Τι είναι μια δίοδος; Αυτό είναι ένα στοιχείο που έχει λάβει διαφορετική αγωγιμότητα. Εξαρτάται από το πώς ακριβώς ρέει το ηλεκτρικό ρεύμα. Η χρήση της συσκευής εξαρτάται από το κύκλωμα που πρέπει να περιορίσει την παρακολούθηση αυτού του στοιχείου. Σε αυτό το άρθρο θα μιλήσουμε για το σχεδιασμό της διόδου, καθώς και για τους τύπους που υπάρχουν. Ας δούμε το διάγραμμα και πού χρησιμοποιούνται αυτά τα στοιχεία.

Ιστορία εμφάνισης

Συνέβη ότι δύο επιστήμονες άρχισαν να εργάζονται για τη δημιουργία διόδων: ένας Βρετανός και ένας Γερμανός. Πρέπει να σημειωθεί ότι τα ευρήματά τους ήταν ελαφρώς διαφορετικά. Η πρώτη βασίστηκε στην εφεύρεση σε τριόδους σωλήνων και η δεύτερη σε στερεάς κατάστασης.

Δυστυχώς, εκείνη την εποχή η επιστήμη δεν ήταν σε θέση να κάνει μια σημαντική ανακάλυψη σε αυτόν τον τομέα, αλλά υπήρχαν πολλοί λόγοι για σκέψη.

Λίγα χρόνια αργότερα, οι δίοδοι ανακαλύφθηκαν ξανά (επίσημα). Ο Thomas Edison κατοχύρωσε αυτή την εφεύρεση με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας. Δυστυχώς, αυτό δεν του ήταν χρήσιμο σε όλα του τα έργα όσο ζούσε. Επομένως, παρόμοια τεχνολογία αναπτύχθηκε από άλλους επιστήμονες όλα αυτά τα χρόνια. Μέχρι τις αρχές του 20ου αιώνα οι εφευρέσεις αυτές ονομάζονταν ανορθωτές. Και μόνο μετά από λίγο ο William Eakles χρησιμοποίησε δύο λέξεις: di και odos. Η πρώτη λέξη μεταφράζεται ως δύο και η δεύτερη είναι μονοπάτι. Η γλώσσα στην οποία δόθηκε το όνομα είναι η ελληνική. Και αν μεταφράσουμε την έκφραση πλήρως, τότε "δίοδος" σημαίνει "δύο μονοπάτια".

Αρχή λειτουργίας και βασικές πληροφορίες για τις διόδους

Η δίοδος έχει ηλεκτρόδια στη δομή της. Μιλάμε για την άνοδο και την κάθοδο. Εάν η πρώτη έχει θετικό δυναμικό, τότε η δίοδος ονομάζεται ανοιχτή. Έτσι, η αντίσταση γίνεται μικρή και το ρεύμα ρέει. Εάν το δυναμικό είναι θετικό στην κάθοδο, τότε η δίοδος δεν ανοίγει. Δεν του λείπει ηλεκτρική ενέργειακαι έχει υψηλή τιμή αντίστασης.

Πώς λειτουργεί μια δίοδος;

Κατ 'αρχήν, καταλάβαμε τι είναι μια δίοδος. Τώρα πρέπει να καταλάβετε πώς λειτουργεί.

Το σώμα είναι συχνά κατασκευασμένο από γυαλί, μέταλλο ή κεραμικό. Τις περισσότερες φορές, χρησιμοποιούνται ορισμένες ενώσεις αντί για τις τελευταίες. Κάτω από το περίβλημα μπορείτε να δείτε δύο ηλεκτρόδια. Το πιο απλό θα έχει ένα νήμα μικρής διαμέτρου.

Υπάρχει ένα σύρμα μέσα στην κάθοδο. Θεωρείται θερμάστρα, αφού οι λειτουργίες του περιλαμβάνουν τη θέρμανση, η οποία συμβαίνει σύμφωνα με τους νόμους της φυσικής. Η δίοδος θερμαίνεται λόγω της λειτουργίας του ηλεκτρικού ρεύματος.

Το πυρίτιο ή το γερμάνιο χρησιμοποιείται επίσης στην κατασκευή. Η μία πλευρά της συσκευής έχει έλλειψη ηλεκτροδίων, η άλλη έχει περίσσεια από αυτά. Εξαιτίας αυτού δημιουργούνται ειδικά όρια που εξασφαλίζουν τη μετάβαση τύπου p-n. Χάρη σε αυτό, το ρεύμα πραγματοποιείται προς την κατεύθυνση στην οποία είναι απαραίτητο.

Χαρακτηριστικά διόδου

Η δίοδος φαίνεται ήδη στο διάγραμμα, τώρα θα πρέπει να μάθετε τι πρέπει να προσέξετε όταν αγοράζετε μια συσκευή.

Κατά κανόνα, οι αγοραστές καθοδηγούνται μόνο από δύο αποχρώσεις. Μιλάμε για μέγιστο ρεύμα, καθώς και αντίστροφη τάση στα μέγιστα επίπεδα.

Χρήση διόδων στην καθημερινή ζωή

Αρκετά συχνά, οι δίοδοι χρησιμοποιούνται σε γεννήτριες αυτοκινήτων. Θα πρέπει να αποφασίσετε μόνοι σας ποια δίοδο να επιλέξετε. Πρέπει να σημειωθεί ότι τα μηχανήματα χρησιμοποιούν συμπλέγματα πολλών συσκευών, οι οποίες αναγνωρίζονται ως γέφυρα διόδου. Συχνά τέτοιες συσκευές είναι ενσωματωμένες σε τηλεοράσεις και δέκτες. Εάν τα χρησιμοποιήσετε μαζί με πυκνωτές, μπορείτε να επιτύχετε την απομόνωση των συχνοτήτων και των σημάτων.

Για την προστασία του καταναλωτή από το ηλεκτρικό ρεύμα, ένα σύμπλεγμα διόδων είναι συχνά ενσωματωμένο σε συσκευές. Αυτό το σύστημα προστασίας θεωρείται αρκετά αποτελεσματικό. Πρέπει επίσης να ειπωθεί ότι το τροφοδοτικό πιο συχνά για οποιεσδήποτε συσκευές χρησιμοποιεί μια τέτοια συσκευή. Έτσι, οι δίοδοι LED είναι πλέον αρκετά συνηθισμένες.

Τύποι διόδων

Έχοντας εξετάσει τι είναι μια δίοδος, είναι απαραίτητο να τονίσουμε ποιοι τύποι υπάρχουν. Κατά κανόνα, οι συσκευές χωρίζονται σε δύο ομάδες. Ο πρώτος θεωρείται ημιαγωγός και ο δεύτερος μη ημιαγωγός.

Επί αυτή τη στιγμήΗ πρώτη ομάδα είναι δημοφιλής. Το όνομα συνδέεται με τα υλικά από τα οποία κατασκευάζεται μια τέτοια συσκευή: είτε από δύο ημιαγωγούς, είτε από ένα συνηθισμένο μέταλλο με έναν ημιαγωγό.

Προς το παρόν, έχει αναπτυχθεί ένας αριθμός ειδικών τύπων διόδων που χρησιμοποιούνται σε μοναδικά κυκλώματα και συσκευές.

Δίοδος Zener ή δίοδος Zener

Αυτός ο τύπος χρησιμοποιείται στη σταθεροποίηση τάσης. Το γεγονός είναι ότι μια τέτοια δίοδος, όταν συμβαίνει μια βλάβη, αυξάνει απότομα το ρεύμα, ενώ η ακρίβεια είναι όσο το δυνατόν μεγαλύτερη. Κατά συνέπεια, τα χαρακτηριστικά αυτού του τύπου διόδου είναι αρκετά εκπληκτικά.

Σήραγγα

Αν με απλά λόγιαεξηγήστε τι είδους δίοδος είναι αυτή, τότε θα πρέπει να ειπωθεί ότι αυτός ο τύπος δημιουργεί αρνητικό τύπο αντίστασης στα χαρακτηριστικά ρεύματος-τάσης. Συχνά μια τέτοια συσκευή χρησιμοποιείται σε γεννήτριες και ενισχυτές.

Αντίστροφη δίοδος

Αν μιλήσουμε για αυτός ο τύποςδιόδους, τότε αυτή η συσκευή μπορεί να αλλάξει την τάση στην ελάχιστη πλευρά, λειτουργώντας σε ανοιχτή λειτουργία. Αυτή η συσκευή είναι ανάλογο μιας διόδου τύπου σήραγγας. Αν και λειτουργεί με ελαφρώς διαφορετικό τρόπο, βασίζεται ακριβώς στο αποτέλεσμα που περιγράφηκε παραπάνω.

Varicap

Αυτή η συσκευή είναι ημιαγωγός. Χαρακτηρίζεται από αυξημένη χωρητικότητα, η οποία μπορεί να ελεγχθεί. Αυτό εξαρτάται από τους δείκτες αντίστροφης τάσης. Συχνά μια τέτοια δίοδος χρησιμοποιείται κατά τη ρύθμιση και τη βαθμονόμηση κυκλωμάτων ταλαντωτικού τύπου.

Δίοδος εκπομπής φωτός

Αυτός ο τύπος διόδου εκπέμπει φως, αλλά μόνο εάν το ρεύμα ρέει προς τα εμπρός. Τις περισσότερες φορές, αυτή η συσκευή χρησιμοποιείται όπου χρειάζεται να δημιουργηθεί φωτισμός ελάχιστο κόστοςηλεκτρική ενέργεια.

Φωτοδίοδος

Αυτή η συσκευή έχει εντελώς αντίθετα χαρακτηριστικά, αν μιλάμε για την προηγούμενη περιγραφείσα επιλογή. Έτσι, παράγει φορτία μόνο όταν το χτυπά το φως.

Βαθμολόγηση

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι ένα χαρακτηριστικό όλων των συσκευών είναι ότι κάθε στοιχείο έχει μια ειδική ονομασία. Χάρη σε αυτά, μπορείτε να μάθετε τα χαρακτηριστικά της διόδου εάν είναι τύπου ημιαγωγού. Το σώμα αποτελείται από τέσσερα συστατικά. Τώρα πρέπει να εξετάσουμε τις σημάνσεις.

Στην πρώτη θέση θα υπάρχει πάντα ένα γράμμα ή ένας αριθμός που υποδεικνύει το υλικό από το οποίο κατασκευάζεται η δίοδος. Έτσι, οι παράμετροι της διόδου θα είναι εύκολο να εντοπιστούν. Εάν υποδεικνύεται το γράμμα G, K, A ή I, τότε αυτό σημαίνει γερμάνιο, πυρίτιο, αρσενίδιο του γαλλίου και ίνδιο. Μερικές φορές μπορεί να υποδεικνύονται αριθμοί από το 1 έως το 4, αντίστοιχα.

Η δεύτερη θέση θα υποδεικνύει τον τύπο. Έχει επίσης διαφορετικές έννοιες και τα δικά του χαρακτηριστικά. Μπορεί να υπάρχουν μονάδες ανορθωτή (C), varicaps (V), δίοδοι σήραγγας (I) και δίοδοι zener (C), ανορθωτές (D), μικροκύματα (A).

Η προτελευταία θέση καταλαμβάνεται από έναν αριθμό που θα υποδεικνύει την περιοχή στην οποία χρησιμοποιείται η δίοδος.

Η τέταρτη θέση θα οριστεί σε έναν αριθμό από 01 έως 99. Θα υποδεικνύει τον αριθμό ανάπτυξης. Επιπλέον, ο κατασκευαστής μπορεί να εφαρμόσει διάφορες σημάνσεις στο σώμα. Ωστόσο, κατά κανόνα, χρησιμοποιούνται μόνο σε συσκευές που δημιουργούνται για συγκεκριμένα κυκλώματα.

Για ευκολία, οι δίοδοι μπορούν να επισημανθούν με γραφικές εικόνες. Μιλάμε για τελείες και ρίγες. Δεν υπάρχει λογική σε αυτά τα σχέδια. Επομένως, για να καταλάβετε τι είχε στο μυαλό του ο κατασκευαστής, θα πρέπει να διαβάσετε τις οδηγίες.

Τριωδίες

Αυτός ο τύπος ηλεκτροδίου είναι ανάλογο μιας διόδου. Τι είναι ένα τρίοδο; Είναι κάπως παρόμοιο σε περίπλοκο με τις συσκευές που περιγράφονται παραπάνω, αλλά έχει διαφορετικές λειτουργίες και σχεδιασμό. Η κύρια διαφορά μεταξύ μιας διόδου και ενός τριόδου θα είναι ότι έχει τρεις ακροδέκτες και αναφέρεται συχνότερα ως τρανζίστορ.

Η αρχή λειτουργίας είναι ότι, χρησιμοποιώντας ένα μικρό σήμα, το ρεύμα θα εξέρχεται στο κύκλωμα. Οι δίοδοι και τα τρανζίστορ χρησιμοποιούνται σχεδόν σε κάθε συσκευή που διαθέτει ηλεκτρονικού τύπου. Μιλάμε και για επεξεργαστές.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Μια δίοδος λέιζερ, όπως και κάθε άλλη, έχει πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Για να τονιστούν τα πλεονεκτήματα αυτών των συσκευών, είναι απαραίτητο να τα προσδιορίσετε. Επιπλέον, θα κάνουμε μια μικρή λίστα με τα μειονεκτήματα.

Τα πλεονεκτήματα περιλαμβάνουν το χαμηλό κόστος των διόδων, την εξαιρετική διάρκεια ζωής, την υψηλή διάρκεια ζωής και μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε αυτές τις συσκευές όταν εργάζεστε με εναλλασσόμενο ρεύμα. Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι οι συσκευές είναι μικρού μεγέθους, επιτρέποντάς τους να τοποθετούνται σε οποιοδήποτε κύκλωμα.

Όσον αφορά τα μειονεκτήματα, πρέπει να τονιστεί ότι αυτή τη στιγμή δεν υπάρχουν συσκευές τύπου ημιαγωγών που να μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συσκευές με υψηλής τάσης. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο θα πρέπει να χτίσετε σε παλιά ανάλογα. Πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι οι δίοδοι έχουν πολύ επιζήμια επίδραση θερμότητα. Μειώνει τη διάρκεια ζωής.

Τα πρώτα αντίγραφα είχαν πολύ μικρή ακρίβεια. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η απόδοση των συσκευών ήταν αρκετά κακή. Οι λάμπες LED έπρεπε να αποσυσκευαστούν. Τι σημαίνει αυτό? Ορισμένες συσκευές θα μπορούσαν να λάβουν εντελώς διαφορετικές ιδιότητες, ακόμη και να κατασκευάζονται στην ίδια παρτίδα. Μετά τον έλεγχο των ακατάλληλων συσκευών, επισημάνθηκαν τα στοιχεία, τα οποία περιέγραφαν τα πραγματικά τους χαρακτηριστικά.

Όλες οι δίοδοι που είναι κατασκευασμένες από γυαλί έχουν ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό: είναι ευαίσθητες στο φως. Έτσι, εάν η συσκευή μπορεί να ανοίξει, δηλαδή να έχει καπάκι, τότε όλο το κύκλωμα θα λειτουργήσει εντελώς διαφορετικά, ανάλογα με το αν ο χώρος για το φως είναι ανοιχτός ή κλειστός.

Όλοι γνωρίζουμε πολύ καλά τι είναι δίοδος ημιαγωγών, αλλά λίγοι γνωρίζουμε την αρχή λειτουργίας μιας διόδου.Σήμερα, ειδικά για αρχάριους, θα εξηγήσω την αρχή της λειτουργίας της. Όπως είναι γνωστό, μια δίοδος περνά καλά ρεύμα από τη μία πλευρά, αλλά πολύ άσχημα στην αντίθετη κατεύθυνση. Η δίοδος έχει δύο ακροδέκτες - άνοδο και κάθοδο. Καμία ηλεκτρονική συσκευή δεν μπορεί να κάνει χωρίς τη χρήση διόδων. Η δίοδος χρησιμοποιείται για την ανόρθωση εναλλασσόμενου ρεύματος, χρησιμοποιώντας μια γέφυρα διόδου που αποτελείται από τέσσερις διόδους, μπορείτε να περιστρέψετε εναλλασσόμενο ρεύμασε σταθερή, ή χρησιμοποιώντας έξι διόδους για τη μετατροπή της τριφασικής τάσης σε μονοφασική, οι δίοδοι χρησιμοποιούνται σε μια ποικιλία τροφοδοτικών, σε συσκευές ήχου-βίντεο, σχεδόν παντού. Εδώ μπορείτε να δείτε φωτογραφίες ορισμένων.

Μπορείτε να παρατηρήσετε πτώση στην έξοδο της διόδου επίπεδο εισόδουτάση κατά 0,5-0,7 βολτ. Για συσκευές τροφοδοσίας χαμηλότερης τάσης, χρησιμοποιείται μια δίοδος Schottky · σε μια τέτοια δίοδο παρατηρείται η μικρότερη πτώση τάσης - περίπου 0,1 V. Οι δίοδοι Schottky χρησιμοποιούνται κυρίως σε συσκευές εκπομπής και λήψης ραδιοφώνου και σε άλλες συσκευές που λειτουργούν κυρίως σε υψηλές συχνότητες. Η αρχή λειτουργίας μιας διόδου είναι αρκετά απλή με την πρώτη ματιά: μια δίοδος είναι μια συσκευή ημιαγωγών με μονόδρομη αγωγιμότητα ηλεκτρικού ρεύματος.

Ο ακροδέκτης της διόδου που συνδέεται με τον θετικό πόλο της πηγής ισχύος ονομάζεται άνοδος και ο αρνητικός ακροδέκτης ονομάζεται κάθοδος. Ο κρύσταλλος της διόδου αποτελείται κυρίως από γερμάνιο ή πυρίτιο, η μία περιοχή του οποίου έχει ηλεκτρική αγωγιμότητα τύπου n, δηλαδή μια περιοχή οπής, η οποία περιέχει μια τεχνητά δημιουργημένη έλλειψη ηλεκτρονίων, η άλλη - αγωγιμότητα τύπου n, δηλαδή περιέχει μια περίσσεια ηλεκτρονίων, το όριο μεταξύ τους ονομάζεται διασταύρωση n-n, n είναι το πρώτο γράμμα της λέξης θετικό στα λατινικά, n είναι το πρώτο γράμμα της λέξης αρνητικό. Εάν εφαρμόζεται θετική τάση στην άνοδο της διόδου και εφαρμόζεται αρνητική τάση στην κάθοδο, τότε η δίοδος θα περάσει ρεύμα, αυτό ονομάζεται άμεση σύνδεση, σε αυτή τη θέση η δίοδος είναι ανοιχτή, εάν εφαρμοστεί αντίστροφη, η Η δίοδος δεν θα περάσει ρεύμα, σε αυτή τη θέση η δίοδος είναι κλειστή, αυτό ονομάζεται αντίστροφη σύνδεση.

Η αντίστροφη αντίσταση της διόδου είναι πολύ υψηλή και στα κυκλώματα θεωρείται διηλεκτρική (μονωτής). Μπορείτε να συναρμολογήσετε μια δίοδο ημιαγωγού για να δείξετε πώς λειτουργεί απλό διάγραμμαπου αποτελείται από μια πηγή ισχύος, ένα φορτίο (για παράδειγμα, έναν λαμπτήρα πυρακτώσεως ή έναν ηλεκτροκινητήρα χαμηλής ισχύος) και την ίδια τη δίοδο ημιαγωγού. Συνδέουμε όλα τα εξαρτήματα του κυκλώματος σε σειρά, τροφοδοτούμε συν από την πηγή ρεύματος στην άνοδο της διόδου, σε σειρά με τη δίοδο, δηλαδή συνδέουμε το ένα άκρο του λαμπτήρα στην κάθοδο της διόδου και συνδέστε το άλλο άκρο της ίδιας λάμπας στο μείον της πηγής ρεύματος. Παρατηρούμε τη λάμψη της λάμπας, τώρα αναποδογυρίζουμε τη δίοδο, η λάμπα δεν θα ανάβει πλέον επειδή η δίοδος είναι συνδεδεμένη πίσω, η μετάβαση είναι κλειστή. Ελπίζω ότι αυτό θα σας βοηθήσει με κάποιο τρόπο στο μέλλον, αρχάριοι - A. Kasyan (AKA).

Στην αρχή της ραδιομηχανικής, το πρώτο ενεργό στοιχείο ήταν ηλεκτρική λάμπα. Αλλά ήδη στη δεκαετία του είκοσι του περασμένου αιώνα, εμφανίστηκαν οι πρώτες συσκευές που ήταν διαθέσιμες για επανάληψη από ραδιοερασιτέχνες και έγιναν πολύ δημοφιλείς. Αυτοί είναι δέκτες ανιχνευτών. Επιπλέον, παρήχθησαν σε βιομηχανική κλίμακα, ήταν φθηνές και παρείχαν λήψη σε δύο ή τρεις εγχώριους ραδιοφωνικούς σταθμούς που λειτουργούσαν στις μπάντες μεσαίων και μεγάλων κυμάτων.

Σε δέκτες ανιχνευτών χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά η απλούστερη συσκευή ημιαγωγών, που αρχικά ονομαζόταν ανιχνευτής και μόνο αργότερα έλαβε το σύγχρονο όνομά της - δίοδος.

Μια δίοδος είναι μια συσκευή που αποτελείται από δύο μόνο στρώματα ημιαγωγών. Αυτό είναι το στρώμα "p" - θετικό και το στρώμα "n" - αρνητικό. Στο όριο δύο στρωμάτων ημιαγωγών, " p-n” μετάβαση. Η άνοδος είναι η περιοχή "p" και η κάθοδος είναι η περιοχή "n". Οποιαδήποτε δίοδος μπορεί να μεταφέρει ρεύμα μόνο από την άνοδο στην κάθοδο. Στα σχηματικά διαγράμματα ορίζεται ως εξής.

Πώς λειτουργεί μια δίοδος ημιαγωγών;

Σε έναν ημιαγωγό τύπου "n" υπάρχουν ελεύθερα ηλεκτρόνια, σωματίδια με πρόσημο μείον, και σε ημιαγωγό τύπου "p" υπάρχουν ιόντα με θετικό φορτίο, συνήθως ονομάζονται "οπές". Ας συνδέσουμε τη δίοδο στην πηγή ρεύματος σε αντίστροφη σύνδεση, δηλαδή θα εφαρμόσουμε ένα μείον στην άνοδο και ένα συν στην κάθοδο. Η έλξη συμβαίνει μεταξύ φορτίων διαφορετικών πολικοτήτων και τα θετικά φορτισμένα ιόντα έλκονται στο μείον και τα αρνητικά ηλεκτρόνια μετατοπίζονται στο συν της πηγής ισχύος. Σε μια διασταύρωση "p-n" δεν υπάρχουν φορείς φορτίου και δεν υπάρχει κίνηση ηλεκτρονίων. Καμία κίνηση ηλεκτρονίων - χωρίς ηλεκτρικό ρεύμα. Η δίοδος είναι κλειστή.

Όταν η δίοδος ενεργοποιείται απευθείας, συμβαίνει η αντίστροφη διαδικασία. Ως αποτέλεσμα της απώθησης των μονοπολικών φορτίων, όλοι οι φορείς ομαδοποιούνται στη ζώνη μετάβασης μεταξύ δύο δομών ημιαγωγών. Ένα ηλεκτρικό μεταβατικό πεδίο και ανασυνδυασμός ηλεκτρονίων και οπών προκύπτει μεταξύ των σωματιδίων. Το ηλεκτρικό ρεύμα αρχίζει να ρέει μέσω της διασταύρωσης p-n. Η ίδια η διαδικασία ονομάζεται «αγωγιμότητα ηλεκτρονίων-οπών». Σε αυτή την περίπτωση, η δίοδος είναι ανοιχτή.

Τίθεται ένα απολύτως φυσικό ερώτημα: πώς μπορούν να ληφθούν δομές με διαφορετικές ιδιότητες από ένα ημιαγωγό υλικό, δηλαδή έναν ημιαγωγό τύπου «n» και έναν ημιαγωγό τύπου «p». Αυτό μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας μια ηλεκτροχημική διαδικασία που ονομάζεται ντόπινγκ, δηλαδή εισάγοντας ακαθαρσίες άλλων μετάλλων στον ημιαγωγό, που παρέχουν τον επιθυμητό τύπο αγωγιμότητας. Υπάρχουν κυρίως τρεις ημιαγωγοί που χρησιμοποιούνται στα ηλεκτρονικά. Αυτό γερμάνιο (Ge), πυρίτιο (Si)Και αρσενίδιο του γαλλίου (GaAs). Το πυρίτιο, φυσικά, είναι πιο διαδεδομένο, καθώς τα αποθέματά του στον φλοιό της γης είναι πραγματικά τεράστια, επομένως το κόστος των συσκευών ημιαγωγών με βάση το πυρίτιο είναι πολύ χαμηλό.

Όταν προσθέτετε αμελητέα ποσότητα αρσενικού στο τήγμα πυριτίου ( Οπως και) παίρνουμε έναν ημιαγωγό " nτύπου και ντόπινγκ πυριτίου με το στοιχείο σπανίων γαιών ίνδιο ( Σε), παίρνουμε έναν ημιαγωγό " Ππληκτρολογήστε. Υπάρχουν πολλά πρόσθετα για ντόπινγκ ημιαγωγών υλικών. Για παράδειγμα, η εισαγωγή ατόμων χρυσού στη δομή ενός ημιαγωγού αυξάνει την απόδοση των διόδων, των τρανζίστορ και των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων και η προσθήκη ενός μικρού αριθμού διαφόρων ακαθαρσιών σε έναν κρύσταλλο αρσενιδίου του γαλλίου καθορίζει το χρώμα του LED.

Τύποι διόδων και το πεδίο εφαρμογής τους.

Η οικογένεια των διόδων ημιαγωγών είναι πολύ μεγάλη. Εξωτερικά, μοιάζουν πολύ, με εξαίρεση ορισμένες ομάδες που διαφέρουν δομικά και σε ορισμένες παραμέτρους. Οι πιο συνηθισμένες τροποποιήσεις διόδων ημιαγωγών είναι:

Αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι κάθε τύπος διόδου έχει υποομάδες. Για παράδειγμα, μεταξύ των ανορθωτών υπάρχουν επίσης εξαιρετικά γρήγορες δίοδοι. Μπορεί να ονομαστεί ως Εξαιρετικά γρήγορος ανορθωτής , HyperFast Rectifier και ούτω καθεξής. Παράδειγμα - Εξαιρετικά γρήγορη δίοδος χαμηλής πτώσης STTH6003TV/CW(αναλογικό VS-60CPH03). Πρόκειται για μια εξαιρετικά εξειδικευμένη δίοδο, η οποία χρησιμοποιείται, για παράδειγμα, σε μηχανές συγκόλλησης τύπου inverter. Οι δίοδοι Schottky είναι γρήγορες, αλλά δεν μπορούν να αντέξουν υψηλές αντίστροφες τάσεις, επομένως χρησιμοποιούνται εξαιρετικά γρήγορες διόδους ανόρθωσης, οι οποίες μπορούν να αντέξουν υψηλές αντίστροφες τάσεις και τεράστια προς τα εμπρός ρεύματα. Επιπλέον, η απόδοσή τους είναι συγκρίσιμη με αυτή των διόδων Schottky.

Παράμετροι διόδων ημιαγωγών.

Οι δίοδοι ημιαγωγών έχουν πολλές παραμέτρους και καθορίζονται από τη λειτουργία στην οποία εκτελούν συγκεκριμένη συσκευή. Για παράδειγμα, σε διόδους που δημιουργούν ταλαντώσεις μικροκυμάτων, μια πολύ σημαντική παράμετρος είναι η συχνότητα λειτουργίας, καθώς και η συχνότητα αποκοπής στην οποία η παραγωγή αποτυγχάνει. Αλλά για τις διόδους ανορθωτή αυτή η παράμετρος είναι εντελώς ασήμαντη.

Στις διόδους μεταγωγής και μεταγωγής, η ταχύτητα μεταγωγής και ο χρόνος ανάκτησης, δηλαδή η ταχύτητα πλήρους ανοίγματος και πλήρους κλεισίματος, είναι σημαντικές. Στις διόδους υψηλής ισχύος, η απαγωγή ισχύος είναι σημαντική. Για να γίνει αυτό, τοποθετούνται σε ειδικά καλοριφέρ. Αλλά οι δίοδοι που λειτουργούν σε συσκευές χαμηλού ρεύματος δεν χρειάζονται καλοριφέρ.

Υπάρχουν όμως παράμετροι που θεωρούνται σημαντικές για όλους τους τύπους διόδων, τις παραθέτουμε:

U λεωφ. – επιτρεπόμενη τάση στη δίοδο όταν τη διαρρέει ρεύμα προς την εμπρός κατεύθυνση. Δεν πρέπει να υπερβείτε αυτήν την τάση, καθώς αυτό θα οδηγήσει σε βλάβη της.

U arr. – επιτρεπόμενη τάση στη δίοδο σε κλειστή κατάσταση. Ονομάζεται επίσης τάση διάσπασης. Στην κλειστή κατάσταση, όταν δεν ρέει ρεύμα μέσω της διασταύρωσης p-n, σχηματίζεται αντίστροφη τάση στους ακροδέκτες. Εάν υπερβεί την επιτρεπόμενη τιμή, αυτό θα οδηγήσει σε φυσική «διάσπαση» της διασταύρωσης pn. Ως αποτέλεσμα, η δίοδος θα μετατραπεί σε συνηθισμένο αγωγό (καύση).

Οι δίοδοι Schottky είναι πολύ ευαίσθητες στην υπερβολική αντίστροφη τάση, η οποία πολύ συχνά αποτυγχάνει για αυτόν τον λόγο. Οι συμβατικές δίοδοι, για παράδειγμα, οι ανορθωτές πυριτίου, είναι πιο ανθεκτικές στην υπερβολική αντίστροφη τάση. Όταν ξεπεραστεί ελαφρά, αλλάζουν στη λειτουργία αναστρέψιμη διάσπαση. Εάν ο κρύσταλλος της διόδου δεν έχει χρόνο να υπερθερμανθεί λόγω υπερβολικής παραγωγής θερμότητας, τότε το προϊόν μπορεί να λειτουργήσει για μεγάλο χρονικό διάστημα.

λεωφ. – μπροστινό ρεύμα της διόδου. Αυτό είναι πολύ σημαντική παράμετρος, το οποίο πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά την αντικατάσταση των διόδων με ανάλογα ή κατά το σχεδιασμό σπιτικών συσκευών. Το μέγεθος του μπροστινού ρεύματος για διαφορετικές τροποποιήσεις μπορεί να φτάσει δεκάδες και εκατοντάδες αμπέρ. Ιδιαίτερα ισχυρές δίοδοι εγκαθίστανται στο ψυγείο για την απομάκρυνση της θερμότητας, η οποία σχηματίζεται λόγω της θερμικής επίδρασης του ρεύματος. Διασταύρωση P-Nόταν συνδέεται απευθείας, έχει επίσης χαμηλή αντίσταση. Σε μικρά ρεύματα λειτουργίας δεν είναι αισθητή η επίδρασή του, αλλά σε ρεύματα λίγων έως δεκάδων αμπέρ ο κρύσταλλος της διόδου θερμαίνεται αισθητά. Για παράδειγμα, μια γέφυρα διόδου ανορθωτή σε μια μηχανή συγκόλλησης μετατροπέα πρέπει να εγκατασταθεί σε ένα ψυγείο.

Αρρ. – αντίστροφο ρεύμα διόδου. Το αντίστροφο ρεύμα είναι το λεγόμενο ρεύμα μειοψηφίας. Σχηματίζεται όταν η δίοδος είναι κλειστή. Η ποσότητα του αντίστροφου ρεύματος είναι πολύ μικρή και στη συντριπτική πλειοψηφία των περιπτώσεων δεν λαμβάνεται υπόψη.

Σταθερό – τάση σταθεροποίησης (για διόδους zener). Διαβάστε περισσότερα σχετικά με αυτήν την παράμετρο στο άρθρο σχετικά με τη δίοδο zener.

Επιπλέον, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι όλες αυτές οι παράμετροι στην τεχνική βιβλιογραφία εκτυπώνονται με το « Μέγιστη" Η μέγιστη επιτρεπόμενη τιμή αναφέρεται εδώ αυτή η παράμετρος. Επομένως, όταν επιλέγετε τον τύπο της διόδου για το σχέδιό σας, πρέπει να υπολογίζετε στις μέγιστες επιτρεπόμενες τιμές.

Περιεχόμενο:

Ο τυπικός σχεδιασμός μιας διόδου ημιαγωγών γίνεται με τη μορφή συσκευή ημιαγωγών. Διαθέτει δύο ακροδέκτες και έναν ανορθωτικό ηλεκτρικό κόμβο. Η συσκευή χρησιμοποιεί διάφορες ιδιότητες που σχετίζονται με ηλεκτρικές μεταβάσεις. Ολόκληρο το σύστημα συνδέεται σε ένα ενιαίο περίβλημα από πλαστικό, γυαλί, μέταλλο ή κεραμικό. Το τμήμα του κρυστάλλου με μεγαλύτερη συγκέντρωση ακαθαρσιών ονομάζεται εκπομπός και η περιοχή με μικρότερη συγκέντρωση ονομάζεται βάση. Οι σημάνσεις διόδων και τα σχήματα χαρακτηρισμού χρησιμοποιούνται σύμφωνα με τις επιμέρους ιδιότητές τους, χαρακτηριστικά σχεδίουκαι τεχνικά χαρακτηριστικά.

Χαρακτηριστικά και παράμετροι διόδων

Ανάλογα με το υλικό που χρησιμοποιείται, οι δίοδοι μπορούν να κατασκευαστούν από πυρίτιο ή γερμάνιο. Επιπλέον, για την παραγωγή τους χρησιμοποιούνται φωσφίδιο του ινδίου και αρσενίδιο του γαλλίου. Οι δίοδοι γερμανίου έχουν υψηλότερο συντελεστή μετάδοσης σε σύγκριση με τα προϊόντα πυριτίου. Έχουν υψηλή αγωγιμότητα σε σχετικά χαμηλή τάση. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιούνται ευρέως στην παραγωγή δεκτών τρανζίστορ.

Σύμφωνα με τα τεχνολογικά χαρακτηριστικά και τα σχέδια, οι δίοδοι διακρίνονται ως επίπεδες ή σημειακές, παλμικές, καθολικές ή ανορθωτές. Μεταξύ αυτών, πρέπει να σημειωθεί μια ξεχωριστή ομάδα, η οποία περιλαμβάνει και. Όλα αυτά τα σημάδια καθιστούν δυνατή την αναγνώριση μιας διόδου από εμφάνιση.

Τα χαρακτηριστικά των διόδων καθορίζονται από παραμέτρους όπως ρεύματα και τάσεις προς τα εμπρός και αντίστροφα, εύρη θερμοκρασίας, μέγιστη αντίστροφη τάση και άλλες τιμές. Ανάλογα με αυτό, εφαρμόζονται οι κατάλληλες σημάνσεις.

Ονομασίες και χρωματική κωδικοποίηση διόδων

Οι σύγχρονες ονομασίες διόδων συμμορφώνονται με τα νέα πρότυπα. Χωρίζονται σε ομάδες ανάλογα με την οριακή συχνότητα στην οποία ενισχύεται η μετάδοση ρεύματος. Επομένως, οι δίοδοι έρχονται σε χαμηλές, μεσαίες, υψηλές και υπερυψηλές συχνότητες. Επιπλέον, έχουν διαφορετική απαγωγή ισχύος: χαμηλή, μεσαία και υψηλή.

Η σήμανση διόδου είναι ένα σύντομο σύμβολο του στοιχείου σε ένα γραφικό σχέδιο, λαμβάνοντας υπόψη τις παραμέτρους και τεχνικά χαρακτηριστικάαγωγός. Το υλικό από το οποίο κατασκευάζεται ο ημιαγωγός επισημαίνεται στη θήκη με τα αντίστοιχα σύμβολα γραμμάτων. Αυτές οι ονομασίες τοποθετούνται μαζί με τον σκοπό, τον τύπο, τις ηλεκτρικές ιδιότητες της συσκευής και της σύμβολο. Αυτό βοηθά στο μέλλον να συνδέσετε σωστά τη δίοδο ηλεκτρονικό κύκλωμασυσκευές.

Οι ακροδέκτες ανόδου και καθόδου υποδεικνύονται με ένα βέλος ή με σύμβολα συν ή πλην. Κοντά στην άνοδο εφαρμόζονται χρωματικοί κώδικες και σημάνσεις με τη μορφή κουκκίδων ή λωρίδων. Όλες οι ονομασίες και η χρωματική κωδικοποίηση σάς επιτρέπουν να προσδιορίζετε γρήγορα τον τύπο της συσκευής και να τη χρησιμοποιείτε σωστά σε διάφορα κυκλώματα. Μια λεπτομερής εξήγηση αυτού του συμβολισμού δίνεται σε πίνακες αναφοράς, οι οποίοι χρησιμοποιούνται ευρέως από ειδικούς στον τομέα των ηλεκτρονικών.

Σήμανση εισαγόμενων διόδων

Επί του παρόντος, οι δίοδοι ξένης κατασκευής χρησιμοποιούνται ευρέως. Ο σχεδιασμός των στοιχείων γίνεται με τη μορφή μιας σανίδας, στην επιφάνεια της οποίας είναι στερεωμένο ένα τσιπ. Οι διαστάσεις του προϊόντος είναι πολύ μικρές για να επιτρέψουν την εφαρμογή σήμανσης σε αυτό. Σε μεγαλύτερα στοιχεία, οι ονομασίες υπάρχουν σε πλήρεις ή συντομευμένες εκδόσεις.

Στα ηλεκτρονικά, οι δίοδοι SMD αποτελούν περίπου το 80% όλων των προϊόντων αυτού του τύπου που χρησιμοποιούνται. Μια τέτοια ποικιλία λεπτομερειών σας κάνει να προσέχετε περισσότερο τους χαρακτηρισμούς. Μερικές φορές μπορεί να μην συμπίπτουν με τα δηλωθέντα τεχνικά χαρακτηριστικά, επομένως είναι σκόπιμο πρόσθετος έλεγχοςαμφισβητήσιμα στοιχεία εάν σχεδιάζονται να χρησιμοποιηθούν σε πολύπλοκα και ακριβή κυκλώματα. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι οι σημάνσεις των διόδων αυτού του τύπου μπορεί να διαφέρουν σε εντελώς πανομοιότυπες περιπτώσεις. Μερικές φορές υπάρχουν μόνο αλφαβητικά σύμβολα, χωρίς αριθμούς. Από αυτή την άποψη, συνιστάται η χρήση πινάκων με μεγέθη διόδων από διαφορετικούς κατασκευαστές.

Για τις διόδους SMD, ο τύπος συσκευασίας SOD123 χρησιμοποιείται συχνότερα. Μια έγχρωμη λωρίδα ή ανάγλυφο μπορεί να εφαρμοστεί σε ένα από τα άκρα, το οποίο υποδεικνύει μια κάθοδο με αρνητική πολικότητα για να ανοίξει η διασταύρωση pn. Η μόνη επιγραφή αντιστοιχεί στον χαρακτηρισμό της θήκης.

Ο τύπος του περιβλήματος δεν παίζει καθοριστικό ρόλο κατά τη χρήση διόδου. Ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά είναι η διάχυση κάποιας ποσότητας θερμότητας από την επιφάνεια του στοιχείου. Επιπλέον, λαμβάνονται υπόψη οι τιμές των τάσεων λειτουργίας και της αντίστροφης τάσης, το μέγιστο επιτρεπόμενο ρεύμα μέσω της διασταύρωσης pn, η απαγωγή ισχύος και άλλες παράμετροι. Όλα αυτά τα δεδομένα υποδεικνύονται σε βιβλία αναφοράς και η σήμανση επιταχύνει μόνο την αναζήτηση για το επιθυμητό στοιχείο.

Δεν είναι πάντα δυνατό να προσδιοριστεί ο κατασκευαστής από την εμφάνιση της θήκης. Για να βρείτε το επιθυμητό προϊόν, υπάρχουν ειδικές μηχανές αναζήτησης στις οποίες πρέπει να εισάγετε αριθμούς και γράμματα μια ορισμένη σειρά. Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα συγκροτήματα διόδων δεν φέρουν καμία απολύτως πληροφορία, επομένως σε τέτοιες περιπτώσεις μόνο ένα βιβλίο αναφοράς μπορεί να βοηθήσει. Τέτοιες απλοποιήσεις, που καθιστούν τον χαρακτηρισμό της διόδου πολύ σύντομη, εξηγούνται από τον εξαιρετικά περιορισμένο χώρο για σήμανση. Όταν χρησιμοποιείτε εκτύπωση οθόνης ή λέιζερ, μπορείτε να χωρέσετε 8 χαρακτήρες ανά 4 mm2.

Αξίζει επίσης να ληφθεί υπόψη το γεγονός ότι ο ίδιος αλφαριθμητικός κώδικας μπορεί να υποδηλώνει εντελώς διαφορετικά στοιχεία. Σε τέτοιες περιπτώσεις, αναλύεται ολόκληρο το ηλεκτρικό κύκλωμα.

Μερικές φορές η επισήμανση υποδεικνύει την ημερομηνία κυκλοφορίας και τον αριθμό παρτίδας. Τέτοια σήματα εφαρμόζονται για να είναι δυνατή η παρακολούθηση πιο σύγχρονων τροποποιήσεων προϊόντων. Εκδίδεται η αντίστοιχη διορθωτική τεκμηρίωση με αριθμό και ημερομηνία. Αυτό σας επιτρέπει να προσδιορίσετε με μεγαλύτερη ακρίβεια Προδιαγραφέςστοιχεία κατά τη συναρμολόγηση των πιο κρίσιμων κυκλωμάτων. Χρησιμοποιώντας παλιά εξαρτήματα για νέα σχέδια, ενδέχεται να μην έχετε το αναμενόμενο αποτέλεσμα· στις περισσότερες περιπτώσεις, το τελικό προϊόν απλώς αρνείται να λειτουργήσει.

Κάθοδος ανόδου σήμανσης διόδου

Κάθε δίοδος, όπως μια αντίσταση, είναι εξοπλισμένη με δύο ακροδέκτες - άνοδο και κάθοδο. Αυτά τα ονόματα δεν πρέπει να συγχέονται με το συν και το πλην, που σημαίνουν εντελώς διαφορετικές παραμέτρους.

Ωστόσο, είναι πολύ συχνά απαραίτητο να προσδιοριστεί η ακριβής αντιστοίχιση κάθε ακροδέκτη διόδου. Υπάρχουν δύο τρόποι για τον προσδιορισμό της ανόδου και της καθόδου:

• Η κάθοδος σημειώνεται με μια λωρίδα, η οποία διαφέρει αισθητά από το συνολικό χρώμα του σώματος.
• Η δεύτερη επιλογή περιλαμβάνει τον έλεγχο της διόδου με ένα πολύμετρο. Ως αποτέλεσμα, όχι μόνο καθορίζεται η θέση της ανόδου και της καθόδου, αλλά και ελέγχεται η απόδοση ολόκληρου του στοιχείου.