Діод

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:

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.

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.