Обозначение анод катод диода: анод катод, подключение на схеме, где плюс и минус, полярность

Как проверить диод и стабилитрон мультиметром © Геостарт

Рубрика:

Полезно

Часто у мастеров возникает необходимость проверить на исправность такой радиоэлемент, как полупроводниковый диод. Его назначение состоит в том, чтобы пропускать ток при его протекании в одном направлении (от анода к катоду) и не пропускать при протекании его в обратном направлении (от катода к аноду). Это свойство объясняет само название полупроводник. В этом и состоит суть проверки диода: он должен выполнять заданные функции так, как требуется в схеме.

Пороговое значение напряжения

Одна из основных характеристик полупроводниковых элементов — пороговое значение напряжения , то есть значение прикладываемого напряжения к элементу в прямом включении, при котором через него начинает протекать ток. Для разных типов диодов это напряжение имеет разные диапазоны значений. Для германиевых этот диапазон составляет от 0,3 до 0,7 вольта, для кремниевых — от 0,7 до 1,0 вольта. По этому значению судят об исправности полупроводникового диода.

Основные неисправности полупроводников

Диоды могут выходить из строя по разным причинам . Наиболее распространенные из них: протекание повышенного тока через схему, превышение максимального значения обратного напряжения и другие (например, тепловое или механическое воздействие). Основные неисправности этих полупроводников — пробой и обрыв. Обе неисправности можно выявить с помощью мультиметра. При пробое подключенный к элементу мультиметр в режиме измерения сопротивления показывает минимальное сопротивление порядка единиц Ом. При обрыве измерительный прибор в том же режиме покажет бесконечное сопротивление как при прямом, так и при обратном подключении.

Проверка измерителем

Перед началом работы любые типы элементов нуждаются в проверке. Не пренебрегайте этим правилом . Существует несколько способов проверить диод:

• Основной способ проверки — с помощью мультиметра. Встроенная в измеритель проверка. Большинство мультиметров имеют режим прозвонки p-n перехода. Этот режим обычно обозначен значком диода на их передней панели. Чтобы прозвонить мультиметром диод, установите ручку регулятора вашего измерительного прибора на обозначение диода либо нажмите кнопку с этим обозначением на передней панели прибора. Далее подключите красный измерительный щуп к аноду проверяемого элемента, а черный щуп — к катоду. Узнать, какой из выводов анод, а какой катод, можно в интернете, прочитав описание на используемый вами диод. В описаниях обычно указывается маркировка. При подключении описанным способом мультиметр должен показать пороговое прямое напряжение тестируемого диода. Если элемент неисправен, то прибор покажет ноль или сильно отличающееся от порогового показание. При обратном подключении (черный щуп мультиметра к аноду, красный щуп — к катоду) мультиметр должен показать нулевое напряжение.
• Вам нужно прозвонить диод, если ваш мультиметр не поддерживает режим проверки полупроводниковых приборов. Соберите простую схему. Соедините последовательно источник питания постоянного тока номинальным напряжением 5 вольт, резистор сопротивлением 100 Ом и проверяемый полупроводник. Катод соедините с минусом источника питания, а анод — с резистором. Далее переключите мультиметр в режим определения постоянного напряжения. Красный щуп мультиметра соедините с анодом тестируемого диода, а черный щуп — с катодом. При исправности элемента измеритель покажет пороговое прямое напряжение на нем.
• Проверка диода в случае отсутствия у мультиметра режима прозвонки полупроводников. Выберите на мультиметре режим измерения сопротивления, диапазон измеряемого сопротивления до 2 кОм. Подсоедините красный щуп прибора к аноду, черный щуп к катоду элемента. При этом измерительный прибор должен показать сопротивление порядка сотен Ом. Если подсоединить мультиметр к полупроводнику наоборот (черный щуп к аноду, красный — к катоду), то он должен показать бесконечное сопротивление или разрыв цепи. Если выдаются другие показания, значит, элемент неисправен.

Диагностика исправности стабилитрона

Стабилитроном называется полупроводниковый элемент , стабилизирующий напряжение в довольно узком диапазоне. При этом через него могут протекать разные токи как большие, так и маленькие. Диапазон стабилизации стабилитрона по напряжению обычно ограничен сотней милливольт. Конструктивно стабилитрон представляет собой диод, и в прямом включении он так и работает. Стабилизацию напряжения он производит при подаче на него напряжения в обратном включении. Проверить исправность стабилитрона мультиметром можно точно так же, как и исправность обычного диода.

Замер напряжения стабилизации

Необходимо собрать небольшую схему . Для этого нужно последовательно соединить регулируемый источник питания (он должен показывать напряжение и ток через нагрузку), токоограничивающее сопротивление (номиналом от одного до 10 кОм, мощность рассеивания зависит от напряжения стабилизации, но берите не менее 0,125 Вт) и стабилитрон. Катод стабилитрона подключается к плюсу источника питания, анод соединяется с токоограничивающим резистором. Далее выполните следующие действия:

1. Подключите мультиметр к стабилитрону (красный щуп к катоду, черный к аноду), переключите его в режим определения постоянного напряжения и выберите диапазон измерения до 200 В.
2. На источнике питания установите минимальное напряжение.
3. Включите источник питания и постепенно увеличивайте уровень напряжения на нем.
4. Как только увидите, что начал протекать ток через схему, прекратите регулировку источника питания и отследите на мультиметре напряжение стабилизации стабилитрона.

Тестирование диода без выпаивания

При проверке элементов внутри схем возникают некоторые трудности с определением их характеристик, так как измерительный прибор тестирует все части схемы, включенные между его измерительными щупами. Таким образом, нужно исключить возможные варианты протекания тока в схеме, в которую установлен нужный элемент. Самый простой вариант — выпаять один из выводов нужного вам для проверки диода. Тогда результаты измерения будут достоверными. После проведения выпаивания одного из выводов элемента можно проверить его любым из перечисленных выше способов.

Если выпаять один из выводов проблематично, отключите источник питания схемы и попробуйте проверить диод, не выпаивая его. При этом в схеме не должно быть элементов, шунтирующих проверяемый элемент. Результаты проверки также должны быть достоверны.

Двухэлектродные лампы — Рабочий режим. Применение диода для выпрямления переменного тока

Режим работы диода с нагрузкой графоаналитически рассчитывается так же, как и для полупроводникового диода. Однако обычно
нельзя пренебрегать падением напряжения на вакуумном диоде, так как оно в зависимости от типа диода составляет единицы, десятки
и даже сотни вольт.

Все сказанное о работе выпрямительных схем с полупроводниковыми диодами можно повторить для схем выпрямления с помощью
вакуумных диодов. Особенность вакуумных диодов — отсутствие обратного тока. Вакуумные диоды для выпрямления переменного
тока электросети (кенотроны) могут работать при высоких обратных напряжениях — сотни и тысячи вольт. Поэтому нет необходимости
в последовательном соединении кенотронов.

Для кенотронов, работающих в выпрямителях, опасно короткое замыкание нагрузки. В этом случае все напряжение источника
будет приложено к кенотрону и анодный ток станет недопустимо большим. Происходит перегрев катода и его разрушение. Анод
также перегревается. Ухудшается вакуум за счет выделения газов из перегретых электродов. Газ ионизируется. Положительные
ионы бомбардируют катод, способствуя его перегреву и разрушению.

При выпрямлении токов очень высокой частоты вредно влияет емкость анод — катод диода С_а-к. Она состоит из емкости между
электродами и емкости между выводными проводниками.
Значение С_а-к достигает единиц пикофарад у маломощных диодов. На низких частотах эта емкость шунтирующего влияния
не оказывает, так как ее сопротивление составляет миллионы Ом. А на частотах в десятки мегагерц и выше сопротивление емкости
становится соизмеримым с внутренним сопротивлением диода и даже меньше его. Тогда переменный ток проходит через эту емкость
и выпрямляющее действие диода ухудшается.

Например, если диод имеет R_i = = 500 Ом и С_а-к = 4 пФ, то при частоте 200 Гц сопротивление
емкости

х_с = 1/(ω С_а-к) = 10¹²/(2π·200·4) ≈ ≈200·10⁶
Ом = 200 МОм.

Практически через такое сопротивление ток не проходит. Зато при f = 200 МГц сопротивление х_сстанет
равным 200 Ом и будет сильно шунтировать диод.

Для диодов надо учитывать максимальные допустимые значения их параметров.

Если в секунду на анод попадает N электронов и каждый из них обладает энергией mv²/2,
то мощность, отдаваемая электронным потоком на нагрев анода,

Р_а = Nmv²/2. (16.9)

Энергию электроны получают от ускоряющего поля. Пренебрегая их начальной энергией, можно считать, что mv²/2
≈ qu_a. Тогда

Р_а = Nqu_a. (16.10)

Произведение Nq есть количество электричества, попадающее за 1 с на анод, т. е. анодный ток i_а.
Поэтому окончательно

Р_а = i_au_a. (16.11)

Мощность Р_а — это потерянная мощность, так как нагрев анода бесполезен и даже вреден. Принято называть
Р_а мощностью, выделяемой на аноде, или мощностью потерь на аноде. Не следует эту мощность считать максимальным
допустимым параметром лампы, так как она может иметь самые различные значения в зависимости
от анодного напряжения. Анод нагревается также за счет теплового излучения катода, но Р_а есть только мощность
электронной бомбардировки. Чем больше Р_а, тем сильнее нагрев анода. Он может накалиться докрасна и даже
расплавиться.

Максимальная допустимая мощность P_amax зависит от размеров, конструкции, материала анода
и способа его охлаждения и составляет от долей ватта до многих киловатт. Чтобы анод не перегревался, должно соблюдаться условие

P_a ≤ P_amax (16.12)

При импульсном режиме мгновенная мощность, выделяемая на аноде, может быть очень большой, но средняя мощность не должна
превышать P_amax.

Анодный ток диодов обычно состоит из отдельных импульсов. Максимальное допустимое значение тока для диодов с оксидным
катодом обусловлено разрушением оксидного слоя. Для каждого типа диодов характерен максимальный допустимый импульс анодного
тока I_amax В диодах для импульсной работы значение I_amax весьма велико, тем больше,
чем меньше длительность импульсов и чем больше паузы между ними.

Пульсирующий анодный ток диодов имеет постоянную составляющую I_{a ср}, которую называют
постоянным выпрямленным током. Важным параметром диода является максимальный допустимый постоянный выпрямленный
ток I_{a срmax.}

При работе диода в выпрямителе в течение некоторого времени (часть периода) к диоду приложено отрицательное анодное напряжение,
называемое обратным. Важным параметром является максимальное допустимое обратное напряжение U_обрmax.
Обратное напряжение не должно превышать максимального допустимого:

U_обр≤ U_обрmax (16.13)

Если U_обр больше U_обрmax, то возможен пробой изоляции, электростатическая
эмиссия из анода и выход диода из строя. Кенотроны для высоковольтных выпрямителей имеют U_обрmax
до десятков киловольт, маломощные диоды — не более 500 В.

LED – СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИЙ ДИОД » PIJA Education

Содержание

СВЕТОДИОД – СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИЙ ДИОД

СИД – Светоизлучающий Диод также относится к типу диодов, но как светодиод дает нам свет при включении? Распиновка светодиода

Ответ прост: поскольку светодиоды состоят из соединений, таких как арсенид галлия (GaAs), фосфид галлия (GaP) или фосфид арсенида галлия (GaAsP), которые излучают свет при возбуждении, а кремний и германий — нет. делать.

Symbol LED

Теперь возникает еще один вопрос, как они бывают разных цветов, таких как красный, зеленый, желтый и другие?

Когда эти соединения возбуждаются, они испускают фотоны с определенной длиной волны в зависимости от изготовления. Если испускаемые фотоны имеют длину волны красного цвета в спектре, мы можем видеть красный свет, если фотоны имеют длину волны зеленого цвета, он кажется зеленым и так далее.

То же, что и диодный светодиод, работает в одном направлении, т. е. с прямым смещением, и имеет две клеммы: анод (+) и катод (–).

КАК НАЙТИ АНОДНЫЕ И/ИЛИ КАТОДНЫЕ КЛЕММЫ СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИЙ ДИОД (LED)

1. Наиболее распространенный анодный (+) вывод длиннее катодного (–)
2. Что делать, если ножки светодиода обрезать? Если вы внимательно посмотрите на светодиод, то обнаружите внутри две металлические детали. Одна часть меньше другой, это клемма анода светодиода (+).
3. Если светодиод внутри не виден четко, то вы найдете плоскую поверхность на одной из сторон светодиода, эта клемма является катодом (–).

ПРОВЕРКА СВЕТОДИОДОВ

После того, как вы найдете клеммы, рекомендуется проверить, работает ли ваш светодиод, потому что после завершения вашего проекта вы обнаружите, что светодиод не работает, что определенно будет раздражать ваше настроение.

Прежде всего проверьте связность пути. Возьмите мультиметр, поверните ручку на символе диода или звуковом символе (который также используется для проверки связности пути, если) в мультиметре.

Теперь соедините красный и черный провода (мультиметра), и вы услышите звук зуммера, который показывает, что связь есть. Вы можете проверить это с помощью двух концов провода, подключив красный и черный выводы мультиметра к разным концам провода, вы услышите звук зуммера.

Обнаружение светодиода мультиметра

В том же режиме, теперь подключите красный провод к аноду светодиода и черный провод к катоду светодиода, это зажжет светодиод и покажет, что он работает, но зуммер не будет звучать. Если в светодиоде звучит зуммер, это означает, что ваш светодиод не работает.

РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПО ЗАКОНУ ОМА V=IR

При добавлении светодиодов в проект необходимо учитывать рабочее напряжение и ток. Например, для обычных красных светодиодов требуется около 2,2 В и ток от 5 до 20 мА.

Теперь это проблема для нас, потому что на выходе ардуино установлено 5 В и гораздо более высокий ток. Для этого мы можем использовать токоограничивающий резистор , чтобы уменьшить ток, протекающий через светодиод. Но резистор какого номинала мы используем?

Здесь вступает в действие закон Ома. Чтобы рассчитать номинал резистора для светодиода или любой нагрузки, используйте следующую формулу:

R = (Vs − Vl) ÷ I

Где Vs — напряжение питания ( Выходы Arduino 5 В), Вл — падение напряжения на нагрузке (скажем, 2,2 В), а I — ток, необходимый для светодиода (10 мА). (Значение I должно быть выражено в амперах, поэтому 10 мА преобразуются в 0,01 А.)

Таким образом, Vs   равно 5 В , Vl   равно I 2,2 В

0 8 и равно 0,01 А . Подстановка этих значений в формулу дает значение для R , равное 280 Ом. Однако светодиоды также загораются, когда подаваемый ток меньше 10 мА.

ВНИМАНИЕ: Если сомневаетесь, выберите резистор чуть большего номинала, потому что лучше иметь менее яркий светодиод, чем мертвый!

ТРЕУГОЛЬНИК ЗАКОНА ОМА

Закон Ома утверждает, что зависимость между током, сопротивлением и напряжением следующая: напряжение (В) = ток (I) × сопротивление (R) Если вы знаете две величины, то можно вычислить третий. Популярный способ запомнить закон Ома — использовать треугольник, как показано на рисунке 9.0003 Треугольник закона Ома

Диаграмма треугольника закона Ома является удобным инструментом для расчета напряжения, тока или сопротивления, когда известны два из трех значений.

Чтобы найти прикрытие сопротивления R, и вы оставили с V / R то же самое, чтобы найти прикрытие напряжения V, и вы можете увидеть ток, умноженный на сопротивление.

Когда мы научимся вычислять сопротивление, мы теперь зажжем светодиод по следующей схеме (обе схемы одинаковы)

Светодиодный резистор в серииLED Резистор в серии

Следующая пост
Потягивающий резистор и сбивает резистор

Предыдущий пост
PN -соединительный диод и VI характеристики

0
0
голосов

Рейтинг статьи

P-N Junction — Вопросы и ответы по силовой электронике

Этот набор вопросов и ответов с множественным выбором (MCQ) по силовой электронике посвящен «P-N переходу».

1. В p-области концентрация __________ выше, чем в n-области PN-перехода.
a) дырки
b) электроны
c) дырки и электроны
d) фононы
View Answer

Ответ: a
Пояснение: Дырки являются основными носителями заряда в материале p-типа.

2. Полупроводниковый материал p-типа легирован ____________ примесями, тогда как полупроводниковый материал n-типа легирован __________ примесями
a) акцептор, донор
b) акцептор, акцептор
c) донор, донор
d) донор, акцептор
Просмотреть ответ

Ответ: a
Объяснение: Донорные примеси обозначают электрон в материале n-типа, что делает его носителем большинства электронов и наоборот .

3. В p- и n-областях p-n-перехода _________ и ___________ являются основными носителями заряда соответственно.
а) дырки, дырки
б) электроны, электроны
в) дырки, электроны
г) электроны, дырки
Посмотреть ответ

Ответ: c
Объяснение: Дырки являются основными носителями заряда в материале р-типа и наоборот.

реклама

реклама

4. n-область имеет большую концентрацию _________ по сравнению с p-областью в диоде с P-N переходом.
a) дырки
b) электроны
c) дырки и электроны
d) фононы
Просмотреть ответ

Ответ: b
Пояснение: Электроны являются основными носителями заряда в материале n-типа.

5. Какое из приведенных ниже утверждений относительно диода с p-n переходом неверно?
a) Диоды — неуправляемые устройства
b) Диоды — выпрямительные устройства
c) Диоды — однонаправленные устройства
d) Диоды имеют три вывода
View Answer

Ответ: d
два терминала.

6. В p- и n-областях p-n-перехода _________ и ___________ являются неосновными носителями заряда соответственно.
а) дырки, дырки
б) электроны, электроны
в) дырки, электроны
г) электроны, дырки
View Answer

Ответ: d
Пояснение: Дырки являются неосновными носителями заряда в материале n-типа и наоборот .

7. Предположим, что плотность легирования в p-области составляет 10 ^-9 см ^-3 , а в n-области — 10 ^-17 см ^-3 . будет называться
a) p ^– n ^–
B) P ⁺ N ^—
C) P ^— N ⁺
D) P ⁺ N ⁺
Посмотреть

. p-область по сравнению с n-областью.

реклама

8. Когда устанавливается физический контакт между p-регионом и n-регионом, что из следующего, скорее всего, произойдет?
a) Электроны из N-области диффундируют в P-область
b) Дырки из P-области диффундируют в N-область
c) Оба утверждения верны
d) Ничего не произойдет стороны стыка.

9. Что из следующего верно в случае несмещенного диода с p-n переходом?
а) Диффузия не происходит
б) Диффузия электронов и дырок продолжается бесконечно
в) На контактах отсутствует электрический потенциал
d) Заряды создают электрическое поле на стыках
View Answer

Ответ: d
Пояснение: Разность потенциалов возникает на стыках из-за рекомбинации дырок и электронов. Это растущее поле (барьерный потенциал) останавливает дальнейшую диффузию.

реклама

10. Что из следующего верно в случае диода с прямосмещенным p-n переходом?
а) Положительная клемма батареи отсасывает электроны из p-области
b) Положительная клемма батареи вводит электроны в p-область
c) Отрицательная клемма батареи всасывает электроны из p-области
d) Ни одно из приведенных выше утверждений не верно
Просмотреть ответ

Ответ: a
Объяснение: диод смещен в прямом направлении, плюс подключен к p и наоборот, так как такая батарея создает ЭДС для перемещения электронов из n-области в p-область.

Sanfoundry Global Education & Learning Series – Силовая электроника.

Чтобы попрактиковаться во всех областях силовой электроники, здесь есть полный набор из более чем 1000 вопросов и ответов с несколькими вариантами ответов .

Категории Силовая электроника MCQ

реклама

реклама

Подпишитесь на наши информационные бюллетени (тематические).