Перейти до контенту

Діод

Діод – це двоелектродний електронний компонент, що має різну електричну провідність залежно від полярності прикладеної до діода напруги.

Діоди бувають електровакуумні (кенотрони), газонаповнені (газотрони, ігнітрони, стабілітрони коронного і тліючого розряду), напівпровідникові та ін. В даний час в переважній більшості випадків застосовуються напівпровідникові діоди, тому про них і піде мова далі.

Напівпровідниковий діод – це напівпровідниковий електронний компонент, який має один p-n перехід та призначений для випрямлення змінного струму на пульсуючий постійний струм. 

p-n перехід – це контакт двох напівпровідників з різним типом провідності.

Загалом, механізм односторонньої провідності у діодів однаковий, проте для його створення можна використовувати не лише виключно напівпровідники, а й метали, наприклад діод Шотткі який на відміну від звичайних діодів в основі p-n переходу яких  є напівпровідник-напівпровідник, то в діоді Шотткі основу p-n переходу складає метал-напівпровідник.

Діоди мають полярність, яку визначають як анод (позитивний вивід) та катод (негативний вивід). Найчастіше струм проходить через діод лише за подачі позитивної напруги на анод.

Умовне графічне позначення діода:

Діод

Принцип роботи діода

Напівпровідниковий діод складається з напівпровідникового матеріалу (кремній або германій) одна сторона – електропровідністю р-типу (діркова провідність), тобто приймає електрони. Інша сторона віддає електрони і відповідно електропровідністю n-типу (електронна провідність). На зовнішні поверхні  нанесені контактні металеві шари, до яких припаяно дротяні виводи електродів діода.

У контакті напівпровідників р- і n-типу відбувається взаємна дифузія електронів і дірок та їх нейтралізація, унаслідок чого виникає запірний шар, який має великий опір. У запірному шарі створюється електричне поле Е0 напрямлене від n до p, і контактна різниця потенціалів (потенціальний бар’єр) який обмежує подальшу дифузію носіїв заряду.

Діод

Дифузія — це процес взаємного проникнення молекул або атомів однієї речовини поміж молекул або атомів іншої, що зазвичай приводить до вирівнювання їх концентрацій у всьому займаному об’ємі.

Пряме включення діода (р—n – переходу)

Якщо створити поле E, напрямлене від р- до n-типу напівпровідника, опір запірного шару зменшиться і через  р—n перехід починає протікати прямий струм. Опір переходу при такому підключенні знижується, а ширина запірного шару зменшується. При такому підключенні р—n перехід відкритий.

Діод

Зворотне включення діода  (р—n – переходу).

Якщо створити поле E, напрямлене від n- до p-типу напівпровідника, то напрям електричного поля співпадає з внутрішнім електричним полем. Опір збільшується , запірний шар збільшуєтся.

Діод

Вольт-Амперна характеристика діода (р—n – переходу).

Пряма вітка (пряме підключення)

А – Пряме електричне поле менше за запираюче та струм що проходить через р—n – перехід незначний.

В – З ростом прямої напруги р—n – перехід відкривається.

Зворотня вітка (зворотне підключення)

D – При зворотньому підключенні потенційний бар’єр для носіїв заряду зростає. Результуючий струм збільшиться але далі буде незмінним, тому що кількість неосновних зарядів обмежена, всі приймають  участь в механізмі переносу струму наступає – “насичення”.

Е – При подальшому збільшенні зворотньої напруги призводить до зростання швидкості руху носіїв заряду їх кінетична енергія досягає до величини ударної іонізації атомів р—n переходу при цьому лавиноподібно збільшується кількість електронів і дірок у р—n переході, це обумовлює зростанням струму при незмінній напрузі – лавиноподібний пробій р—n переходу. Має зворотній характер.  

Подальше зростання струму веде до розігрівання кристалу, що викликає генерацію додаткових зарядів і наступає тепловий пробій р—n переходу.

F – в наслідок пробою р—n перехід руйнується.

Корпуси діодів

Зазвичай це циліндри які можуть бути скляними або пластиковими. Наприклад корпуси  серії DO, як і R. Смужкою позначений катод.

Діод
Діод

Також існують діоди для поверхневого монтажу, так звані SMD діоди.

Діод
Діод

Користуються попитом і  діодні мости з випрямних діодів, які використовуються для випрямлячів.

  • 2N3904

    2N3904

    2N3904 NPN застосування:

    Читати далі

  • 2N3906

    2N3906

    2N3906 PNP ЗАСТОСУВАННЯ:

    Читати далі

  • GBPC6005

    GBPC6005

    GBPC6005 – це діодний міст для загального використання для повнохвильового випрямлення електропостачання, побутової техніки, оргтехніки, промислової автоматизації.

    Читати далі

Залишити відповідь