- egy elektronikus eszköz két (néha három) elektródával, egyirányú vezetőképességgel. A készülék pozitív pólusához csatlakoztatott elektródát anódnak, a negatív pólushoz csatlakoztatott elektródát katódnak nevezzük. Ha a készüléket egyenfeszültségre kapcsoljuk, akkor az nyitott állapotban van, ahol az ellenállás kicsi és az áram akadálytalanul folyik. Fordított feszültség alkalmazása esetén a készülék zárva van a nagy ellenállása miatt. A fordított áram jelen van, de olyan kicsi, hogy hagyományosan nullának tekintjük.

Általános besorolás

A diódák nagy csoportokra vannak osztva - nem félvezető és félvezető.

Nem félvezető

Az egyik legrégebbi fajta az lámpa (vákuum) diódák. Ezek rádiócsövek két elektródával, amelyek közül az egyiket egy izzószál fűti. Nyitott állapotban a töltések a fűtött katód felületéről az anódra mozognak. Ellentétes térirány esetén a készülék zárt helyzetbe kerül, és gyakorlatilag nem halad át áram.

A nem félvezető eszközök másik típusa az gázzal töltött, amelyek közül ma már csak ívkisüléses modelleket használnak. A gasztronokat (termikus katóddal ellátott készülékek) inert gázokkal, higanygőzzel vagy más fémek gőzeivel töltik meg. A gáztöltésű diódákban használt speciális oxid anódok képesek ellenállni a nagy áramterhelésnek.

Félvezető

A félvezető eszközök a pn átmenet elvén alapulnak. Kétféle félvezető létezik - p-típusú és n-típusú. A P-típusú félvezetőkre a pozitív töltések, az n-típusú félvezetőkre a negatív töltések (elektronok) túlsúlya jellemző. Ha e két típusú félvezetők egymás mellett helyezkednek el, akkor az őket elválasztó határ közelében két keskeny töltött tartomány található, amelyeket p-n átmenetnek nevezünk. Az ilyen, kétféle, eltérő szennyező vezetőképességű félvezetővel (vagy félvezetővel és fémmel) és p-n átmenettel rendelkező eszközt az ún. félvezető dióda. A félvezető dióda eszközök a legkeresettebbek a modern eszközökben különféle célokra. Az ilyen eszközök számos módosítását fejlesztették ki különböző alkalmazási területekre.

Félvezető diódák

A diódák típusai a csatlakozási méret szerint

A p-n átmenet mérete és jellege alapján háromféle eszközt különböztetnek meg - sík, pont és mikroötvözet.

Sík részek egy félvezető lapkát képviselnek, amelyben két különböző szennyező vezetőképességű régió található. A legnépszerűbb termékek germániumból és szilíciumból készülnek. Az ilyen modellek előnye, hogy jelentős egyenáram mellett és magas páratartalom mellett is működhetnek. Nagy gátkapacitásuk miatt csak alacsony frekvencián tudnak működni. Fő alkalmazásuk a tápegységekbe szerelt AC egyenirányítók. Ezeket a modelleket egyenirányítóknak nevezzük.

Pont diódák rendkívül kicsi p-n átmenet területtel rendelkeznek, és alacsony áramerősség mellett is használhatók. Ezeket nagyfrekvenciásnak nevezik, mert főként jelentős frekvenciájú modulált rezgések átalakítására használják őket.

Mikroötvözet modelleket p-típusú és n-típusú félvezetők egykristályainak olvasztásával kapunk. A működési elv szerint az ilyen eszközök sík alakúak, de jellemzőik hasonlóak a pontszerű eszközökhöz.

Diódák készítéséhez szükséges anyagok

A diódák előállításához szilíciumot, germániumot, gallium-arzenidet, indium-foszfidot és szelént használnak. A leggyakoribb az első három anyag.

Tisztított szilícium- viszonylag olcsó és könnyen feldolgozható anyag, amelyet a legszélesebb körben használnak. A szilíciumdiódák kiváló általános célú diódák. Előfeszítésük 0,7 V. A germánium diódákban ez az érték 0,3 V. A germánium ritkább és drágább anyag. Ezért a germánium eszközöket olyan esetekben használják, amikor a szilícium eszközök nem tudnak hatékonyan megbirkózni a műszaki feladattal, például kis teljesítményű és precíziós elektromos áramkörökben.

A diódák típusai frekvenciatartomány szerint

A működési frekvencia szerint a diódák a következőkre oszthatók:

• Alacsony frekvencia - 1 kHz-ig.
• Magas frekvencia és ultra magas frekvencia – 600 MHz-ig. Ilyen frekvenciákon főleg pont típusú eszközöket használnak. A csatlakozási kapacitásnak alacsonynak kell lennie - legfeljebb 1-2 pF. Széles frekvenciatartományban hatékonyak, beleértve az alacsony frekvenciákat is, ezért univerzálisak.
• Az impulzusdiódákat olyan áramkörökben használják, amelyekben a nagy sebesség alapvető tényező. A gyártási technológia szerint az ilyen modelleket pontra, ötvözetre, hegesztettre és diffúzra osztják.

A diódák alkalmazási területei

A modern gyártók a diódák széles választékát kínálják, speciális alkalmazásokhoz.

Egyenirányító diódák

Ezeket az eszközöket a váltóáramú szinusz egyenirányításához használják. Működési elvük azon a tulajdonságon alapul, hogy fordított előfeszítés esetén az eszköz zárt állapotba kerül. A dióda berendezés működése következtében az áram szinuszos negatív félhullámai levágódnak. A teljesítménydisszipáció alapján, amely a legnagyobb megengedett előremenő áramtól függ, az egyenirányító diódákat három típusra osztják - kis teljesítményű, közepes teljesítményű és nagy teljesítményű.

• Kisáramú diódák olyan áramkörökben használható, amelyekben az áramerősség nem haladja meg a 0,3 A-t. A termékek könnyűek és kompakt méretűek, mivel a testük polimer anyagokból készült.
• Közepes teljesítményű diódák 0,3-10,0 A áram tartományban működhetnek. A legtöbb esetben fémházzal és merev kapcsokkal rendelkeznek. Főleg tisztított szilíciumból készülnek. A katód oldalon egy menet készül a hűtőbordán történő rögzítéshez.
• Az erős (teljesítmény) diódák 10 A-nál nagyobb áramerősségű áramkörökben működnek. Tokjaik fémkerámiából és fémüvegből készülnek. Design - tű vagy tabletta. A gyártók 100 000 A-ig terjedő áramerősségre és 6 kV-os feszültségre tervezett modelleket kínálnak. Főleg szilíciumból készülnek.

Dióda detektorok

Az ilyen eszközöket a diódák és a kondenzátorok összekapcsolásával kapják egy áramkörben. Úgy tervezték, hogy alacsony frekvenciákat vonjanak ki a modulált jelekből. Jelen van a legtöbb háztartási készülékben - rádiókban és televíziókban. A fotodiódákat sugárzásérzékelőként használják, amelyek a fényérzékeny területre eső fényt elektromos jellé alakítják.

Korlátozó eszközök

A túlterhelés elleni védelmet több diódából álló lánc biztosítja, amelyek fordított irányban csatlakoznak a tápsínekhez. Normál működési körülmények között minden dióda zárva van. Ha azonban a feszültség meghaladja a megengedett célértéket, az egyik védőelem működésbe lép.

Dióda kapcsolók

A kapcsolók diódák kombinációja, amelyek a nagyfrekvenciás jelek azonnali megváltoztatására szolgálnak. Az ilyen rendszert egyenáram vezérli. A nagyfrekvenciás és a vezérlőjeleket kondenzátorok és induktorok választják el egymástól.

Dióda szikravédelem

Hatékony szikravédelem jön létre a feszültségkorlátozó sönt-dióda akadály és az áramkorlátozó ellenállások kombinálásával.

Paraméteres diódák

Paraméteres erősítőkben használják, amelyek a rezonáns regeneratív erősítők egy altípusa. A működési elv egy fizikai hatáson alapul, ami abban áll, hogy amikor különböző frekvenciájú jelek nemlineáris kapacitásra érkeznek, akkor az egyik jel teljesítményének egy része egy másik jel teljesítményének növelésére irányítható. A nemlineáris kapacitást tartalmazó elem egy parametrikus dióda.

Keverő diódák

A keverőeszközöket mikrohullámú jelek köztes frekvenciájú jelekké alakítására használják. A jeltranszformáció a keverődióda paramétereinek nemlinearitása miatt történik. Mikrohullámú keverődiódaként Schottky-gáttal, varikapukkal, fordított diódákkal és Mott-diódákkal ellátott eszközöket használnak.

Multiplikátor diódák

Ezeket a mikrohullámú készülékeket frekvenciaszorzókban használják. Deciméteres, centiméteres és milliméteres hullámhossz-tartományban működhetnek. Rendszerint szilícium- és gallium-arzenid eszközöket használnak szorzóeszközként, gyakran Schottky-effektussal.

Hangoló diódák

A hangolódiódák működési elve a p-n átmenet gátkapacitásának a fordított feszültség értékétől való függésén alapul. Hangolóeszközként szilícium- és gallium-arzenid eszközöket használnak. Ezeket az alkatrészeket mikrohullámú tartományban frekvenciahangoló eszközökben használják.

Generátor diódák

A mikrohullámú tartományban lévő jelek generálásához két fő eszköztípusra van szükség: lavinadiódákra és Gunn-diódákra. Egyes generátordiódák, ha egy bizonyos üzemmódban be vannak kapcsolva, képesek ellátni a szorzóberendezések funkcióit.

A diódák típusai tervezési típus szerint

Zener diódák (Zener diódák)

Ezek az eszközök képesek fenntartani a teljesítményjellemzőket elektromos meghibásodási üzemmódban. A kisfeszültségű eszközök (5,7 V-ig terjedő feszültség) alagútbontást, a nagyfeszültségűek lavinaletörést alkalmaznak. A stabilizátorok biztosítják az alacsony feszültségek stabilizálását.

Stabilizátorok

A stabiisztor vagy normisztor egy félvezető dióda, amelyben az áram-feszültség karakterisztika közvetlen ágát használják a feszültség stabilizálására (azaz az előretolt tartományban a stabilizátor feszültsége gyengén függ az áramerősségtől). A stabilizátorok megkülönböztető jellemzője a zener-diódákhoz képest az alacsonyabb stabilizációs feszültségük (körülbelül 0,7-2 V).

Schottky diódák

Az egyenirányítóként, szorzóként, hangolóként használt eszközök fém-félvezető érintkező alapján működnek. Szerkezetileg kis ellenállású szilíciumból készült ostyákról van szó, amelyekre azonos vezetőképességű, nagy ellenállású fóliát visznek fel. A fóliára vákuum segítségével egy fémréteget permeteznek.

Varicaps

A varicaps egy kapacitás funkcióját látja el, amelynek értéke a feszültség változásával változik. Ennek az eszköznek a fő jellemzője a kapacitás-feszültség.

Alagút diódák

Ezeknek a félvezető diódáknak van egy leeső része az áram-feszültség karakterisztikán, ami az alagúthatás miatt lép fel. Az alagút eszköz módosítása egy fordított dióda, amelyben a negatív ellenállási ág gyengén kifejeződik vagy hiányzik. A fordított dióda fordított ága egy hagyományos dióda eszköz előremenő ágának felel meg.

Tirisztorok

A hagyományos diódákkal ellentétben a tirisztornak az anódon és a katódon kívül van egy harmadik vezérlőelektródája is. Ezeket a modelleket két stabil állapot jellemzi - nyitott és zárt. Kialakításuk alapján ezeket az alkatrészeket dinisztorokra, tirisztorokra és triacokra osztják. Ezeknek a termékeknek a gyártása során elsősorban szilíciumot használnak.

Triacs

A triacok (szimmetrikus tirisztorok) egyfajta tirisztor, amelyet váltakozó áramú áramkörök kapcsolására használnak. A katóddal és anóddal rendelkező tirisztorral ellentétben helytelen a triac fő (teljesítmény) kapcsait katódnak vagy anódnak nevezni, mivel a triac szerkezetéből adódóan mindkettő egyszerre. A triac mindaddig nyitva marad, amíg a fő kapcsokon átfolyó áram meghalad egy bizonyos értéket, amelyet tartóáramnak neveznek.

Dinistorok

A dinisztor vagy dióda tirisztor olyan eszköz, amely nem tartalmaz vezérlőelektródákat. Ehelyett a fő elektródák közötti feszültség vezérli őket. Fő alkalmazásuk az erős terhelések gyenge jelekkel történő vezérlése. A dinisztorokat kapcsolókészülékek gyártásához is használják.

Dióda hidak

Ezek 4, 6 vagy 12 dióda, amelyek egymáshoz vannak kötve. A diódaelemek számát az áramkör típusa határozza meg, amely lehet egyfázisú, háromfázisú, teljes híd vagy félhíd. A hidak az áram egyenirányító funkcióját látják el. Gyakran használják autógenerátorokban.

Fotodiódák

Úgy tervezték, hogy a fényenergiát elektromos jellé alakítsa. A működési elve hasonló a napelemekéhez.

LED-ek

Ezek az eszközök fényt bocsátanak ki, ha elektromos áramra csatlakoznak. A sokféle lumineszcencia szín- és teljesítményválasztékkal rendelkező LED-eket különféle eszközökben jelzőfényként, optocsatolókban fénykibocsátóként, mobiltelefonokban pedig billentyűzetek háttérvilágítására használják. A nagy teljesítményű eszközök modern fényforrásként keresettek a lámpákban.

Infravörös diódák

Ez egy olyan típusú LED, amely infravörös tartományban bocsát ki fényt. Kábel nélküli kommunikációs vonalakban, műszerekben, távirányító eszközökben és videó megfigyelő kamerákban használják a terület éjszakai megtekintésére. Az infravörös sugárzást kibocsátó eszközök olyan tartományban bocsátanak ki fényt, amely az emberi szem számára nem látható. A mobiltelefon kamerájával észlelheti.

Gunn diódák

Az ilyen típusú mikrohullámú diódák összetett vezetési sávszerkezetű félvezető anyagból készülnek. Ezeknek az eszközöknek a gyártása során jellemzően az elektronikus vezetőképességű gallium-arzenidet használják. Ebben az eszközben nincs p-n átmenet, vagyis az eszköz jellemzői sajátosak, és nem két különböző félvezető kapcsolatának határán keletkeznek.

Magnetodiódák

Az ilyen eszközökben az áram-feszültség karakterisztika mágneses tér hatására megváltozik. Az eszközöket információbevitelre szolgáló érintésmentes gombokban, mozgásérzékelőkben, nem elektromos mennyiségek figyelésére és mérésére szolgáló eszközökben használják.

Lézer diódák

Ezek a bonyolult kristályszerkezetű, összetett működési elvű eszközök ritka lehetőséget biztosítanak lézersugár előállítására a mindennapi körülmények között. A készülékek nagy optikai teljesítményüknek és széleskörű funkcionalitásuknak köszönhetően hatékonyak a háztartási, orvosi és tudományos alkalmazások nagy pontosságú mérőműszereiben.

Lavina és lavina-tranzit diódák

Az eszközök működési elve a töltéshordozók lavinaszaporodása a p-n átmenet fordított torzítása során és a repülési tér egy bizonyos időtartamon belüli leküzdése. Kiindulási anyagként gallium-arzenidet vagy szilíciumot használnak. Az eszközöket elsősorban ultra-nagy frekvenciájú rezgések előállítására tervezték.

PIN diódák

A p- és n-régió közötti PIN-eszközök saját, adalékolatlan félvezetővel (i-régióval) rendelkeznek. A széles, adalékolatlan terület nem teszi lehetővé ennek az eszköznek egyenirányítóként történő használatát. A PIN-diódákat azonban széles körben használják keverő-, detektor-, parametrikus, kapcsoló-, korlátozó-, hangoló- és generátordiódákként.

Triódák

A triódák vákuumcsövek. Három elektródája van: egy termikus katód (közvetlen vagy közvetett fűtésű), egy anód és egy vezérlőrács. Mára a triódákat szinte teljesen felváltották a félvezető tranzisztorok. Ez alól kivételt képeznek azok a területek, ahol több száz MHz - GHz nagy teljesítményű jelek átalakítása szükséges kis számú aktív komponenssel, és a méretek és a súly nem nagy jelentőséggel bír.

Dióda jelölés

A félvezető dióda eszközök jelölése számokat és betűket tartalmaz:

• Az első betű a forrásanyagot jellemzi. Például K – szilícium, G – germánium, A – gallium-arzenid, I – indium-foszfid.
• A második betű a dióda osztálya vagy csoportja.
• A harmadik elem, általában digitális, a modell alkalmazását és elektromos tulajdonságait jelöli.
• A negyedik elem egy egyes betű (A-tól Z-ig), amely a fejlesztési lehetőséget jelzi.

Példa: KD202K – szilícium egyenirányító diffúziós dióda.

Hasznos volt a cikk?

(0)

Mi nem tetszett?

Dióda (Dióda - eng.) – olyan elektronikus eszköz, amely rendelkezik 2 elektróda, melynek fő funkcionális tulajdonsága az alacsony ellenállás amikor áramot továbbít a az egyik oldalonÉs magas adáskor hátrafelé.

Azaz, amikor áramot továbbít a az egyik oldalonátmegy Nincs mités átvitelkor másikba,ellenállás sokszor növeli, megakadályozza, hogy az áram súlyos teljesítményveszteség nélkül haladjon át. Ebben az esetben a dióda elég felmelegít.

Vannak diódák elektrovákuum, gázkisülésés a leggyakoribb - félvezető. A diódák tulajdonságait, leggyakrabban egymással kombinálva, használják AC átalakítás elektromos hálózatok állandóáram, félvezető és egyéb eszközök szükségleteihez.

Dióda kialakítás.

Szerkezetileg félvezető a dióda egy kis rekordokat félvezető anyagok ( szilícium vagy Németország), az egyik oldal (a rekord része), amely rendelkezik p-típusú elektromos vezetőképesség, azaz elektronokat fogad el (tartalmazza mesterségesen létrehozott elektronhiány (« lyuk"), a másik rendelkezik n-típusú elektromos vezetőképesség, vagyis elektronok adományozása(tartalmazza felesleges elektronok (« elektronikus»)).

A köztük lévő réteget ún p-n csomópont. Itt vannak a levelek pÉs n- először latin szavakkal negatív - « negatív", És pozitív - « pozitív" Oldal p-típusú, egy félvezető eszköz esetében az anód (pozitív elektróda), és a terület n-típusú - katód (negatív elektróda) ​​a dióda.

Elektrovákuum(lámpa)diódák vannak lámpa belül két elektródával, amelyek közül az egyik rendelkezik szál, És így bemelegítésönmagad és a körülötted való teremtés egy mágneses mező.

Nál nél bemelegítés, az elektronok elkülönülnek egy elektródáról ( katód) és indítsa el mozgás a másikra elektróda ( anód), köszönet elektromos mágneses mező. Ha áramot küld a címre hátoldal(polaritás változtatás), akkor az elektronok majdnem nem mozdul Nak nek katód mert cérna hiánya izzó V anód. Ilyen diódák leggyakrabban használt V egyenirányítókÉs stabilizátorok, ahol nagyfeszültségű alkatrész van.

Diódák alapúak Németország, több érzékeny kis áramerősséggel nyitni, ezért gyakrabban használják nagy pontosságú kisfeszültségű technológia, mint a szilícium.

A diódák típusai :

• · Keverő dióda - számára készült szorzás két nagyfrekvenciás jel.

• · tűs dióda - tartalmaz közötti vezetési tartomány adalékolt régiók. Használt teljesítmény elektronika vagy hogyan fotodetektor .

• · Lavina dióda - kérik áramkör védelem tól től túlfeszültség . Alapján lavina letörése az áram-feszültség karakterisztika fordított szakasza.

• · Lavina dióda - kérik oszcillációk generálása V mikrohullámú sütő-technológia. Alapján lavinaszaporodás töltéshordozók.

• · Magnetodióda . Dióda, amelynek ellenállási jellemzői az indukció értékétől függ mágneses tér és vektorának elhelyezkedése a pn átmenet síkjához képest .

• · Gunn diódák . Használt átalakít És frekvencia generálás V mikrohullámú sütő hatótávolság.

• · Schottky dióda . Megvan alacsony feszültségesés közvetlenül csatlakoztatva.

• · Félvezető lézerek .

Használt lézertechnika, elvileg hasonlóak a diódákhoz, de koherens tartományban bocsátanak ki.

• · Fotodiódák . Megnyílik egy lezárt fotodióda fénysugárzás hatására . Használt fényérzékelők , mozgalom stb.

• · Napelem (variáció napelemek ) . Fény hatására előfordul elektronmozgás a katódtól az anódig, amely elektromos áramot generál .

• · Zener diódák - használja a dióda karakterisztikájának fordított ágát reverzibilis lebontással feszültség stabilizálás .

• · Alagút diódák , segítségével kvantummechanikai hatások . ként használják erősítők , átalakítók , generátorok stb.

• · (diódák Henry Round, LED). Nál nél átmenet elektronok, az ilyen diódák rendelkeznek sugárzás a látható fénytartományban .

Ezeknél a diódáknál átlátszó tokot használnak a fényszóródás lehetővé tételére. Diódákat is gyártanak, amelyek adhatnak ultraibolya sugárzás, infravörösés egyéb szükséges tartományok (főleg és hely gömb).

• · Varicaps (dióda John Geumma) Köszönet zárt pn csomópont jelentős kapacitással rendelkezik, a kapacitás az alkalmazotttól függ Záróirányú feszültség . Alkalmaz mint kondenzátorok Val vel változó kapacitás .

Félvezető eszközök a rádiótechnikában már a vákuumcsövek feltalálása előtt is használták. A rádió feltalálója, A. S. Popov először koherert (fémreszelékkel ellátott üvegcsövet), majd egy acéltűt szénelektródával érintkezett az elektromágneses hullámok érzékelésére.

Ez volt az első félvezető dióda— detektor. Később természetes és mesterséges kristályos félvezetők (galéna, cinkit, kalkopirit stb.) felhasználásával hoztak létre detektorokat.

Egy ilyen detektor egy tartópohárba forrasztott félvezető kristályból és egy hegyes végű acél- vagy volfrámrugóból állt (1. ábra). A kristály hegyének helyzetét kísérleti úton találták meg, amivel a rádióállomás adásának legnagyobb hangerejét sikerült elérni.

Rizs. 1. Félvezető dióda - detektor.

1922-ben O. V. Losev, a Nyizsnyij Novgorodi Rádiólaboratórium munkatársa figyelemreméltó jelenséget fedezett fel: kiderült, hogy egy kristálydetektor képes elektromos oszcillációkat generálni és felerősíteni.

Ez igazi szenzáció volt, de a tudományos ismeretek hiánya és a szükséges kísérleti eszközök hiánya nem tette lehetővé akkoriban a félvezetőben lezajló folyamatok lényegének mélyreható feltárását és az elektroncsővel versenyezni képes félvezető eszközök létrehozását.

Félvezető dióda

Félvezető diódák szimbólummal jelöljük, amely általánosságban az első rádióvevők idejétől megmaradt (2.6. ábra).

Rizs. 2. Félvezető dióda megnevezése és felépítése.

A háromszög teteje ebben a szimbólumban a legnagyobb vezetőképesség irányát jelzi (a háromszög a dióda anódját szimbolizálja, a vezetővonalakra merőleges rövid vonal pedig a katódja).

Ugyanez a szimbólum jelöli a félvezető egyenirányítókat, amelyek például több, sorba kapcsolt, párhuzamosan vagy kevert diódából állnak (egyenirányító oszlopok stb.).

Dióda hidak

A híd egyenirányítókat gyakran használják rádióberendezések táplálására. Ugyanennek a diódacsatlakozási diagramnak a körvonala (négyzet, amelynek oldalait dióda szimbólumok alkotják) már régóta általánosan elfogadottá vált, ezért az ilyen egyenirányítók megjelölésére egy egyszerűsített szimbólumot kezdtek használni - egy négyzetet egy szimbólummal. dióda belsejében (3. ábra).

Rizs. 3. A diódahíd kijelölése.

Az egyenirányított feszültség értékétől függően a híd minden karja egy, két vagy több diódából állhat. Az egyenirányított feszültség polaritása nincs feltüntetve a diagramokon, mivel azt egyértelműen a négyzeten belüli dióda szimbólum határozza meg.

A hidak szerkezetileg egy házban vannak kombinálva, és külön vannak ábrázolva, ami azt mutatja, hogy egy termékhez tartoznak egy pozíciómegjelölésben. A diódák helyzetjelölése mellett, mint minden más félvezető eszköznél, általában feltüntetik a típusukat is.

A dióda szimbólum alapján speciális tulajdonságokkal rendelkező félvezető diódák szimbólumai épülnek fel. A kívánt szimbólum megszerzéséhez speciális karaktereket használnak, akár magán az alapszimbólumon, akár annak közvetlen közelében, és annak érdekében, hogy egyesekre összpontosítsák a figyelmet, az alapszimbólumot körbe helyezik - a test szimbólumaként. egy félvezető eszközről.

Alagút diódák

Egy egyenes konzolra emlékeztető jel az alagútdiódák katódját jelöli (4a. ábra). Nagyon magas szennyeződés tartalmú félvezető anyagokból készülnek, aminek következtében a félvezető félfémmé válik. Az áram-feszültség karakterisztika szokatlan alakja miatt (negatív ellenállású szakasza van), az alagútdiódákat elektromos jelek erősítésére és előállítására, valamint kapcsolóberendezésekben használják. Ezeknek a diódáknak egy fontos előnye, hogy nagyon magas frekvencián tudnak működni.

Rizs. 4. Alagútdióda és megnevezése.

Az alagútdiódák egy fajtája a fordított diódák, amelyeknél a pn átmeneten lévő alacsony feszültség mellett a fordított irányú vezetőképesség nagyobb, mint az előrefelé.

Az ilyen diódákat fordított kapcsolásban használják. A fordított dióda szimbólumában a katódvonalat két kötőjellel ábrázoltuk, amelyek középükkel érintik (4.6. ábra).

Zener diódák

Az áram-feszültség karakterisztika fordított ágán is működő félvezető zener diódák erős helyet nyertek el a tápegységekben, különösen a kisfeszültségűeknél.

Ezek speciális technológiával készült sík szilícium diódák. Amikor ellenkező irányba és egy bizonyos feszültség mellett kapcsolják be, a csomópont „áttöri”, majd a csomóponton keresztüli áram növekedése ellenére a feszültség szinte változatlan marad.

Rizs. 5. Zener dióda és jelölése a diagramokon.

Ennek a tulajdonságnak köszönhetően a zener-diódákat széles körben használják független stabilizáló elemként, valamint referenciafeszültség-forrásként a tranzisztor-stabilizátorokban.

Kis referenciafeszültségek elérése érdekében a zener-diódákat előrefelé kapcsolják be úgy, hogy egy zener-dióda stabilizáló feszültsége 0,7...0,8 V. Ugyanezt az eredményt kapjuk, ha a hagyományos szilíciumdiódákat előrefelé kapcsoljuk be. .

Az alacsony feszültségek stabilizálására speciális félvezető diódákat - stabisztorokat - fejlesztettek ki és széles körben alkalmaznak. Különbségük a zener diódáktól, hogy az áram-feszültség karakterisztika egyenágán, azaz előre (vezető) irányban bekapcsolva működnek.

A Zener-dióda diagramon való megjelenítéséhez az alapszimbólum katódvonalát kiegészítjük egy rövid, az anódszimbólum felé mutató kötőjellel (5a. ábra). Meg kell jegyezni, hogy a löket helyének az anódszimbólumhoz képest változatlannak kell lennie, függetlenül a Zener-dióda szimbólumának az ábrán lévő helyzetétől.

Ez teljes mértékben vonatkozik a kétanódos (kétoldalas) zener-dióda szimbólumára (5.6. ábra), amely bármilyen irányban csatlakoztatható elektromos áramkörhöz (valójában két egyforma zener-dióda van egymásnak hátul). .

Varicaps

Az elektron-lyuk átmenet, amelyre fordított feszültséget kapcsolunk, kondenzátor tulajdonságaival rendelkezik. Ebben az esetben a dielektrikum szerepét maga a pn átmenet játssza, amelyben kevés a szabad töltéshordozó, a lemezek szerepét pedig a félvezető szomszédos rétegei játsszák különböző előjelű elektromos töltésekkel - elektronok és lyukakat. A pn átmenetre adott feszültség változtatásával megváltoztatható a vastagsága, így a félvezető rétegei közötti kapacitás is.

Rizs. 6. Varikapok és megnevezésük kapcsolási rajzokon.

Ezt a jelenséget speciális félvezető eszközökben használják - varicapah[angol szavakból vari(képes) - változó és sapka(acitor) - kondenzátor]. A varicapokat széles körben használják oszcillációs áramkörök hangolására, automatikus frekvenciaszabályozó eszközökben, valamint frekvenciamodulátorként különféle generátorokban.

A varicap hagyományos grafikai jelölése (lásd a 6. ábrát a) egyértelműen tükrözi a lényegüket: az alján lévő párhuzamos vonalakat a kondenzátor szimbólumaként érzékelik. Kick és változtatható kondenzátorok, varikapok gyakran blokkok formájában készülnek (ezeket mátrixoknak nevezik), közös katóddal és külön anódokkal. ábrán például. A 6.6. ábra egy két varikapból álló mátrix jelölését mutatja, a 6.6. 6,c - a háromból.

Tirisztorok

A dióda alapszimbóluma alapján feltételes tirisztor megnevezések(görögből Thyra– ajtó és angol (resi) stor- ellenállás). Ezek a diódák, amelyek p és n típusú elektromos vezetőképességű váltakozó szilíciumrétegek A tirisztorban négy ilyen réteg van, azaz három pn átmenettel rendelkezik (pnpp szerkezet).

Tirisztorok széleskörű alkalmazást találtak különféle váltakozó feszültségszabályozókban, relaxációs generátorokban, kapcsolókészülékekben stb.

Rizs. 7. Tirisztor és megnevezése kapcsolási rajzokon.

Azokat a tirisztorokat, amelyek vezetékei csak a szerkezet külső rétegeiből származnak, dinisztorimnnek nevezzük, és a katódvonallal párhuzamos vonalszakasszal áthúzott dióda szimbólum jelöli őket (7. ábra, a). Ugyanezt a technikát alkalmaztuk a szimmetrikus dinisztor jelölésének megalkotásánál (7. ábra, b), amely (bekapcsolás után) mindkét irányban áramot vezet.

A további (harmadik) kimenettel rendelkező tirisztorokat (a szerkezet egyik belső rétegéből) tirisztoroknak nevezzük. A katód mentén történő vezérlést ezeknél az eszközöknél a katód szimbólumhoz csatolt szaggatott vonal jelzi (7. ábra, c), az anód mentén - az anódot szimbolizáló háromszög egyik oldalát meghosszabbító vonal (ábra). 7. d).

A szimmetrikus (kétirányú) triisztor szimbólumát a szimmetrikus dinisztor szimbólumából kapjuk egy harmadik terminál hozzáadásával (7. ábra, (5).

Fotodiódák

Fő rész fotodióda egy fordított előfeszítés mellett működő csomópont. Testén van egy ablak, amelyen keresztül a félvezető kristály világít. Fény hiányában a pn átmeneten áthaladó áram nagyon kicsi - nem haladja meg a hagyományos dióda fordított áramát.

Rizs. 8. Fotodiódák és ábrázolásuk diagramokon.

Amikor a kristály meg van világítva, a csomópont fordított ellenállása meredeken csökken, és a rajta áthaladó áram növekszik. Egy ilyen félvezető dióda diagramon való megjelenítéséhez a dióda alapszimbólumát körbe kell helyezni, és mellette (balra fent, a szimbólum helyzetétől függetlenül) a fotoelektromos hatás jele - két ferde párhuzamos. nyilak a szimbólum felé mutatnak (8a. ábra).

Hasonló módon nem nehéz szimbólumot konstruálni bármely más olyan félvezető eszközhöz, amely optikai sugárzás hatására megváltoztatja tulajdonságait. Példaként az ábrán. A 8.6 a fotodinisztor jelölését mutatja.

LED-ek és LED-jelzők

Azokat a félvezető diódákat, amelyek fényt bocsátanak ki, amikor az áram áthalad egy pn átmeneten, LED-eknek nevezzük. Az ilyen diódákat előrefelé kapcsolják be. A LED hagyományos grafikus szimbóluma hasonló a fotodióda szimbólumhoz, és abban különbözik tőle, hogy az optikai sugárzást jelző nyilak a körtől jobbra helyezkednek el, és az ellenkező irányba mutatnak (9. ábra).

Rizs. 9. LED-ek és ábrázolásuk diagramokon.

A kisfeszültségű berendezésekben a számok, betűk és egyéb karakterek megjelenítésére gyakran LED-es karakterjelzőket használnak, amelyek bizonyos módon elrendezett és átlátszó műanyaggal töltött fénykibocsátó kristályok.

Az ESKD szabványok nem tartalmaznak szimbólumokat az ilyen termékekhez, de a gyakorlatban gyakran használnak az 1. ábrán láthatóhoz hasonló szimbólumokat. 10 (hétszegmenses jelzőszimbólum a számok és a vessző megjelenítésére).

Rizs. 10. LED szegmensjelzők kijelölése.

Mint látható, egy ilyen grafikus megjelölés egyértelműen tükrözi a fénykibocsátó elemek (szegmensek) tényleges elhelyezkedését az indikátorban, bár nem mentes a hátrányától: nem tartalmaz információt a jelzőkapcsok beépítésének polaritásáról. az elektromos áramkörben (az indikátorok mindegyik szegmensre közös anódkapcsokkal és közös katódkapcsokkal készülnek).

Ez azonban általában nem okoz különösebb nehézséget, mivel az indikátor közös kimenetének (valamint a mikroáramkörök) csatlakoztatása a diagramon van megadva.

Optocsatolók

A fénykibocsátó kristályokat széles körben használják az optocsatolókban - speciális eszközök, amelyek az elektronikus eszközök egyes részeinek összekapcsolására szolgálnak olyan esetekben, amikor galvanikus leválasztásuk szükséges. Az ábrákon az optocsatolókat az ábra szerint ábrázoltuk. tizenegy.

A fénykibocsátó (LED) optikai kapcsolatát a fotodetektorral két párhuzamos nyíl mutatja, amelyek merőlegesek az optocsatoló vezetékeire. Az optocsatolóban lévő fotodetektor nem csak fotodióda (11,a ábra), hanem fotoellenállás (11,6 ábra), fotodinisztor (11,c ábra) stb. is lehet. az emitter és a fotodetektor nem szabályozott.

Rizs. 11. Optocsatolók (optocsatolók) megnevezése.

Szükség esetén az optocsatoló alkatrészei külön is ábrázolhatók, de ebben az esetben az optikai kapcsolási jelet az optikai sugárzás és a fotoelektromos hatás jeleire kell cserélni, és az alkatrészek optocsatolóhoz való tartozását a pozícióban kell feltüntetni. jelölés (11. ábra, d).

Irodalom: V.V. Frolov, Rádióáramkörök nyelve, Moszkva, 1998.

Gyakran halljuk, hogy ez vagy az a készülék diódákkal működik. Mi az a dióda?

A dióda egy elektronikus elem, amely jól vezeti az áramot az egyik irányba, de erős ellenállást mutat, amikor az áramot az ellenkező irányba próbálja átvezetni.

Hogyan működnek a modern diódák

Jelenleg germániumból vagy szilíciumból készült félvezető típusú diódákat használnak. Egy ilyen dióda egy két részre osztott lemez. Az egyik részben az elektronhiányt mesterségesen hozzák létre. Ez egy p-típusú vezetőképességű régió (a pozitív szóból). A dióda pozitív kivezetését anódnak nevezzük.

A másik rész elektronfelesleggel rendelkezik. Ez egy n-típusú vezetőképességű régió (a negatív szóból). A dióda negatív kivezetését katódnak nevezzük.

E területek közötti határt p-n átmenetnek nevezzük.

Hogyan működik a dióda?

Ha az áramforrás pozitív pólusát a dióda anódjához, a negatív pólust pedig a katódhoz csatlakoztatja, akkor egy ilyen áramkörön elektromos áram folyik át. Ha az áramkörben izzó is van, az kigyullad. Mit csinál a dióda, ha a tápegység pozitív és negatív kapcsai fel vannak cserélve? Erős ellenállást biztosít az árammal szemben. Az áram annyira gyenge lesz, hogy az izzó nem fog kigyulladni.

Mire valók a diódák?

A diódák fő alkalmazása a váltakozó áram egyenárammá alakítása. A dióda minden tápegység fő szerkezeti eleme, beleértve azt is, amely jelenleg a számítógépén található.

A diódákat széles körben használják logikai áramkörökben is, amelyekben biztosítani kell az áram kívánt irányú áthaladását. Az ilyen áramköröket analóg típusú eszközökben használják.

Hogy el sem tudjuk képzelni az életünket nélkülük. Ezeket az íróasztalainkon lévő örvénylő dobozokat sok különböző hardverelemből állítjuk össze. Érdekes megjegyezni, hogy ezen építőelemek egyike sem rendelkezik olyan tulajdonságokkal, mint egy számítógép.

És összerakva valami teljesen egyedit alkotnak!

Bármilyen téglát is veszel, az csak egy darab sült agyag; Egyelőre nem világos, hogy – önmagában – milyen célra adaptálható.

Olyan, mint egy téglából épült ház.

De ezekből a bizonyos módon összegyűjtött agyagdarabokból több ezer olyan lakás, amely megvéd a rossz időjárástól, és tetőt biztosít a feje felett.

Természetesen használhatsz számítógépet (és lakhatsz egy házban), és fogalmad sincs, hogyan működnek ezek a dolgok.

De ha meg akarja tanulni, hogyan kell „meggyógyítani” számítógépeit, meg kell értenie az összetevőik működését.

Ezért ma egy kicsit részletesebben fogunk beszélni a számítógép egyik „építőkövéről”. Megpróbáljuk röviden megismerkedni azzal, hogy mi is ez félvezető diódákés miért van rájuk szükség.

Mi az a dióda?

A számítógépekben a diódákat a váltakozó áram egyenirányításához használják.

Az egyenirányító dióda egy olyan rész, amely kétféle félvezetőt tartalmaz egymáshoz kapcsolva - p-típusú (pozitív) és n-típusú (negatív).

Amikor összekapcsolódnak (összeolvadnak), úgynevezett p-n átmenet jön létre. Ez a csomópont eltérő ellenállással rendelkezik az alkalmazott feszültség eltérő polaritásához.

Ha a feszültséget előrefelé vezetjük (a feszültségforrás pozitív kivezetése a p-félvezetőhöz - az anódhoz, a negatív pedig az n-félvezetőhöz - a katódhoz csatlakozik), akkor a dióda ellenállása kicsi.

Ebben az esetben a dióda nyitottnak mondható. Ha a csatlakozás polaritása megfordul, a dióda ellenállása nagyon magas lesz. Ebben az esetben a dióda zártnak (reteszeltnek) mondható.

Amikor a dióda nyitva van, némi feszültség esik rajta.

Ezt a feszültségesést a diódán átfolyó úgynevezett előremenő áram hozza létre, és ennek az áramnak a nagyságától függ.

Ráadásul ez a függőség nemlineáris.

A feszültségesés átfolyó áramtól függő fajlagos értéke az áram-feszültség karakterisztika alapján határozható meg.

Ezt a jellemzőt a teljes műszaki leírásban (adatlapok, referencialapok) meg kell adni.

Például a számítógépes tápegységben használt általános 1N5408 diódán, amikor az áramerősség 0,2-ről 3 A-re változik, a feszültségesés 0,6-ról 0,9 V-ra változik. Minél nagyobb a diódán átfolyó áram, annál nagyobb a feszültségesés ez, illetve a rajta disszipált teljesítmény (P = U * I). Minél több teljesítményt veszít el a dióda, annál jobban felmelegszik.

A számítógépben a hálózati feszültség egyenirányításakor általában egy híd-egyenirányító áramkört használnak - 4 diódát egy bizonyos módon csatlakoztatva.

Ha az 1. kapocs pozitív potenciállal rendelkezik a 2. kivezetéshez képest, akkor az áram a VD1 diódán, a terhelésen és a VD3 diódán keresztül folyik.

Ha az 1. kapocs negatív potenciállal rendelkezik a 2. kivezetéstől, akkor az áram a VD2 diódán, a terhelésen és a VD4 diódán keresztül folyik. Így, bár a terhelésen áthaladó áram nagysága változó (váltakozó feszültség mellett), mindig egy irányba áramlik - a 3-as kivezetéstől a 4-es kivezetésig.

Ez a kiegyenesítő hatás. Ha nem lenne diódahíd, a terhelési áram különböző irányokba folyna. Ugyanabban az irányban folyik, mint a híd. Ezt az áramot pulzálónak nevezzük.

A magasabb matematikai kurzusban bebizonyosodott, hogy a pulzáló feszültség egy állandó komponenst és a felharmonikusok összegét tartalmazza (az 50 Hertz-es váltakozó feszültség alapfrekvenciájának többszöröse). Az egyenáramú komponenst egy szűrő (nagy kapacitású kondenzátor) választja le, amely nem engedi át a harmonikusokat.

A tápegység kisfeszültségű részében egyenirányító diódák is vannak. Csak a kapcsolóáramkör nem 4, hanem kettő diódából áll.

Egy figyelmes olvasó megkérdezheti: „Miért használnak különböző kapcsolóáramköröket? Lehetséges-e diódahidat használni a kisfeszültségű részben?

Lehetséges, de nem ez lesz a legjobb megoldás. Diódahíd esetén az áram a terhelésen és két sorba kapcsolt diódán halad át.

1N5408 diódák használata esetén a teljes feszültségesés rajtuk 1,8 V lehet. Ez nagyon kevés a 220 V-os hálózati feszültséghez képest.

De ha ilyen áramkört használnak az alacsony feszültségű részben, akkor ez a csökkenés nagyon észrevehető lesz a +3,3, +5 és +12 V feszültségekhez képest. A két diódából álló áramkör használata felére csökkenti a veszteségeket, mivel az egyik A dióda a terheléssel van sorba kötve, nem kettő.

Ezenkívül a tápegység szekunder áramköreiben az áram sokkal nagyobb (többször is), mint az elsődleges áramkörben.

Meg kell jegyezni, hogy ehhez az áramkörhöz a transzformátornak két azonos tekercsnek kell lennie, és nem egynek. A kétdiódás egyenirányító áramkör a váltakozó feszültség mindkét félciklusát használja, akárcsak egy hídáramkör.

Ha a transzformátor szekunder tekercsének felső végének potenciálja (lásd az ábrát) pozitív az alsóhoz képest, akkor az áram az 1. kapocs, a VD1 dióda, a 3. kapocs, a terhelés, a 4. kapocs és a tekercs felezőpontján keresztül folyik. A VD2 dióda jelenleg le van zárva.

Ha a szekunder tekercs alsó végének potenciálja pozitív a felső végéhez képest, akkor az áram a 2. kapocs, a VD2 dióda, a 3. kapocs, a terhelés, a 4. kapocs és a tekercs felezőpontján keresztül folyik. A VD1 dióda jelenleg le van zárva. Az eredmény ugyanaz a pulzáló áram, mint egy hídáramkörnél.

Most vessünk véget az unalmas elméletnek, és térjünk át a legérdekesebb dologra - a gyakorlatra.

Először is, tegyük fel, hogy mielőtt elkezdené a diódák ellenőrzését, jó lenne megismerkedni a digitális teszterrel való munkavégzéssel.

Erről a vonatkozó cikkekben van szó, és.

Az elektromos áramkörökön lévő diódát szimbolikusan háromszög (nyíl) és pálca formájában ábrázolják.

A pálca a katód, a nyíl (az áram irányát, azaz a pozitív töltések mozgását jelzi) az anód.

A diódahidat digitális teszterrel ellenőrizheti, ha a működési kapcsolót dióda teszt állásba állítja (a tesztelő tartomány kapcsoló mutatója a dióda szimbolikus képével szemben legyen).

Ha a teszter piros szondáját az anódhoz csatlakoztatja, a feketét pedig egy külön dióda katódjához, akkor a diódát a teszter feszültsége nyitja meg.

A kijelző 0,5 - 0,6 V értéket mutat.

Ha megváltoztatja a szondák polaritását, a dióda blokkolódik.

A kijelzőn egy szám jelenik meg a bal szélső számjegyben.

A diódahídon gyakran van egy szimbolikus jelölés a test feszültségének típusára (~ váltakozó feszültség, +, - egyenfeszültség).

A diódahíd úgy ellenőrizhető, hogy egy szondát telepít az egyik „~” kivezetésre, a másodikat pedig felváltva a „+” és „-” kivezetésekre.

Ebben az esetben az egyik dióda nyitva lesz, a másik pedig zárva.

Ha megváltoztatja a szondák polaritását, akkor a zárt dióda most kinyílik, a másik pedig bezár.

Meg kell jegyezni, hogy a katód a híd pozitív kapcsa.

Ha valamelyik dióda zárlatos, a teszter nulla (vagy nagyon kevés) feszültséget mutat.

Az ilyen híd természetesen alkalmatlan a munkára.

Ellenőrizheti, hogy a dióda rövidre van zárva, ha a diódákat ellenállásmérési módban teszteli.

Rövidre zárt diódával a teszter enyhe ellenállást mutat mindkét irányban.

Mint már említettük, a szekunder áramkörökben két diódából álló egyenirányító áramkört használnak.

De még egy diódán is elég sokat esik a feszültség a +12 V, +5 V, +3,3 V kimeneti feszültségekhez képest.

A fogyasztási áram elérheti a 20 A-t vagy azt is, és sok teljesítmény disszipálódik a diódákon.

Ennek eredményeként nagyon felforrósodnak.

A teljesítmény disszipáció csökken, ha a diódán lévő előremenő feszültség alacsonyabb.

Ezért ilyen esetekben úgynevezett Schottky-diódákat használnak, amelyeknek alacsonyabb az előremenő feszültségesése.

Schottky diódák

A Schottky-dióda nem két különböző félvezetőből áll, hanem egy fémből és egy félvezetőből.

Az így létrejövő úgynevezett potenciálgát kisebb lesz.

A számítógépes tápegységek két Schottky-diódát használnak, három csatlakozós csomagban.

Az ilyen összeállítás tipikus képviselője az SBL2040. A feszültségesés minden diódáján maximális áramerősség mellett nem haladja meg (az adatlap szerint) a 0,55 V-ot. Ha ellenőrzi egy teszterrel (dióda tesztelési módban), akkor körülbelül 0,17 V értéket fog mutatni.

Az alacsonyabb feszültség annak köszönhető, hogy a diódán nagyon kis áram folyik át, messze a maximumtól.

Összefoglalva, mondjuk, hogy a diódának van egy olyan paramétere, mint a maximálisan megengedett fordított feszültség. Ha a dióda le van zárva, fordított feszültség kerül rá. A diódák cseréjekor ezt az értéket kell figyelembe venni.

Ha egy valós áramkörben a fordított feszültség meghaladja a maximálisan megengedettet, a dióda meghibásodik!

A dióda fontos hardverelem az elektronikában. Hogyan tudnánk másképp oldani a feszültséget?

Kísérletekhez diódákat vásárolhat

Találkozunk a blogon!