И резистор и диод: И резистор, и диод, 11 (одиннадцать) букв

Из белков собрали диоды и резисторы, которые используют квантовые эффекты

Наука
15 мая 2022

Далее

Александр
Шереметьев

новостной редактор

Александр
Шереметьев

новостной редактор

Исследователи создали самособирающиеся микросхемы для молекулярной электроники, состоящие из резисторов и диодов на основе белка. Описание разработки опубликовано в Nature Communications.

Читайте «Хайтек» в

Химики Райан Чиечи и Ксинкай Цю из Университета штата Северная Каролина использовали два разных типа фуллеренов (молекулярных замкнутых многогранников из углерода). Эти клетки были помещены на золотые подложки и опущены в раствор первой фотосистемы хлоропластов. 

Ученые показали, что различные фуллерены побуждали белки первой фотосистемы к самосборке на поверхности в определенных формах, создавая диоды и резисторы. Сверху для завершения схемы были напечатаны контакты из жидкометаллической эвтектики галлий-индий. 

Изображение: Xinkai Qiu, Ryan C. Chiechi, Nature Communications

«Там, где нам нужны были резисторы, мы наносили один тип фуллерена на электроды, на которых самостоятельно собирается первая фотосистема, а там, где нам нужны были диоды, мы наносили другой тип. Ориентированные белки фотосистемы I выпрямляют ток — это означает, что электроны движутся только в одном направлении», — говорит Чиечи.

Исследователи соединили белковые структуры с искусственными электродами и создали простые логические схемы, которые использовали туннелирование электронов для модуляции тока.

Эти белки рассеивают волновую функцию электронов, опосредуя туннелирование способами, которые до сих пор полностью не изучены. В результате, несмотря на толщину 10 нм, эта схема работает на квантовом уровне, функционируя в туннельном режиме. И поскольку мы используем группу молекул, а не отдельные молекулы, структура стабильна. На самом деле мы можем печатать электроды поверх этих схем и создавать устройства.

Райан Чиечи, профессор химии из Университета штата Северная Каролина, соавтор исследования

Для демонстрации своей разработки химики создали простые логические элементы И/ИЛИ на основе диодов и включили их в импульсные модуляторы, которые могут кодировать информацию, включая или выключая один входной сигнал в зависимости от напряжения другого входа. Логические схемы на основе белков первой фотосистемы могли переключать входной сигнал с частотой 3,3 кГц. Это, как отмечают исследователи, хотя и не сравнимо по скорости с современными логическими схемами, является одним из лучших результатов для молекулярных схем.

Ученые полагают, что эти схемы на основе белков могут привести к разработке электронных устройств, которые улучшат, заменят или расширят функциональность классических полупроводников.

Читать далее

Американский спутник «разглядел» с Земли необычное послание

Опубликовано видео с ракеты, которую запустили из экспериментального ускорителя

Чудовище в центре нашей Галактики: посмотрите на фото черной дыры в Млечном Пути

Читать ещё

Точка — соединение — резистор

Cтраница 1

Точка соединения резисторов R6, R7 имеет примерно такой же потенциал, что и коллектор VT1, поэтому при перемещении движка под-строечного резистора R5 на базе VT2 изменяется только размах параболы.
 [1]

Этот диод отпирается и шунтирует точку соединения резистора R43 и R33, через которые на дифференциальный усилитель с транзисторами Т1 и Т2 поступают положительные нм-пульсы обратного хода строчной развертки, преобразующиеся затем в добавку к напряжению настройки блока 2 ( ПН) системы СВП-3. При указанных неисправностях транзисторов Т12, Т14 добавка не образуется и на блок СК-В-1 поступает лишь напряжение настройки из блока 2 ( ПН) системы СВП-3.
 [2]

После нажатия на кнопку SS7 в момент f0 нулевой уровень напряжения в точке соединения резисторов Я 7 и Я2 сменяется единичным.
 [3]

При разомкнутом контакте транслирующего реле ( исходное ссстояние и время паузы) стабилитрон Д7 пробит и напряжение в точке соединения резисторов R14 и R41 примерно равно 12 в, так как диод Д8 открыт. Отсекающий диод Д6 предохраняет стабилитрон Д7 в том случае, если на вход попадет напряжение станционной батареи. Стабилитрон Д7 не пропускает на вход затянутых искрогасящим конденсатором задних фронтов отрицательных импульсов. На время действия импульса через замкнутый контакт транслирующего реле проверяемого прибора и диод Д6 снимается отрицательное напряжение с анода стабилитрона Д7, в результате чего он запирается.
 [4]

Если в автомобиле к какому-либо из выключателей SF2 — SF6 подключен второй плафон, Между выводом 2 и точкой соединения резисторов R6 и R7 необходимо включить еще один диод подобно диоду УШ.
 [5]

В случае короткого замыкания напряжение на выходных зажимах становится равным нулю, открываются диод VD16 и транзистор VT13, и напряжение в точке соединения резистора R9 и стабилитрона VDI0 уменьшается до 1 5 — 2 В. При этом прекращается генерирование управляющих импульсов. После устранения короткого замыкания работоспособность генератора импульсов автоматически восстанавливается.
 [6]

Исходное состояние элементов замка: контакты кнопок S1 — S6 разомкнуты, транзистор закрыт, так как его база через нормально замкнутые контакты кнопки S7 соединена с плюсовым проводником источника питания, а его коллекторный резистор R1 и резистор R2 в общей минусовой цепи, соединенный через нормально замкнутые контакты К 1.2 ( реле К1), образуют делитель напряжения. В точке соединения резисторов делителя Rl, R2 напряжение должно быть около 10 В.
 [8]

Для этого измеряют постоянное напряжение на резисторе R2 и полученное значение в вольтах делят на сопротивление резистора в килоомах. Далее осциллограф подключают к точке соединения резистора R5 а конденсатора СЗ я проверяют форму сигнала иа выходе усилителя. Входное напряжение должно оставаться неизменным. Если наблюдаются заметные искажения формы сигнала, to подбирают резистор R3, как к в первом каскаде.
 [9]

Опорное ( постоянное) напряжение для работы стабилизатора создается стабилитроном Д9, который катодом соединен с коллектором регулирующего транзистора Т20, я анодом через диод Д8, резисторы R114, R112, R113, R116, R103, R100 и R97 — с корпусом. Часть этого напряжения снимается с точки соединения резисторов R116 и R120 и через резистор R103, диод Д5, катушку L21, резисторы R98 и R105 подается на базу транзистора ТП. Изменение напряжения на базе транзистора Т18 при сохранении постоянного напряжения на базе транзистора ТП приведет к изменению напряжения на коллекторной нагрузке транзистора Т18 ( резисторе R109), которое усиливается транзистором Т19, поступает на базу регулирующего транзистора T2Q и меняет падение напряжения на нем. В результате напряжение на его коллекторе, снимаемое через соединитель Ш — П26 ( контакт 5) на варикапы С К, остается постоянным независимо от изменения напряжения питающей сети.
 [10]

Работа регулятора направления видна из принципиальной схемы. Если движок потенциометра находится в точке соединения резисторов R207 и R210, эта точка заземлена и сигнал с микрофона в правый канал попасть не сможет, в то время как в левом канале он будет иметь максимальный уровень.
 [11]

Налаживание пробника начинается с проверки работы преобразователя. Для этого, подключив к точке соединения резистора Rt и диода Д осциллограф, измеряют величину модулирующего импульса. Амплитудное значение импульса должно быть порядка 30 В. Затем, придерживаясь методики, изложенной в разд.
 [12]

При подключении же источника 10 В к точке соединения резистора R3 с диодом Дх выходные импульсы амплитудой 50 В смещаются на 10 В и оказываются привязанными к этому уровню.
 [14]

Страницы:  

   1

   2

Диод и резистор последовательно

Схема
Диод и резистор последовательно

Диоду нужен резистор для ограничения тока. Без него вряд ли получится
отрегулируйте ток через диод таким образом, чтобы диод мог работать правильно. В этой статье
мы показываем, как диод и резистор ведут себя вместе и как их характеристические кривые
взаимодействовать друг с другом.

Характеристики стандартного диода

Давайте сначала посмотрим на диод без последовательно включенного резистора. Диоды в SMD и сквозном монтаже выглядят так, как показано на рисунке
на рисунке 1. Обычно диод имеет на одной стороне штриховую метку, указывающую, где находится катод. Символ
на диоде также есть черточка, обозначающая катод. Направление стрелки символа указывает направление в
через который диод пропускает ток: От анода к катоду.

Рисунок 1: Варианты корпусов диодов

На рисунке 2 показан символ диода на источнике напряжения.
Напряжение V _D падает на диоде и через диод протекает ток I _D .

Не рекомендуется эксплуатировать диод в
Сюда. Диоды всегда следует комбинировать с последовательным резистором.

Но теперь мы посмотрим, как диод реагирует, когда
работает последовательно без резистора в следующих разделах. Отсюда мы увидим, какие преимущества дает дополнительный резистор.

Рисунок 2: Кривая диода

На рис. 3 показана характеристическая кривая диода. Характеристические кривые — лучший способ описать
функция компонента. Характеристическая кривая диода показывает зависимость между током
и напряжение. Например. что через диод может протекать ток 100мА при падении на нем 0,7В. Если только
На диоде падает 0,1 В, ток диода 0 мА, а при 2 В — 2 А.

Мы видим, что изменение напряжения ниже 0,55В практически не влияет на ток. Выше
0,7В ток очень сильно возрастает при небольшом увеличении напряжения.

Рисунок 3: Диод на источнике напряжения без резистора последовательно

Как не превысить максимальный ток диода.

Чтобы понять важность резистора, который мы подключаем последовательно с диодом, нам нужно
знать, что каждый диод имеет максимально допустимый ток. В техпаспорте на диод есть
обычно находится в разделе «Абсолютные максимальные оценки». Это определяется, например. как на рис. 4. Диод
этого листа данных допускает максимальный ток 300 мА. Это означает, что для этой характеристики диода
кривой, что мы должны позаботиться о том, чтобы V _D не превышает 0,75 В.

Рисунок 4: Абсолютные максимальные номиналы диода

Если мы хотим использовать диод с характеристикой, показанной на рис. 3, например, при 100мА, нам нужно напряжение ровно 0,7В. Но если напряжение
увеличивается всего на 5%, до 0,735В, имеем уже ток 200мА. Эта чувствительность показана на рисунке 5.

Однако на практике вряд ли возможно установить столь точное напряжение и ток по следующим причинам:

• Отклонение источника напряжения
• Температурная стабильность источника напряжения
• Неизвестный уровень источника напряжения (например, для аккумуляторов с разным уровнем заряда)
• Отклонение кривой характеристики диода при различных температурах
• Разнонаправленность характеристики диода

Рис. 5: Кривая диода между 0,7 В и 0,735 В

Последовательный резистор, добавленный к диоду, поддерживает стабильный ток

Чтобы стабилизировать ток на нужном значении, к диоду последовательно подключаем резистор,
которая имеет менее чувствительную характеристику и определяет отношение тока к напряжению при последовательном соединении.
В этом примере резистор имеет линейную характеристику 33 Ом, как на рисунке 6.

Рис. 6: Характеристическая кривая резистора 33 Ом

Если теперь этот резистор подключить последовательно к диоду, получится очень ясный принцип:

• Один и тот же ток протекает через оба компонента
• Оба компонента разделяют напряжение питания

Поскольку кривая характеристики диода является экспоненциальной, а кривая характеристики сопротивления линейной,
изменение напряжения приведет к тому, что большая часть разности напряжений будет воздействовать на резистор,
потому что одно и то же изменение тока должно произойти в обоих компонентах.

Рис. 7: Диод с резистором в последовательной цепи

Для данных V _CC и R (в следующем примере V _cc = 5 В и R = 33 Ом)
можно составить формулу для тока диода:

Ток диода можно не только считать по характеристической кривой диода, но и
также определяется сопротивлением и напряжением питания. На рис. 8 показана формула для этого.

Рисунок 8: Напряжение и ток диода при фиксированных Vcc и R

Эта формула для I _D является линейной. Поэтому мы можем использовать любое значение для V _D
и определить прямую линию из V _D ,I _D — пар, вычисленных из них.
Эта прямая показывает, как ведет себя ток диода, когда диод подключен к V _cc
и Р.

На рисунке 9 вычисляем I _D для большего теоретического напряжения диода В _D = 0 и В _D = В _cc

Рисунок 9: Две точки на линейной функции

На рисунке 10 мы создаем линейную функцию из более теоретических экстремальных значений рисунка 9.
Эта функция описывает зависимость тока диода
V _куб.см и R.

Рис. 10: I _D при заданном V _куб.см и Р

Обе характеристические кривые рис. 5 и 10 описывают ток диода в зависимости от напряжения на диоде.
Точкой пересечения обеих кривых является точка, где обе имеют одинаковый ток I _D и одинаковую
напряжение диода В _D . Эта точка является рабочей точкой диода. Рис. 11
объединяет две кривые, и на рис. 12 показано увеличенное изображение пересечения.

Рисунок 11: Точка пересечения характеристических кривых резистора и диода

Из рисунка 12 мы можем прочитать V _D и I _D . Если диод подключить к резистору 33 Ом в
серии и V _cc — 5В, через диод протекает ток 130мА и V _D — 0,72В.

Рисунок 12: Увеличение точки пересечения

X

Рисунок 1: Варианты корпусов диодов

X

Рисунок 2: Кривая диода

X

Рисунок 3: Диод на источнике напряжения без резистора последовательно

X

Рис. 4. Абсолютные максимальные номиналы диода

X

Рисунок 5: Диодная кривая между 0,7 В и 0,735 В

X

Рисунок 6: Характеристика резистора 33 Ом

X

Рисунок 7: Диод с резистором в последовательной цепи

X

Рисунок 8: Напряжение и ток диода при фиксированном Vcc и R

Х

Рисунок 9: Две точки на линейной функции

X

Рис. 10: I _D при заданных V _{куб. см} и R

X

Рисунок 11: Точка пересечения характеристик резистора и диода

X

Рис. 12: Увеличение точки перехвата

Это тоже может вас утомить:

Все значения и коды
Резисторы серии E12

Все значения и коды
Резисторы серии E24

Все значения и коды
Резисторы серии E48

Основы работы с полупроводниками
Транзистор PNP в качестве переключателя

Разница между диодом и резистором

Ключевая разница: Диод — это тип электрического устройства, позволяющего току проходить через него только в одном направлении. Он состоит из полупроводника N-типа и полупроводника P-типа, соединенных вместе. Резистор — это электрический компонент, который используется для обеспечения сопротивления току в цепи. В основном они используются для производства тепла или света.

Диод можно описать как электронный компонент, который позволяет протекать току в одном направлении. Кроме того, он также препятствует протеканию тока в обратном направлении. Другими словами, это простейший из двухконцевых односторонних полупроводниковых приборов. Две клеммы диодов известны как анод и катод. Он состоит из полупроводника N-типа и полупроводника P-типа, соединенных вместе. Катод — это сторона P-типа, а анод — сторона N-типа. Диод может быть тесно связан с переключателем. Одним из наиболее распространенных типов диодов является «кремниевый диод». Он заключен в стеклянный цилиндр, а также имеет темную полосу, обозначающую катодный вывод.

Диоды часто используются для преобразования переменного напряжения в постоянное. Существуют различные типы диодов. Например, фотодиод — это тот, который пропускает ток, когда на него падает свет. Эти типы диодов широко используются в качестве детекторов света. Диод также известен как выпрямитель.

Резисторы — это электронные компоненты, которые используются для создания точного сопротивления в цепи. Следовательно, резистор также можно назвать пассивным устройством с двумя выводами. Как правило, они изготавливаются из металлической проволоки или углерода. Эти компоненты спроектированы так, чтобы иметь возможность поддерживать стабильное значение сопротивления. Они доступны в различных формах и размерах.

Если резисторы соединены последовательно, ток через каждый резистор остается одинаковым. Однако, когда резисторы соединены параллельно, подаваемый ток эквивалентен сумме токов через каждый резистор. Существует множество типов резисторов, таких как Precision Wirewound, NIST Standards, Power Wirewound, резисторы с плавкими предохранителями, углеродные составы, углеродная пленка, металлическая пленка, фольга, обмотка накаливания и силовые пленочные резисторы. Каждый из этих резисторов имеет полезное назначение.

Резистор обычно изготавливается из резистивного материала и имеет цилиндрическую форму. Обычно резистор имеет коричневатый корпус с нанесенными на его корпус несколькими полосками. Эти полосы на самом деле являются кодом, определяющим номинал резистора (в омах).

Сравнение диода и резистора: