Характеристики диоды: Какие характеристики диодов действительно имеют смысл?

Какие характеристики диодов действительно имеют смысл?

Несмотря на свою простоту, некоторые технические характеристики современных диодов могут вызвать вопросы у неопытных разработчиков. Дело в том, что некоторые модели диодов были созданы 30 — 50 лет назад. Тогда же для них создавалась и сопутствующая документация. По этой причине в отрасли все еще используют многие устаревшие характеристики и определения, даже если речь касается новых моделей диодов. Старая документация создавалась с прицелом на оптимизацию серийного производства и минимизацию брака. В ней не учитывалась стратегия нулевых дефектов. Очевидно, что разница между этими подходами значительна.

В этой статье мы обсудим наиболее важные параметры, которые должны учитывать разработчики при выборе диодов. Мы также объясним, каким образом производители тестируют диоды и определяют их характеристики. В свою очередь, эти знания помогут разработчикам правильно оценивать характеристики, приведенные в документации.

Мы обсудим наиболее важные предельно допустимые параметры, такие как импульсный ток и напряжение пробоя, а также связанные с ними характеристики, например, I2t и ?Vf. Мы также рассмотрим максимальную температуру перехода и другие технические характеристики, которые требуются для оценки допустимого нагрева в различных приложениях, включая факторы, влияющие на тепловое сопротивление, а также уменьшение допустимого тока при разогреве (дирейтинг).

В статье будут предложены способы оценки надежности компонентов, а также будут обсуждаться другие параметры, в частности, ток утечки и значения Cpk. В настоящей статье обсуждаются только стандартные кремниевые диоды и мостовые выпрямители. Аналогичный обзор параметров для диодов Шоттки будет выполнен в следующей статье.

Предельно допустимые характеристики

На самом деле у диодов есть только две предельно допустимых характеристики: максимальный импульсный ток Ifsm и напряжение пробоя Vrrm. Превышение допустимых токов и напряжений может привести к катастрофическому отказу компонента. Существует несколько механизмов пробоя диодов. Чтобы определить конкретный механизм пробоя, используют растровые электронные микроскопы (SEM). Катастрофические отказы можно воспроизвести при испытаниях.

Уровень напряжения пробоя диодов Vrrm в обязательном порядке проверяют на производстве. Более того, такая проверка выполняется неоднократно, чтобы гарантировать нулевой уровень брака. В результате, разработчики могут не сомневаться в этом параметре и использовать его в расчетах. С другой стороны, проблемы могут возникнуть из-за превышения Vrrm. Большинство стандартных диодов имеют много различных исполнений с рабочими напряжениями от 100 В до 1000 В, однако для производства каждого из них используют один и тот же тип кристалла (или два типа кристаллов). Дело в том, что при массовом производстве неизбежны отклонения. Это и объясняет различия в значениях напряжения пробоя.

Устройства, в которых диод сталкивается с превышением рейтинга напряжения Vrrm, могут без отказов отработать в лабораторных условиях и в прототипах. Однако при крупносерийном производстве подобных изделий поставщику вряд ли удастся обеспечить нулевой уровень отказов. Как правило, диоды не предназначены для работы в режиме лавинообразного пробоя (если об этом напрямую не сказано в документации).

Превышение Vrrm не рекомендуется, так как лавинный ток обычно происходит по поверхности кристалла, а не в его объеме. Разумеется, если производитель определяет стойкость диода к лавинному пробою, то это очень хорошо и является признаком надежности компонента. Однако к этому нужно относиться очень осторожно, так как условия испытаний, используемые производителем, могут существенно отличаться от параметров конкретной схемы. Очень часто в документации приводят параметры устойчивости диодов к одиночным выбросам напряжения, в то время как для реальных схем, как правило, характерны повторяющиеся импульсы перенапряжений.

Импульсный ток Ifsm не тестируется при серийном производстве, но гарантируется конструкцией самого диода. Длительность импульсов тока в большинстве AC/DC-преобразователей не превышает 1,5 мс. Переходное тепловое сопротивление является ключевым параметром, который определяет надежность работы диода. Устойчивость диода к импульсам тока длительностью 1,5 мс определяется размером кристалла и качеством его разварки. Качество разварки в свою очередь очень сильно зависит от качества паяных соединений и способности производителя минимизировать количество пустот в объеме припоя.

Обычно в документации приводят значения Ifsm для импульса 8,3 мс или синусоидальной волны 10 мс и резистивной нагрузки, что соответствует работе линейного источника питания 50/60 Гц. Очевидно, что эти условия испытаний были разработаны еще в прошлом веке и являются устаревшими, так как современные источники питания в большинстве своем оказываются импульсными и обычно работают с емкостной нагрузкой. Для них длительность пускового тока существенно меньше, чем 10 мс.

Некоторые разработчики стараются использовать значения I2t, которые обычно приводят в документации. Однако здесь также легко ошибиться. Величина прямого падения напряжения Vf не является постоянной даже для больших токов, кроме того формы сигналов различаются. По этой причине I2t позволяет выполнять только ориентировочные расчеты. Таким образом, разработчику в любом случае потребуется проверять свои расчеты на прототипах.

Большинство производителей диодов контролируют значение ?Vf в ходе заключительной программы испытании. В ходе таких испытаний измеряется прямое падение напряжения на диоде (Vf) до и после воздействия короткого импульса тока. Хорошо известно, что для диодов значение Vf имеет отрицательный температурный коэффициент. Таки образом, по изменению ?Vf можно судить о тепловом сопротивлении компонента и при необходимости отбраковывать диоды с плохим качеством разварки кристалла.

Для того чтобы свести к нулю число отказов, необходимо обратиться к производителю и обсудить с ним некоторые аспекты производственных процессов и дирейтинг тока с учетом особенностей вашего конкретного приложения.

Температура перехода

Максимально допустимая температура перехода для диода (Tj) необходима для определения рейтинга тока, а также используется при проведении испытаний надежности и при оценке долгосрочной надежности с использованием уравнения Аррениуса.

Диоды – это устройства с сильной температурной зависимостью. Наиболее важное уравнение, используемое для теплового анализа работы диода, имеет вид:

T_j = T_a + P_d*R_thj-a

где T_j – температура перехода, T_a – температура окружающей среды, P_d – рассеиваемая мощность, а R_thj-a – это теплового сопротивление переход – окружающее пространство.

Если не учитывать ток утечки и потери на переключения, то мощность, рассеиваемую на диоде, можно рассчитать как P_d = I_f * V_f. Так как прямое падение на диоде является величиной практически постоянной, то ограничение мощности в первую очередь определяется рейтингом тока. Очевидно, что допустимый ток зависит от температуры кристалла, а значит и от эффективности отвода тепла от кристалла. Уменьшение предельного тока при разогреве называют «дирейтингом». К сожалению, очень часто из маркетинговых соображений график дирейтинга тока, искусственно «приукрашивается». Если выбрать низкое значение Rthj-a (иногда совсем нереальное) можно сдвинуть точку излома графика в сторону более высоких температур, тем самым сделать дирейтинг тока более привлекательным. В качестве примера мы взяли график снижения тока для 1N4007 (рис. 1).

Рис. 1. Зависимость максимального прямого тока от температуры (дирейтинг) для кремниевого диода общего назначения 1N4007

Как уже было сказано выше, точка излома этой характеристики определяется тепловым сопротивлением кристалл-окружающая среда Rthj-a. Значение Rthj-a может быть выбрано производителем произвольно и очень часто занижается из маркетинговых соображений. Очевидно, что при различных показателях Rthj-a токовая нагрузка диода может изменяться в очень широких пределах. Такой неоднозначности можно избежать, если производитель будет строить график дирейтинга тока в зависимости от температуры корпуса Tc, а не от температуры окружающей среды Ta, и при этом, укажет конкретное значение Rthj-l.

Однако, даже когда производитель указывает дирейтинг с учетом Tc, а не Ta, разработчики все равно должны быть осторожны (особенно в случае с SMD-компонентами). В большинстве устройств тепловое сопротивление состоит из двух частей: тепловое сопротивление переход-корпус (или переход-вывод) и тепловое сопротивление корпус-среда (вывод-среда). Если компонент не имеет внешнего теплоотвода, то основной вклад в общее тепловое сопротивление вносит сопротивление корпус-среда (до 75%). Очевидно, что в таких случаях дирейтинг с учетом Tc становится бессмысленным. Концепция бесконечного радиатора является чисто теоретической – она не может быть реализована на практике.

Производители могут использовать различные условия испытаний, что приводит к тому, что рейтинги тока, представленные в документации, оказываются не столь однозначными и способны вводить в заблуждение разработчиков. Другими словами указание рейтинга тока 2 А или 5 А может не имеет особого практического смысла. Более эффективным будет сравнение диодов по их Vf и по условиям испытаний. Большинство поставщиков включают типовые ВАХ в документацию. Вольт-амперные характеристики являются объективными – их нельзя подстроить по желанию маркетингового отдела. Они позволяют объективно сравнивать диоды.

Максимальная температура перехода также играет очень важную роль с точки зрения надежности. Обратите внимание, что производители диодов могут сами выбирать, как определять максимальную температуру кристалла и как проводить тестирование надежности. Но если компонент сертифицируется согласно требованиям AEC Q101, то условия испытаний становятся четко определенными. Высокотемпературное тестирование с обратным смещением (High-temperature reverse-bias, HTRB) особенно важно для определения надежности. Компоненты, соответствующие требованиям AEC Q101, в обязательном порядке проходят испытания для определения Tj и пробивного напряжения (DC/RMS). Если диод не сертифицирован согласно AEC Q101, то разработчику следует ознакомиться, каким образом производитель выполняет тест HTRB.

Важно понимать, что в документации приводится максимальная температура, однако использование компонента при более низкой температуре позволит снизить количество отказов. Чтобы объяснить эту закономерность, следует изучить факторы ускорения химической реакции в уравнении Аррениуса. Если вы разрабатываете электронику для автомобильной техники с номинальным бортовым напряжением 12 В, то вашими основными инструментами для оценки долгосрочной надежности и вероятности отказов станут модель Коффина-Менсона и испытания с термоциклированием. Однако в случае неавтомобильных приложений, таких как AC/DC- и DC/DC-преобразователи, следует использовать уравнение Аррениуса.

Производители обычно предоставляют значение интенсивности отказов FIT (failures in time) для температуры 55 °C с определенным уровнем достоверности, например, 60% или 90%. Значение FIT определяется как отношение количества отказов на один миллиард устройство-часов. Если разработчик учтет коэффициент ускорения AF, то он сможет определить, каким будет FIT в его устройстве. Коэффициент AF высчитывается для заданной температуры Tj, после чего умножается на значение FIT при 55 °C. В таблице 1 приведены коэффициенты ускорения, рассчитанные с энергией активации 0,7 эВ, которая является стандартной для кремниевых диодов.

Таблица 1. Коэффициенты ускорений для различных температур перехода

Во многих компаниях существует правило, согласно которому допустимый перегрев корпусов компонентов не должен превышать 90 °C. Для диодов это обычно соответствует температуре кристалла Tj от 100 °C до 110 °C. Это очень хорошее правило. Мы также включили в таблицу значения AF для 149 °C и 151 °C, чтобы подчеркнуть, что для диодов с максимальной температурой кристалла Tj 150 °C разница в частоте отказов между 149 °C и 151 C не так велика. Однако и в том, и в другом случае уровень отказов оказывается очень высоким.

Другие параметры

Для многих стандартных диодов в документации указывают предельные значения токов утечки (Ir): 1 мкА или 5 мкА. Такие значения были вполне адекватными 30…50 лет назад, однако за эти годы было сделано много технологических улучшений. Сегодня кривая распределения токов утечки ограничивается сотнями нА, в зависимости от размера кристалла. Таким образом, указанные предельные значения 5 мкА или даже 1 мкА не имеют смысла.

В документации обычно указываются значения Cpk (индекса возможностей процесса) от 20 и более. Значение Cpk не характеризует уровень погрешности ppm, но указывает на ошибку указанных значений. На самом деле диоды, для которых ток утечки располагается между нормальным распределением и предельными значениями (от 1 до 5 мкА), являются наиболее вероятными причинами сбоев в работе. Они имеют механические повреждения, проблемы с пассивацией или другие дефекты. Вместо того чтобы полагаться на значения, приведенные в документации, разработчик, стремящийся приблизить количество отказов к нулю, должен спросить у производителя, выполняет ли он PAT-тестирование (part average tested) для своих компонентов (рис. 2).

Рис. 2. PAT-тестирование предназначено для обнаружения явных отклонений

PAT-тестирование оказывается гораздо полезнее, чем табличные предельные значения, и связывает спецификацию теста с нормальным распределением (методология 6 сигм). Это гарантирует, что компоненты с низкой надежностью будут обнаружены. Если диод должен иметь напряжение пробоя 1000 В, но не соответствует этой спецификации, то его либо отбраковывают, либо понижают рейтинг напряжения и продают как 100 В диод. Но первоначальный провал теста показывает, что у компонента есть дефект, и его надежность будет ниже.

Заключение

Диоды производятся миллиардами штук ежегодно. Во время работы им приходится сталкиваться с различными негативными факторами, например бросками напряжения или перегревом. Обычно при исследовании температурного профиля печатной платы оказывается, что именно диоды являются самыми горячими компонентами. В результате риск отказа диодов может быть выше, чем для других компонентов.

Однако, следуя основным правилам и имея представление о процессе производства и программе испытаний, можно минимизировать риск отказа диода при работе в составе реальных устройств.

Источник: http://www.how2power.com

Автор: Йос Ван Лу, Кевин Парментер Перевод: Вячеслав Гавриков (г. Смоленск)

Разделы: Диоды выпрямительные

Опубликовано: 19.12.2019

Характеристика диодов

История возникновения диода

Возникновение диода обязано ученому из Великобритании Фредерику Гутри и немецкому физику Карлу Фердинанду Брауну. В 1873 и 1874 годах они открыли принцип работы термионных диодов и принцип работы кристаллических диодов. Позже термионными диодами стали называть специализированные вакуумные лампы. В начале 1880 года Томас Эдиссон повторно задокументировал работу термионного диода, но развитие этого радиоэлектронного компонента произошло только через 9 лет, когда немецкий ученый Карл Браун показал действие выпрямителя на кристалле. В начале 20 века Гринлиф Пикард предъявил публике первый радиоприемник, в основе которого был положены свойства диода реагировать на электромагнитные колебания. Промышленный выпуск диодов термионного типа (ламповых диодов) был налажен в Британии с разрешения Джона Флеминга в 1904 году, а через 2 года американец Пикард запатентовал первый детектор из кристаллов кремния. Современную терминологию слова «диод» (от греч. «di» — два, «odos» — путь) ввел Вильям Генри Иклс в 1919 году. В СССР главную роль в развитии полупроводниковых компонентов сыграл физик Б. М. Вул.

Первое развитие получили ламповые диоды или кенотроны (электровакуумные диоды), а так же газонаполненные диоды (газотроны, стабилитроны, игнитроны). Однако основной вклад в развитие радиоэлектронных компонентов внесли полупроводниковые диоды на основе кремния и германия.

Физические основы работы диода

Открытый в 1882 году химический элемент «германий» Клеменсом Винклером в процессе изучения в электричестве позволил выявить эффект полупроводника тока. Эксперименты физиков для получения одностороннего проводника тока привели к такому результату, что если к германию присоединить акцепторную примесь (барий, алюминий, галлий или индий), способную захватывать электроны, накопленные в германии, то в результате получится электронный элемент, способный пропускать электроны только в одну сторону (от германия к акцепторной смеси). Как мы знаем, электрон – это отрицательно заряженная частица, притягивающаяся к положительной частице, однако в электронике принято обозначение перемещения тока от плюса к минусу. Таким образом, диод представляет собой смесь германия или кремния с акцепторным материалом. Германий, за счет накопленных электронов несет в себе отрицательный N заряд (N — negative), а акцепторная смесь насыщается положительными P ионами (P — positive). Процесс протекания тока из P области в N область через место «соединения» или p-n переход и есть принцип работы диода. Его особенностью является возможность протекания тока только в одном направлении, поэтому диод является однонаправленным полупроводником. Отрицательно заряженную сторону с германием принято называть «катодом», а положительно заряженную половину «анодом». На схемах диод обозначается в виде направления протекания тока в виде стрелки к отрицательно заряженной стороне.

Когда диод не подключен к источнику питания, p-n переход находится в состоянии покоя. И в результате притягивания электронов к положительным ионам происходит их дрейф через переход. Такой процесс называется «диффузией», предусматривающий притягивание электронов через переход к «дыркам» положительных ионов. Диффузионное движение из-за постоянно меняющейся концентрации ионов и электронов происходит возле перехода постоянно.

При подключении к p-n структуре внешнего источника напряжения или напряжения смещения происходит изменение условий переноса заряда через переход. Важным фактором здесь становится полярность внешнего напряжения, подключенного к аноду и катоду диода.

Прямое подключение напряжения к p-n структуре

При прямом включении диода, когда плюс источника питания подключен к p-области, а минус к n-области происходит прямое протекание тока через переход. При этом электроны, находящиеся в n-области за счет подключенного минуса источника питания будут передвигаться ближе к переходу. Собственно, с положительно заряженными частицами в p-области будет происходить то же эффект. В результате p-n переход будет заполняться электронами в «дырках» (положительных ионах). Возникнет электрическое поле, которое позволит свободным электронам преодолеть сопротивление перехода, пройти барьерную зону и p-область к положительному контакту источника питания. В данной цепи возникнет электрический ток, который называют прямым током смещения перехода. Величина этого тока будет ограничена техническими характеристиками диода.

Момент, когда создается электрическое поле в p-n переходе на положительной ветви Вольт — Амперной Характеристики диода (ВАХ) отмечен некоторым напряжением ∆Ua. Это напряжение определено не только силой тока, но и сопротивлением самого p-n перехода. Чем ниже это сопротивление, тем меньше необходимо энергии для того, чтобы открыть переход, а так же его закрыть. Отступив от темы статьи, стоит сказать, что энергия в переходе при исчезновении питания моментально не пропадает. Происходит эффект рассасывания заряда, обусловленный емкостью перехода. Чем ниже эта емкость, тем быстрее диод перейдет в «выключенное» состояние с успокоением всех переходных процессов в p-n переходе. Этот параметр очень важен в частотных диодах, о которых мы расскажем ниже. В современных диодах значения напряжения ∆Ua варьируется от 0,3 до 1,2 вольта (кремний 0,8 – 1,2В., германий 0,3 – 0,6В.) в зависимости от мощности диода. Так же его называют падением напряжения p-n перехода.

Обратное подключение напряжения к p-n структуре

При подключении к диоду питания в обратном направлении происходит увеличение сопротивление p-n перехода и барьер возрастает, вследствие того, что электронам в n-области и свободным ионам в p-области легче соединиться с зарядом источника питания. При увеличении напряжения питания происходит лавинообразный отток заряженных частиц от перехода. В результате диод переходит в закрытое состояние из-за обратного напряжения.

На обратной ветви ВАХ участок 0 – 1 обусловлен небольшим обратным напряжением. При этом увеличение обратного тока наблюдается за счет уменьшения диффузионной составляющей. Другими словами в p и n областях присутствуют неосновные носители. Даже когда диод закрыт, через барьер при малом напряжении они могут протекать из одной области в другую. Значение этого тока несоизмеримо мало по сравнению с прямым током, поскольку количество неосновных носителей в разных областях p и n минимально. Начиная с точки 1 основные носители уже не способны преодолеть барьер, а диффузионные неосновные носители полностью рассасываются в свои области переходов. Этим объясняется отсутствие роста тока при увеличении обратного напряжения. Поскольку концентрация неосновных носителей заряда зависит от температуры сплава (иначе «кристалла»), то обратный ток будет увеличиваться в зависимости от увеличения температуры кристалла. Именно поэтому его называют тепловым. Это лавинообразный процесс и он подчиняется экспотенциальному закону. Именно из-за обратных токов диоды начинают греться и их устанавливают на теплоотводы. Если значение обратного тока будет выше предусмотренного диодом, то начнется неконтролируемый процесс так называемого теплового пробоя, после которого следует электрический пробой, приводящий диод в негодность. Стабильная работа кремниевых диодов возможна при температуре 130 – 135 градусов. Разрушение кристалла германиевых диодов происходит при температуре 50 – 60 градусов.

Полная вольт – амперная характеристика диода

Вольт – амперная характеристика отображает зависимость протекающего через диод тока от величины приложенного прямого и обратного напряжения. Чем круче и ближе к оси Y прямая ветвь и ближе к оси X его обратная ветвь, тем лучше выпрямительные свойства диода. При несоизмеримо большом обратном напряжении у диода наступает электрический пробой. При этом резко возрастает обратный ток. Нормальная работа диода возможна в том случае, если приложенное к нему обратное напряжение не превышает максимально допустимое, называемое пробивным напряжением. Как мы уже писали, токи диодов зависят от температуры кристалла. На каждый градус падение напряжения на p-n переходе изменяется на 2мВ. Если температура кристалла растет вверх, то обратный ток германиевых диодов увеличивается в 2 раза, у кремниевых диодов обратный ток растет в 2,5 раза на каждые 10 градусов. При этом пробивное напряжение при увеличении температуры понижается.

Конструктивное исполнение диодов

По технологическому исполнению диоды могут быть плоскостные и точечные. P-n переход плоскостных диодов (на рисунке б – плоскостной сплавной диод) выполняется на границе двух слоев в полупроводнике. Слои имеют электропроводимость разных типов. За счет большей площади перехода плоскостные диоды могут пропускать большие токи через себя. Их недостатком является большая переходная емкость , что ограничивает применение плоскостных диодов в высокочастотной технике. Однако, есть гибридные диоды, сочетающие в себе и малую емкость, и малое переходное сопротивление, и возможность пропускать большие токи. Примером может быть отечественный диод КД213.

У точечных диодов p-n переход изготовляется в месте контакта полупроводниковой пластины с острием металлической иглы. Современные диоды производят с применением германия, кремния, фосфида и арсенида галлия. 

Типы и характеристика диодов

Выпрямительные диоды

Выпрямительные диоды используются для выпрямления переменных токов на частотах, как правило, ниже 50 кГц. Конструктивное исполнение таких диодов преимущественно плоскостное. За счет этого диоды позволяют проводить через себя большие выпрямленные токи. Большей частью материалом изготовления выпрямительных диодов является кремний за счет устойчивости к температурным изменениям. Основными параметрами, определяющими характеристику диода, являются:

Uпр. – постоянное прямое напряжение на диоде при заданном постоянном прямом токе.

Uобр. – постоянное напряжение, приложенное к диоду в обратном направлении.

Iпр. – постоянный ток, протекающий через диод при подключении в прямом направлении.

Iобр. – постоянный ток, протекающий через диод, включенный в обратном направлении.

Iпр.ср. – прямой ток, усредненный за период.

Iобр.ср. – обратный ток, усредненный за период.

Rдиф. – отношение приращения напряжения на диоде к вызвавшему его малому приращению тока.

Кроме того, всех типов существуют ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИОДОВ, определяющие их максимальные технические возможности, к которым относятся:

Uобр.max – максимальное напряжение, приложенное при обратном включении диода.

Iпр.max – максимально допустимый постоянный прямой ток (один из важнейших параметров).

Iпр.ср.max – максимально допустимый средний прямой ток.

Iвп.ср.max – максимально допустимый средний выпрямленный ток.

К дополнительным параметрам относится интервал рабочих температур.

Выпрямительные диоды широко применены в электронной схемотехнике. На их основе нередко можно встретить диодные мосты для изменения формы тока из переменного в постоянный.

Современное развитие электроники невозможно без применения высокочастотных диодов.

Высокочастотные диоды

Данные диоды используются в широком диапазоне частот вплоть до нескольких сотен мегагерц и выше. Чаще всего их применяют для модуляции и детектирования, а так же в высокочастотных радиоцепях. В качестве высокочастотных диодов используются элементы, выполненные в точечном исполнении из-за малой емкости перехода.

Для таких диодов дополнительно важны две характеристики, это максимальная рабочая частота в МГц и емкость диода в пФ.

Импульсные диоды

Импульсные диоды предназначены для преобразования импульсных сигналов. В силовой схемотехнике мощные импульсные диоды могут работать в качестве выпрямителей. Примером может служить импульсный блок питания, где они используются во вторичной цепи после импульсного трансформатора. Так же импульсные диоды применяют в телевизионной технике (детекторах видеосигналов), в ключевых и логических устройствах. Различают двух и трех электродные импульсные диоды (спаренные). Трех электродные диоды могут быть с общим анодом или с общим катодом. Для импульсных диодов свойственны следующие дополнительные характеристики:

Uпр.и – пиковое прямое напряжение при заданном импульсе тока.

Uобр.и – соответственно, обратное напряжение в пике как однократное, так и периодически повторяющееся.

Сд – общая емкость диода при заданных напряжениях и частоте. Большой параметр Сд снижает частотные свойства диода. Так же от значения Сд напрямую зависит следующий параметр.

τ вос – время восстановления с момента окончания импульса тока в состояние заданного обратного запирающего напряжения (окончание переходных процессов рассасывания заряда в p-n переходе)

Qпк – часть накопленного заряда, вытекающего во внешнюю цепь при реверсивном изменении тока с прямого значения на обратное.

Одним из основных параметров диодов Шотки является

Iпр.и max – максимально допустимый ИМПУЛЬСНЫЙ прямой ток.

Стабилитроны и стабисторы

Данный тип диодов необходим в цепях стабилизации напряжения при изменении проходящего через диод тока. Его основными характеристиками является:

Uст — напряжение стабилизации.

Iст. max и Iст. min – максимальный и минимальный ток стабилизации.

Pmax – максимально допустимая рассеиваемая мощность.

Для стабилитронов рабочим является пробойный участок ВАХ. На рисунке он отмечен расстоянием между точками Iст.min и Iст.max. На этом участке напряжение на стабилитроне остается постоянным при существенном изменении значения тока. Для стабисторов рабочим является прямой участок ВАХ. Так же существуют двуханодные стабилитроны, включающие в себя два встречно включенных p-n перехода. Каждый из этих переходов является основным при изменении полярности его подключения.

Варикап

Специальный полупроводниковый диод. Его емкость p-n перехода изменяется в значительных пределах в зависимости от приложенного к нему обратного напряжения. В случае увеличения обратного напряжения, емкость перехода уменьшается и наоборот. Варикапы активно применяются в гетеродинах (радиоблоках, где необходима регулировка частоты). К примеру, варикап довольно часто можно встретить в FM – радиоприемниках. К основным характеристикам варикапа относятся:

Сн – измеренная емкость при заданном напряжении.

Кс – соотношение емкостей при минимальном и максимально допустимом напряжении.

Iобр – максимальный ток, протекающий через варикап в обратном напрявлении. (ток утечки).

Туннельный диод

Туннельный диод используется в высокочастотных усилителях и генераторах электрических колебаний (например телевизионных усилителях). Кроме того его применяют в различных импульсных устройствах. Его особенностью является участок А-В с отрицательным дифференциальным сопротивлением, определяющим отношение между изменением напряжения к приращению тока. К его дополнительным параметрам относятся:

Iп – прямой ток в точке максимума ВАХ, при котором приращение тока к напряжению равняется 0.

Lд – индуктивность диода, препятствующая прохождению высокочастотного сигнала.

Кш – шумовая составляющая диода.

Rп – сопротивление потерь туннельного диода.

Диод Шоттки

Популярный диод в радиотехнике за счет малого шума и высокого быстродействия. Его относят к подвиду импульсных диодов. Технологически диод Шоттки выполняется из структуры металл-полупроводник. Применение диодов с барьером Шоттки самое разнообразное, от ATX блоков питания ПК, до СВЧ устройств. Переход диода Шоттки выполнен по принципу p-i-n, где в качестве i выступает высокоомный слаболегированный полупроводник. Под действием напряжения изменяются его частотные характеристики, что позволяет использовать диод в схемах управления сигналами, например аттеньюаторах, ограничителях уровня, модуляторах. Мощные диоды Шоттки могут использоваться в качестве выпрямительных радиоэлементов частотных блоков питания.

Светодиод

Специальный тип диода, который может создавать некогенерентное излучение (испускание видимых фотонов света атомами p-n перехода). В зависимости от количества легирующего материала изменяют длину спектра. За счет этого светодиоды могут изготавливать разных цветов. Применение светодиода самое широкое: от сигнальных цепей оповещения, до бытового освещения. Кроме того, при использовании специальных материалов изготовления светодиод может излучать в инфракрасном спетре. Это свойство нашло ему применение в пультах дистанционного управления и других электронных устройствах. Современные светодиоды выполняются на большие мощности (до 10Вт.) p-n переход очень чувствителен к токовым изменениям, поэтому для его использования необходим специализированный драйвер, представляющий собой стабилизатор / регулятор тока.

Фотодиод

Часто применяется для приема инфракрасного светового спектра, а так же в цепях гальванической развязки. Кроме того, первые солнечные батареи использовали именно фотодиод. Совместно с излучающими диодами или транзисторами может организовывать единое устройство, называемое оптопарой. Работа фотодиода основана на фотогальваническом эффекте, при котором за счет разделения электронов и дырок в p-n переходе начинает появляться ЭДС. В зависимости от степени освещенности уровень вырабатываемой ЭДС в фотодиоде так же изменяется.

диодов — SparkFun Learn

Авторы:
Джимблом

Избранное

Любимый

69

Реальные характеристики диода

В идеале диоды будут блокировать любой и весь ток, протекающий в обратном направлении, или просто действовать как короткое замыкание, если ток течет в прямом направлении. К сожалению, фактическое поведение диода не совсем идеально. Диоды потребляют некоторое количество энергии при проведении прямого тока, и они не блокируют весь обратный ток. Реальные диоды немного сложнее, и все они имеют уникальные характеристики, которые определяют, как они на самом деле работают.

Зависимость тока от напряжения

Наиболее важной характеристикой диода является его зависимость тока от напряжения ( i-v ). Это определяет, каков ток, протекающий через компонент, с учетом того, какое напряжение измеряется на нем. Резисторы, например, имеют простую линейную зависимость i-v … Закон Ома. Однако кривая i-v диода полностью не -линейна. Это выглядит примерно так:

Зависимость тока от напряжения диода. Чтобы преувеличить некоторые важные моменты сюжета, шкалы как в положительной, так и в отрицательной половинах не равны.

В зависимости от приложенного к нему напряжения диод будет работать в одной из трех областей:

1. Прямое смещение : Когда напряжение на диоде положительное, диод «включен» и через него может протекать ток. Напряжение должно быть больше, чем прямое напряжение (V _F ), чтобы ток был значительным.
2. Обратное смещение : Это режим «выключения» диода, при котором напряжение меньше, чем V _F , но больше, чем -V _БР . В этом режиме протекание тока (в основном) блокировано, а диод выключен. Очень небольшой ток (порядка нА), называемый обратным током насыщения, может протекать в обратном направлении через диод.
3. Пробой : Когда напряжение, приложенное к диоду, очень большое и отрицательное, большой ток может течь в обратном направлении, от катода к аноду.

Прямое напряжение

Для того, чтобы «включиться» и провести ток в прямом направлении, диоду необходимо приложить к нему определенное положительное напряжение. Типичное напряжение, необходимое для включения диода, называется прямое напряжение (V _F ). Его также можно назвать напряжением включения или напряжением включения .

Как мы знаем из кривой i-v , ток через диод и напряжение на диоде взаимозависимы. Больше ток — больше напряжение, меньше напряжение — меньше ток. Однако, как только напряжение приближается к номинальному прямому напряжению, большое увеличение тока должно означать лишь очень небольшое увеличение напряжения. Если диод является полностью проводящим, обычно можно предположить, что напряжение на нем является номинальным прямым напряжением.

Мультиметр с настройкой диода можно использовать для измерения (минимального) прямого падения напряжения на диоде.

V _F конкретного диода зависит от того, из какого полупроводникового материала он сделан. Как правило, кремниевый диод будет иметь V _F около 0,6-1V . Диод на основе германия может быть ниже, около 0,3 В. Диод типа также имеет определенное значение для определения прямого падения напряжения; светодиоды могут иметь гораздо большее V _F , в то время как диоды Шоттки специально разработаны для того, чтобы иметь гораздо более низкое, чем обычно, прямое напряжение.

Напряжение пробоя

Если к диоду приложено достаточно большое отрицательное напряжение, он поддастся и позволит току течь в обратном направлении. Это большое отрицательное напряжение называется напряжением пробоя . Некоторые диоды на самом деле предназначены для работы в области пробоя, но для большинства обычных диодов не очень полезно подвергать их воздействию больших отрицательных напряжений.

Для обычных диодов это напряжение пробоя составляет от -50 до -100 В или даже более отрицательное.

Техническое описание диода

Все вышеперечисленные характеристики должны быть подробно описаны в техническом описании каждого диода. Например, в этом техническом описании диода 1N4148 указано максимальное прямое напряжение (1 В) и напряжение пробоя (100 В) (среди множества другой информации):

, чтобы уточнить, как ведет себя диод. Этот график из таблицы данных диода увеличивает извилистую часть прямой области i-v кривая. Обратите внимание, что больший ток требует большего напряжения:

На этой диаграмме указана еще одна важная характеристика диода — максимальный прямой ток. Как и любой другой компонент, диоды могут рассеивать только определенную мощность, прежде чем они перегорят. Для всех диодов должны быть указаны максимальный ток, обратное напряжение и рассеиваемая мощность. Если на диод действует большее напряжение или ток, чем он может выдержать, ожидайте, что он нагреется (или, что еще хуже, расплавится, задымится и т. д.).

Некоторые диоды хорошо подходят для высоких токов — 1 А и более — другие, такие как показанный выше слабосигнальный диод 1N4148, могут подходить только для тока около 200 мА.

Этот 1N4148 — это всего лишь небольшая выборка из всех существующих диодов различных типов. Далее мы рассмотрим, какое удивительное разнообразие диодов существует и для чего служит каждый тип.

Что такое диоды? — Характеристики и функции

Светодиод (LED) — это источник света, отвечающий требованиям зеленого освещения. Светодиоды безопасны, эффективны, безвредны для окружающей среды, долговечны, быстро реагируют, имеют небольшой размер и прочную конструкцию со многими функциями, которые не имеют себе равных у обычных светоизлучающих устройств.

Более того, это одно из первых полупроводниковых устройств, получившее широкое распространение. В настоящее время светодиоды широко используются в качестве индикаторов для различных электронных изделий и в качестве источников света для оптоволоконной связи.

Как работает диод?

Каталог

I Что такое диод?

Диод — электронное устройство, изготовленное из полупроводниковых материалов (кремний, селен, германий и др. ). Он имеет однонаправленную проводимость, то есть к аноду диода и катоду добавляется прямое напряжение, диод проводит. При добавлении обратного напряжения к аноду и катоду диод отключается. Следовательно, включение и выключение диода эквивалентно включению и выключению переключателя.

Практически во всех электронных схемах используются полупроводниковые диоды. Использование полупроводниковых диодов в схеме может играть роль в защите схемы, продлевая срок службы схемы. Разработка полупроводниковых диодов сделала интегральные схемы более оптимизированными и сыграла активную роль в различных областях. Диоды играют много ролей в интегральных схемах и поддерживают правильное функционирование интегральных схем.

Диоды были одними из первых созданных полупроводниковых устройств, и их применение очень широкое. В частности, в различных электронных схемах использование диодов и резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности и других компонентов для разумного соединения для формирования схемы с различными функциями, вы можете достичь различных функций, таких как выпрямление переменного тока, обнаружение модулированные сигналы, ограничение и фиксация, регулировка напряжения питания. Будь то в обычных радиосхемах или в других бытовых приборах или промышленных схемах управления, можно найти диоды.

Диод состоит из PN-перехода с соответствующими электродными выводами и корпуса трубки. Диод имеет два электрода, электрод, выходящий из области P, является положительным электродом, также известным как анод; электрод, выходящий из области N, является отрицательным электродом, также известным как катод.

Структура диода

0

3

08 Существует много видов диодов:

 — В зависимости от используемых полупроводниковых материалов их можно разделить на германиевые диоды и кремниевые диоды.

 – В зависимости от назначения их можно разделить на детекторные диоды, выпрямительные диоды, стабилитроны, коммутационные диоды и т. д. диоды с поверхностным контактом и планарные диоды.

   —  Точечные диоды прижимаются к гладкой поверхности полупроводниковой пластины тонкой металлической проволокой. При импульсном токе один конец контактного провода прочно спекается с пластиной, образуя «PN-переход». Благодаря точечному контакту допускаются только небольшие токи (не более нескольких десятков мА), что подходит для высокочастотных слаботочных цепей, таких как радиодетектирование и т. д. Площадь «PN-перехода» диода с поверхностным контактом составляет большой, что позволяет пропускать большие токи и в основном используется в «выпрямительных» цепях, преобразующих переменный ток в постоянный.

  —  Планарный диод — это специальный кремниевый диод. Он не только может пропускать большой ток, но также имеет стабильную и надежную работу. Он широко используется в коммутационных, импульсных и высокочастотных цепях.

II Как работает диод?

Кристаллический диод представляет собой p-n переход, образованный полупроводником p-типа и полупроводником n-типа. Он образует слой пространственного заряда по обеим сторонам интерфейса и имеет собственное электрическое поле. Когда нет приложенного напряжения, диффузионный ток, вызванный разницей концентраций носителей по обе стороны от p-n перехода, равен дрейфовому току, вызванному собственным электрическим полем, поэтому он находится в состоянии электрического равновесия.

Когда внешнее положительное напряжение смещено, взаимное подавление внешнего электрического поля и собственного электрического поля приводит к увеличению диффузионного тока носителей, что показано в области проводимости ниже.

Когда внешнее обратное напряжение смещено, внешнее электрическое поле и собственное электрическое поле дополнительно усиливаются, образуя обратный ток насыщения I0, не зависящий от значения обратного напряжения смещения в определенном диапазоне обратного напряжения, что показано в области отсечки ниже.

Когда приложенное обратное напряжение достаточно велико до определенной степени, напряженность электрического поля в слое пространственного заряда p-n перехода достигает критического значения, вызывающего процесс умножения носителей, что приводит к большому количеству электронно-дырочных пар и генерируется численный обратный ток пробоя, известный как пробой диода, который показан в области пробоя ниже.

III Что такое характеристики диода?

Наиболее важной характеристикой диода является однонаправленная проводимость. В цепи ток может течь только от положительного электрода диода, а вытекать от отрицательного электрода. Прямая и обратная характеристики диода иллюстрируются простыми экспериментами.

3.1 Прямые характеристики

В электронных схемах, если диод подключен к клемме с высоким потенциалом, а отрицательный электрод к клемме с низким потенциалом, диод будет включен. Эта связь называется прямым смещением. Следует отметить, что когда прямое напряжение, приложенное к обоим концам диода, очень мало, диод все равно не может быть включен, и прямой ток, протекающий через диод, очень слаб. Только когда прямое напряжение достигает определенного значения (около 0,6 В кремниевой трубки), диод может действительно включиться. Напряжение на обоих концах диода после проводимости называется прямым падением напряжения на диоде.

3.2 Обратная характеристика

В электронной схеме положительный конец диода подключен к концу с низким потенциалом, отрицательный электрод подключен к выводу с высоким потенциалом, а диод находится в отключенном состоянии. Этот режим соединения называется обратным смещением. Когда диод находится в обратном смещении, через диод все еще будет протекать слабый обратный ток, называемый током утечки. Когда обратное напряжение диода увеличивается до определенного значения, обратный ток резко возрастает, и диод теряет характеристику однонаправленной проводимости. Это состояние называется пробоем диода.

IV Что такое параметры диода?

Технические характеристики, используемые для проверки работы диодов, называются параметрами диода. Вот некоторые из основных параметров тестирования диодов:

4.1 Номинальный прямой рабочий ток (IF)

Относится к максимальному прямому току, который может проходить через диод, когда он находится в непрерывном режиме в течение длительного времени. промежуток времени. При прохождении через диод большего тока кристалл нагревается и температура повышается, а когда температура превышает допустимый предел, кристалл перегревается и повреждается. Следовательно, он не должен превышать номинального значения прямого рабочего тока диода, когда диод используется.

Напр. Номинальный прямой рабочий ток DFM составляет 1 А.

4.2 Прямое напряжение (VF)

Относится к напряжению на обоих концах диода, когда номинальный прямой рабочий ток IF проходит через диод.

Напр. Напряжение на обоих концах диода составляет около 0,9 В, когда прямой рабочий ток DFM составляет 1 А.

4.3 Максимальное обратное рабочее напряжение (VR)

Когда обратное напряжение на обоих концах диода повышается до определенного значения, диод выходит из строя и однонаправленная проводимость теряется. Для обеспечения безопасности эксплуатации указано максимальное обратное рабочее напряжение.

Напр. Максимальное обратное рабочее напряжение DF10M составляет 1100 В, а напряжение пробоя около 1400 В. диода. Чем меньше обратный ток, тем лучше будет однонаправленная проводимость диода.

Напр. Когда обратное напряжение DF10M составляет 1100 В, VR составляет около 0,2 мкА.

4.5 Обратный критический ток (IZ)

Относится к резкому увеличению обратного тока диода, близкому к явлению пробоя.

Напр. Установите IZ DF10M на 0,1 Ма (Ма)

4.6 Обратное критическое напряжение (VZ)

Относится к обратному напряжению диода, когда обратный ток равен IZ. Если обратное напряжение больше этого значения, обратный ток резко возрастает и однонаправленная проводимость диода разрушается, вызывая обратный пробой.

Напр. VZ составляет около 1300 В, когда IZ DF10M составляет 0,1 мА.

4.7 Время обратного восстановления (Trr)

Когда диоды используются в низкочастотных приложениях, обычно не нужно учитывать их проводимость до отсечки или отсечку до времени перехода. Но если диод работает в среде высокоскоростной схемы переключения, когда диод внезапно переключается на обратное смещение из состояния проводимости с прямым смещением, потребуется определенное время, чтобы перейти в состояние отсечки, которое называется временем обратного восстановления.

Но если диод работает в среде высокоскоростной коммутационной цепи, когда диод внезапно переключается на обратное смещение из состояния проводимости с прямым смещением, потребуется определенное время, чтобы перейти в состояние отсечки, которое называется временем обратного восстановления. .

Напр. Максимальный Trr EDF1DM составляет 50 нс.

В Какие бывают диоды?

5.1 Светоизлучающий диод

Светоизлучающий диод, также называемый светодиодом, представляет собой полупроводниковый диод, который преобразует электрическую энергию в энергию света. Как и обычные диоды, светодиоды состоят из PN-перехода и имеют однонаправленную проводимость. Когда к светоизлучающему диоду прикладывается прямое напряжение, дырки, инжектированные из области P в область N, и электроны, инжектированные из области N в область P, рекомбинируются с электронами области N и дырками области P в нескольких микронах вблизи PN-перехода, вызывая спонтанное излучение. флуоресценция.

Энергетические состояния электронов и дырок в различных полупроводниковых материалах различны. Когда электроны и дырки объединяются, энергия выделяется разная. Чем больше энергии высвобождается, тем короче длина волны света. Обычно используются диоды красного, зеленого или желтого света. Обратное напряжение пробоя светодиода превышает 5 вольт. Его прямая вольт-амперная характеристика настолько крутая, что ее необходимо использовать последовательно для управления током, проходящим через диод. Токоограничивающее сопротивление R можно рассчитать по следующей формуле: R=(E-UF)/IF. В этой формуле E — напряжение источника питания, UF — прямое напряжение светодиода, IF — рабочий ток светодиода.

5.2 Стабилитрон

Зенеровский диод, также называемый диодом стабилизации напряжения. Используя состояние обратного пробоя p-n перехода, ток может изменяться в широком диапазоне, а напряжение практически не меняется, таким образом образуя диод, который имеет функцию стабилизации напряжения. Этот диод представляет собой полупроводниковый прибор с высоким сопротивлением до достижения критического обратного напряжения пробоя.

На следующем рисунке показана типичная схема применения стабилитрона:

В этой критической точке пробоя обратное сопротивление уменьшается до очень малого значения, где ток увеличивается, а напряжение остается постоянным в этой области низкого сопротивления, а стабилитрон делится в соответствии с напряжением пробоя, из-за этой характеристики регулятор в основном используется в качестве регулятора напряжения или опорного элемента напряжения. Стабилитроны могут быть соединены последовательно для использования при более высоких напряжениях, а более высокие стабильные напряжения могут быть получены путем их последовательного соединения. 95.3 Переключающий диод выключен (цепь разомкнута), поэтому диод можно использовать в качестве переключателя. Обычно используется модель 1N4148. Из-за однонаправленной проводимости полупроводниковых диодов PN-переход находится во включенном состоянии при положительном смещении, а сопротивление во включенном состоянии очень мало и составляет от десятков до сотен Ом. При обратном смещении он находится в состоянии отсечки, и его сопротивление очень велико. Как правило, кремниевые диоды имеют сопротивление более 10 мкОм, а германиевые диоды имеют сопротивление от десятков до сотен кОм. Используя это свойство, диод будет играть роль управления включением или выключением тока в цепи и станет идеальным электронным переключателем.

На высокой частоте барьерная емкость диода имеет чрезвычайно низкий импеданс и параллельна диоду. Когда емкость самого барьера достигает определенного уровня, это серьезно влияет на характеристики переключения диода.

В экстремальных условиях произойдет короткое замыкание диода, и высокочастотный ток уже не будет проходить через диод, а будет проходить непосредственно через барьерную емкость, и диод перестанет работать. Барьерная емкость переключающего диода, как правило, мала, что эквивалентно блокировке пути барьерной емкости и достижению эффекта поддержания хорошей однонаправленной проводимости на высокой частоте.

Классификация: Общий коммутационный диод, быстродействующие коммутационные диоды, сверхбыстродействующие коммутационные диоды, маломощные коммутационные диоды, коммутационные диоды с высоким обратным напряжением, кремниевые диоды для коммутации напряжения и так далее.

5.4 Диод с переменной емкостью (варакторные диоды)

Диод с переменной емкостью, также известный как варакторный диод, представляет собой полупроводник, емкость перехода которого изменяется в зависимости от подаваемого напряжения. То есть в качестве переменных конденсаторов их можно использовать в резонансных схемах, таких как FM-тюнеры и ТВ-тюнеры, а также в схемах FM-модуляции.

Принцип работы: Варакторные диоды представляют собой специальные диоды. При подаче напряжения прямого смещения обедненная область PN-перехода (положительного и отрицательного электродов) сужается, а емкость увеличивается, что приводит к эффекту диффузионной емкости. Однако при добавлении прямого смещения будет генерироваться ток утечки, поэтому в приложении используется обратное смещение.

На самом деле, мы можем думать об этом как о PN-переходе. Если к PN-переходу добавить обратное напряжение V (варакторный диод используется в обратном направлении), электроны в полупроводнике N-типа будут направлены к положительному электроду, а дырки в полупроводнике P-типа будут направлены к отрицательному электроду. . Затем формируется обедненный слой, в котором нет ни электронов, ни дырок, а ширина обедненного слоя устанавливается равной d, которая изменяется с обратным напряжением V. Таким образом, когда обратное напряжение V увеличивается, обедненный слой d становится шире и емкость диода C уменьшается (согласно C=kS/d), а обратное напряжение уменьшается, ширина слоя обеднения d становится уже, а емкость диода увеличивается. Изменение обратного напряжения V приводит к изменению обедненного слоя, что меняет емкость перехода диода переменной емкости.

— Применение: варакторный диод представляет собой полупроводниковый прибор, основанный на принципе переменной емкости между PN-переходами. Он используется в качестве переменного конденсатора в высокочастотных цепях настройки и связи.

Как показано на следующем рисунке, обратное напряжение диода изменяется путем изменения различных резисторов R2. Это приведет к изменению емкости диода, а значит, и к изменению резонансной частоты, при которой варакторный диод сможет вытягивать весь диапазон требуемой емкости в параллельном резонансном полосовом фильтре.

FAQ

1. Что такое диод и его символ?

Диод, электрический компонент, пропускающий ток только в одном направлении. На принципиальных схемах диод представляется треугольником с линией, пересекающей одну вершину.

2. Что особенного в диоде?

Некоторые соединения полупроводников, состоящие из особых химических комбинаций, излучают лучистую энергию в пределах спектра видимого света, когда электроны меняют энергетические уровни. Проще говоря, эти соединения светятся при прямом смещении. Диод, специально предназначенный для того, чтобы светиться как лампа, называется светоизлучающим диодом или светодиодом.

3. Диоды переменного или постоянного тока?

Позволяет току легко течь в одном направлении, но сильно ограничивает ток в противоположном направлении. Диоды также известны как выпрямители, потому что они преобразуют переменный ток (ac) в пульсирующий постоянный ток (dc). Диоды оцениваются в зависимости от их типа, напряжения и допустимого тока.

4. Почему мы используем стабилитрон?

Стабилитроны используются для регулирования напряжения, в качестве опорных элементов, ограничителей перенапряжения, а также в коммутационных устройствах и схемах ограничения. Напряжение нагрузки равно напряжению пробоя VZ диода. Последовательный резистор ограничивает ток через диод и сбрасывает избыточное напряжение, когда диод проводит ток.

5. Что такое диод?

Диод не является измеряемой величиной. Следовательно, у него нет единицы измерения. Как правило, для диода мы измеряем такие характеристики, как прямое падение напряжения, обратное падение напряжения и обратное напряжение пробоя, которые обычно измеряются в вольтах.

6. Имеют ли диоды сопротивление?

Подобно резистору или любой другой нагрузке в цепи, диод обеспечивает сопротивление в цепи. Однако, в отличие от резисторов, диоды не являются линейными устройствами. Это означает, что сопротивление диодов не изменяется прямо и пропорционально величине приложенного к ним напряжения и тока.

7. Уменьшает ли диод ток?

В идеале диоды блокируют любой и весь ток, протекающий в обратном направлении, или просто действуют как короткое замыкание, если ток течет в прямом направлении. К сожалению, реальное поведение диода не совсем идеально. Диоды потребляют некоторое количество энергии при прохождении прямого тока, и они не блокируют весь обратный ток.

8. Как классифицируются диоды?

Диоды классифицируются в соответствии с их характеристиками и предлагаются в нескольких различных типах, включая выпрямители, переключающие диоды, диоды с барьером Шоттки, стабилитроны (постоянного напряжения) и диоды, предназначенные для высокочастотных приложений.

9. Какой диод наиболее распространен?

Чаще всего используется сигнальный диод 1N4148. У этого диода есть близкий брат под названием 1N914, который можно использовать вместо него, если вы не можете найти 1N4148. Этот диод имеет прямое падение напряжения 0,7 и пиковое обратное напряжение 100 В и может выдерживать максимальный ток 200 мА.

10. В чем разница между стабилитроном и диодом Шоттки?

Поскольку их скорость переключения очень высока, диоды Шоттки очень быстро восстанавливаются при обратном токе, что приводит к очень небольшому выбросу обратного тока. … Диод особого типа, называемый стабилитроном, блокирует ток через него до определенного напряжения при обратном смещении.

11. В чем разница между диодом Шоттки и обычным диодом?

В обычном диоде PN-перехода выпрямительного класса переход формируется между полупроводником P-типа и полупроводником N-типа. В то время как в диоде Шоттки соединение находится между полупроводником N-типа и металлической пластиной. Диод с барьером Шоттки имеет электроны в качестве основных носителей с обеих сторон перехода.

12. Почему он называется диодом?

Диод называется диодом, поскольку он имеет два отдельных электрода (т. е. клеммы), называемых анодом и катодом. Диод электрически асимметричен, потому что ток может свободно течь от анода к катоду, но не в другом направлении. Таким образом, он действует как односторонний клапан для тока.

13. Диод — это то же самое, что и резистор?

Ключевое отличие: диод — это тип электрического устройства, позволяющего току проходить через него только в одном направлении.