Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
За да се контролира посоката на електрическия ток, е необходимо да се използват различни радио и електрически компоненти. По-специално, съвременната електроника използва полупроводникови диоди за тази цел, нейното приложение осигурява равномерно течение.
приспособление
Полупроводниковият диоден или диоден вентил е устройство, което е направено от полупроводникови материали (обикновено силиций) и работи само с еднопосочен поток от заредени частици. Основният компонент е кристалната част, с pn преход, който е свързан с два електрически контакта. Вакуумните диодни тръби имат два електрода: плоча (анод) и нагрят катод.
Германий и селен се използват за създаване на полупроводникови диоди, както преди повече от 100 години. Тяхната структура позволява използването на части за подобряване на електронните схеми, конвертиране на AC и DC в еднопосочни пулсиращи и за подобряване на различни устройства. На диаграмата тя изглежда така:
Съществуват различни видове полупроводникови диоди, тяхната класификация зависи от материала, принципа на действие и областта на приложение: ценерови диоди, импулсни, топени, точкови, лазерни и други типове. Често се използват мостови аналози - равнинни и поликристални токоизправители. Съобщението им се произвежда и с два контакта.
Основните предимства на полупроводниковия диод:
- Пълна взаимозаменяемост;
- Отлична лента;
- Наличие. Те могат да бъдат закупени във всеки магазин за електрически стоки или безплатно от старите схеми. Цената започва от 50 рубли. В нашите магазини се представят както местни марки (KD102, KD103 и др.), Така и чуждестранни.
маркиране
Маркирането на полупроводникови диоди е съкращение на основните параметри на устройството. Например, КД196В - силициев диод с напрежение на пробив до 0.3 V, напрежение 9.6, модел на третото развитие.
Въз основа на това:
- Първата буква идентифицира материала, от който е направено устройството;
- Име на устройството;
- Номерът, който определя дестинацията;
- Напрежение на инструмента;
- Номер, който определя други параметри (зависи от вида на частта).
Видео: приложение на диоди
Принцип на действие
Полупроводникови или изправителни диоди имат доста прост принцип на работа. Както вече казахме, диодът е направен от силиций по такъв начин, че единият му край е p-тип, а другият - от тип n. Това означава, че и двата контакта имат различни характеристики. На един има излишък от електрони, а другият има излишък на дупки. Естествено, в устройството има място, в което всички електрони изпълват определени пропуски. Това означава, че външните такси липсват. Поради факта, че тази област е изчерпана в носителите на заряда и е известна като обединяваща област.
Въпреки факта, че обединяващата област е много малка (често размерът й е няколко хилядни от милиметъра), токът не може да тече нормално в него. Ако напрежението се приложи така, че площта на типа p да стане положителна, а тип n съответно отрицателна, дупките отиват до отрицателния полюс и помагат на електроните да преминат през комбиниращата област. По същия начин, електроните се движат до положителен контакт и заобикалят обединяващия, така да се каже. Въпреки че всички частици се движат с различен заряд в различни посоки, те образуват еднопосочен ток, който помага за коригиране на сигнала и предотвратяване на напрежението в контактите на диода.
Ако се приложи напрежение към полупроводниковия диод в обратна посока, през него няма да тече ток. Причината е, че дупките са привлечени от отрицателния потенциал, който е в района на р-типа. По същия начин, електроните са привлечени от положителен потенциал, който се прилага към област от n-тип. Това води до увеличаване на размера на комбинираната площ, което прави невъзможния поток от насочени частици.
IV характеристики
Волт-амперната характеристика на полупроводниковия диод зависи от материала, от който е направен и някои параметри. Например, идеален полупроводников изправител или диод има следните параметри:
- Пряко съпротивление при свързване - 0 ома;
- Термичен потенциал - VG = + -0.1 V;
- В прав участък RD> rD, т.е. директното съпротивление е по-голямо от диференциалното съпротивление.
Ако всички параметри съвпадат, тогава тази графика се получава:
Такъв диод използва цифрова електротехника, лазерна индустрия, използва се и в разработването на медицинско оборудване. Необходимо е с високи изисквания за логически функции. Примери - лазерен диод, фотодиод.
На практика тези параметри са много различни от реалните. Много устройства просто не са в състояние да работят с такава висока точност, или такива изисквания не са необходими. Характеристиката на еквивалентната схема на реален полупроводник показва, че тя има сериозни недостатъци:
Този CVC на полупроводникови диоди показва, че по време на директна връзка, контактите трябва да достигнат максималното напрежение. След това полупроводникът ще се отвори, за да премине електронно заредените частици. Тези свойства също показват, че токът ще тече нормално и без прекъсване. Но до постигането на съответствие с всички параметри, диодът не провежда ток. В този случай, за силиконов изправител, напрежението варира в рамките на 0.7, а за германий - 0.3 волта.
Работата на устройството е силно зависима от нивото на максималния преден ток, който може да премине през диода. В диаграмата тя се дефинира от ID_MAX. Устройството е така разположено, че по време на превключване по прав път може да издържа само на електрически ток с ограничена сила. В противен случай, токоизправителят ще прегрее и изгори, като най-често срещания светодиод. За да контролирате температурата, използвайки различни типове устройства. Естествено, някои от тях влияят на проводимостта, но увеличават ефективността на диода.
Друг недостатък е, че когато се премине АС, диодът не е идеално устройство за изолиране. Тя работи само в една посока, но винаги взема под внимание изтичащия ток. Неговата формула зависи от другите параметри на използвания диод. Най-често схемата се определя като I OP . Проучването на независими експерти установи, че германий преминава до 200 µA, а силиций до 30 µA. Много от внесените модели обаче са ограничени до изтичане на 0, 5 µA.
Всички видове диоди, подлежащи на разрушаване на напрежението. Това е собственост на мрежата, която се характеризира с ограничено напрежение. Всяко стабилизиращо устройство трябва да го издържа (ценерови диоди, транзистори, тиристори, диодни мостове и кондензатори). Когато външната потенциална разлика на контактите на полупроводниковия диод на изправителя е значително по-висока от ограниченото напрежение, диодът става проводник, намалявайки съпротивлението до минимум за една секунда. Назначаването на устройството не му позволява да прави такива резки скокове, в противен случай ще наруши IVC.