Включение диода: Обратное включение — диод — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Обратное включение — диод — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Cтраница 1

Обратное включение диода характеризуется практически полным отсутствием тока при достаточно большом обратном напряжении; иными словами, диод при обратном включении имеет очень большое сопротивление.
 [1]

Схема 1-го разряда ЦАП с транзисторным ключом.  [2]

Обратное включение диода связи происходит медленнее, так как после запирания управляющего диода необходимо время, пока вследствие зарядки паразитных емкостей разрядным током напряжение на диоде связи достигнет отпирающего уровня. Это запаздывание особенно заметно в цепях младших разрядов.
 [3]

Вольт-амперная характеристика диода.  [4]

При обратном включении диода на границе p — n — перехода образуется изоляционный слой. Этот обедненный свободными носителями зарядов пограничный слой играет роль изолятора между проводящими р — и n — зонами кристалла. Фактически диод в этом случае представляет конденсатор, причем ширина изоляционного слоя такого конденсатора зависит от приложенного к диоду напряжения. Чем больше приложенное обратное напряжение, тем большей становится толщина изоляционного слоя конденсатора, а следовательно, уменьшается его емкость.
 [5]

Зависимость барьерной ем — [ IMAGE ] Эквивалентная схема кости диода Д901А от величины об — диода.  [6]

При обратном включении диода емкость р-п перехода шунтирует большое обратное сопротивление перехода, что приводит к ухудшению его частотной характеристики.
 [7]

Давно известны однотактные преобразователи с обратным включением диода.
 [8]

Анализ переходных процессов в схеме с обратным включением диода проводится аналогично.
 [9]

Последовательные ограничители со смещением. а, в схемы. б, г графики, поясняющие их работу.  [10]

Аналогично работает последовательная схема диодного ограничителя с обратным включением диода.
 [11]

Емкость р-п перехода существует при прямом и при обратном включении диода.
 [12]

Определить напряжение на диоде и резисторе нагрузки сопротивлением гн 100 кОм при обратном включении диода ( рис. 96, а), если ток диода ЮмкА, а ( Упит 80 В.
 [13]

Для воспроизведения линейно-ломаных зависимостей в I и II квадрантах используется аналогичная схема с обратным включением диода и опорным напряжением.
 [14]

Элемент И для отрицательных входных сигналов ( рис. П-19, t отличается от предыдущего обратным включением диодов.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

   3

Прямое и обратное напряжение

Когда диод открыт, на нем имеется прямое
напряжение. Обратным напряжением
считается величина во время закрытия
диода и прохождения через него обратного
тока. Сопротивление диода при прямом
напряжении очень мало, в отличие от
обратного напряжения, возрастающего
до тысяч кОм.

Если диоды использовать в работе с
переменным током, то при плюсовой
полуволне синуса напряжения он будет
открыт, а при минусовой – закрыт. Такое
свойство диодов применяют для выпрямления
напряжения. Поэтому такие устройства
называются выпрямителями.

4.3. Вольт-амперная характеристика диода Слайд № 11

Зависимость U = f(I)
называется вольт-амперной характеристикой
диода.

Характеристика диода выражается
графиком, на котором видна зависимость
тока, напряжения и его полярности.
Вертикальная ось координат в верхней
части определяет прямой ток, в нижней
части – обратный.

Горизонтальная ось справа обозначает
прямое напряжение, слева – обратное.
Прямая ветка графика выражает ток
пропускания диода, проходит рядом с
вертикальной осью, так как выражает
повышение прямого тока.

Вторая ветка графика показывает ток
при закрытом диоде, и проходит параллельно
горизонтальной оси. Чем круче график,
тем лучше диод выпрямляет ток. После
возрастания прямого напряжения, медленно
повышается ток. Достигнув области
скачка, его величина резко нарастает.

На обратной ветви графика видно, что
при повышении обратного напряжения,
величина тока практически не возрастает.
Но, при достижении границ допустимых
норм происходит резкий скачок обратного
тока. Вследствие этого диод перегреется
и выйдет из строя.

4.4. Пробой р-n-перехода Слайд № 12

Пробоем
p-n-перехода
называется явление резкого увеличения
обратного тока при достижении обратным
напряжением определенного критического
значения. Различают электрический
и
тепловой
пробои
p-n-перехода.

Электрический пробой

Электрический пробой
возникает в результате воздействия
сильного электрического
поля в
p-n-переходе.
Такой пробой является обратимым,
то есть он не приводит к повреждению
перехода, и при снижении обратного
напряжения свойства диода сохраняются.
Благодаря этому электрический
пробой используют в качестве рабочего
режима в полупроводниковых диодах.

В
свою очередь, электрический пробой
разделяется на туннельный
и
лавинный
пробои.

Туннельный пробой

Туннельный
пробой происходит в результате явления
туннельного
эффекта,
который проявляется в том, что при
сильной напряженности электрического
поля, действующего в p-n-переходе
малой
толщины,
некоторые электроны проникают
(просачиваются) через переход из области
p—типа
в область n—типа
без изменения
своей
энергии. Р-n-переходы
малой толщины возможны только при
высокой концентрации примесей
в
молекуле полупроводника.

Лавинный пробой

Лавинный
пробой заключается в том, что под
действием сильного электрического поля
неосновные
носители
зарядов под действием тепла
в p-n-переходе
ускоряются на столько, что способны
выбить
из
атома один из его валентных электронов
и перебросить
его
в зону проводимости, образовав при этом
пару электрон
– дырка.
Образовавшиеся носители зарядов тоже
начнут разгоняться и сталкиваться с
другими атомами, образуя следующие пары
электрон – дырка. Процесс приобретает
лавинообразный характер, что приводит
к резкому увеличению
обратного
тока при практически неизменном
напряжении.

ОШИБКА — 404 — НЕ НАЙДЕНА

• Главная
• Мне очень жаль, но…

Наши серверные гномы не смогли найти страницу, которую вы ищете.

Похоже, вы неправильно набрали URL-адрес в адресной строке или перешли по старой закладке.

Возможно, некоторые из них могут вас заинтересовать?

N-канальный МОП-транзистор 60 В 30 А

В наличии

COM-10213

4

Избранное

Любимый

49

Список желаний

Солнечная панель — 3,5 Вт

16 в наличии

ПРТ-13782

41,95 $

1

Избранное

Любимый

16

Список желаний

Паяльное жало — Weller — Отвертка (ETA)

В наличии

ТОЛ-14735

Избранное

Любимый

1

Список желаний

SparkFun 6DoF IMU Breakout — ISM330DHCX (Qwiic)

В наличии

SEN-19764

24,95 $

1

Избранное

Любимый

3

Список желаний

Распродажи и предложения недели SparkFun

4 июня 2020 г.

Как воспользоваться нашим ресурсом для новых распродаж и сделок.

Избранное

Любимый

0

ESP32 хорошо смотрится в красном цвете

19 августа 2022 г.

Доступны две новые платы IoT с ESP32-WROOM!

Избранное

Любимый

2

Полярность

14 июня 2013 г.

Знакомство с полярностью электронных компонентов. Узнайте, что такое полярность, в каких частях она присутствует и как ее определить.

Избранное

Любимый

50

• Электроника SparkFun®
• 6333 Dry Creek Parkway, Niwot, Colorado 80503
• Настольный сайт

• Ваш счет
• Авторизоваться
• регистр

Как работают диоды и светодиоды?

Узнайте, как работает диод для управления потоком электрического тока в цепи с использованием полупроводников n-типа и p-типа.

Пришло время повысить уровень своих знаний и перейти от простых пассивных компонентов к области полупроводниковых компонентов. Эти детали оживают, когда их подключают к электрической цепи, и они могут разными способами манипулировать электричеством. Вам предстоит работать с двумя полупроводниковыми компонентами: диодом и транзистором. Сегодня мы поговорим о диоде, печально известном регуляторе, который позволяет электричеству течь только в одном направлении! Если вы видели светодиод в действии, вы уже далеко впереди. Давайте начнем.

Управление потоком

Диод хорошо известен своей способностью управлять потоком электрического тока в цепи. В отличие от пассивных компонентов, которые сидят сложа руки, сопротивляясь или накапливая, диоды активно держат руку на пульсе приливов и отливов тока, когда он течет по нашим устройствам. Есть два способа описать, как ток будет или не будет течь через диод:

1. Прямое смещение: Когда вы правильно вставите батарею в цепь, ток будет протекать через диод; это называется смещенным вперед состоянием.
2. Обратное смещение: Когда вы вставляете батарею в цепь в обратном направлении, ваш диод блокирует протекание любого тока, что называется состоянием с обратным смещением.

Простой способ визуализировать разницу между состояниями диода с прямым и обратным смещением в простой схеме

Хотя эти два термина могут показаться слишком сложными, подумайте о диоде как о переключателе. Он либо закрыт (включен) и через него проходит ток, либо открыт (выключен), и ток через него не проходит.

Полярность диода и символы

Диоды

являются поляризованными компонентами, что означает, что они имеют очень специфическую ориентацию, которую необходимо подключить в цепь для правильной работы. На физическом диоде вы заметите две клеммы, выходящие из консервной банки посередине. Одна сторона — это положительный полюс, называемый анодом. Другая клемма является отрицательным концом, называемым катодом . Ток в диоде может двигаться только от анода к катоду, а не наоборот.

Вы можете определить катодную сторону физического диода, посмотрев на серебряную полоску рядом с одним из выводов. (Источник изображения)

На схеме легко найти диод. Просто найдите большую стрелку с линией, проходящей через нее, как показано ниже. У некоторых диодов и анод, и катод отмечены как положительные и отрицательные, но простой способ запомнить, как протекает ток в диоде, — это следовать направлению стрелки.

Стрелка на символе диода указывает направление тока.

В настоящее время большинство диодов изготавливаются из двух самых популярных полупроводниковых материалов в электронике — кремния или германия. Если вы что-нибудь знаете о полупроводниках, то вы знаете, что ни один из этих элементов не проводит электричество в своем естественном состоянии. Так как же заставить электричество течь через кремний или германий? С помощью маленького волшебного трюка под названием допинг.

Легирование полупроводников

Полупроводниковые элементы странные. Возьмем, к примеру, кремний. Это изолятор днем. Однако, если вы добавите к нему примеси с помощью процесса, называемого легированием, вы наделите его магической способностью проводить электричество ночью.

Из-за их двойных свойств изолятора и проводника полупроводники нашли свою идеальную нишу в компонентах, которые должны управлять потоком электрического тока в виде диодов и транзисторов. Вот как происходит процесс легирования типичного куска кремния:

.

1. Во-первых, кремний выращивают в строго контролируемой лабораторной среде. Это называется чистой комнатой, то есть в ней нет пыли и других загрязнений.
2. Кремний вырос, теперь пришло время его легировать. Этот процесс может идти одним из двух путей. Первый заключается в легировании кремния сурьмой, что дает ему несколько дополнительных электронов и позволяет кремнию проводить электричество. Это называется кремнием n-типа или отрицательным типом, потому что в нем больше отрицательных электронов, чем обычно.
3. Вы также можете легировать кремний в обратном порядке. Добавление бора к кремнию удаляет электроны из атома кремния, оставляя пустые дыры там, где должны быть электроны. Это называется кремнием p-типа или положительного типа.
4. Теперь, когда ваши кусочки кремния легированы как положительно, так и отрицательно, вы можете собрать их вместе. Соединяя кремний n-типа и p-типа вместе, вы создаете соединение.

Пример

Допустим, вы соединили кремний n-типа и p-типа вместе, а затем подключили батарею, создав цепь. Что случится?

В этом случае отрицательная клемма соединяется с кремнием n-типа, а положительная клемма соединяется с кремнием p-типа. А ничейная территория между двумя кусками кремния? Ну, он начинает сжиматься, и начинает течь электрический ток! Это состояние диода с прямым смещением, которое мы обсуждали вначале.

Предположим, вы подключаете аккумулятор наоборот: отрицательная клемма подключается к кремнию p-типа, а положительная клемма подключается к кремнию n-типа. Здесь происходит то, что нейтральная полоса между двумя кусками кремния становится шире, и ток вообще не течет. Это состояние с обратным смещением, которое может принимать диод.

Подсоедините аккумулятор в непреднамеренном направлении, и ваш диод остановит протекание тока между n-типом и p-типом. (Источник изображения)

Прямое напряжение и поломки

Когда вы работаете с диодами, вы узнаете, что для того, чтобы один из них пропускал ток, требуется определенное количество положительного напряжения. Напряжение, необходимое для включения диода, называется прямым напряжением (VF). Вы также можете увидеть, что это называется напряжением включения или напряжением включения.

Чем определяется это прямое напряжение? Полупроводниковый материал и типа . Вот как он разбивается:

• Кремниевые диоды. Использование диода на основе кремния потребует прямого напряжения от 0,6 до 1 В.
• Германиевые диоды. Использование диода на основе германия потребует меньшего прямого напряжения, около 0,3 В.
• Другие диоды. Для специализированных диодов, таких как светодиоды, требуется более высокое прямое напряжение, тогда как для диодов Шоттки (см. ниже) требуется более низкое прямое напряжение. Лучше всего проверить техническое описание вашего конкретного диода, чтобы определить его номинальное прямое напряжение.

Я знаю, что мы говорили о диодах, пропускающих ток только в одном направлении, но вы можете нарушить это правило. Если вы приложите огромное отрицательное напряжение к диоду, то вы сможете изменить направление его тока!

Конкретная величина напряжения, которая вызывает возникновение этого обратного потока, называется напряжением пробоя . Напряжение пробоя v для обычных диодов составляет от -50В до -100В. Некоторые специализированные диоды могут даже работать при этом отрицательном напряжении пробоя, о котором мы поговорим позже.

Распаковка семейства диодов

Существует множество диодов, каждый со своими особыми способностями. И хотя каждый из них имеет общую основу для ограничения потока тока, вы можете использовать эту общую основу для создания множества различных применений. Давайте проверим каждого члена семейства диодов!

Стандартные диоды

Ваш средний диод. Стандартные диоды имеют умеренные требования к напряжению и низкий максимальный номинальный ток.

Стандартный повседневный диод, доступный в Digi-Key, обратите внимание на серебряную полоску, которая отмечает конец катода. (Источник изображения)

Выпрямительные диоды

Это более мощные братья и сестры стандартных диодов и имеют более высокий максимальный номинальный ток и прямое напряжение. В основном они используются в источниках питания.

Более мощные аналоги стандартного диода, разница заключается в большем номинальном токе и прямом напряжении.

Диоды Шоттки

Это причудливый родственник семейства диодов. Диод Шоттки пригодится, когда вам нужно ограничить потери напряжения в вашей цепи. Вы можете идентифицировать диод Шоттки на схеме, найдя типичный символ диода, добавив два новых изгиба (форма «S») на выводе катода.

Найдите изгибы на катодном конце диода, чтобы быстро определить, что это диод Шоттки.

Стабилитроны

Зенеровские диоды являются паршивой овцой в семействе диодов. Они посылают электрический ток в противоположном направлении! Они делают это, используя напряжение пробоя, о котором говорилось выше, также называемое пробоем Зенера. Используя эту пробойную способность, стабилитроны отлично подходят для создания стабильного опорного напряжения в определенном месте цепи.

Зенеровский диод разительно отличается от остальных диодов семейства и может передавать ток от катода к аноду. (Источник изображения)

Фотодиоды

Photodiodes — бунтующие подростки в семействе диодов. Вместо того, чтобы просто пропускать ток через цепь, фотодиоды улавливают энергию источника света и превращают ее в электрический ток. Вы найдете их для использования в солнечных панелях и оптической связи.

Фотодиоды берут на себя все это, улавливая энергию света и превращая ее в электрический ток. (Источник изображения)

Светоизлучающие диоды (СИД)

Светодиоды

— это сияющие звезды семейства диодов. Как и стандартные диоды, светодиоды позволяют току течь только в одном направлении, но с изгибом! Когда подается правильное прямое напряжение, эти светодиоды загораются яркими цветами. Однако есть загвоздка в том, что определенные цвета светодиода требуют разных прямых напряжений. Например, для синего светодиода требуется прямое напряжение 3,3 В, тогда как для красного светодиода требуется всего 2,2 В, чтобы он начал светиться.

Что делает эти светодиоды такими популярными?

• Эффективность: Светодиоды излучают свет электронным способом, не выделяя тонны тепла, как традиционные лампы накаливания. Это позволяет им экономить тонны энергии.
• Управление: светодиодами также очень легко управлять в электронной схеме. Пока перед ними стоит резистор, они должны работать!
• Недорого: светодиоды очень доступны по цене и долговечны. Вот почему вы обнаружите, что они так часто используются в сигналах светофора, дисплеях и инфракрасных сигналах.

Светодиоды бывают разных форм и цветов, для каждого из которых требуется разное прямое напряжение для освещения! (Источник изображения)

Три наиболее распространенных применения диодов

Поскольку диоды бывают разных форм, размеров и конфигураций, их использование в наших электронных схемах столь же богато! Вот лишь несколько вариантов использования диодов:

1. Преобразование переменного тока в постоянный

Процесс преобразования переменного тока (AC) в постоянный ток (DC) может осуществляться только с помощью диодов! Этот процесс выпрямления (преобразования) тока позволяет вам подключать всю вашу повседневную электронику постоянного тока к настенной розетке переменного тока в вашем доме. Существует два типа приложений преобразования, в которых диод играет свою роль:

• Полуволновое выпрямление. Для этого преобразования требуется только один диод. Если вы посылаете сигнал переменного тока в цепь, ваш единственный диод отсекает отрицательную часть сигнала, оставляя только положительный вход в виде волны постоянного тока.
   

   

Одиночный диод в схеме однополупериодного выпрямителя, отсекающий отрицательный конец сигнала переменного тока. (Источник изображения)

• Полноволновое мостовое выпрямление . В этом процессе преобразования используются четыре диода. И вместо того, чтобы просто отсекать отрицательную часть сигнала переменного тока, как в однополупериодном выпрямителе, этот процесс преобразует все отрицательные волны в сигнале переменного тока в положительные волны для сигнала, готового к постоянному току.

Двухполупериодный мостовой выпрямитель идет еще дальше, преобразуя весь положительный и отрицательный сигнал переменного тока в постоянный. (Источник изображения)

2. Контроль скачков напряжения

Диоды

также можно использовать в приложениях, где могут возникать неожиданные скачки напряжения. Диоды в этих приложениях могут ограничить любое повреждение, которое может произойти с устройством, поглощая любое избыточное напряжение, попадающее в диапазон напряжения пробоя диода.

3. Защита вашего текущего

Наконец, вы также обнаружите, что диоды могут защищать чувствительные схемы. Если вы когда-нибудь разбивали батарею неправильным образом, и ничего не взрывалось, вы можете поблагодарить свой дружелюбный диод. Размещение диода последовательно с положительной стороной источника питания гарантирует, что ток течет только в правильном направлении.

Начало работы с диодами

Ну вот, управляющий диод и все его сумасшедшие члены семьи! Диоды имеют множество применений, от питания этих красочных светодиодных ламп до преобразования переменного тока в постоянный. Но почему диод не получил такой широкой огласки, как транзистор или интегральная схема? Мы думаем, что все дело в том, что на кухне слишком много поваров.