Как работают диоды Шоттки

Подобно другим диодам, диод Шоттки в зависимости от направления течения тока в электрической цепи влияет на ток. В мире электроники эти устройства работают так же, как улицы с односторонним движением – они позволяют току течь только от анода к катоду. Тем не менее, в отличие от обычных полупроводниковых диодов, диод Шоттки известен благодаря низкому падению напряжения при его прямом включении и способностью к быстрому переключению. Это делает его идеальным выбором для использования в высокочастотных устройствах, а также в устройствах, где используются низкие напряжения. Диод Шоттки может применяться в самых разных устройствах, например:

• Для выпрямления тока большой мощности. Диоды Шоттки могут использоваться в мощных устройствах благодаря низкому падению напряжения при прямом включении. Эти диоды затрачивают меньше энергии, что способствует уменьшению размеров радиатора;

• В универсальных источниках питания. Диоды Шоттки также могут помогать разделять питание при использовании блоков двойного электропитания, использующих энергию электрической сети и аккумуляторов;

• В элементах солнечных батарей. Диоды Шоттки могут помочь добиться максимальной эффективности элементов солнечной батареи благодаря низкому падению напряжения при прямом включении. Также они помогают защищать ячейки от обратного заряда;

• В качестве защелки. Диоды Шоттки могут также использоваться в качестве защелки в транзисторных схемах, а также в цепях с логическими элементами 74LS или 74S.

Преимущества и недостатки диода Шоттки

Одним из главных преимуществ использования диода Шоттки вместо обычного диода является низкое сопротивление его перехода металл-полупроводник, приводящее к тому, что напряжение падает при его прямом включении. Таким образом диод Шоттки потребляет меньшее напряжение, чем обычный диод. На его p-n-переходе падает лишь 0,3-0,4 В. На графике ниже вы можете видеть прямое падение напряжение, составляющее приблизительно 0,3 В. Ток через диод Шоттки значительно возрастает при увеличении напряжения сверх указанного. Через обычный диод ток не растет до напряжения приблизительно 0,6 В.

На рисунках ниже показаны две электрические цепи в качестве иллюстрации преимуществ низкого падения напряжения при прямом включении. В цепи слева обычный диод, а справа – диод Шоттки. У обеих цепей источник питания дает напряжение 2 В постоянного тока.

Обычный диод потребляет 0,7 В, отдавая нагрузке лишь 1,3 В. Благодаря низкому падению напряжения при прямом включении, диод Шоттки потребляет только 0,3 В, отдавая нагрузке 1,7 В. Если нагрузке необходимы 1,5 В, то для такой задачи подойдет только диод Шоттки.

Другие преимущества использования диода Шоттки вместо обычного диода:

• Малое время обратного восстановления. Диод Шоттки накапливает небольшой заряд, что делает его идеальным для использования в схемах, требующих быстрого переключения — они широко используются при конструировании высокочастотных печатных плат;

• Пониженный уровень помех. Диод Шоттки добавляет в схему меньшее количество нежелательного шума по сравнению с типичным диодом с p-n-переходом;

• Более высокие характеристики. Диод Шоттки потребляет меньше энергии, поэтому подходит по техническим требованиям для использования в низковольтных устройствах.

Также следует помнить о нескольких недостатках диодов Шоттки. Диод Шоттки, на который подано обратное напряжение смещения, будет пропускать больший обратный ток, чем обычный диод. Это приводит к тому, что в цепи с обратным включением диода Шоттки ток утечки больше.

Максимальное обратное напряжение диода Шоттки также меньше, чем у обычных диодов, и обычно составляет не более 50 В. При превышении этого напряжения происходит пробой диода Шоттки, в результате чего он начинает пропускать большой ток в обратном направлении. До этой величины обратного напряжения существует лишь небольшой ток утечки через диод Шоттки, впрочем, как и у других диодов.

Как работает диод Шоттки

В обычном диоде полупроводники p-типа и n-типа образуют p-n-переход. В диоде Шоттки вместо полупроводника p-типа используется металл. Этот металл может быть разным – от платины до вольфрама, молибден, золото и т. д.

Металл и полупроводник n-типа образуют переход металл-полупроводник. Он называется барьером Шоттки. Свойства барьера Шоттки различны при отсутствии напряжения смещения, при прямом и при обратном смещении.

Напряжение смещения отсутствует

При отсутствии напряжения смещения свободные электроны будут перемещаться из полупроводника n-типа в металл, чтобы восстановить равновесие. Этот поток электронов создает барьер Шоттки, где встречаются отрицательные и положительные ионы. Чтобы свободные электроны смогли преодолеть этот барьер, требуется приложение внешнего напряжения большего, чем потенциал поля перехода металл-полупроводник.

Прямое смещение

Если положительную клемму батарейки подключить к выводу диода, подключенного к металлической части перехода метал-полупроводник, а отрицательную – к выводу диода, подключенного к полупроводнику, то таким образом мы подадим на диод прямое смещение. В этом состоянии, если напряжение больше 0,2 В, то электроны могут преодолеть переход металл-полупроводник и перейти из полупроводника n-типа в металл. Это приведет к возникновению тока через диод. Так работают все диоды.

Обратное смещение

Если отрицательную клемму батарейки подключить к выводу диода, подключенного к металлической части перехода метал-полупроводник, а положительную – к выводу диода, подключенного к полупроводнику, то таким образом мы подадим на диод обратное смещение. Так мы увеличим ширину барьера Шоттки, не давая току течь через диод. Тем не менее, если напряжение обратного смещения будет возрастать, то, в конце концов, барьер будет пробит. После чего ток потечет в обратном направлении и может повредить этот и другие электронные компоненты.

Изготовление и параметры диода Шоттки

Существуют различные способы изготовления диода Шоттки. Самый простой способ изготовить диод Шоттки – это присоединить к поверхности полупроводника металлический провод, сделав точечный контакт. Некоторые диоды Шоттки до сих пор производятся таким способом, но осуществить контроль качества готовых диодов сложно.

Самая популярная технология использует вакуумное нанесение металла на поверхность полупроводника. Этот метод обладает недостатком, заключающимся в пробое диода вследствие воздействия электрических полей по краям пластины проводника. Для устранения этой проблемы производители защищают полупроводниковую пластину оксидным охранным кольцом. Кроме того, это охранное кольцо защищает переход металл-полупроводник от разрушения вследствие физического воздействия. Такие диоды изготавливаются в том числе в форм-факторе, допускающем поверхностный монтаж компонентов.

Параметры диода Шоттки

Ниже приведен перечень характеристик, на основании которых следует подбирать диод Шоттки для использования в вашем следующем электронном проекте.

Примеры диодов Шоттки

Полезно увидеть, как эти характеристики обычно приводятся на сайте изготовителя или в спецификации. Ниже приведены два примера:

1N5711 – это ультрабыстрый диод Шоттки, обладающий высоким пробивным напряжением, низким падением напряжения при прямом включении и охранным кольцом для защиты перехода металл-полупроводник.

1N5828 – это диод Шоттки в корпусе штыревого типа, используемый для выпрямления тока.

Управление током

Вы планируете поработать над высокочастотным или мощным устройством, в котором требуется применение низкого напряжения? Ваш выбор – диоды Шоттки! Эти диоды широко известны благодаря их низкому падению напряжения при прямом включении и высокой скорости переключения. Используются ли они в ячейках солнечных батарей или для выпрямления тока, нет других подобных устройств, обладающих падением напряжения всего 0,3 В, дающее дополнительную эффективность. Современные ПО для разработки электронных устройств уже имеют множество готовых к использованию бесплатных библиотек, содержащих диоды Шоттки. Самому не нужно ничего делать. Попробуйте уже сегодня!

для чего нужны, катоды и аноды, классификация и назначение

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.

Электровакуумные диоды

Вакуумный диод – это устройство в виде стеклянной лампы или металлокерамического баллона. Из него откачивают воздух и помещают внутрь два электрода с нитью накаливания – проводником. Она соединяется с катодом и нагревается внешним током.

Принцип работы

У диода принцип работы основан на односторонней проводимости. В электровакуумных приборах это достигается следующим образом:

1. Нить накаливания нагревается, передавая тепло катоду, который начинает испускать электроны.
2. Анод притягивает частицы только на «плюсе».
3. Анод, подключенный к «минусу»,начнет отталкивать электроны, и тока в цепи не будет.

Благодаря принципу действия диода, основанному на управлении потоком электронов, такие устройства также называют ламповыми.

Конструкция прибора предполагает наличие выводов электродов, соединенных с контактными областями. У диода может быть два состояния: открытое и закрытое.

Полярность светодиодов

Полярность светодиодов
При неправильном включении светодиод может сломаться. Поэтому важно уметь определять полярность источника света. Полярность – это способность пропускать электрический ток в одном направлении.

Полярность моно определить несколькими способами:

• Визуально. Это самый простой способ. Для нахождения плюса и минуса у цилиндрического диода со стеклянной колбой нужно посмотреть внутрь. Площадь катода будет больше, чем площадь анода. Если посмотреть внутрь не получится, полярность определяется по контактам – длинная ножка соответствует положительному электроду. Светодиоды типа SMD имеют метки, указывающие на полярность. Они называются скосом или ключом, который направлен на отрицательный электрод. На маленькие smd наносятся пиктограммы в виде треугольника, буквы Т или П. Угол или выступ указывают на направление тока – значит, этот вывод является минусом. Также некоторые светодиоды могут иметь метку, которая указывает на полярность. Это может быть точка, кольцевая полоска.
• При помощи подключения питания. Путем подачи малого напряжения можно проверить полярность светодиода. Для этого нужен источник тока (батарейка, аккумулятор), к контактом которого прикладывается светодиод, и токоограничивающий резистор, через который происходит подключение. Напряжение нужно повышать, и светодиод должен загореться при правильном включении.

• При помощи тестеров. Мультиметр позволяет проверить полярность тремя способами. Первый – в положении проверка сопротивления. Когда красный щуп касается анода, а черный катода, на дисплее должно загореться число , отличное от 1. В ином случае на экране будет светиться цифра 1. Второй способ – в положении прозвонка. Когда красный щуп коснется анода, светодиод загорится. В ином случае он не отреагирует. Третий способ – путем установки светодиода в гнездо для транзистора. Если в отверстие С (коллектор) будет помещен катод – светодиод загорится.
• По технической документации. Каждый светодиод имеет свою маркировку, по которой можно найти информацию о компоненте. Там же будет указана полярность электродов.

Выбор способа определения полярности зависит от ситуации и наличия у пользователя нужного инструмента.

Прямое включение диода

Принцип работы УЗО

К аноду диода подают положительное напряжение, на катод – отрицательное. Что получается:

• электроны двигаются к месту p-n границы;
• сопротивление в месте перехода уменьшается, проводимость увеличивается;
• как следствие возникает прямой ток.

При соблюдении полярности диод будет считаться включенным прямо.

Прямое включение диода

Виды напряжения

Принцип работы синхронного генератора

Соответственно состояниям различают два типа напряжения: прямое и обратное. Главный определяющий параметр – сопротивление границы областей электродов.

Вольт-амперная характеристика (ВАХ)

Один из ответов на вопрос о том, что такое диод, – зависимость проходящего через границу p-n тока от полярности подаваемого напряжения и его величины.

Ее показывают на графике:

• вертикальная ось – прямой и обратный ток (верхняя и нижняя часть) в Амперах;
• горизонтальная – обратное и прямое напряжение (левая и правая сторона).

Образуется кривая, показывающая значения пропускного и обратного тока.

Полупроводниковые диоды

Как работает диод полупроводник? Его работа основана на взаимодействии заряда с электромагнитным полем. Условная конструкция:

• элемент из полупроводникового материала;
• сторона, принимающая электроны, – анод, проводимость p-типа;
• катод, отдающий частицы (проводимость n-типа).

Между двумя слоями формируется граница – p-n переход.

Полупроводниковый диод

Вольт-амперная характеристика

На графике кривая имеет ветви в обеих его частях:

1. Прямая – в правой части графика. Направлена вверх, показывает возрастание прямого тока при увеличении напряжения.
2. Обратная – в левой стороне. Показывает рост обратного тока – меньше, чем прямого, поэтому ветвь расположена близко к оси напряжения.

Чем ближе ветвь к вертикальной оси справа и к горизонтальной слева, тем лучше выпрямительные свойства.

Предельные значения параметров

На графике каждого прибора есть момент, когда ток нарастает сильнее. Это зависит от устройства диода – разные материалы «открываются» при разных показателях. Ток возрастает, и происходит нагревание кристалла полупроводника.

Тепло либо рассеивается само по себе, либо отводится при помощи радиаторов. Если ток превышает допустимый параметр, проводник разрушается под воздействием высокой температуры. Поэтому по назначению диода, а также материалу определяют максимально допустимые параметры.

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».

Виды полупроводниковых диодов

Полупроводниковый – широкое определение, оно описывает саму идею и общее устройство. На практике существует множество узкоспециализированных разновидностей.

Выпрямители и их свойства

Иногда нужно преобразовать ток в цепи, для чего нужен диод с выпрямительными свойствами либо диодный мост. Благодаря принципу работы, переменный ток на входе прибора даст лишь одну полуволну – в открытом состоянии.

Полупроводниковые стабилитроны

Задача этих устройств – стабилизация напряжения. Как это происходит:

• в обычном состоянии у перехода высокое сопротивление, ток почти не проходит;
• если наступает пробой, проходимость увеличивается, сопротивление падает.

Устройства работают в условиях пробоя и часто применяются для профилактики перенапряжения.

Диод-стабилитрон

Диод Зенера

Часто можно встретить название «диод Зенера», что это такое? Это лишь еще одно название стабилитрона – в честь ученого Кларенса Зенера, открывшего туннельный пробой. Это эффект прохождения заряженных частиц через p-n барьер, когда перекрываются зоны электродов. Открытие позволило разработать первые стабилитроны, отсюда название.

Принцип работы детекторов

На основе обычного выпрямителя можно собрать простейший амплитудный детектор. Как устроена работа диода (например, с барьером Шоттки):

• если полупериоды выше напряжения на конденсаторе, начинается зарядка;
• как только амплитуда становится меньше его значения, диод закрывается.

Конденсатор разряжается, происходит восстановление низкочастотного сигнала.

Светодиод

В отличие от обычного прибора, СД создают оптическое излучение при прохождении тока. Это происходит при рекомбинации носителей заряда с излучением фотонов на границе электродов. Впервые эффект был открыт в 1907 году, технология продолжает совершенствоваться до сих пор.

Особенности светодиода

Спектр оптического излучения узкий – нужный цвет изначально заложен в кристалле диода. Однако диапазон может отличаться в зависимости от состава материала-полупроводника:

• зеленый – фосфид галлия;
• синий – карбид кремния;
• красный – арсенид галлия.

При этом светодиоды обладают высокой световой отдачей, спектральной чистотой, прочностью и долговечностью.

Обычные светодиоды

Туннельный

Работает на основе одноименного эффекта. При изготовлении применяют вырожденные полупроводники. Встречается в качестве усилителя.

Обращенный диод

Обладают высокими показателями обратного тока, превосходящими прямой. Отличаются низкой чувствительностью к ионизирующему излучению.

Варикап

Проще всего объяснить на примере конденсатора с переменной толщиной диэлектрического слоя. При низком напряжении на p-n переходе толщина слоя при высокой емкости мала, при высоком – слой должен увеличиваться. Для чего нужны такие диоды? Их используют как элементы с управляемой емкостью, например, в системах автонастройки частоты в радиоприборах.

Фотодиод

Устройства, в которых обратный ток возникает при попадании фотонов. По принципу действия схожи с обычным солнечным элементом.

Маркировка

Современная маркировка диодов содержит четыре элемента:

• материал изготовления;
• обозначение класса диода;
• назначение или свойства;
• номер разработки.

Например, КД202А – кремниевый (К), выпрямительный (Д) диод.

Триоды

Раньше использовались вместо транзисторов; в современной электротехнике почти не используются. Состоят из трех электродов: катода прямого либо косвенного накала, анода и сетки. В зависимости от напряжения, регулируется поток электронов, создавая эффект усилителя.

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

Полупроводниковые диоды имеют как преимущества, так и недостатки. К первым можно отнести:

• доступность – элементы стоят недорого;
• взаимозаменяемость – при выходе из строя легко подобрать и установить аналогичный;
• высокая пропускная способность;
• простой принцип работы.

Из недостатков – уязвимость к внешним воздействиям и возможные неисправности. Это могут быть:

• обрыв перехода;
• нарушение герметичности;
• пробой перехода.

Однако устранить повреждения и заменить устройство несложно, поэтому минусы можно считать несущественными.

Основные неисправности диодов

Главная проблема, с которой сталкиваются при использовании диодов, – эффект пробоя. Есть несколько видов неисправности.

Пробой на графике ВАХ

Пробой p-n-перехода

При пробое происходит уменьшение сопротивления, образуется обратный ток. Различают лавинный пробой, которой сопровождается цепочкой прорывов, и полевой.

Электрический пробой

Главное в электрических пробоях – они обладают обратимой природой (состояние возвращается к нормальному). Это значит, что переход не повреждается. Это позволяет использовать пробой как основополагающий принцип работы – как в стабилитронах.

Тепловой пробой

Возникает при повышении температуры. Отличается возникновением необратимых повреждений: разрушается кристаллическая решетка полупроводника.

Несмотря на простоту конструкции, диод по-прежнему используется в современных устройствах. Найти ему альтернативу удается не всегда. Тем более продолжаются работы по технологическому совершенствованию диодов для различных задач.

Маркировка

Для того чтобы определить вид, узнать характеристику полупроводникового диода, производители наносят специальные обозначения на корпус элемента. Она состоит из четырёх частей.

На первом месте — буква или цифра, означающая материал, из которого изготовлен диод. Может принимать следующие значения:

• Г (1) — германий;
• К (2) — кремний;
• А (3) — арсенид галлия;
• И (4) — индий.

На втором — типы диода. Они тоже могут иметь разное значение:

• Д — выпрямительные;
• В — варикап;
• А — сверхвысокочастотные;
• И — туннельные;
• С — стабилитроны;
• Ц — выпрямительные столбы и блоки.

На третьем месте располагается цифра, указывающая на область применения элемента.

Четвёртое место — числа от 01 до 99, означающее порядковый номер разработки.

Также на корпус могут быть нанесены и дополнительные обозначения. Но, как правило, они используются в специализированных приборах и схемах.

Для удобства восприятия диоды могут маркироваться также и разнообразными графическими символами, например, точками и полосками. Особой логики в таких рисунках нет. То есть, чтобы определить, что это за диод, придется заглянуть в специальную таблицу соответствия.

TVS диоды, все, что вы хотите знать, здесь

Диод TVS, также известный как диод подавления переходного напряжения, является высокоэффективным устройством защиты от перенапряжения с ограничением напряжения. Трубка ТВС в основном используется в схемах защиты полупроводников и чувствительных устройств, обычно используется для защиты вторичных силовых и сигнальных цепей и антистатических. В настоящее время в компьютерных системах, оборудовании связи, источниках переменного / постоянного тока, автомобилях, электронных балластах, бытовой технике, приборах (электросчетчиках), RS232 / 422/423/485, I / O, LAN, ISDN, ADSL, USB, MP3, PDAS, GPS, CDMA, GSM, защита цифровой камеры, защита в синфазном / дифференциальном режиме, защита приема радиочастотной муфты / IC-привода, подавление электромагнитных помех двигателя, аудио / видео вход, датчик / передача, промышленный контур управления, реле Трубы TVS можно увидеть в различных областях, таких как подавление шумов в контакторе.

Видно, что рыночный спрос на диоды TVS очень велик. В то же время существует множество поставщиков / производителей ламп TVS. Для начинающих менеджеров TVS, стоящих за большим выбором, возникает больше путаницы и путаницы. Диод TVS, двойная / однонаправленная трубка TVS, трубка TVS серии SM8S, высоковольтная трубка TVS, мощная трубка TVS и другие закупки, возможно, пожелает работать с профессиональными экспертами по устройствам защиты цепей Dongwo Electronics, чтобы войти в мир трубки TVS, и с этого времени Как компаньон Wo Electronics, взаимовыгодное сотрудничество и общее развитие. Далее, давайте изучим трубочные товары TVS, которыми поделилась Dongwo Electronics, заберите их!

Преимущества и недостатки диода ТВС, имейте ввиду

Каждый день сотрудники электроники Dongwo всегда получают различные запросы. Самый классический вопрос: могут ли трубки TVS заменить стабилитроны? Ответ: НЕТ. Почему? Диод TVS, лавинный эффект, его рабочий импеданс может быть немедленно уменьшен до очень низкого состояния во время импульсов переходного перенапряжения при высокой энергии, что позволяет проходить максимальному току и зажимать напряжение до заданного уровня, избегая тем самым точных элементов в цепи Устройство защищено от повреждений и эффекта туннеля Зенера для трубки Зенера, когда обратное напряжение достигает и превышает стабильное напряжение, обратный ток внезапно увеличивается, а напряжение на диоде становится постоянным.

Преимущества диода ТВС:
1) Перед пробоем (проводимостью) она эквивалентна разомкнутой цепи, сопротивление велико, тока утечки нет или ток утечки мал;
2) После пробоя (проводимости) оно эквивалентно короткому замыканию, которое может пропускать большой ток с небольшим падением напряжения;
3) имеет двунаправленную симметрию;
4) Скорость ответа очень высокая.
5) постоянство напряжения пробоя;

Недостатки диода ТВС:
1) трафик небольшой, всего несколько сотен A;
2) Напряжение пробоя имеет только несколько конкретных значений;
3) Емкость большая, от десятков до сотен пФ;

Руководство по выбору трубки TVS, имейте в виду

Вопрос выбора диода TVS является наиболее часто задаваемым вопросом, если вы не понимаете его, пусть профессиональный инженер-электронщик Dongwo Electronics ответит на ваши вопросы и сомнения!

1) Четко подтвердите максимальное значение постоянного тока, номинальное стандартное значение напряжения и значение допуска верхнего уровня защищенной цепи
2) Номинальное напряжение обратного отключения трубки TVS должно быть больше или равно максимальному рабочему напряжению защищаемой цепи, запомните, запомните, запомните;
3) Максимальное напряжение зажима трубки TVS должно быть меньше напряжения повреждения защищаемой цепи;
4) максимальная пиковая импульсная мощность трубки TVS должна быть больше пиковой импульсной мощности защищаемой цепи;
5) После определения максимального напряжения зажима трубки TVS ее пиковый импульсный ток должен быть больше переходного импульсного тока;
6) Большинство схем защиты постоянного тока представляют собой однонаправленные трубки TVS, большинство цепей защиты переменного тока представляют собой двунаправленные трубки TVS, многоканальные схемы защиты являются массивными устройствами TVS, а схемы защиты большой мощности являются выделенными модулями защиты;
7) Чтобы рассмотреть влияние изменений температуры на характеристики трубок TVS, трубки TVS работают при температуре от -55 ° C до 150 ° C;
8) В процессе использования трубки TVS, принимая во внимание дискретность TVS, постарайтесь максимально уменьшить количество последовательных / параллельных каналов;

Электронная трубка Dongwo TVS, все

На пути выбора диода TVS сопровождала Dongwo Electronics, и все проблемы были решены. Dongwo Electronics разрабатывает, производит и продает диоды TVS. Существует много типов и комплектных моделей, и всегда есть один для вас. Что еще более важно, цена красивая, а обслуживание внимательное. Конкретные спецификации серии: серия SM8S, серия SMAJ, серия SMBJ, серия SMCJ, серия SMDJ, серия SMF, серия 1.5KE, 1.5SMC, серия 15KPA, серия 20KPA, серия 30KPA, серия 3KP, серия 5.0SMDJ, серия 5KP, Серия 8.0SMDJ, серия 8KP, серия LCE, серия P4KE, серия P4SMA, серия P6KE, серия P6SMB, серия S61089, серия SACB, серия SAC, серия SA …

Введение в диоды — что это и как работает

Если вы знакомы с конденсаторами и резисторами, то знаете, что диод — это, по сути, простейший полупроводник, который может выполнять множество функций, поэтому они также бывают разных форм. Сегодня мы рассмотрим все, что вам нужно знать о диодах.

Однако, прежде чем мы перейдем непосредственно к нашей основной теме дня, давайте рассмотрим основные концепции, которые вы должны знать, которые помогут вам лучше понять диоды:

• Напряжение : Разница в электрическом потенциале между двумя точками.
• Резистор : Пассивный двухконтактный электрический компонент, который реализует электрическое сопротивление как элемент схемы.
• Конденсатор : пассивный компонент, накапливающий электрическую энергию в электрическом поле.
• Транзистор : полупроводниковое устройство с тремя выводами для усиления или переключения электронных сигналов и электрических целей.

Если вам нужна дополнительная информация об этих концепциях, обязательно загляните в эти блоги, чтобы узнать:

С учетом сказанного, давайте посмотрим, что будет освещено в этом блоге:

• Обзор диодов
• Варианты диодов
• Обозначения и расчеты диодов
• Применение диодов
• Проекты диодов

Обзор диодов

Что такое диод?

Диод — это полупроводниковый прибор с двумя выводами, который позволяет току течь только в одном направлении.Он в основном имеет незначительное сопротивление на одном конце и высокое сопротивление на другом, чтобы предотвратить протекание тока в обоих направлениях. Таким образом, диод подобен вентилю в электрической цепи.

Конструкция диода

На самом деле существует много типов диодов, но здесь мы будем говорить о конструкции основного полупроводникового диода.

Как мы уже упоминали, диод — это полупроводник, поэтому он сделан либо из кремния, либо из герани. На изображении выше вы также можете видеть, что диод имеет два вывода: анод и катод, P-переход и N-переход.В то время как область обеднения предназначена для прохождения электронов.

Как работает диод?

Принцип работы диода зависит от взаимодействия между P- и N-переходами. В нормальном сценарии P имеет высокую концентрацию дырок и низкую концентрацию свободных электронов, в то время как N имеет более низкую концентрацию дырок и более высокую концентрацию свободных электронов, электроны будут двигаться к P и позволить току течь только через P. .

Приведенное выше объяснение применимо только к тому, что обычно происходит, теперь давайте рассмотрим некоторые из особых сценариев:

Диод с прямым смещением

Это может произойти, когда положительный вывод источника подключен к P-переходу, а отрицательный вывод источника подключен к N-переходу диода при медленном увеличении напряжения от нуля.

Из-за потенциального барьера вначале не будет протекать ток. Однако, если внешнее напряжение, приложенное к диоду, больше, чем прямой потенциальный барьер, диод будет действовать как короткозамкнутый путь, в то время как ток будет ограничиваться только внешними резисторами.

Диод с обратным смещением

Это может произойти, когда источник напряжения подключен к отрицательной клемме P-перехода, а источник напряжения подключен к положительной клемме N-перехода.

Как вы уже могли заметить, это имеет противоположный эффект, чем диод с прямым смещением. Из-за электростатического притяжения дырки в P-переходе будут смещаться дальше от обедненной области, оставляя больше открытых отрицательных ионов в этой области. Когда это происходит, ток будет заблокирован, что не позволит току течь через цепь.

Несмещенный диод

Когда P- и N-переходы соприкасаются друг с другом, отверстия начнут рассеиваться от P-перехода к N-переходу и наоборот.Это связано с разницей в концентрации дырок, как упоминалось ранее. В конце концов, электроны будут рекомбинированы в области обеднения, и диффузия зарядов больше не будет.

Варианты диода

Как известно, вариантов диодов на рынке очень много. Но сегодня мы будем говорить только о трех общих типах, чтобы облегчить понимание.

Стабилитрон

— это специальные сильно легированные полупроводниковые диоды, которые позволяют току течь в противоположном направлении при достаточном напряжении, в отличие от обычных диодов.Он специально разработан для неразрушающего пробоя напряжения. Из-за сильно легированного полупроводникового материала он позволяет сделать обедненную область очень тонкой для увеличения напряженности электрического поля.

Строительство:

Выпрямительный диод

— это двухпроводные полупроводники, которые, как и другие диоды, пропускают ток только в одном направлении. Они сделаны из кремния и могут преобразовывать переменный ток (AC) в постоянный (DC), что называется выпрямлением.

Популярные выпрямительные диоды:

Ссылка: Electronicsclub, где 1N4001 является наиболее подходящим для использования с низким напряжением.

Диод Шоттки

Диоды Шоттки — это металлические полупроводниковые диоды, также известные как диоды с барьером Шоттки (SBD). Хотя они выглядят довольно похоже на выпрямительные диоды, но SBC обычно больше и в них не используется полупроводниковый переход P-N.

Строительство:

Другие варианты диодов:

• Сигнальные диоды
• Лазерные диоды
• Светодиоды
• Фотодиоды
• Тестовые диоды

Обозначения и расчеты диодов

Узнав немного больше о вариантах диода и его справочной информации, давайте посмотрим на символы и расчеты.

Условное обозначение базовой схемы

Вот как будет выглядеть типичное схематическое обозначение диода с P-N переходом и представлено в принципиальной схеме, а вот схематические обозначения других диодов для справки:

Уравнение тока диода

Уравнение тока Didoe показывает взаимосвязь между током, протекающим через диод, в зависимости от приложенного к нему напряжения.

Где,

• I = ток, протекающий через диод
• I ₀ = ток темнового насыщения (относится к плотности тока утечки, протекающего через диод в отсутствие света)
• q = заряд электрона
• V = приложенное напряжение через диод
• η = экспоненциальный в идеале множитель (рассматривается как 1, если его гераневые диоды, 2, если кремниевые диоды)
• T = абсолютная температура (в Кельвинах)
• Постоянная Больцмана:

Если это условие прямого смещения , уравнение тока диода будет:

Если это перевернутое состояние , уравнение тока диода будет:

Применение диодов

Выпрямительные схемы

Как мы уже упоминали в разделе выпрямительных диодов, наиболее распространенным использованием диодов является выпрямление переменного тока в постоянный и построение выпрямительных цепей.Они используются в полуволновых и полноволновых выпрямителях. В типичных приложениях преобразования мощности используются один или комбинация из четырех диодов.

Защита от обратного тока

В случае, если пользователь изменил полярность питания постоянного тока или неправильно подключил батарею, когда через цепь протекает большой ток, можно последовательно подключить защитный диод, чтобы предотвратить проблему обратного подключения.

Проекты диодов

Пройдя всю теоретическую часть диодов, мы можем теперь наконец перейти к некоторым интересным проектам, которые вы можете делать с диодами!

Сделайте солнечную панель, используя диоды!

Заинтересованы в создании собственной солнечной панели? Этот проект показывает вам, как вы можете построить его, используя диод 1N4148, который проводит ток под действием света! Хотя это всего лишь прототип для экспериментов, вы можете приступить к его доработке и использовать свои солнечные батареи на самом деле!

Что вам понадобится :

• Много кремниевого диода
• Макетная плата
• Вольтметр
• Провода
• Фонарик или свет для проверки

Продолжайте и нажмите здесь, если зеленая энергия вас вдохновляет!

Лазерная ручка для выжигания по дереву

Вы хотите поэкспериментировать с чем-то немного опасным? Вы сможете построить свою лазерную ручку для выжигания по дереву, используя только лазерный диод высокой мощности и механический карандаш! Не забывайте надевать защиту для глаз во время экспериментов!

Что вам понадобится :

• Мощный волоконный лазерный диод
• Механический карандаш.
• Радиатор и немного термической смазки
• 2 батарейки AA или D или «чистый» блок питания
• Лазерная защита глаз (очень важно!)

Похоже на то, что вам нравится? Посмотрите этот проект здесь!

Сводка

И все на диодах! Вы узнали что-то новое о диодах? Мы надеемся, что с этими знаниями вы сможете экспериментировать и использовать диоды в своих будущих проектах!

Следите за нами и ставьте лайки:

Продолжить чтение

: определение, символ, работа, характеристики, типы и применение

Привет, ребята! Надеюсь, у вас все хорошо.Сегодня мы рассмотрим электронный компонент под названием Diode. Мы подробно обсудим работу диода, символ, применение и характеристики.

Диод — это электронный компонент, который позволяет току течь только в одном направлении. Он показывает низкое сопротивление в одном направлении и очень высокое сопротивление в противоположном направлении. Тот, кто учился на естественных науках, знает о диодах. Хотя это кажется крошечным компонентом схемы, очевидно, что это правда, но в нем много сложностей, или, можно сказать, это буря в чашке.

Диоды обычно используются в выпрямителях, где они преобразуют сигналы переменного тока в сигналы постоянного тока. Они имеют широкий спектр приложений, включая преобразование мощности, радиомодуляцию, логические вентили, измерения температуры и управление током. Я постараюсь охватить все, что связано с диодами, так что давайте начнем:

Определение диода

• Диод — это 2-контактный базовый дискретный электронный компонент, сделанный из полупроводникового материала, который обеспечивает однонаправленный поток. тока через него, т.е.е он проводит ток только в одном направлении.
• Диод аналогичен клапану однонаправленного потока воды, который позволяет воде течь в одном направлении, но ограничивает ее обратное течение.
• Диод состоит из двух выводов, обозначенных как:
• Эти клеммы подключены к двум областям допинга:
  • Область P-типа.
  • Регион N-типа.
• Область P-типа состоит из положительно заряженных ионов, называемых дырками, а область N-типа состоит из отрицательно заряженных электронов.Подробнее о его конструкции мы поговорим позже.

• В диоде ток течет от анода к катоду (диод действует как замкнутый переключатель), но если ток течет в противоположном направлении (то есть от катода к аноду), диод блокирует его, поэтому мы можно сказать, диод действует как разомкнутый выключатель.

Символ диода

• Символ диода и его реальная упаковка показаны на рисунке ниже:

• Стрелка в символе диода представляет направление тока i.е. ток может течь от анода к катоду.

Конструкция диода

Теперь давайте посмотрим на конструкцию диода:

• Диод обычно состоит из полупроводникового материала, то есть кремния, германия, арсенида галлия и т. Д.
• Два кристалла одного и того же полупроводникового материала (обычно кремния) легированы различными типами примесей, один кристалл — пятивалентной, а второй — трехвалентной, для создания двух типов полупроводниковых материалов, названных:
  • Полупроводник P-типа: большинство Носителями заряда являются отверстия (+).
  • Полупроводник N-типа: большинство носителей заряда — электроны (-).
• Когда эти два полупроводника соединяются / сливаются вместе, свободные электроны из N-типа начинают двигаться в сторону области P-типа, в то время как отверстия начинают двигаться в сторону области N-типа.
• На границе этих двух областей электроны соединяются с Дырами и нейтрализуются.
• Эти нейтрализованные атомы создают слой на границе (областей N-типа и P-типа) и останавливают поток электронов и дыр.Этот недавно созданный третий слой / область называется областью истощения .
• Область истощения очень мала по размеру и действует как барьер для потока носителей заряда (то есть электронов и дырок) из области N-типа в область P-типа.
• Диаграмма ниже даст вам лучшее представление о конструкции диода:

• Как вы можете видеть на приведенном выше рисунке, у нас есть 3 области на последнем диоде с именем:

1. Область N-типа: заряд большинства Носителями являются электроны (-).
2. Область P-типа: большинство носителей заряда — это отверстия (+).
3. Область истощения: без заряда (нейтраль)

• Два электропроводящих электрода / зонда подключены к этим двум областям и называются:
  • Катод: подключен к области N-типа.
  • Анод: подключен к области P-типа.

Вы, должно быть, уже поняли, как устроены диоды? Теперь давайте посмотрим, как работает диод?

Рабочий диод

Как мы обсуждали в предыдущем разделе, когда два полупроводниковых материала сливаются вместе, возникает мгновенный поток носителей заряда, который приводит к созданию обедненной области.Это состояние диода обычно обозначается как Состояние смещения нуля , поскольку ни на один из выводов не подается питание.

В рабочем режиме диод имеет два других состояния смещения, называемых:

• Прямое смещение.
• Обратное смещение.

Диод с прямым смещением

• PN-переход, созданный в центре двух областей, очень мал, но он достаточно мощный, чтобы препятствовать прохождению свободных электронов через него.
• Итак, если бы мы могли предоставить этим электронам некоторую внешнюю энергию, они могли бы преодолеть этот барьер и войти в область P-типа.
• Эта внешняя мощность, необходимая для преодоления области истощения, обычно называется прямым пороговым напряжением диода.
• Это пороговое значение напряжения зависит от полупроводникового материала, используемого в конструкции диода, т.е. для кремния это +0,7 В, а для германия + 0,3 В.
• Итак, для нормального диода, если мы обеспечим внешнее питание +0,7 В, электроны преодолеют область обеднения и, простыми словами, ток начнет течь через диод.
• Как вы можете видеть на рисунке ниже, положительный полюс батареи соединен с анодом диода, и, поскольку мы обеспечим напряжение, превышающее его пороговое напряжение, диод начнет проводить и, как говорят, будет действовать как прямой пристрастный.
• В условиях прямого смещения идеальный диод имеет нулевое сопротивление, но, как я уже говорил вам ранее, идеального состояния не существует.

Диод с обратным смещением

• Если полярность подаваемого питания обратная i.е. положительная клемма батареи соединяется с катодом (-), а отрицательная клемма соединяется с анодом (+), область истощения начинает увеличиваться.
• В этом состоянии диод не пропускает через себя ток, и говорят, что он действует как смещенный в обратном направлении.
• В состоянии обратного смещения диод действует как разомкнутый переключатель.
• PN-переход при обратном смещении обеспечивает очень высокое сопротивление из-за толщины обедненной области.
• Диод в идеальном состоянии при обратном смещении имеет бесконечное сопротивление.

История диода

• Представленный в 1906 году первый полупроводниковый диод, получивший название Cat’s Whisker Diode , был изготовлен из минеральных кристаллов.
• В основном диоды конструируются с использованием кремния, поскольку он может выдерживать высокие температуры, однако германий также используется, когда требуется низкое падение напряжения.

• Когда нет приложенного напряжения на выводах диода, диод не будет проводить, и существует очень тонкая обедненная область без носителей заряда вокруг pn перехода диода.
• Диод будет проводить только тогда, когда приложенное напряжение в прямом смещенном состоянии больше, чем встроенный потенциал диода, и это позволяет потоку электронов от катода к аноду.
• Не путайте со стрелкой на диоде, указывающей от анода к катоду. Он показывает обычный ток, протекающий от анода к катоду. Электропроводность будет осуществляться от катода к аноду, когда приложено определенное напряжение выше встроенного потенциала.

• Диод перестанет проводить, когда приложенное напряжение смещено в обратном направлении, и позволяет области истощения расширяться, блокируя прохождение тока.Однако, когда напряжение обратного смещения слишком велико, он позволяет протекать небольшому току, который называется током утечки . Он слишком мал, чтобы в большинстве случаев его игнорировали при рассмотрении текущих рейтингов.
• Точно так же, когда обратное смещенное напряжение слишком велико, это позволяет области истощения слишком сильно расширяться, пока она не схлопнется, достигнув состояния, называемого пробой , что, по-видимому, очень вредно для качества и работы устройства.
• Когда мы проверяем значение сопротивления с помощью мультиметра, он показывает низкое значение на одном выводе и высокое значение на другом выводе, что указывает на исправность диода.Он не показывает фактическое значение сопротивления, а показывает падение напряжения на pn переходе.
• Для кремниевых диодов прямое падение напряжения составляет 0,7 В, что представляет собой напряжение, необходимое для преодоления встроенного напряжения, чтобы начать прохождение тока от катода к аноду. Точно так же прямое падение напряжения для германия составляет 0,3 напряжения, что делает его идеальным выбором для приложений, где требуется низкое падение напряжения.
• Падение напряжения сильно зависит от тока, протекающего через диод, однако оно остается постоянным в широком диапазоне токов.

Соединительные диоды

Диоды делятся на два типа в зависимости от образования соединения между выводами.

Диод pn-перехода

• Диод pn-перехода сделан из полупроводников, таких как кремний или германий, где область N-типа создается с помощью отрицательных носителей заряда, называемых полупроводником n-типа, а область P-типа создается с помощью добавление положительных носителей заряда, называемых полупроводниками p-типа.
• Изначально между двумя областями нет протекания тока, пока они не соединятся вместе, что приводит к образованию pn-перехода, где движение электронов начинается от полупроводника N-типа к полупроводнику P-типа.

• Существует область вокруг pn перехода, где нет носителей заряда, называемая областью истощения. Когда истощение очень тонкое, указывает на проводимость от области N-типа к области P-типа. Когда область удаления очень велика, указывает на отсутствие или слабый ток между двумя областями.
• Действие диода происходит вокруг pn перехода. Когда между выводами диода прикладывается потенциал прямого напряжения, превышающий встроенный потенциал, это позволяет потоку электронов из области N-типа в область P-типа, блокируя поток электронов в обратном порядке.
• Режим смещения Фоварда означает поток электронов из области N-типа в область P-типа. Режим обратного смещения означает отсутствие потока электронов, блокирующего ток в другом направлении.

Диод Шоттки

• Диод Шоттки — это другой тип переходного диода, в котором переход сформирован с использованием металл-полупроводник вместо использования p-n перехода. Это идеальный выбор для приложений, где требуется высокая скорость переключения.

Вольт-амперные характеристики

Напряжение на кривой V-I показывает напряжение, приложенное к выводам диода, а ток показывает соответствующий ток, полученный в результате приложенного напряжения.

Исходя из потребностей и требований, V-I характеристики диода могут быть настроены с использованием подходящего полупроводникового материала и концентрации легирующих примесей во время производства устройства.

• Область обеднения, расположенная между pn переходом, показывает, как происходит движение электронов между двумя областями N-типа и P-типа.
• Когда образуется pn переход, электроны из области N-типа переходят в область P-типа, где они присоединяются к дыркам, присутствующим в области P-типа.
• Когда электрон объединяет дырку, образовавшаяся пара исчезает, и область вокруг pn-перехода истощается без присутствия носителей заряда. Возникающая в результате обедненная область вокруг pn перехода действует как изолятор.
• Важно отметить, что ширина области истощения не может превышать неограниченно. Когда электронно-дырочная пара создается, это приводит к образованию положительно заряженного иона в области N-типа и отрицательно заряженного акцепторного иона в области P-типа.
• По мере того, как формирование пары электрон-дырка продолжается, это приводит к созданию встроенного потенциала, при котором возрастающее электрическое поле, развивающееся вокруг области обеднения, останавливает дальнейшее образование пары электрон-дырка.

Режим прямого смещения

• Когда внешнее напряжение, приложенное между выводами диода, имеет полярность, противоположную полярности встроенного потенциала, оно запускает ток, в котором область обеднения действует как проводник. В этом случае область обеднения, образованная вокруг pn перехода, будет очень тонкой.
• Встроенный потенциал различается для разных диодов, т.е. 0,7 для кремния и 0,3 для германия.
• Если внешнее напряжение противоположной полярности больше 0.В случае кремниевого диода между выводами диода подается 7 В, это позволяет току течь от анода к катоду. В этом случае диод считается включенным.
• Напряжение, выше которого диод начинает проходить через область обеднения вокруг pn перехода, называется прямым пороговым напряжением, которое отличается от встроенного напряжения.

Режим обратного смещения

• Когда внешнее напряжение, приложенное между выводами диода, имеет ту же полярность, что и встроенный потенциал, это позволяет области истощения расширяться и останавливает поток тока, где область истощения действует как изолятор.

Типы диодов

На рынке доступно множество типов диодов, которые в основном используются для настройки напряжения или тока. Большинство диодов с pn переходом изготовлено из кремния и германия. До появления этих силовых диодов для изготовления диодов использовался селен.

Селеновые диоды имеют низкий КПД по сравнению с кремниевыми диодами, потому что для начала проводимости вокруг pn перехода требуется высокое прямое напряжение около 1,4 или 1,7 В, что приводит к необходимости гораздо большего радиатора.Ниже приведены наиболее часто используемые диоды в электронных устройствах.

Светодиодные диоды

• Эти диоды сделаны из кристаллического вещества, которое излучает свет разных цветов, например, красный, синий, зеленый или оранжевый, в зависимости от кристаллического материала, используемого в диоде.
• Эти диоды излучают некогерентный узкоспектральный свет, способный излучать длины волн в широком диапазоне.
• Большинство светодиодных диодов являются диодами с низким КПД, что делает их идеальным выбором для сигнальных приложений.Светодиодные диоды также используются в формировании оптоизоляторов.

Лавинные диоды

• Эти диоды очень идентичны стабилитронам, где они начинают проводить в обратном направлении, когда обратное напряжение смещения становится больше, чем напряжение пробоя. Эти диоды обладают способностью выходить из строя при определенном напряжении, не разрушая их полностью.
• И стабилитроны, и лавинные диоды очень похожи по режиму работы с одним практическим отличием: i.е. оба дидо демонстрируют температурный коэффициент с противоположной полярностью.

Стабилитроны

• • Стабилитроны, также называемые диодами с обратным пробоем, представляют собой диоды, которые проводят в состоянии обратного смещения.
  • Эффект пробоя стабилитрона возникает при очень специфическом напряжении, что делает их пригодными для использования в качестве прецизионного опорного напряжения.
  • В эталонных схемах балансировка температурного коэффициента может быть достигнута с помощью комбинации стабилитронов и переключающих диодов.
  • И лавинные диоды, и стабилитроны относятся к категории пробивных диодов, и электрически они реагируют примерно одинаково, за одним исключением: стабилитроны работают с пробивным напряжением ниже 5 В, а лавинные диоды работают с пробивным напряжением выше 5 В.

Кристаллические диоды

• Кристаллический диод, также известный как диод Cat’s Whisker, представляет собой диод с точечным контактом, который нелегко найти на рынке. Этот диод состоит из тонкого металла, известного как анод, и полупроводникового кристалла, известного как катод.

Фотодиоды

• Фотодиоды состоят из светочувствительных полупроводниковых материалов, что делает их идеальным выбором для солнечных батарей и оптической связи.
• Эти диоды в основном доступны в корпусе с одним диодом, однако также широко доступны одномерные или двумерные комбинации матриц.

Приложения

Диоды позволяют току течь в одном направлении, что делает их подходящими для большинства приложений, где требуется управление током.Ниже приведены основные области применения диодов.

ОДИН. Логические вентили спроектированы с использованием диодов с другими электронными компонентами.

ДВА. Диоды также используются в качестве ограничителя формы сигнала, где они ограничивают отрицательный или положительный пик сигнала для достижения определенного напряжения.

ТРИ. Didoes полезны для измерения температуры, потому что прямое падение напряжения на них очень чувствительно к температуре. Большинство диодов имеют отрицательный температурный коэффициент, который остается постоянным выше 20 Кельвинов.

ЧЕТЫРЕ. Диоды широко используются для демодуляции амплитудного сигнала. Амплитуда AM-сигнала прямо пропорциональна исходному звуковому сигналу и имеет положительные и отрицательные пики несущей волны. Диод используется для исправления радиосигнала AM, в результате чего возникают только положительные пики несущей волны. Применяется фильтр для извлечения аудиосигнала из несущей радиоволны, которая затем создает звуковые волны при подаче на усилитель.

ПЯТЬ. Выпрямители сделаны из диодов, которые широко заменяют коммутатор для преобразования сигнала переменного тока в сигнал постоянного тока.

ШЕСТЬ. Некоторые электронные схемы очень чувствительны и показывают резкие скачки напряжения во время выполнения проекта. Эти диоды используются для предотвращения скачков высокого напряжения в цепях, которые на ранних стадиях могут быть очень опасными, если не контролируются должным образом.

На сегодня все. Надеюсь, эта статья оказалась для вас полезной. Если вы не уверены или у вас есть какие-либо вопросы, вы можете связаться со мной в разделе комментариев ниже.Я с удовольствием помогу вам в меру своих знаний, чем смогу. Не стесняйтесь держать нас в курсе ваших предложений, они помогают нам предоставлять вам качественную работу, которая соответствует вашим потребностям и требованиям. Спасибо, что прочитали статью.

Автор: Аднан Акил

Он блоггер и технический писатель, который любит исследовать новые вещи из любопытства. Он верит в упорный труд, честность и энтузиазм, которые являются важными составляющими достижения окончательного успеха.Он не хвастается своими писательскими способностями, но своим мастерством хвастается. [helloworld]

Что такое диод? ＜ Основы и история диодов ＞ | Основы электроники

Сказка о диоде

Ниже мы собрали некоторые из истории и принципов создания диодов. Если вы чувствуете, что это необходимо, взгляните на него, чтобы освежить память. «Ну, я уже знал это!» некоторые из вас думают, и если это так, не стесняйтесь пропустить этот раздел. Прежде чем мы углубимся в некоторые свойства и основы диодов, давайте поговорим об эффекте Эдисона.

Эффект Эдисона возникает, когда электроны перетекают от нагретого элемента к более холодной металлической пластине в вакууме. Когда Эдисон обнаружил это, он действительно не видел в этом применения, но все равно пошел дальше и запатентовал это. Эдисон запатентовал все, что было видно. Сегодня для описания этого эффекта используется более описательный термин «термоэлектронная эмиссия».

Теперь у эффекта Эдисона есть интересная особенность. Электроны могут течь только в одну сторону. Только от горячего элемента к прохладной тарелке, а не наоборот.Хорошим сравнением будет вода, протекающая через обратный клапан. Мы называем устройства, которые пропускают электричество только в одном направлении, диодами.

Перед вакуумной трубкой

Выпрямляющие свойства и эффект Эдисона были обнаружены в двухполюсной вакуумной лампе в 1884 году. За восемь лет до этого в 1876 году был обнаружен выпрямляющий эффект селена. История использования свойств полупроводников для создания диодов, обладающих выпрямляющими эффектами, очень велика. Старый. В это трудно поверить, но история полупроводников началась раньше, чем электронная лампа!

От германия к кремнию

Первые примитивные диоды, такие как селеновый выпрямитель или кристаллические детекторы, использовали железный колчедан и галенит, а также другие природные оксиды меди (поликристаллические полупроводники).По мере развития технологий очистки мы вступили в эпоху, когда высокочувствительные монокристаллические полупроводники можно было производить с надежностью. Возраст германия и кремния. За это время мы узнали, что германий имеет низкую термостойкость, и поэтому в современном мире большинство полупроводников сделано из кремния.

Выпрямление от PN-перехода

Диодный элемент состоит из структуры, называемой pn переходом. Вывод, прикрепленный к полупроводнику p-типа, называется анодом, а вывод, прикрепленным к полупроводнику n-типа, называется катодом.Ток может течь от анода к катоду, но почти полностью предотвращается его протекание в обратном направлении. Это явление называется выпрямлением, и, проще говоря, оно преобразует переменный ток в однонаправленный.

Модель диода


Условное обозначение электрической схемы диода

Другими словами, диод — это клапан!

Как упоминалось ранее, если вы представите себе изображение, иллюстрирующее действие диода, вы можете подумать о нем как о «клапане» для электрического тока.Если представить электрический ток как текущую воду, анод можно рассматривать как входную сторону, а катод — выходную сторону. Вода течет от входа к выходу (или, я бы сказал, электрического тока), но «клапан» не позволяет ей течь от входа к потоку. Это принцип работы диода.

● Клапан открыт и течет электричество
(прямое направление)

● Клапан закрыт, и электричество не подается
(в обратном направлении)

Множество типов соединений

Сегодняшние диоды можно разделить на две основные классификации через переходы: pn переход и переход с барьером Шоттки.Первый — это переход полупроводник-полупроводник, и этот тип перехода можно далее разделить на переходы диффузионного типа и переходы меза-типа. Последний использует эффекты, возникающие между полупроводником и металлом, и на самом деле не является переходом с точки зрения диодов.

Однако, чтобы было легче понять, здесь он будет считаться перекрестком. В настоящее время диод с барьером Шоттки известен своим низким энергопотреблением и высокой скоростью вращения, и ROHM делает большие успехи в своей серии диодов с барьером Шоттки.

Характеристики прямого смещения и характеристики обратного смещения

Диод имеет два электрода: анод и катод. Анод — это (+) вывод, а катод — это (-) вывод. Характеристики диода, когда ток течет от анода к катоду, называются характеристиками прямого смещения, а VF и IF являются примерами этих характеристик. И наоборот, если на анод подается напряжение (-), а на катод — напряжение (+), ток через диод не протекает.Характеристики в это время называются характеристиками обратного смещения, а VR и IR являются примерами этих характеристик.

: конструкция и работа

Диоды часто относят к односторонним клапанам и их можно обнаружить практически во всех электронных схемах. Диод — это универсальный компонент, который находит широкое применение в таких областях, как силовая электроника, преобразование сигналов, источники питания, схемы защиты и т. Д.В этом электронном руководстве я объясню все, что вам нужно знать о диоде.

Это часть 1 руководства по диодам, которая отвечает на такие вопросы, как « Что такое диод? “, “ Как построено? “ и “ Как это работает? «. Часть 2 этого руководства по диодам будет посвящена «Приложениям и их использованию в схемах ».

Вы можете перейти к предпочтительному разделу этого руководства, используя приведенные ниже ссылки.

ЧАСТЬ I:

1. Что такое диод?
2. Как работает диод?
3. ВИ характеристика диода
4. Обзор диода

ЧАСТЬ II:

1. Как использовать диод в схемах
2. Применение диода

ЧТО ТАКОЕ ДИОД:

Диод — это полупроводниковое устройство, которое обладает особым свойством пропускать ток, когда он течет в одном направлении, и блокировать их, если направление тока меняется на противоположное.

Это обозначение диода с PN переходом или обычно известного как диод, где у него два вывода. Положительный, известный как анод, и отрицательный, известный как катод. Здесь диод проводит ток через него, когда его анодный вывод подключается к положительному выводу, а катод — к отрицательному выводу источника питания. Это состояние называется прямым смещением диода, и ток свободно течет через диод.

Когда анод диода подключается к отрицательной клемме источника питания, а катод подключается к положительной клемме источника питания.В этом состоянии ток через диод не течет. Это называется обратным смещением диода, и в этом состоянии диод демонстрирует бесконечное сопротивление, блокирующее ток, протекающий через него. Хотя на практике через диод будет протекать очень мало тока, и он определяется как ток утечки, который часто считается незначительным.

PN — это наиболее распространенный тип диодов, который до сих пор используется в электронных схемах. Однако на рынке есть и другие варианты диодов, которые обладают характеристиками, отличными от диодов с PN переходом.В этом руководстве основное внимание уделяется работе, характеристикам и применению диода PN junction . Я расскажу о других типах диодов в другом уроке.

КАК ДИОД РАБОТАЕТ:

с PN переходом изготавливается путем объединения полупроводника N-типа и полупроводника P-типа вместе с выводом, прикрепленным к каждому из полупроводниковых материалов P-типа и N. Вывод анода соединен с материалом P-типа, а вывод катода прикреплен к материалу N-типа.Те, кто мало знаком с полупроводниками, знают, что в полупроводниках P-типа дырки являются основными носителями, а электроны — неосновными. С другой стороны, полупроводник N-типа обычно означает, что он имеет электроны в качестве основных носителей и дырки в качестве неосновных носителей.

Для диода с PN переходом полупроводники P-типа и N-типа объединяются. Точка, в которой эти два материала сочетаются, называется соединением. Электроны из материала N-типа и дырки из материала P-типа рядом с переходом будут притягиваться друг к другу из-за противоположных зарядов.Следовательно, дырки из материала P-типа диффундируют в материал N-типа, а электроны из области N-типа перемещаются в область P-типа, образуя зону вокруг соединения. Диффузия продолжается до тех пор, пока дырки, рассеянные в область N-типа, не начнут препятствовать дальнейшей диффузии дырок из области P-типа. То же самое происходит в области P-типа, где диффузионные электроны препятствуют дальнейшему перемещению электронов из области N-типа.

Эти электроны и дыры в области перехода / истощения служат барьером для дальнейшего движения ионов.Также это указывает на то, что свободно движущиеся дырки и электроны в этой области истощены. Это приводит к названию области истощения. Эта область истощения, как вы видите, имеет близкие друг к другу положительные и отрицательные заряды. Это создает потенциал около 0,7 В для кремниевых диодов в обедненной области. 0,3В в случае германиевых диодов.

ОБРАТНОЕ Смещение:

Так что же заставляет эту область истощения блокировать ток при обратном смещении? Когда диод смещен в обратном направлении, материал P-типа будет подключен к отрицательному выводу, а область N-типа — к положительному выводу источника питания.В результате отрицательный вывод притягивает все положительные ионы в области P-типа рядом с ним, а положительный вывод притягивает больше отрицательных ионов в области N-типа, близкой к нему. Это приводит к дальнейшему росту существующего обедненного слоя / барьера в переходе, что полностью блокирует прохождение тока. Наступает момент, когда увеличение обратного напряжения приведет к тому, что барьер прервет ведущий поток тока, что приведет к необратимому повреждению диода. Таким образом, конструкция диода обеспечивает протекание тока только в прямом смещении.

ПЕРЕДНЕЕ СМЕЩЕНИЕ:

С другой стороны, когда диод смещен в прямом направлении, положительная клемма источника питания подключена к материалу P-типа, а отрицательная клемма подключена к материалу N-типа. Поэтому при приложении напряжения электроны обычно перемещаются от отрицательного вывода к положительному. То же самое происходит и здесь: положительный полюс притягивает электроны из области обеднения и материала N-типа к себе. Это происходит, когда приложенное напряжение смещения превышает барьерный потенциал 0.7в (в случае кремниевого диода). В результате слой истощения сжимается и исчезает, позволяя току течь через переход без какого-либо сопротивления.

Как объяснено выше, напряжение смещения должно превышать барьерный потенциал области обеднения (0,7 В для кремниевых диодов и 0,3 В для германиевых диодов), чтобы ток мог пройти. Это называется прямым напряжением диода. Иногда это также называют падением напряжения на диоде, поскольку прямое смещение 9 В на диоде будет 8,3 В при падении на выходе 0.7v.

VI ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИОДА:

Важно понимать, как напряжение и ток действуют в диоде. График ниже объясняет взаимосвязь между напряжением и током в диоде. В правой части графика показано состояние прямого смещения (на клемму анода подается большее положительное напряжение, чем на клемму катода). В то время как при обратном смещении это состояние катода более положительное по сравнению с анодом.

При прямом смещении, как вы можете наблюдать при нулевом напряжении, нулевой ток будет течь через диод.По мере того, как напряжение продолжает расти, реального повышения тока нет. Но как только приложенное напряжение достигает отметки 0,7 В (для кремниевых диодов), ток резко увеличивается, достигая максимального значения, которое диод позволяет безопасно проходить через него. Это напряжение называется прямым напряжением или V _F диода. Это прямое напряжение для германиевых диодов будет 0,3 В. Также это прямое напряжение может варьироваться от одного диода из одного типа или материала к другому. Эта характеристика диода приведет к падению входного напряжения, эквивалентному этому значению прямого напряжения.Скажем, диод смещен в прямом направлении с 5 В , приложенным к кремниевому диоду, результирующее напряжение на катодном выводе диода будет 4,3 (0,7 В — прямое напряжение) .

Когда диод смещен в обратном направлении, через него не протекает ток, пока обратное напряжение не станет равным нулю. Когда обратное напряжение увеличивается, через диод начинает течь очень небольшой ток, известный как обратный ток утечки. Этот ток обычно находится в диапазоне 0,000000001 А или 1 нА, ток не оказывает заметного влияния на цепь и поэтому считается незначительным.По этой причине утверждается, что диод полностью блокирует ток в состоянии обратного смещения.

После определенного момента при дальнейшем увеличении обратного напряжения через диод начинает быстро течь ток. В этот момент диод будет действовать как короткое замыкание, позволяя току проходить через него без каких-либо ограничений. Это напряжение, при котором ток протекает через диод без каких-либо ограничений в состоянии обратного смещения, известно как Напряжение обратного пробоя .В большинстве диодов превышение напряжения обратного пробоя приведет к перегреву и выходу диода из строя. Поэтому вы всегда должны проектировать таким образом, чтобы напряжение обратного смещения не превышало напряжения обратного пробоя.

СВОДКА ДИОДА:

Вот краткое описание Diode, которое позволит быстро освежить в памяти то, что вы узнали выше. Ссылка на приведенное ниже резюме будет наиболее эффективным, если вы просмотрели вышеуказанное содержание хотя бы один раз.

• Диод — это полупроводниковое устройство, образованное путем соединения полупроводников P-типа и N-типа вместе.
• Он проводит ток только в прямом направлении, то есть при прямом смещении, и блокирует ток при обратном смещении
• При прямом смещении приложенное напряжение должно превышать прямое напряжение или падение напряжения на диоде, чтобы через него протекал ток.
• Прямое напряжение зависит от типа материала, из которого изготовлен диод (0,7 В — кремниевый диод, 0,3 — германиевый диод, 0,2 В — диод Шоттки).
• В состоянии обратного смещения ток будет заблокирован до тех пор, пока напряжение обратного смещения не превысит обратное напряжение конкретного диода.
• Если напряжение обратного смещения превышает обратное напряжение диода, это может необратимо повредить диод.
Диоды
• в основном используются в таких приложениях, как силовые цепи, модификаторы формы волны, схемы защиты, генераторы и т. Д.

На этом завершается часть I руководства по диодам. Надеюсь, это руководство дало вам четкое представление о науке, лежащей в основе работы диода, и о том, как напряжение и ток действуют в диоде. Часть II этого руководства по диодам посвящена «Руководству по использованию диодов и его применению»

Диод: как использовать и его применение

Это руководство является частью нашей «серии руководств по электронным компонентам » , которые мы публикуем на нашем веб-сайте.Вот еще один урок, который будет вам полезен.

Резисторы
1. : работа, использование и применение
Конденсаторы
2. : работа, использование и применение
3. Катушки индуктивности: работа, использование и применение
4. Диоды: как использовать и области применения

Надеюсь, что приведенные выше уроки помогут вам стать лучше в электронике. Пожалуйста, следите за нами через наши каналы в социальных сетях Facebook, Instagram, Pinterest, Twitter и подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать все обновления, касающиеся схем, проектов и руководств, опубликованных на нашем веб-сайте.Счастливого обучения 🙂

Связанное содержание

| Будущее электроники

Диод — это электронный компонент с двумя выводами и асимметричной передаточной характеристикой. Он имеет низкое сопротивление току в одном направлении и высокое сопротивление току в другом направлении. Полупроводниковый диод — это кристаллический кусок полупроводникового материала, содержащий p-n переход, который подключен к двум электрическим выводам.Диоды позволяют электрическому току проходить в прямом направлении, блокируя электрический ток в обратном направлении. Это однонаправленное поведение называется выпрямлением и используется для преобразования переменного тока в постоянный. Полупроводниковые диоды начинают проводить электричество при приложении определенного порогового напряжения в прямом направлении.

В Future Electronics существует несколько различных типов диодов. У нас есть многие из наиболее распространенных типов, которые классифицируются по нескольким параметрам, включая максимальное время обратного восстановления, максимальный обратный ток, максимальный средний выпрямленный ток, прямое напряжение, максимальное обратное напряжение, рассеиваемую мощность, максимальный средний прямой ток, максимальный пиковый ток и тип упаковки, среди прочего другие.Наши параметрические фильтры позволят вам уточнить результаты поиска в соответствии с необходимыми спецификациями.

Future Electronics предлагает широкий спектр программируемых диодов от нескольких производителей. Как только вы решите, нужны ли вам мостовые выпрямители, токоограничивающие диоды, быстрые выпрямители, диоды Шоттки, выпрямители Шоттки, малосигнальные диоды, стандартные выпрямители, переключающие диоды, настроечные / варакторные диоды, сверхбыстрые выпрямители или стабилитроны, вы сможете выбрать один из следующих вариантов: их технические характеристики и результаты поиска будут сужены в соответствии с потребностями конкретного применения диодов.

Нелинейная вольт-амперная характеристика полупроводниковых диодов может быть изменена путем изменения и модификации полупроводниковых материалов. Стабилитроны используются для регулирования напряжения. Настроечные / варакторные диоды используются для электронной настройки радио и ТВ-приемников. Другие диоды могут использоваться для защиты цепей от скачков высокого напряжения, генерации радиочастотных колебаний или получения света. Диоды можно найти в широком спектре приложений, включая радиодемодуляцию, преобразование мощности, логические вентили, детекторы ионизирующего излучения, измерение температуры и управление током.

С помощью параметрического поиска FutureElectronics.com при поиске нужных диодов вы можете фильтровать результаты по категориям. Мы производим следующие категории диодов:

• Мостовые выпрямители
• Токоограничивающие диоды
• Быстрые выпрямители
• Диоды Шоттки
• Выпрямители Шоттки
• Малые сигнальные диоды
• Стандартные выпрямители
07 Диоды переключения 9000/9000 Сверхбыстрые выпрямители
• Стабилитроны

Выбрав категорию диодов, вы можете сузить их по различным атрибутам: по максимальному обратному току, максимальному среднему выпрямленному току, прямому напряжению, максимальному обратному напряжению и максимальному пиковому току и т. Д. .Используя эти фильтры, вы сможете найти подходящие диоды-ограничители тока, стандартные выпрямители, переключающие диоды, быстрые выпрямители, диоды Шоттки, мостовые выпрямители, выпрямители Шоттки, малосигнальные диоды, стабилитроны, настроечные / варакторные диоды или сверхбыстрые выпрямители.

Если количество диодов, которое вам требуется, меньше, чем полная катушка, мы предлагаем нашим клиентам несколько наших диодов в лотке, трубке или отдельных количествах, которые помогут вам избежать ненужных излишек.

Future Electronics также предлагает своим клиентам уникальную программу складских запасов, предназначенную для устранения потенциальных проблем, которые могут возникнуть из-за непредсказуемых поставок продуктов, которые могут содержать необработанные металлы, и продуктов с нестабильным или длительным сроком поставки. Поговорите с ближайшим отделением Future Electronics и узнайте больше о том, как вы и ваша компания можете избежать возможного дефицита.

RF PIN-диоды — все RF

223 RF PIN-диоды от 7 производителей указаны на всем подряд RF

RF PIN-диоды от ведущих производителей перечислены ниже.Используйте инструменты поиска, чтобы определить PIN-диоды в зависимости от их частоты срабатывания и типа корпуса. Загрузите таблицы данных, сравните продукты и запросите расценки. Ваш запрос будет направлен производителю и его дистрибьюторам, которые свяжутся с вами и сообщат ценовое предложение.

Заполните форму ниже и выберите производителей, от которых вы хотите узнать цену.

• Определить требования
• Контактная информация
• Резюме

Введите ваши требования *

Ваш запрос будет отправлен выбранным производителям.

Пожалуйста, укажите ваше требование

Продолжить