Usmerňovacie diódy. Dióda. Polovodičová dióda. Pripojenie diódy. Označenie diódy. Prevádzka diódy

V mechanike existujú zariadenia, ktoré umožňujú priechod vzduchu alebo kvapaliny iba jedným smerom.Zamyslite sa nad tým, ako ste nafúkli koleso bicykla alebo auta. Prečo z kolesa nevychádzal vzduch, keď ste odstránili hadicu čerpadla? Pretože na fotoaparáte, v pipete, kam vložíte hadicu čerpadla, je taká zaujímavá vec -. Tu len prechádza vzduchom iba jedným smerom a blokuje jeho priechod druhým smerom.

Elektronika je rovnaká hydraulika alebo pneumatika. Celý vtip je ale v tom, že v elektronike sa namiesto kvapaliny alebo vzduchu používa elektrický prúd. Aby sme urobili analógiu: nádrž s vodou je nabitý kondenzátor, hadica je drôt, induktor je koleso s lopatkami

ktorý sa nedá okamžite pretaktovať a potom sa nedá náhle zastaviť.

Čo je potom vsuvka v elektronike? A bradavku budeme nazývať rádiovým prvkom -. A v tomto článku ho spoznáme bližšie.

Polovodičová dióda je prvok, ktorý prechádza elektrickým prúdom iba jedným smerom a blokuje jeho prechod v druhom smere. Toto je akási vsuvka ;-).

Niektoré diódy vyzerajú takmer rovnako ako odpory:

A niektoré vyzerajú trochu inak:

Existujú aj diódy SMD:

Dióda má dva vodiče, ako odpor, ale tieto kolíky, na rozdiel od odporu, majú špecifické názvy - anóda a katóda(a nie plus a mínus, ako hovoria niektorí negramotní elektroniki). Ako však určíme, ktorá je ktorá? Existujú dva spôsoby:

1) na niektorých diódach katóda je označená pásikom odlišná od farby tela

2) môžete skontrolujte diódu multimetrom a zistiť, kde je jeho katóda a kde je anóda. Zároveň skontrolujte jeho výkon. Táto metóda je železná ;-). Ako skontrolovať diódu pomocou multimetra nájdete v tomto článku.

Ak priložíme plus na anódu a mínus na katódu, tak sa dióda „otvorí“ a potichu ňou pretečie elektrický prúd. A ak je mínus aplikované na anódu a plus na katódu, potom prúd nebude prechádzať diódou. Akási vsuvka ;-). V diagramoch je jednoduchá dióda označená takto:

Je veľmi ľahké si zapamätať, kde je anóda a kde je katóda, ak si spomeniete na lievik na nalievanie tekutín do úzkych hrdel fliaš. Lievik je veľmi podobný diódovému obvodu. Nalejeme do lievika a tekutina nám veľmi dobre tečie a ak ho prevrátite, tak skúste naliať cez úzke hrdlo lievika ;-).

Charakteristiky diód

Pozrime sa na charakteristiku diódy KD411AM. Hľadáme jeho charakteristiky na internete a hľadáme "datasheet KD411AM"

Na vysvetlenie parametrov diódy to tiež potrebujeme

1) Obráťte maximálne napätie U arr - to je napätie diódy, ktoré vydrží pri opačnom zapojení, pričom ňou bude tiecť prúd som arr- sila prúdu pri spätnom zapojení diódy. Pri prekročení spätného napätia v dióde dochádza k takzvanému lavínovému rozpadu, v dôsledku čoho prudko stúpa prúd, čo môže viesť k úplnému tepelnému zničeniu diódy. V našej testovacej dióde sa toto napätie rovná 700 voltom.

2) Maximálny dopredný prúd I pr Je maximálny prúd, ktorý môže pretekať diódou v priepustnom smere. V našom prípade sú to 2 ampéry.

3) Maximálna frekvencia F d ktoré nemožno prekročiť. V našom prípade bude maximálna frekvencia diódy 30 kHz. Ak je frekvencia vyššia, potom naša dióda nebude fungovať správne.

Typy diód

Zenerove diódy

Sú to rovnaké diódy. Už z názvu je jasné, že zenerove diódy niečo stabilizujú. A stabilizujú napätie... Aby však zenerova dióda vykonala stabilizáciu, je potrebná jedna podmienka.Oni by sa mali zapájať opačne ako diódy. Anóda je negatívna a katóda je pozitívna. Divné nie? Ale prečo je to tak? Poďme na to. V prúdovo-napäťovej charakteristike (VAC) diódy sa používa kladná vetva - smer dopredu, ale v zenerovej dióde je druhá časť vetvy VAC opačný smer.

Nižšie na grafe vidíme 5 V Zenerovu diódu. Bez ohľadu na to, ako veľmi sa zmení súčasná sila, stále dostaneme 5 Voltov ;-). V pohode, nie? Ale sú tu aj úskalia. Prúdová sila by nemala byť väčšia ako v popise pre diódu, inak zlyhá pri vysokej teplote - Joule-Lenzov zákon. Hlavným parametrom zenerovej diódy je stabilizačné napätie(Ust)... Merané vo voltoch. Na grafe vidíte Zenerovu diódu so stabilizačným napätím 5 Voltov. Existuje tiež rozsah intenzity prúdu, pri ktorom bude zenerova dióda pracovať - toto je minimálny a maximálny prúd(ja min, ja max). Merané v ampéroch.

Zenerove diódy vyzerajú úplne rovnako ako bežné diódy:

Na diagramoch sú označené takto:

LED diódy

LED diódy- špeciálna trieda diód, ktoré vyžarujú viditeľné a neviditeľné svetlo. Neviditeľné svetlo je svetlo v infračervenej alebo ultrafialovej oblasti. Ale pre priemysel stále zohrávajú dôležitú úlohu LED diódy s viditeľným svetlom. Používajú sa na displeje, značenie, svetelné bannery, budovy a osvetlenie. LED diódy majú rovnaké parametre ako ktorákoľvek iná dióda, ale zvyčajne je ich maximálny prúd oveľa nižší.

Obmedzenie spätného napätia (U arr) môže dosiahnuť 10 voltov. Maximálny prúd ( ja max) bude pre jednoduché LED obmedzené na približne 50 mA. Pre osvetlenie viac. Preto pri pripájaní klasickej diódy musí byť s ňou zapojený do série rezistor. Rezistor sa dá vypočítať pomocou jednoduchého vzorca, ale ideálne je použiť premenlivý odpor, zvoliť požadovanú žiaru, zmerať hodnotu premenného odporu a dať tam konštantný odpor s rovnakou hodnotou.

LED osvetľovacie lampy spotrebujú cent elektrickej energie a sú lacné.

Veľmi žiadané sú LED pásiky pozostávajúce z mnohých LED diód. Vyzerajú veľmi pekne.

Na obrázkoch sú LED diódy označené nasledovne:

Nezabudnite, že LED diódy sú rozdelené na indikátor a osvetlenie. Indikátory LED majú slabú žiaru a používajú sa na indikáciu akýchkoľvek procesov vyskytujúcich sa v elektronickom obvode. Vyznačujú sa slabou žiarou a nízkou spotrebou prúdu.

Osvetľovacie LED diódy sú tie, ktoré sa používajú vo vašich čínskych lampášoch, ako aj v LED lampách.

LED je prúdové zariadenie, to znamená, že pre svoju normálnu prevádzku vyžaduje menovitý prúd, nie napätie. Pri menovitom prúde určité množstvo klesne cez LED, čo závisí od typu LED (menovitý výkon, farba, teplota). Nižšie je uvedený štítok zobrazujúci pokles napätia na LED diódach rôznych farieb žiaru pri menovitom prúde:

Ako skontrolovať LED diódu nájdete v tomto článku.

Tyristory

Tyristory sú diódy, ktorých vodivosť je riadená tretím výstupom – riadiacou elektródou (Ue). Hlavnou aplikáciou tyristorov je riadenie vysokovýkonnej záťaže pomocou malého signálu aplikovaného na hradlovú elektródu.Tyristory vyzerajú ako diódy alebo tranzistory. Tyristory majú toľko parametrov, že na ich popis nie je dostatok článku.Hlavným parametrom je I os, porov.- priemerná hodnota prúdu, ktorý musí pretiecť tyristorom v smere dopredu bez poškodenia jeho zdravia.Dôležitým parametrom je otváracie napätie tyristora - ( U u), ktorá sa privádza k riadiacej elektróde a pri ktorej je tyristor úplne otvorený.

a takto vyzerajú výkonové tyristory, teda tyristory, ktoré pracujú s vysokým prúdom:

V diagramoch vyzerajú triódové tyristory takto:

Existujú aj rôzne druhy tyristorov - dinistorov a triakov... Dinistory nemajú hradlovú elektródu a vyzerajú ako obyčajná dióda. Dinistory začnú prechádzať cez seba v priamom spojení elektrický prúd, keď napätie na ňom prekročí určitú hodnotu.Triaky sú rovnaké triódové tyristory, ale keď sú zapnuté, prechádzajú nimi elektrický prúd v dvoch smeroch, takže sa používajú v obvodoch so striedavým prúdom.

Diódový mostík a zostavy diód

Výrobcovia tiež tlačia niekoľko diód do jedného krytu a spájajú ich v určitom poradí. Tak dostaneme diódové zostavy. Diódové mostíky sú jednou z odrôd diódových zostáv.

Na diagramoch diódový mostík označené takto:

Existujú aj iné typy diód ako varikapy, Gunnova dióda, Schottkyho dióda atď. Aby sme ich všetky opísali, nemáme dosť večnosti.

Dióda Je elektronická súčiastka s jednosmernou vodivosťou.
Ideálna dióda je vodič v jednom smere a izolátor v druhom smere.

Hlavné charakteristiky diódy

Maximálny povolený dopredný prúd a maximálne prípustné napätie sú hodnoty prúdu a napätia, ktoré dióda vydrží dlhú dobu. Ak sa prekročí prúd a / alebo napätie aplikované na diódu, môže dôjsť k poruche.

Master Kit obsahuje dva typy diód:
- nízkovýkonná dióda 1N4148. Maximálny povolený prúd touto diódou je 0,15A, napätie je do 75V
- dióda stredného výkonu, typ 1N4001 ... 1N4007. Maximálny povolený prúd touto diódou je 1A, napätie (v závislosti od poslednej číslice) je od 50 do 1000V.

Zameniteľnosť diód

Ak požadovaná dióda nie je po ruke, je možné ju nahradiť podobnou. Samozrejme, musíte zabezpečiť, aby maximálny povolený prúd a napätie novej diódy boli vyššie ako v obvode. Okrem toho musí byť nová dióda rovnakého alebo podobného typu tela (inak sa dióda nemusí fyzicky zmestiť na DPS).

Napríklad sa odporúča inštalovať do obvodu diódu 1N4005. Jeho parametre: maximálny povolený prúd - 1A, maximálne prípustné spätné napätie - 600V. Povedzme, že nemáte diódu 1N4005, ale máte diódu 1N4001 v rovnakom type puzdra s parametrami, respektíve 1A / 50V. Ale ak vo vašom obvode prevádzkové napätie nepresiahne 12V, môžete bezpečne nahradiť odporúčanú diódu 1N4005 za 1N4001.
Rovnaká situácia nastáva v sklade Master Kit, keď dočasne chýbajúci komponent nahradíme podobným.

Inštalácia diódy na dosku plošných spojov

Dióda má polaritu, to znamená, že musí byť inštalovaná na doske plošných spojov v presne definovanej polohe. Ak diódu nainštalujete nesprávne, nielenže nefunguje, ale môže aj zlyhať.

Dióda musí mať označenie polarity. V diódach, ktoré sú súčasťou Master Kitu, je katódový vývod označený pásikom na puzdre.

Doska plošných spojov má aj označenie polarity diódy - pásik. Pri inštalácii diódy na dosku je potrebné zladiť "kľúče": pásik na komponente a na doske plošných spojov.

LED diódy

Dióda vyžarujúca svetlo Je to druh konvenčnej diódy, ale táto dióda má dôležitú vlastnosť: vyžaruje svetlo, keď cez ňu prechádza prúd v smere dopredu. V závislosti od typu môžu mať LED diódy rôzny jas a farbu žiary: červená, zelená, modrá, žltá. Existujú LED diódy neviditeľného spektra žiarenia: infračervené (veľmi používané v systémoch diaľkového ovládania), ultrafialové.

Rovnako ako konvenčná dióda, LED dióda funguje správne (vyžaruje svetlo) iba vtedy, ak je na ňu privedené napätie so správnou polaritou. Preto je veľmi dôležité dodržiavať "kľúče" pri inštalácii LED na dosku.

Pre LED diódy zahrnuté v súpravách Master Kit je anódový vodič (známy aj ako „+“) dlhší.

PCB má tiež označenie polarity.

Ďalší prvok, ktorý sa podobne ako relé často používa pri inštalácii autoalarmov - dióda.

Dióda (od di- a -od od slova elektróda) ​​je dvojelektródové elektronické zariadenie, ktoré má rôznu vodivosť v závislosti od smeru elektrického prúdu. Elektróda diódy pripojená na kladný pól zdroja prúdu, keď je dióda otvorená (teda má malý odpor), sa nazýva anóda, pripojená k zápornému pólu - katóde.

Diódy sú elektrovákuové (kenotróny), plynom plnené (gasotróny, ignitróny, zenerove diódy), polovodičové a pod. V súčasnosti sa v drvivej väčšine prípadov používajú polovodičové diódy.

Polovodičové diódy využívame aj pri montáži autoalarmov.

Polovodičové diódy

Polovodič diódy využiť vlastnosť jednostrannej vodivosti pn prechodu - kontaktu medzi polovodičmi s rôznymi druhmi vodivosti nečistôt, alebo medzi polovodičom a kovom.

Polovodič diódy- veľmi jednoduché zariadenia. Okrem odhadu aktuálnej sily diódy je potrebné mať na pamäti tri hlavné veci:
1. Katóda (strana pásu)
2. Anóda (strana bez pásika)
3. Dióda prechádza "-" z katódy na anódu (neprechádza "+") a "+" z anódy na katódu (neprechádza cez "-").

Pripojenie koncových spínačov dverí pomocou diód

Niečo málo o použití diód pri zapájaní autoalarmov do elektroinštalácie auta je napísané v článku Hľadanie koncových spínačov.

Sú autá, ktoré nemajú spoločný bod dverových koncových spínačov, t.j. všetky koncové spínače sú rozviazané. Každé dvere majú vlastný koncový spínač. Napríklad nejaká Honda, Ford, GM atď.

Pri pripájaní autoalarmov v takýchto autách sa môžete pripojiť k stropnému svietidlu v priestore pre cestujúcich a naprogramovať funkciu zdvorilého podsvietenia, môžete hlúpo zviazať všetky vodiče koncových spínačov.

Prvá metóda nemusí vždy fungovať. Prečo, to sa píše v článku Hľadanie koncových spínačov.

Druhý spôsob môže byť vhodný, ak pri tomto type pripojenia nie je narušená funkčnosť niektorých zariadení automobilu. Ak je na vašom aute na prístrojovej doske zobrazené otvorenie každých dverí samostatne, táto metóda nebude fungovať. Ak po inštalácii autoalarmu pri otvorení akýchkoľvek dverí, nielen dverí vodiča, začne pípať bzučiak oznamujúci, že kľúč zostal v zámku zapaľovania, bol použitý vyššie uvedený spôsob pripojenia koncových spínačov.

V takýchto autách je pri pripájaní autoalarmov najvhodnejšie použiť diódy.

Nižšie sú uvedené príklady pripojenia autoalarmov pomocou diód k záporným a kladným koncovým spínačom dverí.

Všetci veľmi dobre vieme, čo je polovodičová dióda, ale málokto z nás vie o princípe fungovania diódy, dnes, najmä pre začiatočníkov, vysvetlím princíp jej fungovania. Ako viete, dióda prechádza prúdom dobre na jednej strane a veľmi zle v opačnom smere. Dióda má dva vodiče - anódu a katódu. Žiadne elektronické zariadenie nie je kompletné bez použitia diód. Na usmernenie striedavého prúdu sa používa dióda, pomocou diódového mostíka, ktorý pozostáva zo štyroch diód, môžete striedavý prúd premeniť na jednosmerný prúd, alebo pomocou šiestich diód premeniť trojfázové napätie na jednofázové, používajú sa diódy v rôznych napájacích zdrojoch, v audio-video zariadeniach, takmer všade ... Tu si môžete pozrieť fotky niektorých.

Na výstupe diódy si môžete všimnúť pokles počiatočnej úrovne napätia o 0,5-0,7 voltov. Pre nízkonapäťové napájacie zariadenia sa používa Schottkyho dióda, na takejto dióde je pozorovaný najmenší pokles napätia - asi 0,1 V. V zásade sa Schottkyho diódy používajú v rádiových vysielacích a prijímacích zariadeniach a v iných zariadeniach pracujúcich hlavne pri vysokých frekvenciách. Princíp činnosti diódy je na prvý pohľad celkom jednoduchý: dióda je polovodičové zariadenie s jednostrannou vodivosťou elektrického prúdu.

Výstup diódy pripojenej na kladný pól napájacieho zdroja sa nazýva anóda, na záporný pól - katóda. Diódový kryštál je vyrobený hlavne z germánia alebo kremíka, ktorého jedna oblasť má elektrickú vodivosť typu n, to znamená dierový typ, ktorý obsahuje umelo vytvorený nedostatok elektrónov, druhá - vodivosť typu n, tj. , obsahuje prebytok elektrónov, hranica medzi nimi sa nazýva n - n prechod , n - v latinčine prvé písmeno slova kladné, n - prvé písmeno v slove zápor. Ak je na anódu diódy privedené kladné napätie a na katódu je privedené záporné napätie, dióda prejde prúdom, nazýva sa to priame spojenie, v tejto polohe je dióda otvorená, ak je použitý opak, dióda neprejde prúdom, v tejto polohe je dióda zatvorená, nazýva sa to spätné zapojenie ...

Spätný odpor diódy je veľmi veľký a v obvodoch sa berie ako dielektrikum (izolátor). Na demonštráciu činnosti polovodičovej diódy môžete zostaviť jednoduchý obvod, ktorý pozostáva zo zdroja energie, záťaže (napríklad žiarovky alebo elektromotora s nízkym výkonom) a samotnej polovodičovej diódy. Dôsledne zapájame všetky komponenty obvodu, napájame plus zo zdroja na anódu diódy v sérii s diódou, to znamená, že jeden koniec žiarovky pripojíme ku katóde diódy a pripojíme druhý koniec tej istej lampy na mínus zdroja energie. Pozorujeme žiaru lampy, teraz otočíme diódu, lampa už nebude svietiť, keďže dióda je pripojená späť, prechod je uzavretý. Dúfam, že vám to v budúcnosti nejakým spôsobom pomôže, nováčikovia - A. Kasian (AKA).

Inštrukcie

Katóda diódy je záporná elektróda a anóda je kladná. Keď sa na diódu privedie napätie v tejto konkrétnej polarite, jej odpor sa veľmi zmenší a môže pretekať významný prúd; a pri obrátenej polarite sa odpor stáva veľmi veľkým a prúd je taký malý, že ho možno zanedbať. Majte však na pamäti, že polarita napätia na výstupe usmerňovača je určená tým, ktorá elektróda je pripojená k zdroju napätia. Opačná svorka je pripojená k záťaži.

Napríklad, ak chcete získať napätie na výstupe polvlnového usmerňovača, ktoré je kladné vzhľadom na spoločný vodič, pripojte diódovú anódu k sekundárnemu vinutiu transformátora a katódu k záťaži. Zostávajúce nepripojené svorky, vinutia aj záťaže, musia byť pripojené k spoločnému vodiču.

Celovlnný usmerňovač bude na svoju výrobu vyžadovať dve diódy a transformátor s odbočkou zo stredu sekundárneho vinutia. Pripojte kohútik k spoločnému vodiču a pripojte diódovú anódu ku každému z krajných svoriek sekundárneho vinutia. dať ich dokopy. Pripojte kladný kontakt záťaže k bodu pripojenia katód diód a záporný kontakt k spoločnému vodiču. Ak zmeníte polaritu zapnutia oboch diód, potom budete musieť zmeniť polaritu zapnutia záťaže.

Mostíkový usmerňovač pozostáva zo štyroch diód. Vezmite dve diódy a anódu jednej z nich pripojte ku katóde druhej a zvyšné vodiče zatiaľ nikam nepripájajte. Toto bude prvý napájací bod striedavého prúdu. Urobte to isté so zvyšným párom diód a budete mať druhý bod vstrekovania striedavého napätia. Spojte zvyšné katódy dohromady a získate kladný bod odberu usmerneného napätia. Spojte zostávajúce anódy dohromady a získate bod odstránenia záporného usmerneného napätia. Mostíkový usmerňovač, ktorý má všetky výhody bežného celovlnného usmerňovača, nevyžaduje odbočenie sekundárneho vinutia.

Ak je záťaž citlivá na zvlnenie, zapojte filtračný kondenzátor paralelne, pričom dbajte na polaritu. Upozorňujeme, že to zvýši výstupné napätie (až 1,41-krát). Neprekračujte nasledujúce parametre diódy: maximálny dopredný prúd (t. j. maximálny prúd, ktorý môže pretekať diódou, keď je zapnutá) a maximálne spätné napätie (t. j. napätie aplikované na diódu, keď je vypnutá). Nedotýkajte sa vodičov častí, ktoré sú pod vysokým napätím (tieto sa dajú nájsť aj v sekundárnych obvodoch) a v obvodoch, ktoré nie sú izolované od siete - vodičov akýchkoľvek častí vôbec. Ak sú prítomné filtre, po odpojení napájania vybite kondenzátory skôr, ako sa dotknete častí.