Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Aby kontrolować kierunek prądu elektrycznego, konieczne jest użycie różnych komponentów radiowych i elektrycznych. W szczególności nowoczesna elektronika wykorzystuje w tym celu diodę półprzewodnikową, a jej zastosowanie zapewnia równomierny prąd.
Urządzenie
Półprzewodnikowa elektryczna dioda lub zawór diodowy to urządzenie wykonane z materiałów półprzewodnikowych (zwykle krzemu) i działające tylko z jednokierunkowym przepływem naładowanych cząstek. Głównym składnikiem jest część krystaliczna, ze złączem pn, która jest połączona z dwoma stykami elektrycznymi. Próżniowe lampy diodowe mają dwie elektrody: płytkę (anodę) i ogrzaną katodę.
German i selen są wykorzystywane do tworzenia diod półprzewodnikowych, jak ponad 100 lat temu. Ich struktura pozwala na wykorzystanie części w celu ulepszenia obwodów elektronicznych, przekształcenia AC i DC na jednokierunkowe pulsowanie oraz ulepszenia różnych urządzeń. Na diagramie wygląda to tak:
Istnieją różne typy diod półprzewodnikowych, ich klasyfikacja zależy od materiału, zasady działania i pola zastosowania: diody Zenera, impulsowe, topione, punktowe, warakcyjne, laserowe i inne. Często stosowane są analogi mostów - są to prostowniki płaskie i polikrystaliczne. Ich wiadomość jest również tworzona za pomocą dwóch kontaktów.
Główne zalety diody półprzewodnikowej:
- Całkowita wymienność;
- Doskonała przepustowość;
- Dostępność Można je kupić w dowolnym sklepie z artykułami elektrycznymi lub usunąć ze starych schematów za darmo. Cena zaczyna się od 50 rubli. W naszych sklepach prezentowane są zarówno marki krajowe (KD102, KD103 itp.), Jak i zagraniczne.
Znakowanie
Znakowanie diody półprzewodnikowej to skrót od głównych parametrów urządzenia. Na przykład, КД196В - dioda krzemowa o napięciu przebicia do 0, 3 V, napięcie 9, 6, model trzeciego rozwoju.
Na tej podstawie:
- Pierwsza litera określa materiał, z którego urządzenie zostało wykonane;
- Nazwa urządzenia;
- Liczba określająca miejsce docelowe;
- Napięcie instrumentu;
- Liczba określająca inne parametry (w zależności od typu części).
Wideo: zastosowanie diod
Zasada działania
Diody półprzewodnikowe lub prostownikowe mają dość prostą zasadę działania. Jak już powiedzieliśmy, dioda jest wykonana z krzemu w taki sposób, że jeden z jej końców jest typu p, a drugi koniec jest typu n. Oznacza to, że oba styki mają różne charakterystyki. Na jednym znajduje się nadmiar elektronów, a drugi ma nadmiar dziur. Oczywiście w urządzeniu znajduje się miejsce, w którym wszystkie elektrony wypełniają pewne luki. Oznacza to, że brakuje zewnętrznych opłat. Ze względu na fakt, że obszar ten jest zubożony w nośniki ładunku i jest znany jako obszar jednoczący.
Pomimo faktu, że obszar jednoczący jest bardzo mały (często jego rozmiar wynosi kilka tysięcznych milimetra), prąd nie może w nim normalnie płynąć. Jeśli napięcie jest przyłożone tak, że obszar typu p staje się dodatni, a typ n odpowiednio ujemny, otwory trafiają do bieguna ujemnego i pomagają elektronom przejść przez obszar łączący. W ten sam sposób elektrony przesuwają się do zestyku dodatniego i omijają zjednoczenie, jak to miało miejsce. Pomimo faktu, że wszystkie cząstki poruszają się z różnym ładunkiem w różnych kierunkach, tworzą one jednokierunkowy prąd, który pomaga skorygować sygnał i zapobiec skokom napięcia na stykach diody.
Jeśli napięcie zostanie przyłożone do diody półprzewodnikowej w przeciwnym kierunku, nie przepłynie przez nią prąd. Powodem jest to, że dziury są przyciągane przez potencjał ujemny, który znajduje się w regionie typu p. Podobnie elektrony przyciągane są do potencjału dodatniego, który jest stosowany do regionu typu n. Powoduje to powiększenie obszaru łączenia, uniemożliwiając przepływ cząstek kierunkowych.
Charakterystyka IV
Charakterystyka woltowo-amperowa diody półprzewodnikowej zależy od materiału, z którego jest wykonana i niektórych parametrów. Na przykład idealny półprzewodnikowy prostownik lub dioda ma następujące parametry:
- Rezystancja połączenia bezpośredniego - 0 omów;
- Potencjał cieplny - VG = +0, 1 V;
- W odcinku prostym RD> rD, tj. Opór bezpośredni jest większy niż opór różnicowy.
Jeśli wszystkie parametry są zgodne, uzyskuje się ten wykres:
Taka dioda wykorzystuje cyfrową elektrotechnikę, przemysł laserowy, jest również wykorzystywana w rozwoju sprzętu medycznego. Jest to konieczne przy wysokich wymaganiach dotyczących funkcji logicznych. Przykłady - dioda laserowa, fotodioda.
W praktyce parametry te bardzo różnią się od rzeczywistych. Wiele urządzeń po prostu nie jest w stanie pracować z tak dużą precyzją lub takie wymagania nie są potrzebne. Równoważna charakterystyka obwodu rzeczywistego półprzewodnika pokazuje, że ma on poważne wady:
To CVC diody półprzewodnikowej wskazuje, że podczas bezpośredniego połączenia styki muszą osiągnąć maksymalne napięcie. Następnie półprzewodnik otworzy się, aby przepuścić cząstki naładowane elektronami. Właściwości te pokazują również, że prąd będzie płynął normalnie i bez przerwy. Ale do osiągnięcia zgodności ze wszystkimi parametrami dioda nie przewodzi prądu. W tym przypadku dla prostownika krzemowego napięcie zmienia się w granicach 0, 7, a dla germanu - 0, 3 wolta.
Działanie urządzenia jest bardzo zależne od poziomu maksymalnego prądu do przodu, który może przejść przez diodę. Na diagramie jest zdefiniowany przez ID_MAX. Urządzenie jest tak rozmieszczone, że podczas przełączania na prostej drodze może wytrzymać tylko prąd elektryczny o ograniczonej wytrzymałości. W przeciwnym razie prostownik przegrzeje się i przepali, podobnie jak najczęstsza dioda LED. Aby kontrolować temperaturę za pomocą różnych typów urządzeń. Oczywiście niektóre z nich wpływają na przewodność, ale zwiększają wydajność diody.
Inną wadą jest to, że po przejściu prądu przemiennego dioda nie jest idealnym urządzeniem izolującym. Działa tylko w jednym kierunku, ale zawsze uwzględnia prąd upływu. Jego formuła zależy od innych parametrów użytej diody. Najczęściej program jest oznaczony jako I PO . Badanie niezależnych ekspertów wykazało, że german przechodzi do 200 µA, a krzem do 30 µA. Jednak wiele importowanych modeli ogranicza się do wycieku o wartości 0, 5 µA.
Wszystkie typy diod podatne na przebicie napięcia. Jest to właściwość sieci, która charakteryzuje się ograniczonym napięciem. Każde urządzenie stabilizujące musi wytrzymać to (dioda Zenera, tranzystor, tyrystor, mostek diodowy i kondensator). Gdy różnica potencjałów zewnętrznych styków diody półprzewodnikowej prostownika jest znacznie wyższa niż ograniczone napięcie, dioda staje się przewodnikiem, zmniejszając opór do minimum w ciągu jednej sekundy. Powołanie urządzenia nie pozwala mu na tak ostre skoki, w przeciwnym razie zakłóci IVC.