Diodai yra paprasčiausi puslaidininkiniai įtaisai, kurių pagrindas yra elektronų skylė (p-n sandūra). Kaip žinoma, pagrindinė p-n sandūros savybė yra vienpusis laidumas: nuo srities p (anodas) iki srities n (katodas). Tai aiškiai perteikia įprastas grafinis puslaidininkinio diodo žymėjimas: trikampis (anodo simbolis) kartu su jį kertančia elektros jungties linija sudaro kažką panašaus į rodyklę, rodančią laidumo kryptį. Šiai rodyklei statmena linija simbolizuoja katodą (1 pav.).

1 pav. Diodų simbolis

Diodų raidinis kodas yra VD. Šis kodas žymi ne tik atskirus diodus, bet ir ištisas grupes, pavyzdžiui, lygintuvų stulpelius (žr. 1 pav., VD4). Išimtis yra vienfazis lygintuvo tiltelis, pavaizduotas kaip kvadratas su atitinkamu gnybtų skaičiumi ir diodo simboliu viduje (2 pav., VD1). Ištaisytos įtampos tiltelio poliškumas diagramose nenurodytas, nes jį aiškiai nustato diodo simbolis. Vienfaziai tilteliai, struktūriškai sujungti viename korpuse, vaizduojami atskirai, nurodant, kad jie priklauso vienam gaminiui pozicijos žymėjime (žr. 2 pav., VD2.1, VD2.2). Šalia diodo padėties žymėjimo taip pat galite nurodyti jo tipą.

2 pav. Diodinių tiltelių simbolis

Pagrindinio simbolio pagrindu taip pat sukonstruoti specialių savybių turinčių puslaidininkinių diodų grafiniai simboliai. Kad diagramoje būtų parodytas zenerio diodas, katodas papildomas trumpu smūgiu, nukreiptu link anodo simbolio (3 pav., VD1). Reikėtų pažymėti, kad smūgio vieta anodo simbolio atžvilgiu turėtų būti nepakitusi, nepaisant zenerio diodo simbolio padėties diagramoje (VD2-VD4). Tai taip pat taikoma dviejų anodų (dvipusio) zenerio diodo (VD5) simboliui.

3 pav. Zener diodų, varicaps, Schottky diodų simbolis

Tunelinių diodų, apverstųjų diodų ir Šotkio diodų – puslaidininkinių įtaisų, naudojamų signalams apdoroti mikrobangų srityje – grafiniai simboliai sukonstruoti panašiai. Tunelinio diodo ženkle (žr. 3 pav., VD8) katodas papildytas dviem smūgiais, nukreiptais viena kryptimi (link anodo), ženklinant Šotkio diodą (VD10) - skirtingomis kryptimis; žymint atvirkštinį diodą (VD9) - abu smūgiai liečia katodą savo viduriu.

Atvirkštinio poslinkio p-n sandūros savybė elgtis kaip elektrinė talpa naudojama specialiuose dioduose - varicapah(iš žodžių vari(able) – kintamasis ir cap(acitor) – kondensatorius). Įprastas grafinis šių įrenginių žymėjimas aiškiai atspindi jų paskirtį (3 pav., VD6): dvi lygiagrečios linijos suvokiamos kaip kondensatoriaus simbolis. Kaip ir kintamieji kondensatoriai, patogumo dėlei varikapai dažnai gaminami blokų (jie vadinami matricomis) pavidalu su bendru katodu ir atskirais anodais. Pavyzdžiui, pav. 3 paveiksle parodytas dviejų varikapų (VD1) matricos žymėjimas.

Pagrindinis diodo simbolis taip pat naudojamas žymėjime tiristoriai(iš graikų kalbos thyra - durys ir angliškas rezistorius - rezistorius) - puslaidininkiniai įtaisai su trimis p-n jungtimis (p-n-p-n struktūra), naudojami kaip perjungimo diodai. Šių įrenginių raidinis kodas yra VS.

Vadinami tiristoriai su laidais tik iš išorinių konstrukcijos sluoksnių dinistoriai ir žymimas diodo simboliu, perbrauktu linijos segmentu, lygiagrečiu katodui (4 pav., VS1). Ta pati technika buvo panaudota konstruojant simetrinio dinistoriaus (VS2) žymėjimą, kuris srovę (įjungus) veda į abi puses. Vadinami tiristoriai su papildomu, trečiuoju išėjimu (iš vieno iš vidinių konstrukcijos sluoksnių). tiristoriai. Katodo valdymas šių prietaisų žymėjime pažymėtas laužta linija, pritvirtinta prie katodo simbolio (VS3), o anodo valdymas - linija, pratęsiančia vieną iš trikampio, simbolizuojančio anodą, kraštų (VS4). Įprastas simetrinio (dvikrypčio) SCR grafinis žymėjimas gaunamas iš simetrinio dinistoriaus simbolio, pridedant trečią kaištį (žr. 4 pav., VS5).

4 pav. Simbolis dinistoriams, trinistoriams

Iš diodų, kurie keičia savo parametrus veikiant išoriniams veiksniams, plačiausiai naudojami fotodiodai. Norint parodyti tokį puslaidininkinį įtaisą diagramoje, pagrindinio diodo simbolis dedamas į apskritimą, o šalia jo (viršuje kairėje, nepriklausomai nuo padėties) dedamas fotoelektrinio efekto ženklas - dvi įstrižos lygiagrečios rodyklės, nukreiptos į simbolį (pav. 5, VD1-VD3) . Bet kurių kitų puslaidininkinių diodų, valdomų optine spinduliuote, pavadinimai sukonstruoti panašiai. Fig. 5 paveiksle kaip pavyzdys parodytas įprastas grafinis fotodinistoriaus VD4 žymėjimas.

5 pav. Fotodiodų simbolis

Įprasti šviesos diodų grafiniai simboliai sukonstruoti panašiai, tačiau optinę spinduliuotę rodančios rodyklės dedamos viršuje dešinėje, neatsižvelgiant į padėtį, ir nukreiptos priešinga kryptimi (6 pav.). Kadangi šviesos diodai, skleidžiantys matomą šviesą, dažniausiai naudojami kaip indikatoriai, diagramose jie žymimi lotyniškomis raidėmis HL. Standartinis raidinis kodas D naudojamas tik infraraudoniesiems (IR) šviesos diodams.

6 pav. LED ir LED indikatorių simbolis

LED simbolių indikatoriai dažnai naudojami skaičiams, raidėms ir kitiems simboliams rodyti. Įprasti tokių prietaisų grafiniai simboliai oficialiai nenumatyti GOST, o praktiškai tokie simboliai kaip HL3, parodyta Fig. 6, kuriame parodytas septynių segmentų indikatoriaus, skirto skaičiams ir kableliui rodyti, žymėjimas. Tokių rodiklių segmentai žymimi mažosiomis lotyniškos abėcėlės raidėmis pagal laikrodžio rodyklę, pradedant nuo viršaus. Šis simbolis aiškiai atspindi beveik tikrą šviesą skleidžiančių elementų (segmentų) išdėstymą indikatoriuje, nors jis nėra be trūkumų; jame nėra informacijos apie įtraukimo į elektros grandinę poliškumą (kadangi panašūs indikatoriai gaminami ir su bendru anodu, ir su bendru katodu, jungčių modeliai skirsis). Tačiau tai nesukelia ypatingų sunkumų, nes schemoje paprastai nurodomas indikatorių bendro gnybto prijungimas. Ženklų indikatorių raidinis kodas yra HG.

Šviesą skleidžiantys kristalai plačiai naudojami optronai- specialūs įtaisai, naudojami atskiroms elektroninių prietaisų dalims sujungti tais atvejais, kai būtinas jų galvaninis izoliavimas. Diagramose optronai žymimi raide U ir pavaizduoti, kaip parodyta Fig. 7.

7 pav. Optronų simbolis

Spinduliuotojo (LED) ir fotodetektoriaus optinė jungtis šiuo atveju rodoma dviem rodyklėmis, statmenomis elektros ryšio linijoms – optrono išėjimams. Fotodetektoriumi optronoje gali būti fotodiodas (žr. 7 pav., U1), fototiristorius U2, fotorezistorius U3 ir kt. Spindulio ir fotodetektoriaus simbolių santykinė orientacija nereguliuojama. Jei reikia, optrono komponentai gali būti pavaizduoti atskirai, tačiau tokiu atveju optinio ryšio ženklą reikia pakeisti optinės spinduliuotės ir fotoelektrinio efekto ženklais, o pozicijoje parodyti dalių priklausymą vienam gaminiui. žymėjimas (žr. 7 pav., U4.1, U4.2).

Pavadinimas diodas verčiamas kaip „dviejų elektrodų“. Istoriškai elektronika atsirado iš elektrinių vakuuminių prietaisų. Faktas yra tas, kad lempos, kurias daugelis prisimena iš senų televizorių ir imtuvų, turėjo tokius pavadinimus kaip diodas, triodas, pentodas ir kt.

Pavadinime buvo nurodytas įrenginio elektrodų arba kojų skaičius. Puslaidininkiniai diodai buvo išrasti praėjusio amžiaus pradžioje. Jie buvo naudojami radijo signalams aptikti.

Pagrindinė diodo savybė yra jo laidumo charakteristikos, kurios priklauso nuo į gnybtus patenkančios įtampos poliškumo. Diodo žymėjimas nurodo laidumo kryptį. Srovės judėjimas sutampa su rodykle ant UGO diodo.

UGO – įprastinis grafinis žymėjimas. Kitaip tariant, tai yra piktograma, žyminti elementą diagramoje. Pažiūrėkime, kaip atskirti LED žymėjimą diagramoje nuo kitų panašių elementų.

Diodai, kas jie?

Be atskirų lygintuvų diodų, jie yra sugrupuoti pagal pritaikymą į vieną korpusą.

Diodinio tiltelio žymėjimas

Pavyzdžiui, taip jis pavaizduotas diodinis tiltas vienfazės kintamosios srovės įtampos ištaisymui. Ir žemiau yra diodų tiltelių ir mazgų išvaizda.

Kitas lygintuvo tipas yra Schottky diodas– skirtas darbui aukšto dažnio grandinėse. Galima tiek atskira forma, tiek komplektais. Juos dažnai galima rasti perjungiamuose maitinimo šaltiniuose, pavyzdžiui, AT arba ATX asmeninio kompiuterio maitinimo šaltiniuose.

Paprastai „Schottky“ mazguose jo kištukas ir vidinė jungties grandinė nurodoma ant korpuso.

Specifiniai diodai

Mes jau žiūrėjome į lygintuvo diodą, pažiūrėkime Zenerio diodas, kuris rusų literatūroje vadinamas - zenerio diodas.

Zenerio diodo žymėjimas (Zener diodas)

Iš išorės jis atrodo kaip įprastas diodas - juodas cilindras su ženklu vienoje pusėje. Dažnai randama mažos galios versijoje - mažas raudonas stiklo cilindras su juodu ženklu ant katodo.

Jis turi svarbią savybę – įtampos stabilizavimą, todėl įjungiamas lygiagrečiai apkrovai priešinga kryptimi, t.y. Maitinimo pliusas yra prijungtas prie katodo, o anodas - prie minuso.

Kitas įrenginys yra varicap, jo veikimo principas pagrįstas barjerinės talpos vertės keitimu, priklausomai nuo taikomos įtampos dydžio. Naudojamas imtuvuose ir grandinėse, kur būtina atlikti signalo dažnio operacijas. Skirtas kaip diodas kartu su kondensatoriumi.

Varicap - žymėjimas diagramoje ir išvaizda

– kurio žymėjimas atrodo kaip perbrauktas diodas. Tiesą sakant, taip ir yra – tai 3 sandūrų, 4 sluoksnių puslaidininkinis įrenginys. Dėl savo struktūros jis turi savybę praleisti srovę įveikiant tam tikrą įtampos barjerą.

Pavyzdžiui, 30 V ar daugiau dinistoriai dažnai naudojami „energiją taupančiose“ lempose, autogeneratoriaus paleidimui ir kituose maitinimo šaltiniuose, pagamintuose pagal tokią grandinę.

Dinistoriaus žymėjimas

Šviesos diodai ir optoelektronika

Kadangi diodas skleidžia šviesą, žymėjimas reiškia LED turėtų būti šios funkcijos nuoroda, todėl prie įprasto diodo buvo pridėtos dvi išeinančios rodyklės.

Tiesą sakant, yra daug skirtingų būdų poliškumui nustatyti; žemiau yra visas skyrius apie tai, pavyzdžiui, žalios šviesos diodo išėjimas.

Paprastai šviesos diodo kaiščiai yra pažymėti arba žyma, arba skirtingo ilgio kojelėmis. Trumpa koja yra minusas.

Fotodiodas, prietaisas veikia priešingai nei LED. Jis keičia savo laidumo būseną priklausomai nuo šviesos kiekio, krentančios ant jo paviršiaus. Jo žymėjimas:

Tokie įrenginiai naudojami televizoriuose, magnetofonuose ir kitoje įrangoje, kuri valdoma nuotolinio valdymo pulteliu infraraudonųjų spindulių spektre. Tokį įrenginį galima pagaminti nupjaunant įprasto tranzistoriaus korpusą.

Dažnai naudojamas šviesos jutikliuose, įrenginiuose, skirtuose automatiškai įjungti ir išjungti apšvietimo grandines, pavyzdžiui:

Optoelektronika yra plačiai paplitusi duomenų perdavimo ir ryšio bei valdymo prietaisų sritis. Dėl greito reagavimo ir galvaninės izoliacijos jis užtikrina maitinamų įrenginių saugumą pirminės pusės aukštos įtampos šuolių atveju. Tačiau ne tokia forma, kaip nurodyta, o optrono pavidalu.

Diagramos apačioje matote optinį jungtį. Šviesos diodas čia įjungiamas uždarant maitinimo grandinę naudojant optotransistorių LED grandinėje. Kai uždarote jungiklį, srovė teka per šviesos diodą, esantį optrone, apatiniame kvadrate kairėje. Jis užsidega ir tranzistorius, veikiamas šviesos srauto, pradeda leisti srovę per LED1, pažymėtą žaliai.

Ta pati programa naudojama daugelio maitinimo šaltinių srovės arba įtampos grįžtamojo ryšio grandinėse (joms stabilizuoti). Taikymo sritis prasideda nuo mobiliųjų telefonų įkroviklių ir maitinimo šaltinių LED juostelėms iki galingų maitinimo sistemų.

Diodų yra labai įvairių, kai kurie iš jų yra panašūs savo savybėmis, kai kurie turi visiškai neįprastas savybes ir pritaikymą, juos vienija tik du funkciniai gnybtai.

Šiuos elementus galite rasti bet kurioje elektros grandinėje, negalima nuvertinti jų svarbos ir savybių. Pavyzdžiui, teisingas diodo pasirinkimas slopinimo grandinėje gali žymiai paveikti maitinimo jungiklių efektyvumą ir šilumos išsklaidymą bei atitinkamai maitinimo šaltinio ilgaamžiškumą.

Jei jums kas nors buvo neaišku, palikite komentarus ir užduokite klausimus; tolesniuose straipsniuose mes tikrai atskleisime visus neaiškius klausimus ir įdomius dalykus!

Mechanikoje yra įtaisų, leidžiančių orui ar skysčiui praeiti tik viena kryptimi.Prisiminkite, kaip pripumpavote dviračio ar automobilio padangą. Kodėl nuėmus siurblio žarną iš rato neišėjo oras? Nes ant fotoaparato, pipetėje, kur įkišate siurblio žarną, yra tokia įdomi smulkmena - . Taigi jis leidžia orui praeiti tik viena kryptimi, o blokuoja jo praėjimą kita kryptimi.

Elektronika yra ta pati hidraulika arba pneumatika. Tačiau visas pokštas yra tas, kad elektronika naudoja elektros srovę, o ne skystį ar orą. Jei nubrėžtume analogiją: vandens bakas yra įkrautas kondensatorius, žarna yra viela, induktorius yra ratas su mentėmis

kurių negalima iš karto pagreitinti, o paskui staigiai sustabdyti.

Tada kas yra spenelis elektronikoje? O radijo elementą vadinsime speneliu. Ir šiame straipsnyje mes su juo geriau susipažinsime.

Puslaidininkinis diodas yra elementas, kuris leidžia elektros srovei praeiti tik viena kryptimi, o blokuoja jos praėjimą kita kryptimi. Tai savotiškas spenelis ;-).

Kai kurie diodai atrodo beveik taip pat kaip rezistoriai:

Ir kai kurie atrodo šiek tiek kitaip:

Taip pat yra SMD diodų versijos:

Diodas turi du gnybtus, kaip rezistorius, tačiau šie gnybtai, skirtingai nei rezistorius, turi specifinius pavadinimus - anodas ir katodas(o ne pliusas ir minusas, kaip sako kai kurie neraštingi elektronikos inžinieriai). Bet kaip nustatyti, kuris yra kuris? Yra du būdai:

1) ant kai kurių diodų katodas pažymėtas juostele skiriasi nuo kūno spalvos

2) tu gali Patikrinkite diodą naudodami multimetrą ir sužinoti, kur yra jo katodas, o kur anodas. Tuo pačiu metu patikrinkite jo funkcionalumą. Šis metodas yra geležinis ;-). Kaip patikrinti diodą naudojant multimetrą, galite rasti šiame straipsnyje.

Jei ant anodo uždėsime pliusą, o ant katodo – minusą, tai diodas „atsivers“ ir juo ramiai tekės elektros srovė. Bet jei anodui pridedate minusą, o katodui pliusą, tada per diodą srovė netekės. Savotiškas spenelis ;-). Diagramose paprastas diodas žymimas taip:

Labai lengva prisiminti, kur yra anodas, o kur katodas, jei prisimenate piltuvėlį skysčiams į siaurus butelių kakliukus. Piltuvėlis labai panašus į diodo grandinę. Pilame į piltuvėlį, skystis teka labai gerai, bet jei apversi aukštyn kojom, pabandyk pilti per siaurą piltuvo kaklelį ;-).

Diodo charakteristikos

Pažvelkime į KD411AM diodo charakteristikas. Jo charakteristikų ieškome internete, į paiešką įvesdami „duomenų lapas KD411AM“

Norėdami paaiškinti diodo parametrus, mums taip pat reikia

1) Atvirkštinė maksimali įtampa U arr. - tai diodo įtampa, kurią jis gali atlaikyti, kai prijungtas priešinga kryptimi, o per jį tekės srovė aš arr.– srovės stiprumas, kai diodas prijungtas atvirkščiai. Viršijus atvirkštinę diodo įtampą, įvyksta vadinamasis lavinos gedimas, dėl kurio stipriai padidėja srovė, o tai gali sukelti visišką diodo terminį sunaikinimą. Mūsų tiriamame diode ši įtampa yra 700 voltų.

2) Didžiausia tiesioginė srovė Aš pr yra didžiausia srovė, kuri gali tekėti per diodą į priekį. Mūsų atveju tai yra 2 amperai.

3) Maksimalus dažnis Fd , kurio negalima viršyti. Mūsų atveju didžiausias diodo dažnis bus 30 kHz. Jei dažnis didesnis, mūsų diodas neveiks tinkamai.

Diodų tipai

Zenerio diodai

Tai tie patys diodai. Net iš pavadinimo aišku, kad zenerio diodai kažką stabilizuoja. A jie stabilizuoja įtampą. Tačiau norint, kad zenerio diodas stabilizuotų, reikia vienos sąlygos.Jie turi būti prijungtas priešingai nei diodai. Anodas yra neigiamas, o katodas yra teigiamas. Keista ar ne? Bet kodėl taip? Išsiaiškinkime. Diodo srovės-įtampos charakteristikoje (CVC) naudojama teigiama šaka - kryptis į priekį, bet zenerio diode naudojama kita CVC šakos dalis - atvirkštinė kryptis.

Žemiau diagramoje matome 5 voltų zenerio diodą. Kad ir kiek keistųsi srovės stiprumas, vis tiek gausime 5 voltus ;-). Puiku, ar ne? Tačiau yra ir spąstų. Srovės stipris neturėtų būti didesnis nei nurodyta diodo aprašyme, kitaip jis suges dėl aukštos temperatūros - Džaulio-Lenco dėsnis. Pagrindinis zenerio diodo parametras yra stabilizavimo įtampa(Ust). Matuojama voltais. Grafike matote zenerio diodą, kurio stabilizavimo įtampa yra 5 voltai. Taip pat yra srovės diapazonas, kuriame veiks zenerio diodas - tai yra minimali ir maksimali srovė(I min, I max). Matuojama amperais.

Zenerio diodai atrodo lygiai taip pat, kaip ir įprasti diodai:

Diagramose jie pažymėti taip:

šviesos diodai

šviesos diodai- speciali diodų klasė, skleidžianti matomą ir nematomą šviesą. Nematoma šviesa yra šviesa infraraudonųjų arba ultravioletinių spindulių diapazone. Tačiau pramonėje šviesos diodai su matoma šviesa vis dar atlieka svarbų vaidmenį. Jie naudojami eksponavimui, iškabų, šviečiančių reklamjuosčių, pastatų projektavimui, taip pat apšvietimui. Šviesos diodai turi tokius pačius parametrus kaip ir bet kuris kitas diodas, tačiau dažniausiai jų maksimali srovė yra daug mažesnė.

Apribokite atvirkštinę įtampą (U arr) gali siekti 10 voltų. Didžiausia srovė ( Imax) paprastiems šviesos diodams bus apribota iki maždaug 50 mA. Daugiau apšvietimui. Todėl, jungiant įprastą diodą, reikia nuosekliai prijungti rezistorių. Rezistorių galima apskaičiuoti naudojant paprastą formulę, tačiau idealiu atveju geriau naudoti kintamąjį rezistorių, pasirinkti norimą švytėjimą, išmatuoti kintamo rezistoriaus vertę ir įdėti pastovų rezistorių su ta pačia verte.

LED apšvietimo lempos sunaudoja centus elektros ir yra pigios.

LED juostos, susidedančios iš daugelio šviesos diodų, yra labai paklausios. Jie atrodo labai gražiai.

Diagramose šviesos diodai žymimi taip:

Nepamirškite, kad šviesos diodai skirstomi į indikatorius ir apšvietimą. Indikatoriaus šviesos diodai turi silpną švytėjimą ir yra naudojami rodyti bet kokius procesus, vykstančius elektroninėje grandinėje. Jiems būdingas silpnas švytėjimas ir mažas srovės suvartojimas

Na, apšvietimo LED yra tie, kurie naudojami jūsų kiniškuose žibintuose, taip pat LED lempose

Šviesos diodas yra srovės įtaisas, ty normaliam jo veikimui reikalinga vardinė srovė, o ne įtampa. Esant vardinei srovei, šviesos diodas nukrenta tam tikrą kiekį, kuris priklauso nuo šviesos diodo tipo (vardinės galios, spalvos, temperatūros). Žemiau yra lentelė, rodanti, koks įtampos kritimas atsiranda skirtingų spalvų šviesos dioduose esant vardinei srovei:

Šiame straipsnyje galite sužinoti, kaip patikrinti šviesos diodą.

Tiristoriai

Tiristoriai yra diodai, kurių laidumas valdomas naudojant trečiąjį gnybtą – valdymo elektrodą (UE). Pagrindinis tiristorių panaudojimas yra valdyti galingą apkrovą, naudojant silpną signalą, tiekiamą į valdymo elektrodą.Tiristoriai atrodo panašūs į diodus ar tranzistorius. Tiristoriai turi tiek daug parametrų, kad nėra pakankamai straipsnio jiems apibūdinti.Pagrindinis parametras - I OS, trečia.– vidutinė srovės vertė, kuri turėtų tekėti per tiristorių į priekį, nepakenkiant jo sveikatai.Svarbus parametras yra tiristoriaus atidarymo įtampa - ( U y), kuris tiekiamas į valdymo elektrodą ir prie kurio visiškai atsidaro tiristorius.

ir taip atrodo galios tiristoriai, tai yra tiristoriai, veikiantys su didele srove:

Diagramose triodiniai tiristoriai atrodo taip:

Taip pat yra tiristorių tipų - dinistoriai ir triakai. Dinistoriai neturi valdymo elektrodo ir atrodo kaip įprastas diodas. Dinistoriai pradeda leisti per save elektros srovę tiesioginiu ryšiu, kai įtampa viršija tam tikrą vertę.Triakai yra tokie patys kaip triodiniai tiristoriai, tačiau įjungus elektros srovę per juos praleidžia dviem kryptimis, todėl naudojami grandinėse su kintamąja srove.

Diodų tiltelis ir diodų mazgai

Gamintojai taip pat įstumia kelis diodus į vieną korpusą ir sujungia juos tam tikra seka. Tokiu būdu mes gauname diodų mazgai. Diodų tilteliai yra vienas iš diodų mazgų tipų.

Ant diagramų diodinis tiltasžymimas taip:

Taip pat yra ir kitų tipų diodų, tokių kaip varicaps, Gunn diodas, Schottky diodas ir kt. Net amžinybės neužtektų, kad galėtume jas visas aprašyti.

Paprasčiausias puslaidininkių šeimos dizainas yra diodai, kuriuose yra tik du elektrodai, tarp kurių yra elektros srovės laidumas viena kryptimi. Šio tipo laidumas puslaidininkiuose susidaro dėl jų vidinės struktūros.

Įrenginio ypatybės

Nežinant diodo konstrukcijos ypatybių, neįmanoma suprasti jo veikimo principo. Diodo struktūra susideda iš dviejų sluoksnių, kurių laidumas skiriasi.

Diodas susideda iš šių pagrindinių elementų:

• Rėmas. Jis pagamintas vakuuminio cilindro pavidalu, kurio medžiaga gali būti keramika, metalas, stiklas ir kitos patvarios medžiagos.
• Katodas. Jis yra baliono viduje ir yra skirtas elektronų emisijai generuoti. Paprasčiausias katodinis įtaisas yra plonas siūlas, kuris eksploatacijos metu šviečia. Šiuolaikiniuose dioduose yra netiesiogiai šildomi elektrodai, pagaminti iš metalinių cilindrų, turinčių aktyvų sluoksnį, galintį skleisti elektronus.
• Šildytuvas. Tai specialus elementas sriegio pavidalu, šildomas elektros srove. Šildytuvas yra netiesiogiai šildomo katodo viduje.
• Anodas. Tai antrasis diodo elektrodas, skirtas priimti iš katodo skleidžiamus elektronus. Anodas turi teigiamą potencialą, palyginti su katodu. Anodo forma dažniausiai tokia pati kaip katodo, cilindrinė. Abu elektrodai yra panašūs į puslaidininkių emiterį ir pagrindą.
• Kristalas. Jo gamybos medžiaga yra germanis arba silicis. Viena kristalo dalis yra p tipo, joje trūksta elektronų. Kita kristalo dalis turi n tipo laidumą su elektronų pertekliumi. Riba, esanti tarp šių dviejų kristalo dalių, vadinama p-n sandūra.

Šios diodo konstrukcijos ypatybės leidžia jam praleisti srovę viena kryptimi.

Veikimo principas

Diodo veikimas apibūdinamas įvairiomis jo būsenomis ir puslaidininkio savybėmis, kai jis yra šiose būsenose. Pažvelkime atidžiau į pagrindinius diodų jungčių tipus ir kokie procesai vyksta puslaidininkio viduje.

Diodai ramybės būsenoje

Jei diodas nėra prijungtas prie grandinės, jo viduje vis tiek vyksta savotiški procesai. „n“ srityje yra elektronų perteklius, kuris sukuria neigiamą potencialą. Teigiamas krūvis yra sutelktas "p" srityje. Kartu tokie krūviai sukuria elektrinį lauką.

Kadangi priešingų ženklų krūviai traukia, elektronai iš „n“ pereina į „p“, užpildydami skyles. Dėl tokių procesų puslaidininkyje atsiranda labai silpna srovė, o medžiagos tankis „p“ srityje padidėja iki tam tikros vertės. Šiuo atveju dalelės tolygiai pasiskirsto visame erdvės tūryje, tai yra, vyksta lėta difuzija. Dėl to elektronai grįžta į „n“ sritį.

Daugeliui elektros prietaisų srovės kryptis iš tikrųjų neturi reikšmės, viskas veikia gerai. Diodui didelę reikšmę turi srovės tekėjimo kryptis. Pagrindinė diodo užduotis yra praleisti srovę viena kryptimi, o tai palengvina p-n sandūra.

Atvirkštinis perjungimas

Jei diodai prijungiami prie maitinimo šaltinio pagal parodytą schemą, srovė nepereis per p-n sandūrą. Teigiamas maitinimo šaltinio polius yra prijungtas prie „n“ srities, o neigiamas – prie „p“. Dėl to elektronai iš „n“ srities pereina į teigiamą maitinimo šaltinio polių. Skyles pritraukia neigiamas polius. Perėjime atsiranda tuštuma, nėra krūvininkų.

Didėjant įtampai, skylės ir elektronai traukia stipriau, o sandūroje nėra krūvininkų. Kai diodas įjungiamas atvirkščiai, srovė neteka.

Padidėjęs medžiagos tankis šalia polių sukuria difuziją, tai yra tendenciją paskirstyti medžiagą visame tūryje. Taip atsitinka, kai išjungiamas maitinimas.

Atbulinė srovė

Prisiminkime mažumos krūvininkų darbus. Kai diodas yra išjungtas, per jį praeina nedidelis atvirkštinės srovės kiekis. Jis susidaro iš mažumos vežėjų, judančių priešinga kryptimi. Šis judėjimas įvyksta, kai pakeičiamas maitinimo šaltinio poliškumas. Atbulinė srovė paprastai yra nereikšminga, nes mažumos nešėjų skaičius yra labai mažas.

Didėjant kristalo temperatūrai, jų skaičius didėja ir sukelia atvirkštinės srovės padidėjimą, o tai dažniausiai sukelia sandūros pažeidimus. Siekiant apriboti puslaidininkių darbinę temperatūrą, jų korpusas montuojamas ant šilumą šalinančių aušinimo radiatorių.

Tiesioginis ryšys

Sukeiskime maitinimo polius tarp katodo ir anodo. „n“ pusėje elektronai nutols nuo neigiamo gnybto ir tekės link sankryžos. „P“ pusėje teigiamą krūvį turinčios skylės bus nustumtos nuo teigiamo maitinimo gnybto. Todėl elektronai ir skylės pradės greitai judėti vienas kito link.

Prie sandūros kaupiasi skirtingų krūvių dalelės, tarp jų susidaro elektrinis laukas. Elektronai praeina per p-n sandūrą ir juda į "p" sritį. Kai kurie elektronai rekombinuojasi su skylutėmis, o likusieji pereina į teigiamą maitinimo šaltinio polių. Atsiranda tiesioginė diodo srovė, kurią riboja jos savybės. Jei ši vertė viršijama, diodas gali sugesti.

Tiesioginėje diodo grandinėje jo varža yra nereikšminga, priešingai nei atvirkštinėje. Manoma, kad srovė negrįžta per diodą. Dėl to išsiaiškinome, kad diodai veikia vožtuvo principu: pasukite rankenėlę į kairę – teka vanduo, į dešinę – vandens nėra. Todėl jie dar vadinami puslaidininkiniais vožtuvais.

Priekinė ir atbulinė įtampa

Kai diodas atsidaro, jame yra tiesioginė įtampa. Atbulinė įtampa yra vertė, kai diodas užsidaro ir per jį praeina atvirkštinė srovė. Diodo varža ties įtampa yra labai maža, priešingai nei atvirkštinė įtampa, kuri padidėja iki tūkstančių kOhm. Tai galima patikrinti matuojant multimetru.

Puslaidininkinio kristalo varža gali skirtis priklausomai nuo įtampos. Kai ši vertė didėja, pasipriešinimas mažėja ir atvirkščiai.

Jei diodai naudojami dirbant su kintamąja srove, tada esant teigiamai sinusinės įtampos pusbangiui jis bus atviras, o esant neigiamai – uždarytas. Ši diodų savybė naudojama įtampai ištaisyti. Todėl tokie įrenginiai vadinami lygintuvais.

Diodų charakteristikos

Diodo charakteristikos išreiškiamos grafiku, kuris parodo srovės, įtampos ir jos poliškumo priklausomybę. Viršutinėje dalyje esanti vertikali koordinačių ašis lemia tiesioginę srovę, apatinėje - atvirkštinę.

Horizontali ašis dešinėje rodo tiesioginę įtampą, o horizontali ašis kairėje rodo atvirkštinę įtampą. Tiesioji grafiko atšaka išreiškia diodo praleidžiančią srovę ir eina arti vertikalios ašies, nes išreiškia tiesioginės srovės padidėjimą.

Antroji grafiko šaka rodo srovę, kai diodas uždarytas, ir eina lygiagrečiai horizontaliai ašiai. Kuo statesnis grafikas, tuo geriau diodas išlygina srovę. Didėjant tiesioginei įtampai, srovė lėtai didėja. Pasiekus šuolio sritį, jo dydis smarkiai padidėja.

Atvirkštinė grafiko šaka rodo, kad didėjant atvirkštinei įtampai srovė praktiškai nedidėja. Tačiau pasiekus leistinas ribas, įvyksta staigus atvirkštinės srovės šuolis. Dėl to diodas perkais ir suges.

Diodas yra dviejų elektrodų puslaidininkinis įtaisas. Tai atitinkamai Anodas(+) arba teigiamas elektrodas ir Katodas(-) arba neigiamas elektrodas. Paprastai sakoma, kad diodas turi (p) ir (n) sritis, jos yra prijungtos prie diodo gnybtų. Kartu jie sudaro p-n sandūrą. Pažvelkime atidžiau, kas yra ši p-n sandūra. Puslaidininkinis diodas yra išgrynintas silicio arba germanio kristalas, kurio akceptoriaus priemaiša įvedama į sritį (p), o donorinė priemaiša įvedama į sritį (n). Jonai gali veikti kaip donoro priemaišos Arsenas, ir kaip akceptorius priemaišų jonus Indija. Pagrindinė diodo savybė yra galimybė perduoti srovę tik viena kryptimi. Apsvarstykite toliau pateiktą paveikslą:

Šis paveikslas rodo, kad jei diodas yra įjungtas Anodas prie mitybos pliuso ir Katodas iki maitinimo šaltinio minuso, tada diodas yra atviroje būsenoje ir praleidžia srovę, nes jo varža yra nereikšminga. Jei diodas įjungtas Anodas iki minuso ir Katodas Pliusas yra tai, kad diodo varža bus labai didelė, o srovės grandinėje praktiškai nebus, tiksliau, ji bus, bet tokia maža, kad ją galima nepaisyti.

Galite sužinoti daugiau pažiūrėję į šį grafiką, Diodo voltų stiprintuvo charakteristikos:

Tiesiogiai prijungus, kaip matome iš šio grafiko, diodas turi mažą varžą ir atitinkamai gerai praleidžia srovę, o atvirkštiniu ryšiu iki tam tikros įtampos vertės diodas yra uždarytas, turi didelę varžą ir praktiškai nelaidus srovė. Tai lengva patikrinti, ar po ranka turite diodą ir multimetrą, turite nustatyti įrenginį į garso bandymo padėtį arba nustatę multimetro jungiklį priešais diodo piktogramą, kaip paskutinę priemonę galite pabandyti išbandyti diodą, nustatydami jungiklį į 2 KOhm padėtį varžos matavimui. Diodas pavaizduotas grandinės schemose kaip žemiau esančiame paveikslėlyje, nesunku atsiminti, kur yra kiekvienas gnybtas: srovė, kaip žinome, visada teka nuo pliuso iki minuso, todėl atrodo, kad diodo paveikslėlyje esantis trikampis rodo. su savo viršūne srovės kryptis, tai yra nuo pliuso iki minuso.

Prijungę raudoną multimetro zondą prie Anodo, galime įsitikinti, kad diodas praleidžia srovę į priekį, įrenginio ekrane bus skaičiai, lygūs ~ 800-900 arba arti jo. Sujungę zondus atbuline eiga, juodą zondą prie anodo, raudoną zondą prie katodo, ekrane pamatysime vienetą, kuris patvirtina, kad diodas neperleidžia srovės perjungus atbuline eiga. Aukščiau aptarti diodai yra plokštuminiai arba taškiniai diodai. Plokštuminiai diodai skirti vidutinei ir didelei galiai ir daugiausia naudojami lygintuvuose. Taškiniai diodai skirti mažos galios ir naudojami radijo detektoriuose, gali veikti aukštais dažniais.

Plokštuminis ir taškinis diodas

Kokių tipų diodai yra?

A) Nuotraukoje parodytas diodas, apie kurį kalbėjome aukščiau.

B) Šiame paveikslėlyje parodyta zenerio diodas, (svetimas pavadinimas Zener diode), jis naudojamas, kai diodas vėl įjungiamas. Pagrindinis tikslas: išlaikyti stabilią įtampą.

Dvigubo anodo zenerio diodas - diagramos vaizdas

IN) Dvipusis(arba dviejų anodų) zenerio diodas. Šio zenerio diodo pranašumas yra tas, kad jį galima įjungti nepriklausomai nuo poliškumo.

D), gali būti naudojamas kaip sutvirtinantis elementas.

D), naudojamas aukšto dažnio aptikimo grandinėse.

E), naudojamas kaip kintamasis kondensatorius.

G), kai prietaisas yra apšviestas, prie jo prijungtoje grandinėje atsiranda srovė dėl elektronų ir skylių porų susidarymo.

3), gerai žinomi ir bene plačiausiai naudojami įrenginiai, po įprastinių lygintuvų diodų. Jie naudojami daugelyje elektroninių prietaisų, skirtų rodyti ir kt.

Lygintuvų diodai Jie taip pat gaminami diodinių tiltelių pavidalu, pažiūrėkime, kokie jie yra – tai keturi diodai, sujungti, kad viename korpuse būtų gaminama nuolatinė (ištaisyta) srovė. Juos jungia Tilto grandinė, standartas lygintuvams:

Juose yra keturi pažymėti gnybtai: du kintamajai srovei prijungti, pliusas ir minusas. Nuotraukoje pavaizduotas diodinis tiltelis KTs405:

Dabar atidžiau pažvelkime į šviesos diodų taikymo sritį. Šviesos diodai (tiksliau LED lempos) gaminami pramonėje ir skirti patalpų apšvietimui, kaip ekonomiškas ir ilgaamžis šviesos šaltinis, su pagrindu, leidžiančiu įsukti į įprastą kaitrinės lempos lizdą.

LED lempos nuotrauka

Šviesos diodai yra skirtingų paketų, įskaitant SMD.

Taip pat gaminami vadinamieji RGB šviesos diodai, kurių viduje yra trys LED kristalai su skirtinga liuminescencija Raudona-Žalia-Mėlyna, atitinkamai Raudona - Žalia - Mėlyna, šie šviesos diodai turi keturis išėjimus ir leidžia išgauti bet kokią matomą spalvą maišant spalvas.

Šie SMD šviesos diodai dažnai būna juostiniai su jau sumontuotais rezistoriais ir leidžia juos tiesiogiai prijungti prie 12 voltų maitinimo šaltinio. Norėdami sukurti apšvietimo efektus, galite naudoti specialų valdiklį:

rgb valdiklis

Naudojant jiems nepatinka, kai tiekiama aukštesne nei skirta maitinimo įtampa ir gali iš karto arba po kurio laiko perdegti, todėl maitinimo šaltinio įtampą reikia skaičiuoti pagal formules. Sovietinių AL-307 tipo šviesos diodų maitinimo įtampa turėtų būti maždaug 2 voltai, importuotų - 2–2,5 voltų, natūraliai su srovės apribojimu. LED juostoms maitinti, jei nenaudojamas specialus valdiklis, reikalingas stabilizuotas maitinimo šaltinis. Paruošta medžiaga - AKV.

Aptarkite straipsnį DIODAI