Diódák és alkalmazásaik
DIODES és alkalmazásuk
Ma a „család” diódák több mint egy tucat félvezető eszközök, amelyek úgynevezett „dióda”. Itt fogunk csak néhány eszköz, amellyel először kell foglalkozni.
Dióda lehet vázlatosan két félvezető lemezek, amelyek közül az egyik vezetési típusú p, és a másik - típusú n. Ábra. 74, és a lyukak a lemez típusát uralkodó p, hagyományosan körök jelzik, és az elektronok uralkodó lemez típusú N - fekete pelleteket azonos méretűek. Ez a két régió - két dióda elektródák: anód és a katód. Anód, vagyis egy pozitív elektródot, egy p-típusú régió és a katód, azaz, egy negatív elektród, - .. típusú régió n. Külső felületén a lemezek kapcsolatba a fém rétegeket alkalmaznak, amelyek forrasztva a vezetékeket a dióda elektródák.
Az ilyen félvezető eszköz lehet egy két állapot: kinyílik, amikor vezeti a jelenlegi is, és lezárjuk, ha rosszul vezető. Ha annak elektródák van csatlakoztatva egy áramgenerátor, például az elektrokémiai cellában, de úgy, hogy a pozitív pólus van csatlakoztatva az anód a dióda, azaz egy régiót típusú p, és negatív - .. a katód, azaz a terület típusa n .. (ábra. 74 b), a dióda lenne a nyitott állapotban, és a kapott áramkör aktuális amelynek értéke függ az alkalmazott feszültség hozzá, és egy dióda tulajdonságait. Ilyen polaritás akkumulátort elektronok a n-típusú utazás mínusz plusz, azaz felé p-típusú régió, és lyukak a p-típusú elektronok elmozdulni - .. tól plusz mínusz. Találkozó a határon területek az úgynevezett pn átmenet, vagy a rövid, a pn átmenet, elektronok mintha „ugrik be” a lyukba, és ennek eredményeként az említett és más megszűnnének az ülésen. A fém érintkezés csatlakozik a negatív elemet pólus teheti a mező típusát n gyakorlatilag korlátlan számú elektronok feltöltsék elektronok csökkenése ezen a területen, és az érintkező csatlakozik a pozitív eleme a pole, tarthat a mező típusát p az elektronok száma, amely egyenértékű a bevezetése egy rendelkezik egy megfelelő lyukak száma.
Ábra. 74. A sematikus felépítését és működését a félvezető dióda
Ebben az esetben, az ellenállása p-n átmenet kicsi, amelynek segítségével a jelenlegi diódán keresztül az úgynevezett közvetlen aktuális. Minél nagyobb a terület p-n átmenet és a tápfeszültség, a több ez a közvetlen aktuális.
Ha az elem pólusai felcserélődnek, ábrán látható. 74, a dióda lesz a zárt állapotban. Ebben az esetben az elektromos töltések a dióda másként viselkednek. Most, hogy eltérnénk a p-n átmenet a n típusú, elektron fog elmozdulni, hogy a pozitív és a lyukakat a területén típusú p - a negatív pólusát a dióda. Ennek eredményeként, a határ a régiók különböző electroconduction típusú, mivel bővül, amely egy zónát kimerült az elektronok és a lyukak (ábra. 74, kikelt benne), és ezért nagyon nagy áram ellenállás. Azonban ebben a zónában, a kis csere töltéshordozóként régiói között a dióda még jelentkezni fog. Ezért a dióda áram fog folyni, de sokszor kevesebb, mint egyenes. Ez az áram az úgynevezett inverz áram a dióda.
A grafikonok leíró működését a dióda, egyenáramot kijelölt, és a fordított.
És ha bekapcsolja a dióda sorba az AC? Ez nyitja meg a pozitív félciklusaiban az anód, szabadon folyó áram egy irányba - előre áram, és zárva negatív félperiódusokat az anód, szinte nincs áram az ellenkező irányba - fordított áram. Ezek a tulajdonságok és diódák használt egyenirányítók átalakítására AC DC áram.
A feszültség, amelynél a dióda nyitva van, és rajta keresztül halad előre a jelenlegi, úgynevezett közvetlen (write) vagy teljesítmény és a feszültség fordított polaritású, amelynél a dióda zárva van, és megy át a fordított jelenlegi, úgynevezett fordított (write), vagy nepropusknym. Ha egy előre feszültség a dióda ellenállása jó minőségű nem haladja meg a néhány tíz ohm, ugyanabban fordított feszültség eléri az ellenállása több száz kohm, sőt megaohm. Ez könnyen belátható, ha a dióda fordított mért ellenállásnak ohmmérővel.
A belső ellenállás a dióda - ingadozik, és függ a közvetlen feszültség a diódára: minél nagyobb a feszültség, annál nagyobb az előre átfolyó áram a dióda, annál kisebb az ellenállás az áramlás. A bíró az ellenállást a dióda lehet a feszültségesés, és az aktuális rajta. Például, ha a dióda áteresztési árama IF = 100 mA (0,1 A), és így a feszültségesés rajta 1, akkor (Ohm törvénye) közvetlen ellenállása a dióda: R = U / I = 1/0 , 1 = 10 ohm.
A zárt állapotában a dióda esik, szinte az összes feszültség azokra alkalmazott, a fordított átfolyó áram rendkívül kicsi, és az ellenállás tehát magas.
A függőség a jelenlegi diódán keresztül a érték és polaritását az alkalmazott feszültség hozzá van ábrázolva, mint egy görbe az úgynevezett áram-feszültség jellemző a dióda. látod ez a jellemző látható. 75. Itt a függőleges tengelyen ábrázoljuk értékek akár egyenáram szellemi tulajdon védelme és az alábbiakban - hátra Iobr áram. A vízszintes tengely jelöli az értékeket a jobb előre feszültség Upp, balra - Uobr fordított feszültséget.
Egy ilyen áram-feszültség jelleggörbe megkülönböztetni közvetlen ága (a jobb felső), amely megfelel az előre aktuális diódán keresztül, és egy visszatérő ága megfelelő visszaáramlás, Ez azt mutatja, hogy a dióda jelenlegi Ipr százszor több aktuális Iobr.
Ábra. 75. Az áram-feszültség jelleggörbét a félvezető dióda
Ábra. 76. sematikus berendezés (ek) és a megjelenése néhány csomópont diódák (b)
Például, még ha egy előre feszültség Upp = 0,5B aktuális Ilim egyenlő 50 mA (A pont a jellemző) a Upp = 1 azt emelkedett 150 mA (B pont a jellemző), és a fordított feszültség = 100 V Uobr Iobr reverz áram nem haladja meg a 0,5 mA (500 mA). Kiszámítja, hogy hány alkalommal ugyanazon előre és hátra egyenáramú nagyobb mint fordítva.
Közvetlen ág felmegy meredeken, mintha kapaszkodott a függőleges tengelyen. Ez jellemzi a gyors növekedés egyenáramú diódán keresztül a növekedés a nyitófeszültsége. Feedback azonos ág, mint látható, van majdnem párhuzamos a vízszintes tengelyen jellemző lassú, fordított jelenlegi növekedés. A mintában jelentős fordított áram - hiánya diódák.
Körülbelül az áram-feszültség karakterisztika mind germánium diódák. A áram-feszültség jellemzőit szilícium diódák enyhén jobbra tolódott. Ez azzal magyarázható, hogy a germánium dióda nyitva van, és elkezd áramot vezet a közvetlen feszültség 0,1-0,2 V, és amikor a Silicon 0,5-0,6 V.
Készülékre, például, megmondtam a dióda tulajdonságok állt két lemezek különböző félvezető vezetőképessége összekapcsolt repülőgépek. Ezek a diódák nevezzük sík. Tény, hogy a csomópont dióda egyik félvezető lemez, térfogatban, amely két régió különböző vezetőképességű létre. Gyártástechnológiájának ilyen diódákkal a következő. A négyzet alakú lemez felülete 2-4 mm2, és néhány frakcióban egy milliméter vastag, vágott egy félvezető kristály egy elektronikus vezetőképesség, egy kis darab indium megolvad. Indium szilárdan olvasztott a lemez. Ahol indium atomok behatolnak (diffúz) a lemezvastagság, alkotó ott egy lyukat terület túlnyomórészt elektromos vezetőképesség (ábra. 76 a). A félvezető eszköz kapott a két régió különböző vezetési típusú, és a között p-n átmenetet. Kapcsolatok dióda cseppecske elektródák indium és fémtárcsa (vagy bot) a kimeneti vezetékek.
Tehát elrendezve a leggyakoribb sík germánium és szilícium diódák. A megjelenése egy részük ábrán látható. 76, b. Instruments vannak zárva fémházban üveg szigetelők, amely lehetővé teszi számukra, hogy olyan körülmények között dolgoznak a magas páratartalom. Diódák, tervezték a nagy egyenáram a dió rögzítő csavarokat, hogy a szerelőlapot vagy az alváz a vezeték nélküli eszközök.
Planar diódák vannak jelölve betűk és számok, például: D226A, D242. A D betű a címkézés az eszköz a „LED”, a számok, hogy kövesse, - a sorozatszámot az építési sorrendet. A betűk a végén a referencia diódák jelzik a különféle eszközöket csoportok. Planar diódák úgy vannak kialakítva, elsősorban a használt egyenirányítók AC tápegység rádióberendezések, így ők is nevezik egyenirányító diódák.
Tervezése vezeték nélküli eszközök tápegységek azt kapja egy különleges beszélgetés - a tizenegyedik. Most fogok bemutatni, csak az AC átalakítás elve DC.
A rendszer egyszerű egyenirányító AC látható ábra. 77, a.
Lehetséges, hogy a kínálat az áramot, így? Lehetőség van, ő orvosolni.
De nem mindenki. Izzólámpa, például lehetőség van, persze, ha a kimeneti feszültség nem haladja meg a feszültség, amelynél a lámpa van kialakítva. A szál nem felmelegedve portoyanno és hüvelyesek követően frekvenciája 50 Hz. Mivel a termikus tehetetlenség a menet nem lesz ideje, hogy lehűtse magát a szünetekben impulzusok között, így nincs pislákoló fény nem vesszük észre,
Az egyenirányító, a munka, amit most teljesül, a felhasznált energia hasznos csak a fele az AC hullám.
Ábra. 77. A félhullámú egyenirányító áramkörök
Ábra. 78. A teljes hullámú egyenirányító hálózati transzformátort
Ez a kiterjesztés az úgynevezett fél-hullám AC és egyenirányítók - félhullámú egyenirányító. Azonban egyenirányítók épülő ilyen rendszereket, szenvednek két nagy hátránya. Ezek közül az első az, hogy a feszültség az egyenirányított váltóáramú feszültség megközelítőleg megegyezik a hálózat, míg a teljesítmény tranzisztort struktúrákat kell csökkenteni feszültség és a cső gyakran magasabb feszültség. A második nem le - elfogadhatatlansága a talaj kapcsolat a vevővel, meghajtásáról egy ilyen egyenirányító. Ha a vevő földelt, áramot a tápegység megy át a vevőt a földre - éget biztosítékokat. Sőt, a vevő vagy az erősítő táplált egy egyenirányító, és ez így közvetlen kapcsolat a hálózati veszélyes - kaphat egy áramütés.
Mindkét ezeket a hátrányokat kiküszöbölni az egyenirányító transzformátor (ábra. 78). Nincs hálózati feszültség egyenirányított és szekunder feszültségének (II) hálózati transzformátor T. Mivel ennek a tekercselési van szigetelve a primer tekercs hálózati I, radiokonstruktsiya nem érintkezik a hálózat, és csatlakoztatható hozzá földelő.
Az egyenirányító ábrán. 78 négy diódából tartalmazza az úgynevezett hídkapcsolás. Diódák a vállán az egyenirányító híd. RH terhelés tartalmazza az átlós 1-2 hídon. Ez egyenirányító áramkör során mindegyik félperiódusban a két dióda felváltva üzemel ellenkező híd karok közé kötünk sorba, de ellenkezőleg képest a második pár diódák. Nézze meg alaposan! Amikor a felső (az ábrán) a szekunder tekercs kimeneti feszültség pozitív félperiódusban, áram folyik keresztül dióda V2, a terhelés RH, V3 dióda az alsó terminál tekercselés II (grafikon a). A diódák V1 és V4 zárva ebben az időben. A ciklus másik fele a váltakozó feszültség, amikor a kimeneti plusz az alsó tekercselés II, áram folyik át a dióda V4, RH törzs, V1 dióda a felső terminál tekercselés (grafikon b). Ebben az időben, a diódák V2 és V3 zárva vannak, és természetesen, a jelenlegi nem halad át magát. Íme az eredmények: a változó a feszültség a kapcsain a jelei a transzformátor szekunder és az egyenirányító között a terhelési áram az egyik irányba (a grafikont). Ez egyenirányító hasznos használni mindkét fél ciklus váltakozó áram, az úgynevezett teljes hullám egyenirányító hasonlóak.
A hatékonyság a teljes hullámú egyenirányító félhullámú képest nyilvánvaló: az egyenirányítót fodrozódás gyakorisága megduplázódott „rések” az impulzusok közötti csökkentek. Az átlagos DC kimeneti feszültséget egyenirányító kb váltakozó feszültség eljárva a szekunder tekercs a transzformátor. Ha kiegészített egyenirányító szűrő fodrozódás kisimítja a egyenirányítót, a kimeneti feszültség növekszik 1,4-szerese. t. e. körülbelül 40%. Egy ilyen egyenirányító később én ajánlom, hogy teljesítmény tranzisztort struktúrákat.
Most az a pont-contact dióda.
Megjelenése az egyik ilyen eszközök és készülékek (a kinagyított formában) ábrán mutatjuk be. 79. Ez a dióda D9 sorozat.
Ábra. 79. sematikus készülék és megjelenése pont sorozat dióda D9
A „D” betűvel annak címkézés dióda, és a 9-es számú - sorszámot a gyár design. Egy ilyen dióda vagy hasonló, például D2, akkor már tudom - már ajánlott a használata az első vevő, mint érzékelő. Egyenirányító dióda elem vékony és nagyon kicsi (a területe körülbelül 1 mm2) lemez, vagy egy szilícium-germánium félvezető, és az N-típusú wolfram huzal, felfekszik a hegyes vége a lemez. Forrasztással vannak a szegmensek ezüstözött vezeték hossza mintegy 50 mm-es, amelyek pin diódák. Az egész szerkezet belsejében egy üvegcső átmérője körülbelül 3 és kisebb, mint 10 mm hosszú, a lezárt végekkel. Az összeszerelés után, a dióda van kialakítva - átvezetjük az érintkezés a félvezető lemez és a hegyét a wolfram huzal árama egy bizonyos értéket. Így alatt a hegyét a huzal egy félvezető kristály van kialakítva egy kis területet a furat vezetőképesség. Ez kapott egy pn átmenetet egy egyirányú áram vezetőképesség. félvezető lemez egy katód, és a wolfram huzal - anód pont dióda.
Nyomtató D9 sorozat dióda anód jelölik színes címkék csomagokat. Elektródák pont D2 dióda sorozat jelöli egy dióda egyik sávban terminálok. Azon a ponton, a dióda érintkező területe a hegyét a huzal felületén a félvezető lapka rendkívül kicsi - kisebb, mint 50 m2. Ezért az áramlatok, hogy pont diódák rendbe sokáig, kicsi. Spot sonkák diódák elsősorban kimutatására a modulált nagyfrekvenciás rezgéseket, így azok gyakran nevezik nagyfrekvenciás diódák. Az elv működik, mint egy pont-contact dióda detektor már tudja a negyedik interjú.
Ami a gépet, és pont diódák vannak a legnagyobb megengedett előre és hátra áramlatok, attól függően, hogy az előre és hátra feszültségek és meghatározására egyengető tulajdonságait és dielektromos szilárdság. Ez a fő paramétereit. Planar dióda D226V például hosszú ideig lehet kiegyenesíteni a jelenlegi 300 mA. De ha benne van az áramkörben, ami fogyaszt 300 mA, akkor felmelegszik, ami elkerülhetetlenül vezet a termikus bontása p-n átmenet és a kimeneti dióda hiba. A dióda van törve, és ha nem lenne a lánc, amely akkor alkalmazható zárófeszültségét több mint 400 W. A megengedett egyenirányított áram spot lámpák D9A 65 mA és megengedett fordított feszültség 10 V A fő paraméterek félvezető diódák jelzik útlevelüket és referencia táblázatok. Határértéket meghaladó vezet hiba a készülék.
A fő paraméterei a leggyakoribb pont és sík félvezető diódák meg fogja találni a 6. melléklet.
És most, hogy jobban erősít a memóriában is a dióda jellemzőinek, ajánlom, hogy tartsa egy ilyen élmény. Az elektromos áramkör álló 3336L elemek és izzó, névleges 3,5 és fűtőáram 0,28 A, beleértve bármely rétegdióda D226 vagy D7 sorozat, de úgy, hogy az anód a dióda csatlakozik közvetlenül vagy egy villanykörte egy a pozitív kapcsa az akkumulátor és a katód - egy negatív kapcsa (80. ábra is.). Az izzó éget majdnem annyi, mint ha a dióda nem volt a láncban. Átrendezése kapcsoló dióda elektródokat az áramkör inverz (ábra. 80 b). Most fény nem világít. És ha világít, a dióda van egy törött p-n átmenet. Ez diódát lehet törni, hogy hogyan működik, - dolgozni, mint egy egyenirányító még mindig alkalmatlan. De remélem, hogy a dióda egy jó tapasztalat volt, és a siker.
Miért, amikor először bekapcsolja a dióda az áramkörben villanykörte égett, míg a második nem éget? Az első esetben a dióda nyílt, mivel úgy tápláljuk egyenfeszültség Upp, dióda ellenállása kicsi volt, és átfolyt a egyenáramú Ipr amelynek értéke határozza meg a terhelést lánc - az izzót.
Ábra. 80. kísérletek egy sík dióda
A második esetben, a dióda lezárták, mivel alkalmazták Uobp fordított egyenlő feszültséget az akkumulátor feszültsége. dióda ellenállás nagyon magas volt, és csak egy kis lánc-tech Iobp visszirányú áram, amely hő a bura izzóspirál.
Ebben a kísérletben a fény kettős funkciója van. Ez először is volt mutatója az aktuális az áramkörben, és másrészt, az áramkörben áram korlátja 0,28 A, és így védi a dióda a túlterheléstől.