Анод катод диод: анод катод, подключение на схеме, где плюс и минус, полярность

Анод Катод

Рис.18

пу электронно-дырочного перехода — точечные и плоскостные. Основными классификационными признаками являются тип электрического перехода и назначение диода.

На принципиальных схемах полупроводниковые диоды обычно обозначаются символом :

I

+-

Рис.17 В зависимости от типа диода к этому символу добавляются различные

элементы, но для всех диодов общим является обозначение анода и катода (рис.17), которые имеют видимую отличительную маркировку.

В зависимости от геометрических размеров р-n-перехода диоды под-

разделяют на плоскостные и точечные .

Плоскостными называют такие диоды, у которых размеры, определяющие площадь р-n-перехода значительно больше его ширины. У таких диодов площадь р-n-перехода может составлять от долей квадратного миллиметра до десятков квадратных сантиметров.

Точечные диоды имеют очень малую площадь р-n-перехода, причем линейные размеры ее меньше толщины р-n-перехода. Реальные структуры полупроводниковых диодов изображены на рис. 18 а — точечного; б — плоскостного.

Плоскостные р-n переходы обычно изготавливают методом сплавления или методом

диффузии.

Сплавной метод заключается в том что в монокристалл полупроводника, чаще германия или кремния, вплавляют электрод из металла или сплава, содержащий донорские или акцепторные примеси.

Диффузионный метод основан на диффузии примесного вещества в монокристалл при температуре близкой, но меньшей темпе-

ратуре плавления.

24

Плоскостные диоды имеют сравнительно большую величину барьерной емкости(до десятков пикофарад), что ограничивает их предельную чистоту до 10 кГц.

Промышленность выпускает плоскостные диоды в широком диапазоне токов (до тысяч ампер) и напряжений (до тысяч вольт), что позволяет их использовать как в установках малой мощности, так и в установках средней и большой мощности.

Точечные р-n-переходы образуются в месте контакта монокристалла полупроводника и острия металлической проволочки — пружинки. Для обеспечения более надежного контакта его подвергают формовке, для чего уже через собранный диод пропускают короткие импульсы тока.

В результате формовки из-за сильного местного нагрева материал острия пружинки расплавляется и диффундирует в кристалл полупроводника, образуя слой иного типа, чем полупроводник. Между этим слоем и кристаллом возникает р-п-переход полусферической формы. Благодаря малой площади р-п-перехода барьерная емкость точечных диодов очень незначительна, что позволяет использовать их на высоких и сверхвысоких частотах.

Импульсные диоды.

Диоды, предназначенные для работы в импульсных режимах, называются импульсными. Импульсные режимы — это такие режимы, когда диоды переключаются с прямого напряжения на обратное через короткие промежутки времени, порядка долей микросекунды, при этом важную роль играют здесь переходные процессы.

Рассмотрим процесс переключения такого диода при воздействии на не-

становится до нормальной величины. Процесс уменьшения накопленного заряда в базе называется рассасыванием, а время, в течение которого обратный ток изменяется от максимального значения до установившегося называется

временем восстановления (tвос. ). Время восстановления — один из важнейших параметров импульсных диодов. Чем он меньше, тем диод лучше. Для улучшения свойств импульсных диодов исходный полупроводник выбирают с малым временем жизни носителей заряда (для более интенсивного процесса рекомбинации в базе), а сам р-п переход делают с малой площадью, чтобы снизить величину барьерной емкости перехода Сб.

Туннельные диоды.

Туннельным диодом называется полупроводниковый прибор, выполненный на основе вырожденного полупроводника с такой высокой концентрацией примесей, что уровень Ферми выходит за пределы запрещенной зоны. Р-п-переходы на базе таких материалов имеют очень малую толщину и очень высокий градиент напряженности электрического поля и в них при обратном напряжении и небольшом прямом возникает туннельный эффект, а вольт-амперная характеристика имеет участок с отрицательным сопротивлением. Работа туннельного диода иллюстрируется диаграммами на рис.20.

В равновесном состоянии системы уровень Ферми постоянен для обеих областей полупроводникового диода, поэтому другие энергетические уровни искривляются настолько сильно, что нижняя граница дна зоны проводимости области n-типа оказывается ниже верхней границы потолка валентной зоны области p-типа, и так как переход очень узкий, то носители заряда могут переходить из одной области в другую без изменения своей энергии, просачиваться сквозь потенциальный барьер (туннелировать)(Рис. 20б). В состоянии равновесия потоки носителей из одной области в другую одинаковы, поэтому результирующий ток равен нулю. Под воздействием внешнего поля энергетическая диаграмма изменится. При подключении прямого напряжения уровень Ферми и положение энергетических зон сместится относительно равновесного состояния в сторону уменьшения потенциального барьера и при этом степень перекрытия между потолком валентной зоны материала p-типа и дном зоны проводимости материала n-типа уменьшится. При этом в зоне проводимости материала n-типа уровни, заполненные электронами (ниже уровня Ферми) окажутся против незаполненных уровней в валентной зоне материала p-типа, что приведет к появлению тока, обусловленного большим количеством электронов, переходящих из области п в область р. Максимальное значение этого тока будет тогда, когда уровень Ферми материала п-типа и потолок валентной зоны материала р-типа будут совпадать (рис.20 в). При дальнейшем увеличении прямого напряжения туннельное перемещение электронов из п-областей в р-область начнет убывать (рис. 20 г), так как количество их уменьшается по мере уменьшения степени перекрытия между дном

26

Рис.20

зоны проводимости материала п-типа и потолком валентной зоны материала р-типа. В точке, где эти уровни совпадают, прямой ток р-п-перехода достигнет минимального значения (рис.20а), а затем, когда туннельные переходы электронов станут невозможны (рис.20д), носители заряда будут преодолевать потенциальный барьер за счет диффузии и прямой ток начнет возрастать, как у обычных диодов.

При подаче на туннельный диод обратного напряжения, потенциальный барьер возрастает и электрическая диаграмма будет иметь вид, показанный на (рис.20е). Так как количество электронов с энергией выше уровня Ферми незначительно, то обратный ток р-п перехода в этом случае будет возрастать

27

в основном за счет электронов, туннелирующих из области р в область п, причем, поскольку концентрация электронов в глубине валентной зоны р области велика, то даже небольшое увеличение обратного напряжения и связанное с этим незначительное смещение энергетических уровней, приведет к существенному росту обратного тока.

Рассмотренные процессы позволяют сделать вывод, что туннельные диоды одинаково хорошо проводят ток при любой полярности приложенного напряжения, т.е. они не обладают вентильными свойствами. Более того обратный ток у них во много раз больше обратного тока других диодов. Это свойство используется в другом типе полупроводникового прибора — обра-

щенном диоде.

Обращенный диод.

Обращенный диод представляет собой разновидность туннельного диода у которого концентрация примесей подобрана таким образом, что в урав-

вольт-амперная характеристика такого прибора будет аналогична обратной ветви вольт-амперной характеристики туннельного диода (рис.22). При пря-

бые электрические сигналы величиной в малые доли вольта. При этом включается он в обратном направлении, что предопределило и название такого диода.

28

Диодные клеммы — Анод, Катод, Положительный, Отрицательный

Эй, в этой статье мы собираемся узнать о диодных клеммах. Мы знаем, что диод — это полупроводниковый прибор, который пропускает ток только в одном направлении и блокирует протекание тока в другом направлении. В основном диод представляет собой двухвыводное устройство. Клеммы называются либо анодом и катодом, либо положительным и отрицательным. Также помните, что диод — это поляризованное устройство, поэтому мы можем подключать его с любой полярностью. Для правильной работы нам необходимо подключить его с правильной полярностью или смещением.

Катод или отрицательный вывод диода

Помните, что ток через диод всегда течет от анода к катоду. Таким образом, вывод катода — это то, через что ток выходит из диода. Когда катодная клемма подключена к отрицательной клемме источника питания, диод сможет проводить ток, и это называется прямым смещением. Когда катодная клемма диода подключена к положительной клемме источника питания, диод блокирует протекание тока, и это называется обратным смещением. Катодный вывод диода также известен как отрицательный вывод.

Как определить катод или отрицательный вывод диода?

Как правило, диоды имеют круглую линию на стороне катодного вывода. Например, в PN-переходном диоде 1N4001 (также известном как выпрямительный диод) вы увидите круглую линию серого цвета на стороне катодного вывода. Как и в стабилитроне 1N4148, вы увидите черную кольцевую метку на стороне катодного вывода. В диодах для поверхностного монтажа или SMT также вы увидите метку рядом с выводом катода.

Анод или положительная клемма диода

Анодная клемма — это то место, через которое ток поступает на диод. Если мы хотим пропустить ток через диод, нам нужно соединить положительный вывод источника питания с положительным выводом диода. И это будет называться смещением вперед. Но если мы заблокируем протекание тока диодом, нам нужно соединить отрицательный вывод источника питания с положительным выводом диода. Это называется обратным смещением. Анодный вывод диода известен как положительный вывод.

Как определить анод или положительный вывод диода?

Клемма, противоположная стороне маркировки, является клеммой анода. Как я уже говорил вам, сторона с маркировкой — это катод или отрицательная клемма, поэтому противоположная сторона будет положительной или анодной клеммой. Со стороны анода линии маркировки нет.

Определение полярности диода

Анод — положительный

Катод — отрицательный

Теперь вопрос в том, как определить клеммы диода без какой-либо маркировки. В этом случае мы можем использовать мультиметр для идентификации клемм. Подсоедините оба контакта мультиметра к диоду. Теперь измените режим мультиметра на режим непрерывности.

Теперь, если вы видите символ непрерывности на экране или слышите звук, тогда клемма диода, подключенная к положительной клемме мультиметра, является клеммой анода, а клемма диода подключена к отрицательной клемме. мультиметра является катодной клеммой.

Но если вы не получили никакого звука или символа на экране, поменяйте местами соединение между клеммами мультиметра и диода и проверьте еще раз.

Читайте также:  

Благодарим вас за посещение веб-сайта. продолжайте посещать для получения дополнительных обновлений.

Различные типы диодов и принципы их работы

Меган Танг

Диод представляет собой электрическое устройство с двумя выводами. Диоды изготавливаются из полупроводника, чаще всего из кремния, но иногда и из германия. Существуют различные типы диодов, но здесь обсуждаются стабилитрон, выпрямитель, диод Шоттки, подавитель переходного напряжения, тиристор, выпрямитель с кремниевым управлением и симистор.
Затвор выбора транзистора импульсно «включен», вызывая большой ток стока. Высокое напряжение на соединении затвора притягивает электроны, которые проникают через тонкий оксид затвора и сохраняются на плавающем затворе. EPROM можно стереть, подвергнув его воздействию сильного источника ультрафиолетового света, что означает, что их можно перезаписывать много раз (в отличие от PROM). СППЗУ не подходят для хранения информации, которая будет часто меняться, потому что чип необходимо будет удалить из устройства, в котором он находится, чтобы перепрограммировать его.

Стабилитроны

Зенеровские диоды

представляют собой кремниевые полупроводниковые устройства, которые позволяют току течь либо в прямом (от анода к катоду), либо в обратном направлении. Высоколегированный p-n переход позволяет устройству работать в обратном направлении, когда достигается напряжение пробоя. Обратный пробой Зенера происходит из-за квантового туннелирования электронов, вызванного сильным электрическим полем. В режиме прямого смещения стабилитроны работают как обычные диоды. При подключении в обратном режиме может протекать небольшой ток утечки. При приближении обратного напряжения к напряжению пробоя через диод начинает протекать ток. Максимальный ток определяется последовательным резистором. Как только достигается максимум, ток стабилизируется и остается постоянным в широком диапазоне приложенных напряжений.

Выпрямители

Выпрямители — это двухпроводные полупроводники, пропускающие ток только в одном направлении. Выпрямитель состоит из одного или нескольких диодов, которые преобразуют переменный ток (AC) в постоянный ток (DC). Однополупериодный выпрямитель — это когда на вход подается питание переменного тока, на нагрузке становится виден только положительный полупериод, а отрицательный полупериод скрыт (заблокирован или потерян). В однополупериодном выпрямителе используется только один диод. Двухполупериодные выпрямители преобразуют полный входной сигнал переменного тока (положительный полупериод и отрицательный полупериод) в пульсирующий выходной сигнал постоянного тока. Для двухполупериодного выпрямителя используются два или четыре диода. КПД однополупериодного выпрямителя ниже, потому что показана только положительная часть формы входного сигнала. Выпрямители используются в различных устройствах, включая источники питания постоянного тока, радиосигналы или детекторы, высоковольтные системы передачи постоянного тока и несколько бытовых приборов (ноутбуки, игровые системы и телевизоры).

Диоды Шоттки

Диоды Шоттки представляют собой полупроводниковые устройства, образованные соединением кремниевого полупроводника (n-типа) с металлическим электродом. Диоды Шоттки известны своим быстрым переключением и малым падением напряжения в прямом направлении. Прямое падение напряжения значительно меньше, чем у обычного кремниевого диода с p-n переходом. Падение напряжения на диодах Шоттки обычно находится в пределах 0,15-0,45В. При прямом смещении электроны перемещаются от материала n-типа к металлическому электроду, позволяя течь току. Диоды Шоттки не имеют обедненного слоя, а значит, они униполярны.

Подавитель переходного напряжения

Диоды

Transient Voltage Suppressor (TVS) используются для защиты электроники от скачков напряжения. Переходные процессы — это временные всплески или скачки напряжения или тока, которые могут негативно повлиять на цепи. Диоды TVS шунтируют избыточный ток, когда наведенное напряжение превышает потенциал лавинного пробоя. Благодаря своей способности подавлять все перенапряжения выше напряжения пробоя, TVS является зажимным устройством. TVS может быть однонаправленным или двунаправленным. Однонаправленный допускает только напряжение выше или ниже земли (положительное или отрицательное напряжение). Двунаправленный выбирается, когда ожидается, что защищенный сигнал будет колебаться над или под землей, как при напряжении переменного или постоянного тока, предназначенном для работы как положительное, так и отрицательное напряжение. Некоторые приложения включают в себя линии передачи данных и сигнальные линии, микропроцессоры и МОП-память, линии электропередач переменного тока, телекоммуникационное оборудование и отвод/фиксацию в цепях/системах с низким энергопотреблением.

Тиристорные диоды

Тиристорные диоды представляют собой три оконечных устройства. Три клеммы — затвор, анод и катод. Затвор управляет током, протекающим между анодом и катодом. В тиристорном диоде небольшой ток на затворе вызывает гораздо больший ток между анодом и катодом. Даже если ток затвора удален, больший ток продолжает течь от анода к катоду. Диод остается в этом состоянии до сброса схемы. В семействе тиристоров есть несколько типов диодов, включая SCR и TRIAC.

Кремниевые управляемые выпрямители

Кремниевые управляемые выпрямители (SCR)

— это тип диода из семейства тиристоров. SCR представляют собой четырехслойные твердотельные устройства управления током. Четыре слоя полупроводника P-N-P-N. Есть три вывода: анод, катод и затвор. Устройство изготовлено из кремниевого материала, который контролирует высокую мощность и преобразует большой переменный ток в постоянный (выпрямление). SCR являются однонаправленными, электрический ток допускается только в одном направлении. SCR используются в приложениях управления мощностью, таких как питание электродвигателей, управление системой освещения, управление реле или индукционные нагревательные элементы.

Симисторы

Симисторы

— это три оконечных устройства, также входящие в семейство тиристоров. Первый терминал — это ворота, которые действуют как триггер для включения устройства. Две другие клеммы называются анодом 1 и анодом 2 (также называемые основной клеммой 1 и основной клеммой 2). Эти две клеммы не взаимозаменяемы, ток затвора должен поступать со стороны анода 2 схемы. Компоновка аналогична двум SCR, соединенным параллельно друг с другом; однако симисторы фактически сконструированы из цельного куска полупроводникового материала, который соответствующим образом легирован и слоистый.