Ce este o diodă, principiul de funcționare și de lucru în circuit

diode

Tipuri de diode: electrovacuum și semiconductor. Ultimul tip este utilizat în prezent în marea majoritate a cazurilor. Nu va fi niciodată inutil să știți cum funcționează dioda, pentru ce este necesar, așa cum este indicat în diagrama, ce tipuri de diode există, utilizarea unor diode de diferite tipuri.

Dioduri electrovacuate

Instrumentele de acest tip sunt realizate sub formă de tuburi electronice. Lampa arată ca un bec de sticlă, în interiorul căruia sunt plasați doi electrozi. Unul este un anod, celălalt este un catod. Ei sunt într-un vid. Structurally, anodul este realizat sub forma unui cilindru cu pereți subțiri. În interiorul catodului este situat. Are o formă în general cilindrică. Un filament izolat este așezat în interiorul catodului. Toate elementele au terminale care sunt conectate la pinii (picioarele) lămpii. Picioarele lămpii sunt deconectate.

Principiul de funcționare

Când un curent electric trece printr-o spirală, se încălzește și se încălzește catodul în interiorul căruia se află. Din suprafața catodului încălzit, se acumulează în imediata vecinătate a electronilor care au părăsit-o, fără câmpuri acceleratoare adiționale. Unii dintre ei sunt apoi întorși înapoi la catod.

Când tensiunea pozitivă este aplicată anodului, electronii emise de catod se îndreaptă către el, creând un curent anodic de electroni.

Catodul are o limită de emisie de electroni. Când se atinge această limită, curentul anodic este stabilizat. Dacă se aplică o tensiune negativă nesemnificativă la anod cu privire la catod, electronii vor înceta să se miște.

Materialul catodic din care este fabricat are un grad ridicat de emisie.

Caracteristica curentului de tensiune (VAC)

Caracteristica curentului de tensiune al acestui tip de diodă arată grafic dependența curentului anodic de tensiunea de alimentare aplicată la terminalele catodului și anodului. Se compune din trei secțiuni:

• Începerea ascendentă a curentului neliniar;
• Parte de lucru a caracteristicilor;
• Regiunea de saturație a curentului anodic.

Porțiunea neliniară începe după regiunea de cutoff a curentului anodic. Liniaritatea sa este asociată cu un potențial pozitiv mic al catodului, care a lăsat electronii când este încălzit de un filament.

Site-ul activ definește o linie aproape verticală. Caracterizează dependența curentului anodic de creșterea tensiunii.

Regiunea de saturație este o linie a valorii curentului anodic cu o tensiune în creștere între electrozii lămpii. O lampă electronică din această secțiune poate fi comparată cu un conductor de curent electric. Emisia catodului a atins cea mai mare valoare.

Diode semiconductoare

Proprietatea tranziției p - n la transmiterea curentului electric dintr - o direcție a găsit aplicații la crearea dispozitivelor de acest tip. Incluziunea directă este furnizarea unui potențial negativ pentru regiunea n tranziției, în raport cu regiunea p, a cărei potențial este pozitiv. La o astfel de pornire, dispozitivul se află într-o stare deschisă. Când se schimbă polaritatea tensiunii aplicate, aceasta se află în starea de blocare, iar curentul nu trece prin ea.

Clasificarea diodelor poate fi efectuată în funcție de scopul lor, în funcție de caracteristicile de fabricație, de tipul de material utilizat la fabricarea acestuia.

În principiu pentru producția de dispozitive semiconductoare sunt utilizate plăci de siliciu sau germaniu, care au o conductivitate electrică de tip n. În ele există un exces de electroni încărcați negativ.

Folosind diferite tehnici de fabricație, puteți obține diode punct sau placă la ieșire.

Când se fabrică dispozitive punctuale, un conducător (ac) ascuțit este sudat pe o placă de tip n. Un anumit amestec este depozitat pe suprafața sa. Pentru plăcile de germaniu, acul conține indiu, iar pentru plachetele de siliciu acul este acoperit cu aluminiu. În ambele cazuri, zona de joncțiune p-n este creată. Forma sa seamănă cu o emisferă (punct).

Pentru dispozitive planare, se folosește metoda difuziei sau fuziunii. Zona tranzițiilor obținute prin această metodă variază foarte mult. Valoarea sa depinde de scopul produsului în viitor. Țevile sunt lipite în zonele joncțiunii p - n, care sunt folosite ca terminale din corpul produsului finit pentru instalarea diferitelor circuite electrice.

Pe circuite, diodele semiconductoare sunt desemnate ca un triunghi echilateral, la colțul superior al căruia este atașată o linie verticală paralelă cu baza sa. Ieșirea unei caracteristici se numește catodul și derivarea bazei triunghiului de către anod.

Direct este includerea, în care polul pozitiv al sursei de energie este conectat la anod. Când alimentarea este reluată, sursa "plus" este conectată la catod.

Caracteristica curentului de tensiune

Caracteristica curentului de tensiune determină dependența curentului care trece prin elementul semiconductor de magnitudinea și polaritatea tensiunii, care se aplică la concluziile sale.

În regiunea solicitărilor directe, se disting trei regiuni: un mic curent în față și un curent direct de lucru prin diodă. Trecerea de la o regiune la alta are loc atunci când tensiunea directă atinge pragul de conducere. Această valoare este de aproximativ 0,3 volți pentru diodele germaniu și 0,7 volți pentru diodele pe bază de siliciu.

Când o diodă de tensiune inversă este aplicată la terminale, curentul prin aceasta este foarte mic și se numește curent invers sau curent de scurgere. Această dependență se observă până la o anumită valoare a mărimii tensiunii inverse. Se numește tensiune de defalcare. Când este depășită, curentul inversat generează o avalanșă.

Valori limită ale parametrilor

Pentru diodele semiconductoare există valori ale parametrilor care nu pot fi depășite. Acestea includ:

• Curent maxim curent;
• Tensiune maximă de defectare inversă;
• Distribuția maximă a puterii.

Un element semiconductor poate rezista la un curent direct printr-o magnitudine limitată. Când este depășită, joncțiunea p-n se supraîncălzește și se descompune. Cea mai mare rezervă pentru acest parametru este dispozitivul de alimentare plană. Mărimea curentului prin ele poate ajunge la zeci de amperi.

Depășirea valorii maxime a tensiunii de defectare poate transforma o diodă având proprietăți unidirecționale într-un conductor de curent electric obișnuit. Defalcarea poate fi ireversibilă și variază în funcție de instrumentul utilizat.

Consumul de energie Este o cantitate care depinde direct de curent și de tensiune, care este apoi aplicată la bornele diodei. Pe lângă depășirea curentului de curent maxim, depășirea limitei disipării de putere conduce la consecințe ireversibile. Dioda se arde și încetează să-și îndeplinească scopul. Pentru a preveni o astfel de situație, dispozitivele de alimentare instalează instrumente pe radiatoare, care deviază (disipa) excesul de căldură în mediul înconjurător.

Tipuri de diode semiconductoare

Capacitatea diodei de a transmite curentul în direcția înainte și de a nu-l trece în spate a găsit aplicații în ingineria electrică și radiotehnică. Tipuri speciale de diode au fost, de asemenea, concepute pentru a efectua o serie restrânsă de sarcini.

Redresoare și proprietățile acestora

Utilizarea lor se bazează pe proprietățile rectificative ale acestor dispozitive. Acestea sunt folosite pentru a obține o tensiune constantă prin rectificarea semnalului de intrare variabil.

O singură diodă de rectificare permite obținerea unei tensiuni pulsatorii de polaritate pozitivă la ieșirea acesteia. Folosind combinația lor, puteți obține o formă de undă care arată ca un val. Atunci când este utilizat în Schemele redresoare elemente suplimentare, cum ar fi condensatoarele electrolitice de mare capacitate și inductoare cu miezuri electromagnetice (inductoare), dispozitivul de ieșire poate primi o tensiune constantă care seamănă cu o tensiune de baterie galvanică, după cum este necesar pentru funcționarea majorității echipamentelor de consum.

Semiconductor diode zener

Aceste diode au o caracteristică I-V cu o ramificație în spate, cu o mare abrupță. Adică prin atașarea la bornele diodei zener a unei tensiuni a cărei polaritate este inversă, este posibil, cu ajutorul unor rezistențe restrictive, să-l introducă într-un mod de avalanșă controlat de defecțiune. Tensiunea la punctul de defalcare a avalanșelor are o valoare constantă, cu o schimbare semnificativă a curentului prin dioda zener, a cărei valoare este limitată în funcție de instrumentul utilizat în circuit. Acesta este modul în care tensiunea de ieșire se stabilizează la nivelul dorit.

Operațiile tehnologice în fabricarea diodelor zener ating diferite valori ale tensiunii de desprindere (tensiunea de stabilizare). Gama acestor tensiuni (3-15) volți. Valoarea specifică depinde de dispozitivul selectat dintr-o familie mare de diode zener.

Principiul de funcționare a detectoarelor

Pentru a detecta semnalele de înaltă frecvență, se utilizează diode realizate folosind tehnologia punctului. Sarcina detectorului este să limiteze jumătate din semnalul modulat. Acest lucru permite în viitor, cu ajutorul unui filtru de trecere înaltă, să lase numai un semnal de modulare la ieșirea dispozitivului. Acesta conține informații audio de joasă frecvență. Această metodă este utilizată în receptoarele radio care primesc un semnal modulat în amplitudine.

Caracteristici LED

Aceste diode se caracterizează prin faptul că atunci când un curent direct trece prin ele, cristalul emite un flux de fotoni care sunt o sursă de lumină. În funcție de tipul de cristal utilizat în LED-ul, spectrul de lumină poate fi atât în ​​domeniul vizibil al ochiului uman, cât și în cel al spectrului invizibil. Lumina invizibilă este infraroșu sau radiații ultraviolete.

Atunci când selectați aceste elemente, este necesar să reprezentați obiectivul care trebuie atins. Principalele caracteristici ale LED-urilor sunt:

• Consumul de energie;
• Tensiune nominală;
• Consumul curent.

Consumul de curent al LED-ului, care este utilizat pentru indicarea în dispozitive de aplicație largă, nu este mai mare de 20 mA. Cu acest curent, strălucirea LED-ului este optimă. Începerea luminescentei începe cu un curent mai mare de 3 mA.

Tensiunea nominală este determinată de rezistența internă a tranziției, care este o cantitate variabilă. Când curentul prin LED crește, rezistența scade treptat. Tensiunea sursei de alimentare folosită pentru alimentarea LED-ului trebuie să fie aplicată nu mai puțin decât tensiunea specificată în pașaport.

Consumul de energie este o valoare care depinde de consumul de curent și de tensiunea nominală. Se mărește odată cu creșterea valorilor care o determină. Trebuie remarcat faptul că diodele luminoase puternice pot avea în compoziția lor 2 sau chiar 4 cristale.

Înainte de alte dispozitive de iluminat, LED-urile au avantaje incontestabile. Ele pot fi listate pentru o lungă perioadă de timp. Cele mai importante sunt:

• Rentabilitate ridicată;
• Durabilitate mare;
• Nivel ridicat de siguranță datorită tensiunilor reduse de alimentare.

Dezavantajul funcționării acestora este necesitatea unei surse de alimentare DC stabilizate suplimentar, ceea ce duce la creșterea costului.