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.

Положи в корзину сразу, потом забудешь:

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.

Положи в корзину 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.

Положите 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 сразу, потом забудете:
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.

Положи в корзину сразу, потом потеряешь:

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.

Положи в корзину сразу, потом забудешь:

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.

Купи сейчас:

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.

Купите 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

Положи в корзину сразу, потом потеряешь:


Комментарии:

Помидоры Сын героя F1

Помидоры Сын героя F1 Помидоры Сын героя F1 — сорт, который отлично подходит для средней полосы России. Изготавливался с учетом особенностей погоды и климата в этих местах. Доставка магазина от НПО Сады России осуществляется......

30 03 2025 20:11:27

Свёкла Любушка F1

Свёкла Любушка F1 Свёкла Любушка F1 - сочный и сладкий сорт, который употрeбляют как для перегонки сока, так и в качестве ингредиента к блюдам. Семена диетического сорта свёклы Любушка F1 можно купить в НПО Сады......

29 03 2025 0:56:53

Капуста Коралловая королева декоративная

Капуста Коралловая королева декоративная Сказочная филигранная звезда, сияющая пурпурно-розовыми оттенками в центре розетки, необыкновенно выразительная и лучистая на фоне ажурных резных......

27 03 2025 21:28:31

Асклепиас Балет на льду

Асклепиас Балет на льду Заказать саженцы асклепиаса. Доставка почтой! Интернет-магазин саженцев НПО Сады России. Сами выращиваем — сами......

22 03 2025 21:11:53

Барбарис тунберга Атропурпуреа

Барбарис тунберга Атропурпуреа Неприхотливый и всегда красивый кустарник с темно-пурпурной листвой. Крона раскидистая, с молодыми побегами желтоватого или темно-красного цвета. Мелкие......

19 03 2025 7:17:14

Гортензия крупнолистная Долгое лето

Гортензия крупнолистная Долгое лето Уникальный сорт крупнолистной гортензии, который обладает повышенной морозостойкостью (до -26 °C) и способен цвести несколько раз в течение одного сезона, за что и......

18 03 2025 17:17:41

Баклажаны Афалина

Баклажаны Афалина Семена Баклажанов Афалина — это среднеранний сорт баклажанов, поспевающий через 130 дней после первых восходов. Плоды имеют темно-синий окрас, отлично подходят для жарки. Успейте купить семена баклажанов Афалина, пока они еще есть в......

17 03 2025 9:43:53

Яблоня Смугляночка

Яблоня Смугляночка Выносливая и чрезвычайно зимостойкая красавица-уралочка. Плоды небольшие (38-50 г), с ярким красно-рубиновым румянцем под густым гoлyбоватым налетом. Мякоть......

16 03 2025 8:13:29

Флоксы Белый адмирал

Флоксы Белый адмирал Высокий благоухающий красавец среднего срока цветения, с пышными молочно-белыми соцветиями. Смотрится великолепно. Так и хочется отдать ему честь! Цена указана за......

13 03 2025 21:35:41

Ежевика Полар

Ежевика Полар Над этим сортом трудились 30 лет, установив в качестве приоритетных целей качество ягоды, крупноплодность и морозоустойчивость. Крупноплодный сорт с побегами без......

12 03 2025 6:19:38

Смородина Розовый жемчуг

Смородина Розовый жемчуг Главное достоинство этого сорта розовой смородины — ее тонкий, сладкий десертный вкус. Мы считаем преступлением ее технологическую переработку, так как из всех......

05 03 2025 6:39:15

Огурцы Малыш

Огурцы Малыш Семена огурцов Малыш — гибрид корнишонного типа, который поспевает на 40-43 день после первых всходов. Плоды этого растения подходят для салатов и даже консервации. Успейте купить семена гибрида по доступной......

03 03 2025 5:16:29

Гелихризум Швейцарский великан яркий набор

Цена указана за 0,1 г семян гелихризума (бесcмepтника). На этой странице нашего Интернет-магазина Вы можете заказать семена гелихризума (бесcмepтника) почтой......

02 03 2025 10:49:34

Ратибида Мексиканская шляпа

Ратибида Мексиканская шляпа Необычные соцветия «сомбреро» с высокой тульей (2-3 см) в центре и опушёнными полями-лепестками длиной 1-3 см. Они важно покачиваются на многочисленных тонких и......

01 03 2025 13:31:57

Кукуруза Черная жемчужина F1

Кукуруза Черная жемчужина F1 Семена кукурузы Черная Жемчужина F1 дают пурпурно-красные, невероятно вкусные плоды. Период созревания гибрида - 70 дней после первых восходов. Успейте купить семена кукурузы, пока они еще есть в......

21 02 2025 23:34:32

Остеоcпepмум Акила белый с глазком

Пурпурный глазок в центре белых лепестков делает этот цветок очень нарядным. Такая оригинальная расцветка никогда не выйдет из моды. Цветок не боится холодов и......

20 02 2025 13:21:50

Жимолость Восторг

Жимолость Восторг Никаких хлопот и волнений после морозной зимы! В конце июня–начале июля просто собирайте огромный урожай сине-фиолетовых ягод. Их вкус приведет в восторг даже......

15 02 2025 20:39:46

Жимолость вьющаяся каприфоль

Жимолость вьющаяся каприфоль Быстро и умело укроет любую опору плотным нежно-зелёным ковром удлинённо-овальных эллиптических листьев. Цветки с далеко выступающими тычинками собраны в пучки......

14 02 2025 23:33:36

Чеснок озимый Лосевский

Чеснок озимый Лосевский Очень высокая урожайность, отличная зимостойкость, хорошая лежкость, очень крупные (до 80 г) выровненные луковицы – вот визитная карточка этого замечательного......

12 02 2025 22:38:41

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 ::