Принцип работы диода: устройство, хаpaктеристика, как пропускает ток при прямом и обратном включении > Для семей участников СВО (отзывы, цены, где купить)
+7(977)9328978 Лучшее. Экономное. Доступное    
Рюкзак со светящимся экраном, на который можно закачать свою картинку

Принцип работы диода: устройство, хаpaктеристика, как пропускает ток при прямом и обратном включении

Принцип работы диода: устройство, хаpaктеристика, как пропускает ток при прямом и обратном включении

Диоды – самые простые полупроводники с двумя электродами, проводящие ток в одном направлении.

Они способны стабилизировать, выпрямлять, модулировать, ограничивать, преобразовать ток, поэтому установлены почти во всех бытовых электроприборах.

Основные хаpaктеристики диода: постоянный прямой и обратный электроток, прямое и обратное напряжение, прямое и обратное сопротивление, их максимально допустимые значения.

При монтаже в любом устройстве учитываются максимально допустимые значения параметров.

Купи сейчас:

Содержание

  • 1 Устройство
  • 2 Сферы применения и назначение
  • 3 Работа диода и его вольт амперная хаpaктеристика
  • 4 Прямое включение диода
  • 5 Обратное включение диода
  • 6 Прямое и обратное напряжение
  • 7 Основные неисправности диодов
    • 7.1 Пробой p-n перехода
    • 7.2 Электрический пробой
    • 7.3 Тепловой пробой
  • 8 Основные выводы

Устройство

В корпус, изготовленный в виде вакуумного баллона из керамики, стекла или металла, устанавливается:

  • кристалл;
  • анод;
  • катод;
  • подогреватель.

Кристаллы производятся из кремния или германия. Анод (плюс) и катод (минус) цилиндрической формы, помещаются внутри баллона. Подогреватель – нить внутри катода, которая раскаляется при подаче электротока, нагревая его. После достижения определенного уровня температуры активный слой на катоде генерирует нужные для работы электроны.

Сферы применения и назначение

По выполняемой работе диоды разделяются на универсальные, СВЧ, импульсные, выпрямительные, переключающие, стабилитроны, варикапы.

Купи сейчас:

Они устанавливаются в электрооборудование:

  • преобразователи частоты, детекторы, логарифматоры;
  • выпрямители тока;
  • стабилизаторы;
  • ограничители колебаний вольтажа;
  • переключатели;
  • цепи, проводящие ток в единственном направлении;
  • лампочки индикации;
  • приборы, требующие отображения информации на дисплеях;
  • LED телевизоры.

Справка! Светодиоды монтируется в осветительные матрицы (ленты, лампы).

Работа диода и его вольт амперная хаpaктеристика

По конструкции диод является кристаллом с двумя областями, обладающими различной проводимостью (p и n). Область с p-проводимостью анод (+), с n-проводимостью – катод (-). В аноде заряд в дырках, в катоде – в электронах. Кристалл покрыт металлом с выводами.

Строение определяет 2 положения:

  • открытое;
  • закрытое.

В открытом положении проводимость электротока хорошая, в закрытом – очень плохая.

Положи в корзину сейчас:

Вольт-амперной хаpaктеристикой называется график. На вертикальной оси отражается основной и противоположный ток, на горизонтальной – основной и противоположный вольтаж.

Прямой электроток повышается быстро параллельно увеличению вольтажа. Противоположный ток увеличивается медленнее.

При слишком большом прямом электротоке молекулы кристалла нагреваются. Если нет системы охлаждения, существует вероятность разрушения кристаллической решетки. В схемах прямой поток ограничивается резистором, подключенным последовательно.

Справка! От электротока прямое напряжение не зависит. Для кремневых полупроводников оно не превышает 1,5 В, для изделий из германия – 1 В.

Прямое включение диода

Диод открывается после подключения напряжения, параметры основного тока зависят от хаpaктеристик кристалла и вольтажа. Из n-области в p-область устремляются электроны, из p-области в n-область – дырки. Частицы встречаются на границе (p-n переходе), запускается процесс поглощения (рекомбинации), сопротивление и вольтаж снижаются.

Положите в корзину сейчас:
Читайте также  Как работает и какая бывает светодиодная лента SMD 5050

Вокруг p-n образуется поле, которое направляется в противоположную сторону. Электроны перемещаются и возвращаются, появляется дрейфующий ток с неизменными параметрами, зависящими только от количества заряженных частиц. Одновременно растет обратное напряжение, переходя в стадию насыщения.

Основной ток увеличивается стремительнее при повышении температуры во время работы прибора.

Обратное включение диода

Если плюс блока питания присоединяется к минусу полупроводника, а минус – к плюсу, работа диода прекращается (он закрывается). Заряженные частицы начинают отдаляться от области p-n, она расширяется, повышается сопротивление

При увеличении обратного напряжения до 100 В растет электроток в противоположном направлении. Рост резко увеличивается, если вольтаж превышает максимально допустимый для границы p-n. Обратный ток нагревает кристалл в диоде, переход пробивается, нормальная работа прибора прекращается. После выключения напряжения рядом с полюсами образуется диффузия.

Положите в корзину сейчас:

Внимание! Во время нормальной работы противоположный электроток небольшой, поэтому им пренебрегают, считая полупроводниковый диод элементом с односторонней проводимостью.

Прямое и обратное напряжение

Во время работы (в открытом состоянии) в диоде основное напряжение, от его величины зависит сопротивление и величина электротока. В процессе закрывания через полупроводник проходит ток в противоположном направлении, создается напряжение, способствующее росту сопротивления до нескольких тысяч кОм.

Если работа полупроводника проходит на переменном напряжении, он открывается на плюсовой полуволне и закрывается на минусовой. Это свойство позволяет использовать полупроводники в выпрямителях.

Основные неисправности диодов

Внимание! Если диодные полупроводники перестали работать, сначала необходимо выяснить, не закончился ли срок их эксплуатации.

Купи сейчас:

Если это не так, неисправность вызвала другая причина:

  • нарушение герметичности;
  • разрыв перехода, превративший прибор в изолятор:
  • тепловой пробой;
  • электрический пробой:
  • туннельный;
  • лавинный.

При нарушении герметичности возникает протечка, мешающая нормальному функционированию.

Пробой p-n перехода

Пробоем называют увеличение электротока в противоположном направлении после достижении во время работы показателя обратного напряжения, являющегося максимально допустимым для прибора. Если он превышается, противоположный поток электротока резко увеличивается при незначительном изменении вольтажа. После обрыва перехода направление потока всего одно, полупроводник превращается в проводник.

Читайте также  Основные виды поломок светодиодной ленты и как их устранить своими руками

Определить эту неисправность можно при помощи мультиметра, определяющего сопротивление и подающего сигнал при прохождении электротока.

Положи в корзину сразу, потом забудешь:

Электрический пробой

Электрический туннельный или лавинный пробой можно устранить, если вовремя принять необходимые меры.

Причина электрического пробоя – сильный электроток в переходе или перегрев при отсутствии отвода тепла.

Туннельный пробой образуется, если во время работы на диод подается слишком высокое напряжение. Растет значение противоположного электротока, вольтаж снижается, электроны проходят через барьер, если его высота меньше их энергии.

Эту неисправность может вызвать:

  • слишком маленькая толщина области p-n (меньше длины пробега электрона);
  • обратный ток насыщения более 108 В/м;
  • наличие свободных мест в области дырок, в которую переходят электроны.

Лавинный пробой – увеличение во время работы противоположного электротока при небольшом увеличении вольтажа. Причина образования – повышение ионизации в p-n области, вызывающее увеличение количества частиц, носящих заряд. Электроны теряют свои обычные хаpaктеристики.

Купи сейчас:

Важно! Пробои туннельного и лавинного типа обратимы, так как не повреждают полупроводник (при своевременном уменьшении вольтажа свойства сохраняются).

Тепловой пробой

Эту неисправность чаще всего вызывает недостаточный отвод тепла, способствующего перегреву перехода во время работы.

В результате:

  • в кристалле растет амплитуда колебаний атомов;
  • электроны взаимодействуют с проводимой областью;
  • быстро повышается температура;
  • запускается процесс изменения структуры кристалла.

Полупроводник разрушается, причем процесс необратимый.

Положите в корзину сейчас:

Основные выводы

Полупроводниковые диоды – радиоэлементы с единственным p-n переходом, присутствующие пpaктически во всех бытовых электроприборах. Чтобы работа полупроводников длилась дольше, необходимо обладать знаниями о принципе работы диодов, причинах неисправностей и способах их предотвращения.

Чаще всего работа полупроводников нарушается при изменениях температуры в окружающей среде или переходе. Если температура слишком высокая, увеличивается количество энергоносителей в переходе, снижается сопротивление, растет объем противоположного тока. После достижения максимально допустимого уровня запускается процесс разрушения кристалла.

Чтобы предотвратить сокращение сроков работы, необходимо следить за температурой среды и чистотой приборов. При необходимости следует организовать дополнительную систему отвода тепла. Повышение температуры в переходе предотвращается соблюдением требований к уровню вольтажа и тока, определенному для конкретного прибора. Даже при малейшем превышении существует вероятность разрушения кристалла.

ПредыдущаяСветодиодыТаблица сравнения светового потока светодиодов и ламп накаливания и другие показатели эффективности освещенияСледующаяСветодиодыПодключения RGB светодиодной ленты: популярные схемы

Положите в корзину сразу, потом забудете:


Комментарии:

Сирень Мейера Ред Пикси

Сирень Мейера Ред Пикси Уникальный сорт, зацветающий дважды за сезон! Первый раз это происходит в конце мая, второй – в середине августа (только при посадке на солнце!). Крупные цветки,......

11 04 2025 18:10:13

Гортензия метельчатая Грандифлора

Гортензия метельчатая Грандифлора Старинный сорт с высоким порогом морозостойкости. Головокружительная красота и пышность огромных, до 30 см! метельчатых соцветий, под тяжестью которых наклоняются......

10 04 2025 1:12:26

Салат Молния кресс

Салат Молния кресс Самая первая зелень на участке – наша Молния. Кладезь витаминов и минеральных солей. Кресс-салат – культура поистине молниеносная. Уже через 15 дней после посадки......

08 04 2025 22:32:29

Наперстянка Вечерний блюз набор

Гармония вечернего заката с тёплой негой уходящего дня и наступающих серебристо-розовых и прохладно-лиловых сумерек. Цена указана за 0,1 г семян наперстянки. На......

04 04 2025 2:51:39

Копытень Зибольда

Копытень Зибольда Хотите удивиться сами и удивить гостей и соседей? Тогда посадите копытень или, как его называют в народе, - «лесной перец». Такое прозвище копытень получил из-за......

03 04 2025 7:20:30

Земляника садовая Сальса

Земляника садовая Сальса Плоды Сальсы отличаются красно-оранжевым цветом, они аппетитные и очень ароматные. Это один из самых крупноплодных сортов, превосходно подходит для выращивания в......

29 03 2025 10:15:59

Салат Роселла

Салат Роселла Очаровательный листовой салат, от которого не откажется ни одна хозяйка. Мало того, что ранний и подходит в самое время, он антоцианово-красный, с......

27 03 2025 3:21:11

Земляника садовая Монтерей

Земляника садовая Монтерей В отличие от других сортов ремонтантной земляники Монтерей отдает урожай зимой в условиях городской квартиры! Ягоды очень вкусные, сладкие, довольно крупные,......

21 03 2025 9:29:21

Огурцы Гектор F1

Огурцы Гектор F1 Семена чудо-огурцов Гектор F1 — раннеспелый гибрид, поспевающий уже на 51 день после первых всходов. Плоды 95-100 г невероятно вкусные, не отдают горечью. Успейте купить семена гибрида, пока они еще есть в......

13 03 2025 22:38:58

Барвинок Красная винка

Барвинок Красная винка Изумительно красивое ампельное растение с каскадом длинных тонких зелёных побегов, несущих крупные, 3-4 см в диаметре, цветки чистейшей ярко-красной окраски с......

12 03 2025 3:19:56

Клюква Мак Фарлин

Клюква Мак Фарлин Сорт добротный и самодостаточный, растёт не спеша, побеги плотные, коренастые, ягоды богатырские, крупные (длина 2,7, диаметр 2,4 см), красно-гранатовые, блестящие, с......

08 03 2025 19:35:26

Земляника Дарселект

Земляника Дарселект Обещаем, что вы, как и мы, и как люди уже посадившие Дарселект на своем участке, будете восторгаться этим сортом. Его с легкостью можно отнести к сортам гигантам –......

06 03 2025 5:42:20

Малина ремонтантная Фолголд

Малина ремонтантная Фолголд Самоплодный ремонтантный сорт с желто-золотыми ягодами редкой красоты и высокой вкусовой ценности. Деликатесный сладкий вкус с нотками ананаса, совершенная......

02 03 2025 3:14:44

Еще:
товары -1 :: товары -2 :: товары -3 :: товары -4 :: товары -5 :: товары -6 :: товары -7 :: товары -8 :: товары -9 :: товары -10 :: товары -11 :: товары -12 ::

Принцип работы диода: устройство, характеристика, как пропускает ток при прямом и обратном включении

Принцип работы диода: устройство, характеристика, как пропускает ток при прямом и обратном включении Читайте, какие характеристики диода важны для обеспечения его нормальной работы. Узнайте, что вызывает пробой перехода, когда отрицательные последствия можно нейтрализовать. Что необходимо делать, чтобы электроприборы с диодами служили дольше....

22 02 2025 15:35:19