного пробоя.Он использует любое обратное напряжение, приложенное к нему. Стабилитрон ведет себя как обычный диод общего назначения, который сделан из кремниевой структуры PN. При прямом смещении анод расположен относительно своего катода и ведет себя как нормальный сигнальный диод, пропускающий номинальный ток. Однако, в отличие от обычных диодов, которые предотвращают прохождение любого тока через себя при обратном смещении, катод становится более положительным, чем анод, и как только обратное напряжение достигает заданного значения, стабилитрон начинает проводить обратное.Это связано с тем, что когда обратное напряжение на стабилитронах превышает номинальное напряжение устройства, происходит процесс, называемый Avalanche Breakdown . Слой обеднения полупроводника и ток начинают течь через диоды, чтобы ограничить рост напряжения.

II ВАХ стабилитронов

Рисунок 1. ВАХ стабилитронов

Стабилитроны используются в режиме « обратное смещение » или в режиме обратного пробоя, где подключен анод диода. к отрицательному питанию.Из приведенной выше кривой ВАХ видно, что область характеристики обратного смещения стабилитрона представляет собой почти постоянное отрицательное напряжение, которое не имеет ничего общего с величиной тока, протекающего через диод, и остается почти неизменным, даже если ток сильно меняется. Ток стабилитрона остается между током пробоя I Z (мин.) И максимальным номинальным током I Z (макс.).

Эта способность к самоуправлению может использоваться для регулирования или стабилизации источника напряжения для предотвращения изменений мощности или нагрузки.Тот факт, что напряжение на диоде в области пробоя почти постоянно, оказался важной особенностью стабилитронов, поскольку его можно использовать в простейших приложениях регулятора напряжения.

Регулятор должен обеспечивать постоянное выходное напряжение на нагрузку, подключенную параллельно. Несмотря на колебания напряжения питания или изменение тока нагрузки, стабилитрон будет продолжать регулировать напряжение до тех пор, пока ток диода не упадет ниже минимального значения IZ (min) в области обратного пробоя.

III Стабилитрон

Стабилитроны могут использоваться для получения стабильного выходного напряжения с низкой пульсацией при переменных токах нагрузки. Пропуская небольшой ток от источника напряжения через диод через подходящий токоограничивающий резистор (RS), стабилитрон будет проводить ток, достаточный для поддержания падения напряжения Vout.

Помните, что выходное напряжение постоянного тока полуволнового или двухполупериодного выпрямителя содержит пульсации, наложенные на постоянное напряжение и среднее выходное напряжение при изменении значения нагрузки.Подключив к выходу выпрямителя простую схему стабилитрона, как показано ниже, можно получить более стабильное выходное напряжение.

Рис. 2. Схема стабилитрона

Резистор RS соединен последовательно со стабилитроном для ограничения тока через диод, а VS соединен в комбинации. Регулируемое выходное напряжение Vout снимается с стабилитрона. Катодный вывод стабилитрона подключен к положительной шине источника питания постоянного тока, поэтому он имеет обратное смещение и будет работать в состоянии пробоя.Затем выберите резистор RS, чтобы ограничить максимальный ток, протекающий в цепи.

Без нагрузки, подключенной к цепи, ток нагрузки будет нулевым (IL = 0), и весь ток цепи проходит через стабилитрон, который, в свою очередь, потребляет максимальную мощность. Когда небольшая часть сопротивления нагрузки RLRS приведет к большему току подключения диода, потому что это увеличит требования к рассеиваемой мощности диода. Выбор соответствующего значения последовательного сопротивления таким образом, чтобы при отсутствии нагрузки или в условиях высокого импеданса не превышалась максимальная номинальная мощность стабилитрона.

Нагрузка подключена параллельно стабилитрону, поэтому напряжение на RL всегда совпадает с напряжением стабилитрона (V — [R = V ž). Существует минимальный ток Зенера, при котором стабилизация напряжения эффективна, и ток Зенера всегда должен оставаться выше этого значения при работе под нагрузкой в ​​области ее пробоя. Верхний предел тока зависит, конечно, от номинальной мощности устройства. Напряжение питания VS должно быть больше VZ.

Одна небольшая проблема такая же, как и в схеме стабилитрона на стабилитроне. Иногда диод генерирует электрический шум поверх источника постоянного тока, потому что он пытается стабилизировать напряжение. Обычно это не проблема для большинства приложений, но может потребоваться добавить большой развязывающий конденсатор на выходе стабилитрона для достижения сглаживания.

Стабилитроны всегда работают в условиях обратного смещения. Стабилитрон можно использовать для разработки схемы регулятора напряжения для поддержания постоянного выходного напряжения постоянного тока на нагрузке в случае изменения входного напряжения или тока нагрузки.Стабилизатор напряжения Зенера состоит из токоограничивающего резистора RS, включенного последовательно с входным напряжением V S. В этом состоянии обратного смещения стабилитрон включен параллельно нагрузке RL. Стабильное выходное напряжение всегда выбирается таким же, как напряжение пробоя VZ диода.

Пример

Требуется стабильное питание 5,0 В от входа постоянного тока 12 В. Стабилитроны имеют максимальную номинальную мощность PZ 2 Вт. Рассчитано с использованием схемы стабилитрона выше:

a).Максимальный ток, протекающий через стабилитрон.

б). Минимальное значение последовательного сопротивления, RS

c). Ток нагрузки IL, если 1k & Omega; нагрузочный резистор подключен через стабилитрон.

г). Ток стабилитрона IZ, при полной нагрузке.

IV Напряжение стабилитрона

Помимо генерации одного стабильного выходного напряжения, стабилитроны также могут быть подключены последовательно с обычными кремниевыми сигнальными диодами для получения различных выходных значений опорного напряжения, как показано ниже.

Стабилитроны, подключенные последовательно

Рис. 3. Стабилитроны, подключенные последовательно

Значение каждого стабилитрона может быть выбрано в соответствии с приложением, тогда как у кремниевых диодов всегда падает примерно 0,6-0,7 V при переадресации. Напряжение питания Vin, конечно, должно быть выше максимального выходного опорного напряжения, которое в приведенном выше примере составляет 19 В.

Типичная электронная схема типичного стабилитрона — 500 мВт, серия BZX55 или 1.3W, серия BZX85. Например, C7V5 — это диод на 7,5 В, а ссылочный номер диода — BZX55C7V5.

Стабилитроны серии 500 мВт имеют диапазон напряжения приблизительно от 2,4 до 100 В и обычно имеют ту же последовательность значений для серии резисторов 5% (E24). Эти небольшие, но очень полезные диоды имеют разные номиналы напряжения, как показано в таблице ниже.

906 30 В

33625

BZX55 Номинальная мощность стабилитрона 500 мВт


2.4 В

2,7 В

3,0 В

3,3 В

3,6 В

3,9 В

4,3 В

30

4,3 В

30

8 4,76

В

5,6 В

6,2 В

6,8 В

7,5 В

8,2 В

9,1 В

30 10V625 900

12В

13В

15В

16В

18В

20В

22В

22В

33 В

36 В

39 В

43 В

906 30

47V

BZX85 Номинальная мощность стабилитрона 1.3W

4,3 В

4,7 В

5,1 В

5,6

6,2 В

6.8В

7,5В

8,2В

9,1В

10В

11В

12В

12В

0

16V

18V

20V

22V

24V

27V

30V

43V

47V

51V

56V

62V

V Схема зажима стабилитрона

До сих пор мы изучили источник питания.Но как стабилитрон реагирует на изменяющийся сигнал , если входной сигнал не является установившимся постоянным током, а представляет собой сигнал переменного-переменного тока.

Схема ограничения и ограничения диодов используется для формирования или изменения формы входного сигнала переменного тока (или любой синусоидальной волны) и создания выходных сигналов различной формы в соответствии с расположением схемы. Цепи диодного ограничителя также называют ограничителями, потому что они ограничивают положительную (или отрицательную) часть входного сигнала переменного тока. Поскольку стабилитроны ограничивают или отсекают часть формы сигнала, они в основном используются для защиты схем или схем формирования сигналов.

Например, если мы хотим ограничить выходной сигнал до +7,5 В, мы будем использовать стабилитрон на 7,5 В. Если выходная форма волны пытается превысить предел 7,5 В, стабилитрон «отсекает» перенапряжение на входе, создавая форму волны с плоской вершиной и сохраняя постоянный выход на уровне + 7,5 В. Обратите внимание, что в условиях прямого смещения стабилитрон остается диодом. Когда выходной сигнал переменного тока ниже -0,7 В, стабилитрон будет «проводить», как любой нормальный кремниевый диод, и ограничивать выход до -0.7V, как показано ниже.

Рис. 4. Фиксирующая схема стабилитрона

Стабилитроны, соединенные встречно-обратной связью, можно использовать в качестве того, что вырабатывает стабилизатор напряжения переменного тока, так называемый «генератор прямоугольных волн Пора». С помощью этой конфигурации мы можем вырезать форму волны между положительным значением + 8,2 В и отрицательным значением -8,2 В для стабилитрона 7,5 В

Так, например, если мы хотим обрезать форму выходного сигнала между двумя разными минимумами и максимальные значения, такие как + 8V и -6V, нам нужно использовать только два стабилитрона с разными номиналами.Обратите внимание, что выходной сигнал ограничивает форму волны переменного тока в диапазоне от + 8,7 В до -6,7 В из-за увеличения смещенного напряжения на диоде.

Другими словами, размах напряжения составляет 15,4 вольт вместо ожидаемых 14 вольт, потому что падение напряжения прямого смещения на диоде увеличивается на 0,7 вольт в каждом направлении.

Этот тип конфигурации ограничителя довольно распространен для защиты электронных схем от перенапряжений. На клеммы ввода питания обычно ставят два стабилитрона.Во время нормальной работы один из стабилитронов выключен, и диод мало влияет. Однако, если форма волны входного напряжения превышает его предел, стабилитрон включается и фиксирует вход для защиты схемы.

VI Применение стабилитронов

1. Типичная схема последовательного регулятора

Рисунок 5. Типичная схема последовательного регулятора

В этой схеме база транзистора T стабилизирована на уровне 13 В. стабилитроном D, то его эмиттер будет выдавать постоянное напряжение 13-0.7 = 12,3 В. В пределах определенного диапазона, независимо от того, увеличивается или уменьшается входное напряжение, независимо от того, изменяется сопротивление нагрузки, а выходное напряжение остается неизменным. Эта схема используется во многих ситуациях. 7805 — это последовательная схема встроенного регулятора напряжения, которая может выдавать 5 В. 7805-7824 может выводить напряжение 5-24 В. Он применяется на многих устройствах.

Рисунок 6. Схема встроенного регулятора напряжения серии 7805

2. Схема защиты от перенапряжения в телевизоре

Рисунок 7.Схема защиты от перенапряжения в телевизоре

115В — основное напряжение питания телевизора. Когда выходное напряжение источника питания слишком высокое, включается D и включается транзистор T. Его коллекторный потенциал изменится с исходного высокого уровня (5 В) на низкий уровень. Подача напряжения через линию управления режимом ожидания переводит телевизор в режим защиты в режиме ожидания.

3. Схема гашения дуги

Рисунок 7. Схема гашения дуги

Когда соответствующий стабилитрон подключен параллельно катушке индуктивности (принцип также может быть подключен к обычному диоду) , и катушка отключена во включенном состоянии, высокое напряжение, генерируемое высвобождением ее электромагнитной энергии, принимается диодом.Таким образом, когда переключатель выключен, дуга переключателя устраняется. Эта прикладная схема чаще используется в промышленности, например, в некоторых более мощных схемах электромагнитного управления.

Рекомендуемый артикул:

Введение в типы диодов

Что такое лазерные диоды?

Что такое силовой диод? Приложения, использование, принцип работы, типы

Силовой диод — это в основном обычный диод с PN переходом, используемый в схемах силовой электроники для работы в приложениях с высоким током и большой мощностью, поэтому его называют силовым диодом .Это может быть определение силового диода. Силовой диод также имеет два вывода (анод и катод), как и обычный диод с PN переходом, но есть разница между конструкцией силового диода и обычного диода. Это особый тип диода. В этой статье мы познакомимся с конструкцией, принципом работы, типами и областями применения силового диода.

Конструкция силового диода

Здесь вы можете увидеть конструктивную схему силового диода.

Силовой диод также может быть двухполюсным, двухслойным и однопереходным.Он имеет P-слой и N-слой. Кроме того, вы можете видеть, что N-слой разделен на два подслоя N + и N-. В обычных диодах есть двухслойные P + и N +, но в случае силового диода доступен дополнительный подслой, который является N-слоем. Этот N-слой помогает использовать силовой диод для приложений с большой мощностью.

Здесь слой P + сильно легирован, слой N + сильно легирован, а слой N- очень легирован. Это почти внутренняя природа. Силовой диод также известен как PIN-диод из-за наличия N-слоя с внутренней природой.Здесь я указываю термин «внутренний».

Толщина обедненной области или области пространственного заряда силового диода больше, чем у нормального диода. Это помогает блокировать высокий обратный ток без поломки. Эта особенность также делает силовой диод очень эффективным.

V-I характеристики силового диода

Здесь вы можете увидеть диаграмму V-I характеристик силового диода.

Характеристики силового диода очень похожи на характеристики нормального сигнального диода. В состоянии прямого смещения ток, протекающий через диод, увеличивается и уменьшается линейно с увеличением и уменьшением приложенного напряжения.Поскольку силовой диод проводит очень большой ток, омическое падение также очень велико и имеет экспоненциальный рост.

Принцип работы силового диода

Когда на силовой диод подается прямое напряжение или напряжение на анодном выводе выше, чем на катодном выводе, силовой диод проводит через него прямой ток. Если приложенное напряжение увеличивается, то увеличивается и ток. Силовые диоды имеют очень низкие характеристики прямого падения напряжения благодаря их усовершенствованной конструкции.Обычно прямое падение напряжения на силовом диоде составляет от 0,5 до 1,2 В.

Когда на диод подается обратное напряжение или напряжение на катодном выводе выше, чем на анодном выводе, это не позволяет протекать через него току. В этом режиме он блокирует ток.

Типы силовых диодов

Существуют различные типы силовых диодов в зависимости от времени обратного восстановления и производственной конструкции, например,

  • Общий силовой диод
  • Fast Recovery
  • Диод Шоттки

Использование и применение питания Диод

  1. Силовые диоды используются в приложениях большой мощности, таких как трехфазные выпрямители, инверторы.
  2. Силовые диоды используются для контроллеров мощности, зарядных устройств, источников питания контрольных панелей и т. Д.
  3. Силовые диоды используются в демпфирующих схемах, выпрямителях высокого напряжения и т. Д.

Преимущества силовых диодов

1. Возможности силовых диодов выдерживать большой ток в течение длительного времени.

2. Он может блокировать очень высокий ток при обратном смещении.

3. Он обеспечивает очень высокий КПД по сравнению с обычными диодами.

Недостатки силового диода

1.Силовые диоды дороже обычных диодов.

2. Силовой диод выделяет больше тепла, чем обычный диод, поэтому всегда необходимо использовать радиатор с силовыми диодами.

3. Силовой диод дает больше потерь мощности, чем обычные диоды.

Читайте также:

Спасибо, что посетили сайт. продолжайте посещать для получения дополнительных обновлений. Диод

ESD используется в качестве датчика температуры

В: Насколько точно можно оценить температуру перехода высокоскоростного усилителя по техническим характеристикам? Можно ли легко измерить температуру перехода?

A: Много лет назад мы с моим коллегой-разработчиком говорили о классическом методе расчета температуры перехода на основе температуры окружающей среды (T A ), рассеиваемой мощности (P D ) и теплового сопротивления θ JA ). , как показано в уравнении 1.

T J = T A + P D θ JA (1)

Он рассказал мне об альтернативном методе, позволяющем получить температуру перехода популярного 3-контактного регулятора с помощью встроенного в кристалл защитного диода выходного каскада в качестве датчика температуры. Его компания использовала защитный диод для измерения температуры перехода регулятора во время стандартных испытаний и оценок. Этот метод измерения температуры также можно использовать в высокоскоростном операционном усилителе.

На рисунке 1 диоды D3 и D4 защищают операционный усилитель от повреждений, вызванных электростатическим разрядом (ESD). Диоды D1 и D2 защищают входную дифференциальную пару высокоскоростного ОУ от разрушительного воздействия пробоя обратного напряжения. В качестве датчиков температуры обычно используются специальные диоды и PN-переходы, но для измерения температуры также могут использоваться диоды защиты от электростатических разрядов и защиты входа.

Рисунок 1. Диоды защиты от электростатического разряда и защиты входа

Принцип использования диода в качестве датчика температуры прост.При подаче постоянного тока напряжение на диоде или PN-переходе будет уменьшаться примерно на 1-2 мВ / ° C по сравнению с температурой. Изменение напряжения в зависимости от температуры можно использовать со справочной таблицей или уравнением для расчета температуры для любого заданного напряжения диода; в этом случае можно определить температуру кристалла высокоскоростного операционного усилителя.

Напряжение на диоде в зависимости от температуры можно охарактеризовать, поместив усилитель в температурную камеру с постоянным током, подаваемым на переход диода ESD (0.5 мА было выбрано, чтобы избежать эффекта самонагрева на диодном переходе), как показано на рисунке 2. Установите температуру на 25 ° C, «замочите» деталь на несколько минут и запишите напряжение на диоде. Повторить при –40 ° C и + 85 ° C. Взяв три точки, можно определить наклон.

Рис. 2. Блок-схема тепловой калибровки ESD-диода

. Выражение для зависимости напряжения диода от температуры выводится с использованием формы точечного наклона уравнения 2. Затем можно легко вычислить температуру для любого напряжения диода.

y y 1 = m ( x x 1 ) (2)

При использовании описанной выше процедуры для оценки диодов ESD на универсальном усилителе Rail-to-Rail AD8063 с полосой пропускания 300 МГц был получен наклон –1,2 мВ / ° C. Подставляя в уравнение 2, получаем:

y = –0,0012 x В / ° C + 0,887 В (3)

Решение для x позволяет рассчитать температуру кристалла по показаниям напряжения:

x = –833.3 y ° C / В + 739,2 ° C (4)

Затем AD8063 был настроен на рассеивание 1/4 ватта; это рассеяние обеспечивает достаточный перепад напряжения для точного измерения изменения напряжения на диоде. AD8063, работающий от источников питания +5 В и –3 В, был сконфигурирован для управления нагрузкой 20 Ом, как показано на рисунке 3. Ток покоя усилителя составляет 5,5 мА, поэтому он рассеивает 44 мВт без нагрузки. На вход подавался сигнал постоянного тока 1 В, создавая на выходе ток нагрузки 50 мА. Падение на выходном транзисторе составляет 4 В.При нагрузке 50 мА усилитель рассеивает еще 200 мВт, всего 244 мВт. AD8063 позволили нагреться пару минут. Схема была переключена обратно в конфигурацию, показанную на рисунке 2, и было снято напряжение на диоде. Среднее напряжение составляло 817 мВ, что соответствует температуре перехода 58,4 ° C.

Рис. 3. Установка для измерения рассеиваемой мощности 250 мВт

Для проверки результатов была использована инфракрасная камера для измерения температуры корпуса. По словам наших инженеров по упаковке, температура перехода примерно на 1–2 ° C выше, чем температура корпуса.ИК-измерение показало, что температура корпуса составила 58,7 ° C (см. Рисунок 4). Учет теплового воздействия пластиковой упаковки дает температуру перехода примерно 60 ° C. Таким образом, измерения напряжения на диоде и ИК-излучения обеспечили хорошую корреляцию.

Расчет температуры перехода по уравнению 1 и θ JA , равный 230 ° C / Вт (из таблицы данных AD8063), привел к температуре перехода 83,7 ° C, разнице в 43%! Рабочее уравнение 1 в обратном направлении дает фактическое значение θ JA примерно 130 ° C / Вт.Θ JA , представленный в этом техническом описании, очень консервативен, обеспечивая прочную и надежную конструкцию. Для получения более реалистичных температур перехода, метод измерения диодов ESD оказался разумным методом получения точной температуры кристалла.

В одной из следующих статей этой серии будет показано, как датчик температуры системы ADM1021A использует входные защитные диоды для прямого измерения температуры перехода усилителя.

Рисунок 4. ИК-фотография AD8063

Автор хотел бы поблагодарить Глена Виганда и Джерри Маккарти за их помощь в сборе тестовых данных.

Методы обнаружения с помощью диодной матрицы для идентификации неизвестного хроматографического пика

Джерри «Джуниор» Мизелл
Заместитель директора, аналитические службы

Diode-Array Detection (DAD) или Photodiode-Array Detection (PDA) — это аналитический метод, который можно использовать для определения чистоты анализируемого вещества или связанного пика примеси, элюируемого во время разделения ВЭЖХ.

Использование DAD для демонстрации специфичности метода разрешено директивой Q2 (R1) Международного совета по гармонизации (ICH).

Детектор с диодной матрицей использует те же принципы работы, что и детектор с переменной длиной волны (VWD). Однако матрица диодов обеспечивает одновременное получение данных в широком диапазоне длин волн, а не только на одной. Сбор спектра, используемый в сочетании с хроматографическим разделением, — это метод, который позволяет аналитику собирать несколько спектров по хроматографическому пику. После того, как эти спектры будут собраны в результате анализа ВЭЖХ, их можно использовать для математической оценки чистоты спектральных пиков и возможной идентификации.

Во время обычного анализа пробы пик примеси, элюируемый приблизительно через 52 минуты, наблюдался при хроматографии для пробоподготовки. Этот пик имел такое же время удерживания, что и предполагаемый деградант, и был начат положительный идентификационный анализ с использованием DAD. Для определения неизвестной примеси образцы и растворы маркеров примесей были проанализированы с использованием проверенного метода индикации стабильности, использующего обнаружение диодной матрицы. На основе собранных спектральных данных должна была быть сделана попытка идентифицировать примесь, наблюдаемую при пробоподготовке.

Хроматограмма пробоподготовки и выделенные УФ / видимые спектры показаны на рисунках 1 и 2 соответственно. Хроматограмма препарата примесей и выделенные УФ / видимые спектры показаны на рисунках 3 и 4 соответственно.

Рис. 1. Хроматограмма пробоподготовки, содержащей примеси, через 52 минуты

Рис. 2. Выделенные УФ-спектры хроматографических пиков, показанных на рис. 1

Рисунок 3. Подготовка маркера примеси подозреваемой неизвестной примеси

Рисунок 4.Выделенный УФ / видимый спектр препарата примесного маркера

На этом этапе извлеченный спектр УФ / видимого излучения неизвестной примеси, показанный на рисунке 2, сравнивался со спектром УФ / видимого излучения, показанным на рисунке 4, для известной примеси. Как неизвестная примесь, так и известная примесь демонстрировали аналогичный профиль УФ / видимого излучения, причем оба спектра содержали первичные УФ-максимумы в диапазоне от 261 нм до 263 нм.

Следует отметить, что вторичный максимум ультрафиолетового излучения на Рисунке 2 обусловлен небазовым разрешением между примесью и активным элементом.Наряду со временем удерживания это подтверждает идентичность примеси при пробоподготовке.

Это очень простой и понятный пример того, как Diode-Array Detection (DAD) может использоваться для идентификации неизвестных пиков, наблюдаемых в хроматографии.

Джуниор Мизелл руководит группой руководителей, ответственных за предоставление аналитических лабораторных услуг клиентам Metrics Contract Services. Среди прочих обязанностей он рассматривает и утверждает нормативные документы; рассматривает спецификации, валидацию методологии, испытания стабильности, аналитические исследования и отчеты о выпуске сырья и материалов, находящихся в процессе производства, активных фармацевтических ингредиентов и готовой продукции; а также рассматривает и утверждает протоколы и отчеты о валидации методов.Член Американского химического общества и AAPS, г-н Мизелл присоединился к Metrics в 1995 году после работы в Burroughs Wellcome, ныне являющейся частью GSK.

Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.