Диод - "третий элемент"

25.04.2022 17:00
Поделиться:
Диод - "третий элемент"

В понятие «электроника» входят много составляющих: радиотехника, автоматика, телеметрия и многое другое. Но все они имеют одно общее – электрическая принципиальная схема и три главных элемента (три кирпичика в фундаменте) резистор, конденсатор, диод.
Все остальные транзисторы, микросхемы, микросборки являются лишь последствием удачной реализации свойств этих трех элементов.
Давайте подробней рассмотрим свойства, характеристики и области применения диодов.
1. Немного истории и теории.
Начало всему было положено 7 мая 1895 года, когда на заседании Русского физического общества Александр Степанович Попов доложил о возможности передачи электромагнитного сигнала на расстоянии – этот день стал официальным днем изобретения Радио. 
И уже в 1904 году Флемингом был создан ламповый диод, а в 1906 году началась эра полупроводниковых диодов.
Так что же представляет собой диод? 
Обычно, для наглядности, предлагают аналогию с водяным клапаном или краном в водопроводе. В принципе, так оно и есть. Диод пропускает электрический ток только в одну сторону, то есть при одной полярности, приложенного к нему источника напряжения он имеет малое сопротивление, а при другой – очень большое и электрический ток не протекает.
Не будем особенно вникать в теорию, достаточно знать, что, для полупроводниковых элементов, это связано с особенностью p-n перехода - обеспечивать движение электронов только в одну сторону.
Благодаря такому свойству диода, его стали широко применять в различных электронных устройствах. От блоков питания до усилителей, от охранных сигнализаций до измерительных устройств.
- Именно поэтому, проверка работоспособности диодов тестером делается очень просто, в режиме измерения 100к или 1М стрелка прибора отклоняется на полную шкалу, а при перемене полюсов – лишь слегка отклоняется, или производите проверку цифровым мультиметром в режиме диода.
Кристаллы диодов изготавливаются на основе кремния, германия и таких экзотических химических элементов, как галлий и индий.
2. Разновидности диодов.
На сегодняшний день существует множество разновидностей и типов диодов, которые заметно отличаются своими электродинамическими характеристиками. Соответственно, назначение и область применения будут разные. 
Вкратце рассмотрим некоторые из них.
*** Выпрямительные диоды.
По своему их названию ясно, что они применяются для выпрямления переменного тока и используются в блоках питания. Проще говоря, они «срезают» ту часть напряжения, которая имеет не желательную полярность.
Основные параметры, которые просто необходимо учитывать при использовании или поиске аналогов:
- максимально-допустимое прямое и обратное напряжения;
- максимально-допустимый прямой ток выпрямления;
- максимальная рассеиваемая мощность.
Очень разнообразны корпуса, в которых выпускаются выпрямительные диоды и напрямую зависят от их мощности, по размерам - от спичечной головки, до массивного металлического бочонка. 
*** Стабилитроны.
Это диоды, которые способны работать в качестве стабилизаторов напряжения. 
Вольт-амперная характеристика (изменение свойств стабилитрона от прикладываемого напряжения) такова, что при определенном напряжении диод меняет свое сопротивление и существенно влияет на работу остальных компонентов в схеме, что позволяет корректировать напряжение на выходе схемы.
Основные параметры:
- напряжение стабилизации;
- максимально-допустимое прямое напряжение;
- максимально-допустимый прямой ток;
- максимальная мощность рассеивания.
Проверяется тестером, как диод. Но, обратите внимание, существует технология производства стабилитронов, при которой полярность включения не играет роли, естественно такой элемент тестером проверить не возможно.
*** Варикапы.
Очень интересные диоды. Изюминка заключается в том, что они изменяют свою электрическую емкость в зависимости от прикладываемого напряжения. По сути это конденсатор, но изменять его параметры можно не механическим, электронным способом. На его основе построены все схемы автоподстройки частоты приемников (радио или теле).
Параметры указаны во всех справочниках, самостоятельно аналоги искать не рекомендуется, в связи с возможной потерей качества работы, как отдельных частей, так и самого устройства в целом.
*** Диоды Шоттки.
Продвинутый вариант диодов – «отдаю все, что могу». При правильном включении и соблюдении режимов работы – очень маленькая сопротивляемость «работодателю», то есть сопротивление по току в 2-3 раза меньше от простых диодов, но в разы увеличивается «насильнику», то есть молния отдыхает. 
Хороши в использовании, но если при замене потерять их ориентацию (полярность), то они само ликвидируются. Это особенность диодов Шоттки – полярность или жизнь.
В современных электронных устройствах, носителях информации, средствах работы с интернетом нужны блоки питания и надежность, обеспечение долговременности их работы - в большинстве случаев, это и обеспечивает диод Шоттки (хотя и наиболее подверженный, факторам неучтенным). 

РЕКЛАМОДАТЕЛИ-здесь должна быть Ваша реклама.

- Простите за шутку, но действительно, диод Шоттки представляет собой наиболее перспективным компонентом в области низковольтных технологий.
*** Светодиоды.
Эффект светодиода достигается благодаря физическому свойству кристалла при прохождении через него электрического тока. Существуют несколько видов свечения:
- простое, цветное;
- сверх яркие белые и цветные;
- ультра-яркие белые (оттенки белых тонов).
В последнем случае излучатели требуют теплоотведения (пассивные радиаторы).
Варианты применения и способы включения, возможно узнать у консультантов магазина.
*** Супрессоры.
Как Вы смотрите на идею многоразовых предохранителей. Это обобщенный вариант, но смысл понятен.
Нет, они не заменяют проволочные предохранители, но увеличивают скорость срабатывания этих элементов. Просто отрезают исполнительную цепь и возвращают всю нагрузку на предохранитель. Причем скорость работы, на порядок выше предохранителей.
3. Необходимая информация о диодах.
О видах и типах диодов, их модификации и эволюции мы достаточно вспомнили.
Теперь несколько слов о применении.
- Для уплотнения монтажных схем стали применять диодные сборки, они отличаются от диодов тем, что в одном корпусе находятся несколько кристаллов диодов. Тем самым, возможно сократить размеры диодного моста в 2-4 раза.
В сборках тоже есть варианты – либо выводы выходят непосредственно из самих кристаллов, либо в самом корпусе соединяются, согласно техническому заданию.
- Все мощные диоды, независимо от назначения, снабжены креплением под радиатор. Не стоит им пренебрегать. Намного лучше работает элемент с теплоотводом, чем без него. Сохраняются все технические характеристики, а срок службы увеличивается в 2-3 раза.
 

 

 

Опубликовано stusach
Мы используем файлы cookie. Продолжив использование сайта, Вы соглашаетесь с политикой использования файлов cookie, обработки персональных данных и конфиденциальности. Подробнее