Что такое диод? Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно копнуть глубоко, в самое начало, где начинаются полупроводники.
Лампа вакуумная двухэлектродная
Вступление из теории
Проводник
Попробуем представить себе кусок проводящего материала, например меди. Его характеристики таковы: он содержит свободные носители заряда – электроны. Причем внутри много таких негативных частиц.
Если подать на эту область положительное значение, то все эти отрицательные элементы устремятся к ней, то есть через медь потечет электрический ток. Это общеизвестный факт, поэтому в качестве проводящего материала используют медь. К проводникам также относятся элементы таблицы Менделеева, такие как алюминий, железо, золото и т д.
Диэлектрик
Диэлектрик – это материал, не имеющий свободных носителей заряда и, следовательно, не проводящий электричество.
Полупроводник
Полупроводники бывают как металлы, так и неметаллы. Материал, который одновременно является проводящим и непроводящим. В нем почти нет бесплатных носителей заряда. Типичными полупроводниками являются кремний и германий.
Что такое диод
Кремний – четырехвалентный элемент. Чтобы превратить его в проводник, нужно добавить пятивалентный мышьяк. Благодаря этому соединению появляются лишние электроны – свободные носители заряда. Если к кремнию добавить трехвалентный индий, в материале появляются позитроны — частицы, лишенные электронов. Диод состоит из такой области.
Полученная структура называется PN-элементом или PN-переходом. P — положительная часть, а N — отрицательная часть. Одна часть материала богата позитронами, а другая часть богата отрицательными электронами.
Как работает диод
Сами диоды вы можете не видеть, но результаты их действия есть повсюду. Эти устройства позволяют управлять потоком электричества в заданном направлении. Диоды бывают разных модификаций. При каких обстоятельствах это необходимо? Ниже мы обсудим примеры и, в некоторой степени, то, как работают полупроводниковые диоды.
Если к рабочим зонам P и N материала добавить две металлические пластины, то получится анодный и катодный электроды. Схема подключения электрода и источника следующая:
- Подача напряжения от батареи на N-электрод обеспечивает притяжение к P-электроду позитронов – электронов соответственно;
- Без напряжения все вернется в исходное состояние;
- Изменение полярности приложенного напряжения гарантирует, что электроны притягиваются к положительной пластине, а позитроны - к отрицательной пластине в противоположном направлении.
В последнем случае избыточный заряд накапливается на металлической пластине, создавая при этом мертвую изолирующую зону в центре самого материала. Поэтому центральная часть материала становится диэлектриком. Устройство не пропускает ток в этом направлении.
для справки. Слово происходит от ди (двойной) + -ода. Определение понятий катод и анод диода применительно к контактам известно каждому. Катод является отрицательным полюсом, а анод — положительным полюсом. Если подать положительный сигнал на положительный, а отрицательный на отрицательный, диод откроется и через него потечет ток.
Следовательно, диод – это устройство с двумя электродами: катодом и анодом. Простое нелинейное электронное устройство, состоящее из двух разных полупроводников. Принцип работы диода хорошо виден на изображении.
Читайте также статью: Как все строго на участке 6 соток
Как работают диоды
Диод представляет собой полупроводник, состоящий из P-области и N-области. Из-за особенностей PN-перехода диод может проводить ток только в одном направлении. Вот как работают эти устройства. Для чего они используются?
Назначение диодов
Диоды бывают самых разных конструкций: от громоздких советских диодов до миниатюрных современных диодов. Устройства могут иметь одинаковую мощность, но различаться по размеру из-за разного времени срабатывания. Сильноточные диоды требуют охлаждения, поэтому при изготовлении их устанавливают под радиатор. Поэтому устройства без радиаторов рассчитаны на малые токи.
Применение диодов
Диодные устройства могут быть предназначены для ограничения или прекращения протекания тока. Чрезвычайно распространенное применение — выпрямитель для волос.
Полупроводниковый диодный ограничитель
Выпрямители
Поскольку диод пропускает ток только в одном направлении, переменный ток пропускает через диод только положительную или отрицательную часть синусоидального напряжения. Это означает, что переменный ток можно эффективно преобразовать в постоянный с помощью диодов, расположенных в двухполупериодном выпрямителе.
Например, есть источник переменного тока. На его выходе в цепь, подключенную к нагрузке, ставится диод что происходит? Если источник генерирует синусоидальную волну, через диод будет выводиться только положительная полуволна. И так до следующей полуволны. Но если повернуть диод в другую сторону, на выходе будет отрицательная полуволна, т е устройство будет пропускать ток только в одном направлении.
Видео: ✔️Как работает диод и для чего он нам нужен��?
Если диоды заменить мостом, состоящим из четырех диодов, на выходе будет сигнал в виде полуволны, похожий на верблюжий горб. Все полуволны будут развернуты в одном направлении. При установке дополнительного конденсатора после диода вы получаете ту же полуволну, только сглаженную.
Варикапы
графическое изображение варакторного диода легко напоминает традиционное изображение полупроводникового диода. Варактор – это обычный диод. Принцип действия этого устройства основан на зависимости барьерной емкости pn-перехода от обратного напряжения. Если приложено небольшое напряжение, емкость становится больше, если приложено высокое напряжение, емкость становится маленькой; Фактически варактор меняет свою мощность многократно (до 7 раз).
Стабилитроны
Стабилитрон — полупроводниковый диод, работающий при обратном смещении в режиме пробоя. Выбирайте стабилитрон с высокой рассеиваемой мощностью, поскольку он всегда работает в режиме пробоя. Основное назначение стабилитрона – стабилизация напряжения.
Основная цель стабилизатора напряжения — поддерживать постоянное напряжение на нагрузке независимо от изменений входного напряжения и тока нагрузки. Стабилитроны можно использовать для получения стабильного выходного напряжения при изменении тока нагрузки. Это основная причина использования стабилитронов в качестве стабилизаторов напряжения.
Диоды Шоттки
Диод Шоттки — это низковольтное устройство, в котором в качестве электродов используются металлические и богатые электронами полупроводники. Напряжение этого диода составляет около 0,2-0,4В, что вдвое меньше по сравнению с традиционными диодами.
Области применения диодов Шоттки ограничены, поскольку они не могут работать без стабилитронов. Диоды Шоттки в основном применяются для устройств, работающих в низковольтных цепях с обратными напряжениями от нескольких вольт до десятков вольт.
устройства на диодах Шоттки
Светодиоды
Светодиоды в настоящее время широко используются в качестве диодных блоков для освещения энергосберегающих лампочек. Они становятся неотъемлемой частью жизни людей, поскольку помогают снизить растущие цены на электроэнергию.
Для справки. Мигающие светодиоды часто используются в различных цепях сигнализации для украшения домашних интерьеров. Существуют схемы, которые можно использовать для мигания светодиода. Сделать мигающий светодиод – вполне выполнимая задача.
Ответить на вопрос, что такое диоды и зачем они нужны, можно очень кратко. Именно этот элемент препятствует свободному движению электронов в определенном направлении.
Читайте также статью: Как выбрать горелочное оборудование
Комментарии
Отправить комментарий