 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение Как определить диапазон голоса - ваш вокал Игровые автоматы с быстрым выводом Как самому избавиться от обидчивости Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком" Натюрморт и его изобразительные возможности Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д. Как научиться брать на себя ответственность Зачем нужны границы в отношениях с детьми? Световозвращающие элементы на детской одежде Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ) Глава 3. Завет мужчины с женщиной
Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.
| Основные характеристики и параметры диодов
Ламповые диоды
Рис.1. Обозначение лампового диода на схемах. Ламповые диоды представляют собой радиолампу с двумя рабочими электродами, один из которых подогревается нитью накала (электровакуумный диод). . Благодаря этому, часть электронов покидает поверхность разогретого электрода (катода) и под действием электрического поля движется к другому электроду — аноду. Если же поле направлено в противоположную сторону, электрическое поле препятствует этим электронам и тока (практически) нет. Нарисовать: делитель диод – резистор. На входе – переменное напряжение. На нагрузке – полупериоды.
В настоящее время в подавляющем большинстве случаев применяются полупроводниковые диоды.
Рис.2.Четыре диода и диодный мост. На детали катод обозначается полоской или точкой.
Полупроводниковые диоды
Полупроводниковый диод в стеклянном корпусе. На фотографии виден полупроводник с контактами, подходящими к нему.
Полупроводниковые диоды используют свойство односторонней проводимости p-n перехода — контакта между полупроводниками с разным типом примесной проводимости, либо между полупроводником и металлом (Диод Шоттки).
Специальные типы диодов Стабилитроны (диод Зенера). Используют обратную ветвь характеристики диода с обратимым пробоем для стабилизации напряжения. Туннельные диоды (диоды Лео Эсаки). Диоды, существенно использующие квантовомеханические эффекты. Имеют область т. н. «отрицательного сопротивления» на вольт-амперной характеристике. Применяются как усилители, генераторы и пр. Варикапы(диоды Джона Джеумма). Используется то, что запертый p—n-переход обладает большой ёмкостью, причём ёмкость зависит от приложенного обратного напряжения. Применяются в качестве конденсаторов переменной ёмкости. Светодиоды (диоды Генри Раунда). В отличие от обычных диодов, при рекомбинации электронов и дырок в переходе излучают свет в видимом диапазоне, а не в инфракрасном. Однако, выпускаются светодиоды и с излучением в ИК диапазоне, а с недавних пор — и в УФ. Полупроводниковые лазеры. По устройству близки к светодиодам, однако имеют оптический резонатор, излучают когерентный свет. Фотодиоды. Запертый фотодиод открывается под действием света. Солнечный элемент. Подобен фотодиоду, но работает без смещения. Падающий на p-n переход свет вызывает движение электронов и генерацию тока. Диоды Ганна. Используются для генерации и преобразования частоты в СВЧ диапазоне. Диод Шоттки. Диод с малым падением напряжения при прямом включении. Лавинный диод — диод, основанный на лавинном пробое обратного участка вольт-амперной характеристики. Применяется для защиты цепей от перенапряжений Лавинно-пролётный диод — диод, основанный на лавинном умножении носителей заряда. Применяется для генерации колебаний в СВЧ-технике. Магнитодиод. Диод, вольт-амперная характеристика которого существенно зависит от значения индукции магнитного поля и расположения его вектора относительно плоскости p-n-перехода. Стабисторы. При работе используется участок ветви вольт-амперной характеристики, соответствующий «прямому напряжению» на диоде. Смесительный диод — предназначен для перемножения двух высокочастотных сигналов. pin диод — содержит область собственной проводимости между сильнолегированными областями. Используется в СВЧ-технике, силовой электронике, как фотодетектор.
Применение диодов
Диодные выпрямители
Трёхфазный выпрямитель Ларионова А. Н. на трёх полумостах
Диоды широко используются для преобразования переменного тока в постоянный (точнее, в однонаправленный пульсирующий). Диодный выпрямитель или диодный мост (То есть 4 диода для однофазной схемы, 6 для трёхфазной полумостовой схемы или 12 для трёхфазной полномостовой схемы, соединённых между собой по схеме) — основной компонент блоков питания практически всех электронных устройств. Диодный трёхфазный выпрямитель по схеме Ларионова А. Н. на трёх параллельных полумостах применяется в автомобильных генераторах, он преобразует переменный трёхфазный ток генератора в постоянный ток бортовой сети автомобиля. Применение генератора переменного тока в сочетании с диодным выпрямителем вместо генератора постоянного тока с щёточно-коллекторным узлом позволило значительно уменьшить размеры автомобильного генератора и повысить его надёжность.
В некоторых выпрямительных устройствах до сих пор применяются селеновые выпрямители. Это вызвано той особенностью данных выпрямителей, что при превышении предельно допустимого тока, происходит выгорание селена (участками), не приводящее (до определенной степени) ни к потере выпрямительных свойств, ни к короткому замыканию — пробою.
В высоковольтных выпрямителях применяются селеновые высоковольтные столбы из множества последовательно соединённых селеновых выпрямителей и кремниевые высоковольтные столбы из множества последовательно соединённых кремниевых диодов.
Диодные детекторы
Диоды в сочетании с конденсаторами применяются для выделения низкочастотной модуляции из амплитудно-модулированного радиосигнала или других модулированных сигналов. Диодные детекторы применяются в радиоприёмных устройствах: радиоприёмниках, телевизорах и т.п. Используется квадратичный участок вольт-амперной характеристики диода.
Диодная защита
Диоды применяются также для защиты разных устройств от неправильной полярности включения и т. п.
Известна схема диодной защиты схем постоянного тока с индуктивностями от скачков при выключении питания. Диод включается параллельно катушке так, что в «рабочем» состоянии диод закрыт. В таком случае, если резко выключить сборку, возникнет ток через диод и сила тока будет уменьшаться медленно (ЭДС индукции будет равна падению напряжения на диоде), и не возникнет мощного скачка напряжения, приводящего к искрящим контактам и выгорающим полупроводникам. Диодные переключатели
Применяются для коммутации высокочастотных сигналов. Управление осуществляется постоянным током, разделение ВЧ и управляющего сигнала с помощью конденсаторов и индуктивностей.
Диодная искрозащита
Этим не исчерпывается применение диодов в электронике, однако другие схемы, как правило, весьма узкоспециальны. Совершенно другую область применимости имеют специальные диоды, поэтому они будут рассмотрены в отдельных статьях.
Интересные факты В первые десятилетия развития полупроводниковой технологии точность изготовления диодов была настолько низкой, что приходилось делать «разбраковку» уже изготовленных приборов. Так, диод Д220 мог, в зависимости от фактически получившихся параметров, маркироваться и как переключательный (Д220А,Б), и как стабилитрон (Д220С). Радиолюбители широко использовали его в качестве варикапа.
Диоды могут использоваться как датчики температуры.
Диоды в прозрачном стеклянном корпусе (в том числе и современные SMD-варианты) могут обладать паразитной чувствительностью к свету (то есть радиоэлектронное устройство работает по-разному в корпусе и без корпуса, на свету).
Полупроводниковые диоды http://ru.wikipedia.org/wiki/Полупроводниковый_диод Содержание 1 Основные характеристики и параметры диодов 2 Классификация диодов 2.1 Типы диодов по назначению 2.2 Типы диодов по размеру перехода 2.3 Типы диодов по конструкции 2.4 Другие типы 3 Примечания 4 Литература
Полупроводниковый диод — полупроводниковый прибор с одним электрическим переходом и двумя выводами (электродами). В отличие от других типов диодов, принцип действия полупроводникового диода основывается на явлении p-n-перехода.
Плоскостные p-n-переходы для полупроводниковых диодов получают методом сплавления, диффузии и эпитаксии.[1]
Диод ДГ-Ц25. 1959 г.
Основные характеристики и параметры диодов
Вольт-амперная характеристика Постоянный обратный ток диода Постоянное обратное напряжение диода Постоянный прямой ток диода Диапазон частот диода Дифференциальное сопротивление Ёмкость Пробивное напряжение Максимально допустимая мощность Максимально допустимый постоянный прямой ток диода
Вольт-амперная характеристика
Вольт-амперная характеристика (ВАХ) — график зависимости тока через двухполюсник от напряжения на этом двухполюснике. Вольт-амперная характеристика описывает поведение двухполюсника на постоянном токе. Чаще всего рассматривают ВАХ нелинейных элементов (степень нелинейности определяется коэффициентом нелинейности), поскольку для линейных элементов ВАХ представляет собой прямую линию и не представляет особого интереса. Пример ВАХ для диода с p-n-переходом показан на рис.2..
*Характерные примеры элементов, обладающих существенно нелинейной ВАХ: диод, динистор, стабилитрон. Для трехполюсных элементов (таких, как транзистор, тиристор или ламповый триод) часто строят семейства кривых, являющимися ВАХ для двухполюсника при так или иначе заданных параметрах на третьем выводе элемента.
Необходимо отметить, что в реальной схеме, особенно работающей с относительно высокими частотами (близкими к границам рабочего частотного диапазона) для данного устройства реальная зависимость напряжения от времени может пробегать по траекториям, весьма далеким от «идеальной» ВАХ. Чаще всего это связано с емкостью или другими инерционными свойствами элемента.
**Преобразования ВАХ Полезно отметить некоторые свойства вольтамперных характеристик составных элементов (схем, состоящих из нескольких двухполюсников)
Параллельное соединение — при параллельном соединении двух двухполюсников, при каждом значении напряжения складываются токи, текущие через них, а при последовательном — для каждого значения тока складываются напряжения на элементах.
Классификация диодов Типы диодов по назначению Выпрямительные диоды предназначены для преобразования переменного тока в постоянный. Импульсные диоды имеют малую длительность переходных процессов, предназначены для применения в импульсных режимах работы. Детекторные диоды предназначены для детектирования сигнала Смесительные диоды предназначены для преобразования высокочастотных сигналов в сигнал промежуточной частоты. Переключательные диоды предназначены для применения в устройствах управления уровнем сверхвысокочастотной мощности. Параметрические Ограничительные диоды предназначены для защиты радио и бытовой аппаратуры от повышения сетевого напряжения. [2] Умножительные Настроечные Генераторные
Типы диодов по размеру перехода Плоскостные Точечные
Типы диодов по принципу действия (конструкции) Диоды Шоттки СВЧ-диоды Стабилитроны Стабисторы Варикапы Светодиоды Фотодиоды Pin диод Лавинный диод Лавинно-пролётный диод Диод Ганна Туннельные диоды Обращённые диоды
*Другие типы Селеновый выпрямитель (вентиль)[3] Медно-закисный выпрямитель (вентиль)[3]
1 Овечкин Ю. А. Полупроводниковые приборы: Учебник для техникумов. 3-е изд., перераб. и доп. - М. : Высш. шк., 1986 2 Супрессоры 3 Бензарь В. К. Словарь-справочник по электротехнике, промышленной электронике и автоматике. — Минск: Вышэйшая школа, 1985. — 176 с. 4.Пасынков В. В., Чиркин Л. К. Полупроводниковые приборы: Учебник для вузов — 4-е изд., перераб. и доп. изд. — М.: Высшая школа, 1987. — 479 с.
Выпрямительные диоды http://www.pilab.ru/csi/AUK/Microelectr/page38.html
Основные конструкции Тепловое сопротивление диода ; 3.2. Выпрямительные диоды
3.2.1. Основные требования к выпрямительным диодам Выпрямительный диод предназначен для преобразования переменного напряжения в постоянное. Идеальный выпрямитель должен при одной полярности ток пропускать, при другой полярности не пропускать. Свойства полупроводникового диода близки к свойствам идеального выпрямителя, поскольку его сопротивление в прямом направлении на несколько порядков отличается от сопротивления в обратном. К основным недостаткам полупроводникового диода следует отнести: при прямом смещении -наличие области малых токов на начальном участке и конечного сопротивления толщи rs ; при обратном - наличие пробоя.
Рис.1. При электротехническом анализе схем с диодами отдельные ветви ВАХ представляют в виде прямых линий, что позволяет представить диод в виде различных эквивалентных схем. См. рисунок внизу. Выбор той или иной схемы замещения диода определяется конкретными условиями анализа и расчета устройства, включающего диоды.
Рис.2. Как видно из рисунка, чем круче характеристика диода и чем меньше зона малых токов ("пятка"), тем лучше выпрямительные свойства диода. Заход рабочей точки в предпробойную область приводит не только к выделению в диоде большой мощности и возможному его разрушению, но и к потере выпрямительных свойств.
Рассмотрим работу диода на активную нагрузку, соответствующая схема показана на следующем рисунке. Ток через диод описывается его вольтамперной характеристикой iд = f(uд) , ток через нагрузочное сопротивление, поскольку соединение последовательное, будет равен току через диод iд = iн = i и для него справедливо соотношение iн = (u(t) - uд)/Rн. На рисунке в одном масштабе показаны линии, описывающие обе эти функциональные зависимости: ВАХ диода и нагрузочную характеристику.
Рис.3.
Конструкции диодов
Способы создания pn-перехода. При сплавной технологии изготовления диода или транзистора, электронно-дырочный переход образуется на границе раздела исходного кристалла и ре-кристаллизованной области, в которую происходило вплавление, см. нижний рисунок (а). На нижних рисунках (б) и (в) показаны различные способы изготовления PN перехода диффузией акцепторной примеси в кристалл N-типа.
Рис.4. На рисунке показан пример применения планарной технологии для изготовления транзистора. Эта технология получила широкое распространение и, в настоящее время, широко используется не только для диодов и транзисторов, но и интегральных схем.
Рис.5. Тепловое сопротивление полупроводниковых приборов.
Выделяющаяся в полупроводниковом приборе мощность приводит к его разогреву. Для характеристики разогрева вводят тепловое сопротивление Rт [o/Вт]
Tп - температура PN перехода, Тос - температура окружающей среды
Величина Rт зависит от конструкции прибора.
На нижнем рисунке показаны примеры конструкций диодов с различным сопротивлением: (слева-1,2-малой мощности) Rт = (100-200) °/Вт, (справа-3-средней мощности) Rт = 1-10°/Вт.
Рис.6. |
