Це електронний компонент, який пропускає електричний струм тільки в одну сторону – від анода до катода. Діод також називають випрямлячем, так як він перетворює змінний струм в пульсуючий постійний.
З чого складається діод
Напівпровідниковий діод складається з пластинки напівпровідникового матеріалу (кремній або германій) одна сторона пластинки – з електропровідністю р-типу, тобто приймає електрони. Інша сторона віддає електрони, у неї провідність n-типу. На зовнішні поверхні пластини нанесені контактні металеві шари, до яких припаяні дротові висновки електродів діода.
Де використовуються діоди:
- Діодні мости. У їх складі може знаходитися від 4 до 12 діодів, які послідовно з’єднані один з одним. Вони застосовуються для однофазних і трифазних схем, де виконують функцію випрямлячів. У більшості випадків такі діодні мости встановлюються на генераторах автомобілів. Завдяки ним не тільки збільшується надійність пристрою, а й зменшуються його розміри.
- Діодні детектори. Вони представляють собою конструкцію, яка поєднує в собі не тільки кілька діодів, а й конденсатори. Завдяки цьому досягається виділяється модуляція з низькими частотами з відповідних сигналів. Такі детектори часто використовуються при виготовленні радіоприймачів та телевізорів.
- Діодний іскрозахист. Для його створення застосовуються спеціальні діодні бар’єри, які обмежують напругу в електричному колі. Разом з ними використовуються спеціальні струмообмежувальні резистори, необхідні для контролю величини параметрів електричного струму.
- Перемикачі на основі діодів. Ці пристрої доповнюються конденсаторами і комутують високочастотні сигнали. При цьому контроль за роботою здійснюється за допомогою подачі керуючого сигналу, поділу високих частот та застосування постійного струму.
Схематичне позначення діода
Щоб краще запам’ятати розташування анода і катода на схемі, уявімо собі таку картину:
Принцип роботи
Кращим прикладом полярного пристрою може послужити діод, який є одностороннім “клапаном” для електричного струму. Принцип його дії аналогічний зворотньому клапану, використовуваному в водопроводі і гідравлічних системах. В ідеалі, діод забезпечує безперешкодний потік для струму в одному напрямі (практично не надаючи йому опору), і перешкоджає цьому потоку у зворотному напрямку (надаючи йому нескінченне опір).
Якщо ми помістимо діод в схему з батареєю і лампочкою, то виконувана їм робота буде наступною:
Коли діод стоїть в правильному напрямку, дозволяючому потік, лампочка горить. В іншому випадку діод блокує потік електронів аналогічно обриву ланцюга, і лампочка горіти не буде.
Якщо ми використовуємо загальноприйняте позначення потоку в ланцюзі, то стрілка символу діода вказує на напрямок потоку зарядів від позитивного контакту до негативного:
Схематично діод можна представити як дві пластинки напівпровідника, одна з яких має електропровідність типу p, інша – типу n. На малюнку область типу p – це анод, а область типу n – є негативним електродом або катодом.
Шар між типами n (negative) і p (positive) називається p-n переходом. Діод може перебувати в одному з двох станів – відкритому (коли він добре проводить струм) і закритому (коли він погано проводить струм).
На деяких діодах катод позначають смужкою, яка відрізняється від кольору корпусу.
Різновиди, позначення
Зараз в основному застосовуються напівпровідникові діоди. Розглянемо докладніше деякі їх різновиди:
- Випрямний діод – також відомий як захисний, кремнієвий. Використовуються для перетворення змінного струму в постійний.
- Діод Зеннера (стабілітрон). Використовують стабілітрон для стабілізації напруги.
- Тунельний діод (діод Лео Есакі). Використовуються в генераторах, підсилювачах.
- Світлодіод (діод Генрі Раунда) – при пропусканні через нього прямого струму, утворюється оптичне випромінювання.
- Фотодіод. Під дією світла в ньому з’являється значний зворотний струм, і він може генерувати невелику електрорушійну силу.
- Діод Шотткі – діод з малим падінням напруги при прямому включенні. Також відомий як сигнальний, германієвий. Відкривається швидко, згорає після пробою зворотним струмом.
- Лавинний діод. Його принцип роботи заснований на лавинному пробої, використовується для захисту ланцюгів від перенапруг.
Одиниці вимірювання та маркування
Система позначень активних компонентів Pro Electron введена в 1966 році. Відповідно до системи, діод кодується:
Перша буква – це матеріал напівпровідника:
- A – Germanium (германій);
- B – Silicium (кремній);
Друга літера – це підклас приладів:
- A – надвисокочастотні діоди;
- B – варикапи;
- X – умножители напруги;
- Y – випрямні діоди;
- Z – стабілітрони, наприклад:
В результаті отримуємо:
- AA-серія – германієві надвисокочастотні діоди;
- BA-серія – кремнієві надвисокочастотні діоди;
- BY-серія – кремнієві випрямні діоди;
- BZ-серія – кремнієві стабілітрони.
Система позначень кодування діодів
1-ел. Код матеріалу напівпровідника | 2-ел. Тип підкласу | 3-ел. Серійний номер | 4-ел. буква модифікації |
---|---|---|---|
A - германій | A - детекторний, змішувальний діод | 100 - 999 прилади загального застосування | Модифікації приладу |
В - кремній | B - варікап | Z10 .... A99 прилади промислового і спеціального застосування | |
C - арсенід галію | C - малопотужний, низькочастотний транзистор | ||
R - сульфід кадмію | D - потужний, низькочастотний транзистор | ||
E - тунельний діод | |||
F - малопотужний, високочастотний транзистор | |||
G - кілька приладів в одному корпусі | |||
H - магнітодіод | |||
K - генератори Холла | |||
L - потужний, високочастотний транзистор | |||
M - модулятори і умножители Холла | |||
P - фотодіод, фототранзистор | |||
Q - випромінюючі пристрої | |||
R - прилад, що працює в області пробою | |||
S - малопотужний перемикаючий транзистор | |||
T - потужний регулюючий чи перемикаючий прилад | |||
U - потужний перемикаючий транзистор | |||
X - умножаючуй діод | |||
Y - потужний випрямляючий діод | |||
Z - стабілітрон |
Кольорове маркування діодів
Стабілітрони. Кольорове маркування за системою JIS-C-7012 (Японія) | Діоди і стабілітрони. Кольорове маркування за системою JEDEC (США) | Діоди. Кольорове маркування за європейською системою PRO ELECTRON | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Колір смуги (точки) | 1-й елемент | 2-й елемент | 1-й елемент | 2-й елемент | 3-й елемент | 4-й елемент | 5-й елемент | 1-й елемент | 2-й елемент | 3-й елемент | 4-й елемент |
Золотий | |||||||||||
Срібний | |||||||||||
Чорний | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | - | AA | X | 0 | ||
Коричневий | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | A | 1 | 1 | ||
Червоний | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | B | BA | S | 2 | 2 |
Помаранчевий | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | C | 3 | 3 | ||
Жовтий | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | D | T | 4 | 4 | |
Зелений | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | E | V | 5 | 5 | |
Блакитний | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | F | W | 6 | 6 | |
Фіолетовий | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | G | 7 | 7 | ||
Сірий | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | H | Y | 8 | 8 | |
Білий | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 | I | Z | 9 | 9 | |
Приклад позначення | ![]() | ![]() | ![]() |
||||||||
10 В | 1N66 | BAT85 | |||||||||
Подвійний другий елемент вказує на кому між цифрами | ![]() | ![]() | |||||||||
7,5 В | 1N237A | ||||||||||
![]() | ![]() |
||||||||||
3,9 В | 1N1420G | ||||||||||
![]() | ![]() | ![]() |
Вольт-амперна характеристика
Після того, як напруга в прямому напрямку перевищить невеликий поріг VF, діод відкривається і починає практично безперешкодно пропускати струм, який створюється залишковою напругою.
Якщо напруга подається в зворотному напрямку, діод стримує струм аж до деякої великої напруги VDC після чого пробивається і працює так само, як в прямому напрямку.
Вольт амперна характеристика напівпровідникового діода залежить від матеріалу, з якого він виготовлений, прямого і диференціального опору, теплового потенціалу та інших параметрів.
Залиште свій відгук