Диоды характеристики и маркировка: характеристики, обозначение и маркировка диодов

SMD-светодиоды: маркировка, виды, технические характеристики

Сверхъяркие светодиоды, изобретенные относительно недавно, уже прочно вошли в нашу жизнь. Компактные и экономичные, они с успехом используются как в переносных осветительных приборах, так и в стационарных системах освещения и подсветки. Особой популярностью в последнее время стали пользоваться мощные и компактные smd светодиоды, о которых мы сегодня и поговорим. Прочитав эту статью, ты узнаешь, почему они так называются, чем отличаются друг от друга и где могут встречаться.

Содержание:

1. Особенности SMD-светодиодов

2. Как расшифровать маркировку

3. Краткие технические характеристики

4. smd 3528

5. smd 5050

6. smd 5630 и 5730

7. smd 3014

8. smd 2835

9. Применение

10. Рейтинг

Особенности SMD-светодиодов

Основное визуально заметное отличие smd светодиодов от обычных состоит в конструкции их корпуса:

Обычные с аксиальными выводами (слева) и SMD светодиоды

Если обычный диод имеет достаточно длинные выводы для монтажа через отверстия в плате, то их smd аналоги имеют лишь небольшие контактные площадки (планарные выводы) и монтируются прямо на плату.

Монтаж светодиода обычным способом (слева) и методом поверхностного монтажа 

Такой метод сборки называется поверхностным монтажом, отсюда и название светодиодов: smd (англ. Surface Mount Device – прибор для поверхностного монтажа). Такой монтаж наиболее прост, и его можно поручить роботам.

Сборку устройств на smd компонентах можно поручить роботу

Кроме того, стал возможен эффективный отвод тепла от кристалла благодаря очень коротким, но относительно массивным выводам и тому, что прибор практически лежит на плате. Ведь несмотря на свою экономичность, сверхъяркие диоды в процессе работы нагреваются. Эта особенность конструкции позволила изготавливать очень миниатюрные, но мощные smd светодиоды, требующие хорошего отвода тепла.

Сегодня мировая промышленность выпускает множество типов smd светодиодов, отличающихся друг от друга как габаритами, так и электрическими параметрами.

к содержанию ↑

Как расшифровать маркировку

Сверхъяркие smd светодиоды принято маркировать четырьмя цифрами, а линейка выпускаемых сегодня приборов выглядит примерно так:

Типоразмеры и внешний вид наиболее популярных smd светодиодов

Типов приборов, конечно, намного больше, но для разбора маркировки нам хватит и этих. Как же разобраться в этой маркировке и что обозначают цифры? Оказывается, ничего сложного тут нет: цифрами обозначены горизонтальные размеры корпуса smd светодиодов – длина и ширина в сотых миллиметра. К примеру, прибор 5050 имеет размеры 5.0х5.0 мм, а 3528 – 3.5х2.8 мм. Больше никакой информации маркировка не несет. Технические характеристики ты можешь узнать только из сопроводительной документации или же поверить на слово продавцу.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Покупая светодиоды, обязательно ознакомься с сопроводительной документацией – наши “друзья” из Китая имеют привычку встраивать в стандартный корпус кристаллы самой различной мощности (обычно меньшей). Если продавец об этом умолчит, то ты запросто можешь получить светодиод мощностью, к примеру, 0.09 Вт вместо одноваттного, но маркировка и внешний вид у него будут тот же!

к содержанию ↑

Краткие технические характеристики

Хотя никакой информации о характеристиках smd светодиодов их цифровая маркировка не несет, все же некоторая связь между типоразмерами и параметрами приборов есть. Рассмотрим параметры самых распространенных видов светоизлучающих smd полупроводников:

Основные технические характеристики светодиодов smd    

Тип прибора

Размеры корпуса, мм

Количество кристаллов

Мощность, Вт

Световой* поток, лм

Рабочий ток, мА

Температура эксплуатации, °С

Телесный угол, °

Цвет свечения

3528 3.5х2.8 1 или 3 0.06 или 0.2 0.6 – 5.0* 20 -40 … +85 120 – 140 белый, нейтральный, теплый, синий, желтый, зеленый, красный, RGB
5050 5.5х1.6 3 или 4 0.2 или 0.26 2 – 14* 60 или 80 -20 … +60 120 – 140 белый, теплый, синий, желтый, зеленый, красный, RGB, RGBW
5630 5. 6х3.0 1 0.5 57 150 -25 … +85 120 холодный, нейтральный, теплый
5730 5.7х3.0 1 или 2 0.5 или 1 50 или 158 150 или 300 -40 … +65 120 холодный, белый, нейтральный, теплый
3014 3.0х1.4 1 0.12 9 – 11* 30 -40 … +85 120 холодный, нейтральный, теплый, синий, желтый, зеленый, красный, оранжевый
2835 2.8х3.5 1 0.2 или 0.5 или 1 20 или 50 или 100 60 или 150 или 300 -40 … +65 120 холодный, нейтральный, теплый

* – зависит от цвета свечения кристалла

А теперь рассмотрим каждый из этих типов более подробно.

к содержанию ↑

smd 3528

smd светодиод этого типа может быть однокристальным (белый, нейтральный, теплый, синий, желтый, зеленый, красный) или трехкристальным (RGB). В первом случае прибор имеет два вывода для подключения, во втором – четыре: один общий (катоды) и три анода. Кристаллы для защиты от окружающей среды заливаются прозрачным компаундом или компаундом с добавлением люминофора, выравнивающего цветовую характеристику диода.

Внешний вид одно- и трехкристального светодиода 3528

Как видно из таблички, этот тип светодиода имеет относительно малый световой поток. Но благодаря небольшим габаритам, умеренной стоимости и способности светить разными цветами, включая RGB, он все же нашел широкое применение в недорогих осветительных приборах и приборах декоративной подсветки.

Очень часто светодиоды 3528 входят в состав lcd лент подсветки. Такая лента с smd-светодиодами используется чаще всего в декоративных целях.

Автомобильные лампы и светодиодная лента, собранные на 3528

Если хочешь узнать о smd светодиодах 3528 еще больше, то читай наш обзор на него.

к содержанию ↑

smd 5050

В отличие от 3528, 5050 имеет исключительно трехкристальное или четырехкристальное (RGBW) исполнение. Если прибор одноцветный, то все три кристалла имеют одинаковый или близкий (для выравнивания цветовой характеристики) цвет светового излучения. Это значит, что диод 5050 имеет втрое большую яркость, чем его однокристальный собрат smd 3528. Как и в первом случае, кристаллы защищены компаундом с люминофором или без него.

Трехкристальный светодиод 5050 

Это, пожалуй, наиболее популярный прибор, используемый для декоративной подсветки и освещения. Он имеет оптимальное отношение стоимость/мощность и может обеспечить любой цвет подсветки (в случае использования rgb5050), включая белый повышенной яркости (четырехкристальный вариант), за счет простого изменения мощности на каждом из кристаллов.

Чаще всего такие светодиоды встраивают в такие светодиодные декоративные ленты, как:

  • одноканальная, где три кристалла соединены параллельно и питаются одним напряжением;
  • RGB и RGBW, имеющие три и четыре канала соответственно.

Благодаря достаточно высокой мощности диодов уже при их плотности 60 шт. на 1 метр светодиодной ленты она может успешно использоваться не только для декоративной подсветки, но и для освещения интерьера. При этом цветовую температуру и даже цвет освещения пользователь может изменять самостоятельно, для этого достаточно установить соответствующий контроллер.

Светодиодные ленты 5050 одноцветная (слева), RGB и RGBWк содержанию ↑

smd 5630 и 5730

smd 5630 представляет собой однокристальный мощный прибор (см. таблицу выше), способный создать световой поток до 57 люмен. Благодаря встроенной защите, собранной на двух стабисторах, прибор в состоянии выдерживать импульсный ток до 400 мА и переполюсовку. Светодиод имеет 4 вывода, но в работе кристалла участвуют только два. Оставшиеся два и металлическая подложка используются для лучшего теплоотвода. Цвет свечения светодиода – белый разной цветовой температуры.

Внешний вид и внутренняя схема светодиода 5630

Приборы 5730 могут быть как одно, так и двухкристальными. Первые имеют сходные с 5630 характеристики, вторые вдвое мощнее (1 Вт) и в состоянии создавать световой поток до 158 лм.

Внешний вид светодиода 5730

Оба типа приборов излучают белый свет различной цветовой температуры и могут использоваться для изготовления мощных светодиодных лент, ламп, прожекторов.

Автомобильная лампа на 5630 и стоваттный прожектор на 5730 

Более подробную информацию по приборам smd 5630 ты можешь найти здесь, а по smd 5730 – тут.

к содержанию ↑

smd 3014

Однокристальный компактный прибор умеренной (0.12 Вт) мощности и световым потоком до 11 лм. В зависимости от исполнения может излучать белый свет разной цветовой температуры, а также синий, желтый, зеленый, красный и оранжевый. Для защиты от окружающей среды и коррекции цветовой температуры кристалл покрывается компаундом с люминофором.

Светодиод smd 3014

Основная область применения smd 3014: светодиодные ленты и модули для декоративной подсветки, точечные светильники и лампы к ним. Нередко используются для изготовления автомобильных ламп.

Автомобильная лампа, настольный и встраиваемый светильники, лента на основе диодов smd 3014

Если ты заинтересовался светодиодами типа 3014, то более подробно о них можешь почитать в этой статье.

к содержанию ↑

smd 2835

Однокристальный светодиод повышенной мощности. Выпускается в трех исполнениях: 0.2, 0.5 и 1 Вт. Излучает белый свет различной цветовой температуры, по размерам корпуса совпадает с прибором 3528, но отличается от последнего прямоугольной линзой (у 3528 она круглая).

smd 2835 (слева) и smd 3528 

Из-за высокой популярности приборов выпускается очень много подделок, в которые устанавливаются кристаллы меньшей мощности. Так, хотя китайский smd 2835 и выпускается официально, но оснащается он кристаллом всего 0.09 Вт. Внешне отличить его от одноваттного бывает невозможно из-за добавленного в компаунд люминофора, поскольку он непрозрачен, соответственно, оценить размеры кристалла на глаз не получится.

Прибор используется в мощных осветительных лампах, бытовых и уличных светильниках, прожекторах, светодиодных лентах.

Лампочка, светильники и лента на smd 2835

Если тебя заинтересовал светодиод smd 2835, более подробную информацию ты можешь почерпнуть из этой статьи.

к содержанию ↑

Применение

Проще перечислить те сферы нашей жизни, где smd-светодиодов нет, чем те, где они используются. Белые диоды можно встретить:

  • в тактических и карманных фонариках;
  • в автомобильных лампах;
  • в бытовых лампочках различной мощности;
  • в декоративной внутренней и наружной подсветке.

Разноцветные RGB и RGBW применяются не менее широко:

  • в вывесках, дорожных знаках, светофорах, указателях, рекламе;
  • в лампах освещения, с изменяемой цветовой температурой;
  • в ландшафтном дизайне;
  • в декоративной внутренней и наружной подсветке;
  • в приборах индикации.

Примеры использования smd светодиодов

Вот вкратце и все о smd светодиодах. Теперь ты знаешь, почему они так называются, какими бывают и где используются.

к содержанию ↑

Рейтинг

А какие led чипы выбираешь ты? Отдай 1 голос, какой тип ты бы порекомендовал для решения большинства задач.

5730

Общий балл

105

13

118

2835

Общий балл

88

8

96

5050

Общий балл

54

2

56

3528

Общий балл

21

1

22

3014

Общий балл

12

1

13

5630

Общий балл

11

5

16

0805

Общий балл

10

2

12

0402

Общий балл

8

1

9

1206

Общий балл

5

3

8

📋 Пройди тест и сделай правильный выбор

Какой тип SMD светодиодов выбрать

Share your Results:

Предыдущая

СветодиодыКорпуса и маркировка SMD диодов и стабилитронов

Следующая

СветодиодыКак выбрать фонарь на светодиоде Cree XM-L T6

Диоды: характеристики, аналоги и datasheet


Диоды — это полупроводники которые состоят из одного p-n перехода, главная задача которых пропускать ток только в одном направлении и не пропускать в другом. Разновидностей диодов много, в нашем разделе вы найдёт характеристики, аналоги и datasheet на интересующие вас радиодетали. Для удобства воспользуйтесь поиском по сайту.



Диоды

Характеристики диода FR157

0285

Согласно техническим характеристикам диод FR157 отличается низкой утечкой и падением напряжением (при



Диоды

Характеристики диода RL207

01.2к.

Согласно техническим характеристикам RL207 – это выпрямительный кремниевый диод общего назначения.



Диоды

Характеристики диода КД202В

0802

Как говорится в технических характеристиках, КД202В – это кремниевый диффузионный выпрямительный диод.



Диоды

Характеристики smd диода M7

01. 9к.

Согласно характеристикам на smd диод M7, предоставленным изготовителями он может применяться для выпрямления



Диоды

Характеристики диода Д9

01.4к.

Диоды серии Д9, как говорится в технической документации, являются германиевыми, точечными.



Диоды

Характеристики и маркировка диода КД522Б

02.3к.

Как указанно в технических характеристиках, кремниевые диоды КД522Б были разработаны для использования



Диоды

Характеристики диода Д242

01.2к.

Кремниевые силовые диоды серии Д242, согласно техническим характеристикам, изготавливают по диффузионной



Диоды

Характеристики диодного моста KBL06

01к.

Диодный мост KBL06 – это сборка, состоящий из кремниевых, выпрямительных, диффузионных диодов, собранных



Диоды

Характеристики диода 1N5406

01.6к.

Согласно техническим характеристикам, 1N5406 это стандартный выпрямительный диод. Чаще всего он используется



Диоды

Характеристики диода SR360

0964

SR360 – это диод Шоттки, который по техническим характеристикам, подойдёт для использования в быстродействующих

Характеристики диодов — Диоды — Основы электроники

Диоды

Полупроводниковые диоды обладают свойствами, которые позволяют им выполнять множество различных электронных функций. Для выполнения своей работы инженеры и техники должны иметь данные об этих различных типах диодов. Представленная для этого информация называется характеристики диода . Эти характеристики приводятся производителями либо в их руководствах, либо в спецификациях (паспортах). Из-за множества производителей и множества типов диодов нецелесообразно давать вам спецификацию и называть ее типовой. Помимо различий между производителями, один производитель может даже поставлять листы спецификаций, которые отличаются как по формату, так и по содержанию. Несмотря на эти различия, обычно требуется определенная информация о характеристиках и конструкции. Мы обсудим эту информацию в следующих нескольких параграфах.

Стандартный лист технических характеристик обычно содержит краткое описание диода. В это описание включен тип диода, основная область применения и любые особенности. Особый интерес представляет конкретное применение, для которого подходит диод. Изготовитель также предоставляет чертеж диода, на котором указаны размеры, вес и, при необходимости, любые идентификационные метки. В дополнение к вышеуказанным данным, также предоставляется следующая информация. Статический операционный стол на электрические характеристики (указание точечных значений параметров под
фиксированные условия), иногда характеристическая кривая , аналогичная той, что на этом рисунке (показывающая, как параметры изменяются во всем рабочем диапазоне), и номиналы диодов
(это предельные значения рабочих условий, вне которых может произойти повреждение диода).

Электрические характеристики

Производители указывают различные характеристики и номиналы диодов с помощью «буквенных обозначений» в соответствии с фиксированными определениями. Ниже приводится список основных электрических характеристик выпрямителя и сигнальных диодов по буквенным обозначениям.

Выпрямительные диоды

Среднее прямое напряжение F(AV) ] — среднее прямое падение напряжения на выпрямителе при заданных прямом токе и температуре.

Прямое напряжение F ] — мгновенное прямое падение напряжения на выпрямителе, приведенное при
заданные условия.

Средний обратный ток [I R(AV) ] — средний обратный ток при заданной температуре, обычно при 60 Гц.

Обратный ток [I R ] — мгновенное (или постоянное) значение обратного тока при заданных условиях, обычно при номинальном запирающем постоянном напряжении.

Сигнальные диоды

Прямое напряжение [V F ] — мгновенное прямое падение напряжения на диоде, приведенное при
заданные условия.

Обратный ток [I R ] — мгновенное (или постоянное) значение обратного тока при заданных условиях.

Reverse Recovery Time [t rr ] — максимальное время, необходимое диоду прямого смещения для восстановления обратного смещения.

Максимальная мощность

Максимальные номинальные значения диода (как указано ранее) являются предельными значениями условий эксплуатации, превышение которых может привести к повреждению диода либо из-за пробоя напряжения, либо из-за перегрева. Ниже приведен список основных номиналов выпрямителя и сигнальных диодов.

Пиковое повторяющееся обратное напряжение (V RRM , PRV или PIV) — максимально допустимое мгновенное
значение обратного напряжения, которое может быть приложено к диоду повторно при заданных условиях.

DC Blocking Voltage [V R ] — максимальное обратное постоянное напряжение, которое диод может блокировать на
непрерывная основа.

Средний выпрямленный прямой ток [I F(AV) ] — максимальная величина среднего выпрямленного прямого тока
при заданной температуре, обычно при частоте 60 Гц с резистивной нагрузкой.

Пиковый импульсный ток [I FSM ] — максимальный ток, разрешенный для протекания в прямом направлении в
форма неповторяющихся импульсов, заданная для заданного количества циклов или части цикла.

Ниже приведен список некоторых других номиналов сигнальных диодов.

Повторяющийся пиковый прямой ток [I FRM ] — максимальный пиковый ток, который может протекать в прямом направлении в виде повторяющихся импульсов.

Прямой непрерывный ток [I F ] — максимальный постоянный ток, который может протекать в
прямое направление.

Все вышеперечисленные характеристики могут изменяться при колебаниях температуры. Если, например, операционная
температура выше указанной для номиналов, то номиналы должны быть уменьшены.

Введение в диоды

Google Ads

  • Раздел 2.0 Введение в диоды.
  • • Символы схемы диода.
  • • Ток протекает через диоды.
  • • Конструкция диода.
  • • Развязка PN.
  • • Прямое и обратное смещение.
  • • Характеристики диода.
  • Раздел 2.1 Кремниевые выпрямители.
  • • Маркировка полярности.
  • • Параметры выпрямителя.
  • Раздел 2.2 Диоды Шоттки.
  • • Конструкция диода Шоттки.
  • • Потенциал соединения Шоттки.
  • • Высокоскоростное переключение.
  • • Силовые выпрямители Шоттки.
  • • Ограничения тока Шоттки.
  • • Защита от перенапряжения.
  • Раздел 2.3 Диоды слабого сигнала.
  • • Конструкция малогабаритного сигнального диода.
  • • Формирование волны.
  • • Отсечение.
  • • Фиксация/реставрация постоянным током.
  • • ВЧ приложения.
  • • Защитные диоды.
  • Раздел 2.4 Стабилитроны.
  • • Конструкция стабилитрона.
  • • Символы схемы Зенера.
  • • Эффект Зенера.
  • • Эффект лавины.
  • • Практичные стабилитроны.
  • Раздел 2.5 Светодиоды.
  • • Работа светодиода.
  • • Световое излучение.
  • • Цвета светодиодов.
  • • Расчет схемы светодиодов.
  • • Светодиодные матрицы.
  • • Проверка светодиодов.
  • Раздел 2.6 Лазерные диоды.
  • • Лазерный свет.
  • • Основы атома.
  • • Конструкция лазерного диода.
  • • Лазерная накачка.
  • • Управление лазерным диодом.
  • • Лазерные модули.
  • • Лазерная оптика.
  • • Классы лазерных диодов.
  • Раздел 2.7 Фотодиоды.
  • • Основы работы с фотодиодами.
  • • Приложения.
  • • Конструкция лазерного диода.
  • • Лазерная накачка.
  • • Управление лазерным диодом.
  • • Лазерные модули.
  • • Лазерная оптика.
  • • Классы лазерных диодов.
  • Раздел 2.8 Проверка диодов.
  • • Неисправности диодов.
  • • Проверка диодов омметрами.
  • • Идентификация диодных соединений.
  • • Определение неисправных диодов.
  • Раздел 2.9 Проверка диодов.
  • • Проверьте свои знания о диодах.

Рисунок 2.0.1. Диоды

Введение

Диоды являются одними из самых простых, но наиболее полезных из всех полупроводниковых устройств. Многие типы диодов используются для широкого спектра применений. Выпрямительные диоды являются жизненно важным компонентом в источниках питания, где они используются для преобразования переменного сетевого (линейного) напряжения в постоянное. Стабилитроны используются для стабилизации напряжения, предотвращения нежелательных изменений в источниках постоянного тока в цепи, а также для обеспечения точных опорных напряжений для многих цепей. Диоды также можно использовать для предотвращения катастрофического повреждения оборудования с батарейным питанием, когда батареи подключены с неправильной полярностью.

Сигнальные диоды также широко используются для обработки сигналов в электронном оборудовании; они используются для получения аудио- и видеосигналов из передаваемых радиочастотных сигналов (демодуляция), а также могут использоваться для формирования и изменения формы сигнала переменного тока (обрезание, ограничение и восстановление постоянного тока). Диоды также встроены во многие цифровые интегральные схемы, чтобы защитить их от опасно больших скачков напряжения.

Рис. 2.0.2 Символы диодных цепей

Светодиоды излучают многоцветный свет в очень широком спектре оборудования, от простых индикаторных ламп до огромных и сложных видеодисплеев. Фотодиоды также производят электрический ток из света.

Диоды изготавливаются из полупроводниковых материалов, в основном из кремния, с добавлением различных соединений (комбинаций более чем одного элемента) и металлов в зависимости от функции диода. Ранние типы полупроводниковых диодов изготавливались из селена и германия, но эти типы диодов были почти полностью заменены более современными конструкциями из кремния.

На рис. 2.0.1 показан следующий набор диодов с общими проводами:

1. Три силовых выпрямителя (мостовой выпрямитель для использования с сетевым (линейным) напряжением и два выпрямительных диода сетевого напряжения).

2. Точечный диод (со стеклянным корпусом) и диод Шоттки.

3. Кремниевый диод с малым сигналом.

4. Стабилитроны со стеклянным или черным полимерным покрытием.

5. Набор светодиодов. Против часовой стрелки от красного: желтый и зеленый индикаторные светодиоды, инфракрасный фотодиод, 5-миллиметровый теплый белый светодиод и 10-миллиметровый синий светодиод высокой яркости.

Символы схемы диода

Диод представляет собой проводник с односторонним движением. Он имеет две клеммы: анодную или положительную клемму и катодную или отрицательную клемму. В идеале диод пропускает ток, когда его анод становится более положительным, чем его катод, но предотвращает протекание тока, когда его анод более отрицательный, чем его катод. В схемах, показанных на рис. 2.0.2, катод показан в виде полосы, а анод — в виде треугольника. На некоторых принципиальных схемах анод диода также может быть обозначен буквой «а», а катод буквой «к».

В каком направлении протекает ток диода?

Обратите внимание на рис. 2.0. 2, что обычный ток течет от положительной (анодной) клеммы к отрицательной (катодной) клемме, хотя движение электронов (электронный поток) происходит в противоположном направлении, от катода к аноду.

Конструкция кремниевого диода

Рис. 2.0.3 Кремниевый планарный диод

Современные кремниевые диоды обычно производятся с использованием одного из различных вариантов планарного процесса, который также используется для производства транзисторов и интегральных схем. Слоистая конструкция, используемая в методах Silicon Planar, дает ряд преимуществ, таких как предсказуемая производительность и надежность, а также преимущества для массового производства.

Упрощенный планарный кремниевый диод показан на рис. 2.0.3. Использование этого процесса для кремниевых диодов позволяет получить два слоя кремния с различными примесями, которые образуют «PN-переход». Нелегированный или «собственный» кремний имеет решеточную структуру атомов, каждый из которых имеет четыре валентных электрона, но кремний P-типа и кремний N-типа легируют путем добавления относительно очень небольшого количества материала, имеющего либо атомную структуру с тремя валентными электронами (например, бор или алюминий), чтобы получить P-тип, или пять валентных электронов (например, мышьяк или фосфор), чтобы сделать кремний N-типа. Эти легированные версии кремния известны как «внешний» кремний. Кремний P-типа теперь имеет нехватку валентных электронов в своей структуре, что также можно рассматривать как избыток «дырок» или носителей положительного заряда, тогда как слой N-типа легирован атомами, имеющими пять электронов в своей валентной оболочке и поэтому имеет избыток электронов, которые являются носителями отрицательного заряда.

Диод PN-переход

Рис. 2.0.4 Слой истощения диода

Когда кремний P- и N-типа соединяются вместе во время производства, переход создается там, где встречаются материалы P-типа и N-типа, и отверстия рядом с переходом в Кремний P-типа притягивается к отрицательно заряженному материалу N-типа на другой стороне перехода. Кроме того, электроны вблизи перехода в кремнии N-типа притягиваются к положительно заряженному кремнию P-типа. Поэтому вдоль перехода между кремнием типа P и N между полупроводниковым материалом P и N устанавливается небольшой естественный потенциал с отрицательно заряженными электронами теперь на стороне P типа перехода, а положительно заряженные дырки на стороне N соединения. узел. Этот слой носителей заряда противоположной полярности накапливается до тех пор, пока его становится достаточно, чтобы предотвратить свободное движение любых дальнейших дырок или электронов. Из-за этого естественного электрического потенциала на переходе между P- и N-слоями в PN-переходе образовался очень тонкий слой, который теперь обеднен носителями заряда и поэтому называется обедненным слоем. Таким образом, когда диод включен в цепь, между анодом и катодом не может протекать ток до тех пор, пока анод не станет более положительным, чем катод, за счет прямого потенциала или напряжения (V F ), по крайней мере, достаточный для преодоления естественного обратного потенциала перехода. Это значение зависит главным образом от материалов, из которых изготовлены P- и N-слои диода, и количества используемого легирования. Различные типы диодов имеют естественный обратный потенциал в диапазоне примерно от 0,1 В до 2 или 3 В. Кремниевые PN-переходные диоды имеют потенциал перехода примерно от 0,6 В до 0,7 В

Диод прямой проводимости

Рис.

2.0.5 Диод прямой проводимости

чем потенциал обедненного слоя, начинается прямая проводимость от анода к катоду обычного тока, как показано на рис. 2.0.5.

По мере увеличения напряжения, приложенного между анодом и катодом, прямой ток сначала увеличивается медленно, поскольку носители заряда начинают пересекать обедненный слой, а затем быстро увеличивается примерно экспоненциально. Таким образом, сопротивление диода, когда он «включен» или работает в режиме «прямого смещения», не равно нулю, а очень мало. Поскольку прямая проводимость увеличивается после преодоления потенциала истощения примерно по следующей экспоненциальной кривой, прямое сопротивление (V/I) незначительно меняется в зависимости от приложенного напряжения.

Диод с обратным смещением

Рис. 2.0.6 Диод с обратным смещением

Смещенный

Когда диод смещен в обратном направлении (анод подключен к отрицательному напряжению, а катод к положительному напряжению), как показано на рис. 2.0.6, положительный дырки притягиваются к отрицательному напряжению на аноде и от перехода. Точно так же отрицательные электроны оттягиваются от перехода к положительному напряжению, приложенному к катоду. Это действие оставляет большую площадь на стыке без каких-либо носителей заряда (ни положительных дырок, ни отрицательных электронов) по мере расширения обедненного слоя. Поскольку область перехода теперь обеднена носителями заряда, она действует как изолятор, и по мере того, как более высокие напряжения применяются в обратной полярности, обедненный слой становится еще шире по мере удаления от перехода большего количества носителей заряда. Диод не будет проводить ток при обратном напряжении (обратном смещении), за исключением очень небольшого «обратного тока утечки» (I R ), который в кремниевых диодах обычно меньше 25 нА. Однако, если приложенное напряжение достигает значения, называемого «Обратное напряжение пробоя» (V RRM ), ток в обратном направлении резко возрастает до такой степени, что, если ток каким-либо образом не ограничивается, диод будет разрушен.

I/V характеристики диода

Рис. 2.0.7. Типичная I/V диода

Характеристика

Работа диодов, как описано выше, также может быть описана специальным графиком, называемым «характеристической кривой». На этом графике показано соотношение между фактическими токами и напряжениями, связанными с различными клеммами устройства. Понимание этих графиков помогает понять, как работает устройство.

Для диодов характеристическая кривая называется вольт-амперной характеристикой, поскольку она показывает зависимость между напряжением, приложенным между анодом и катодом, и результирующим током, протекающим через диод. Типичная ВАХ показана на рис. 2.0.7.

Оси графика показывают как положительные, так и отрицательные значения и поэтому пересекаются в центре. Пересечение имеет нулевое значение как для тока (ось Y), так и для напряжения (ось X). Оси +I и +V (верхняя правая область графика) показывают резкое возрастание тока после начальной области нулевого тока.