Jak se diody označují?

Označení usměrňovací diody na schématu podle GOST 2.730-73 ESKD.

Konvenční grafické symboly v diagramech. Polovodičová zařízení.” V příloze tohoto GOST jsou uvedeny rozměry v modulární mřížce. Vypadá to takto:

Existují různé možnosti pro označení diod.

Podle OST 11366.919-81 následující alfanumerické označení:

1) První písmeno nebo číslo označuje materiál:
· 1 (G) – germanium Ge
· 2 (K) – křemík Si
· 3 (A) – galium Ga
· 4 (já) – indium In

2) Druhé písmeno je podtřídou polovodičové součástky. V našem případě je to písmeno D.

3) Třetím číslem je funkčnost prvku v závislosti na třídě (diody, varikapy, zenerovy diody atd.).

Například pro usměrňovací diody (D):

101. 199 – nízkovýkonové diody s konstantní nebo průměrnou hodnotou propustného proudu menší než 0,3A.

201. 299 – diody středního výkonu s konstantním nebo průměrným propustným proudem od 0,3 do 10A.

Existují také vysoce výkonné diody s proudem vyšším než 10A. Odvod tepla pro diody s nízkým výkonem se provádí přes pouzdro, pro diody se středním a vysokým výkonem přes chladiče.

Do roku 1982 existovala jiná klasifikace:

• od 1 do 100 – pro bodové germaniové diody;
• od 101 do 200 – pro bodové křemíkové diody;
• od 201 do 300 – pro planární křemíkové diody;
• od 301 do 400 – pro planární germaniové diody;
• od 401 do 500 – pro směšování mikrovlnných detektorů;
• od 501 do 600 – pro násobící diody;
• od 601 do 700 – pro video detektory;
• od 701 do 749 – pro parametrické germaniové diody;
• od 750 do 800 – pro parametrické křemíkové diody;
• od 801 do 900 – pro zenerovy diody;
• od 901 do 950 – pro varikapy;
• od 951 do 1000 – pro tunelové diody;
• od 1001 do 1100 – pro rektifikační kolony;

JEDEC systém (USA)

• první číslice je počet pn přechodů (1 – dioda; 2 – tranzistor; 3 – tyristor);
• potom N (číslo typu) a sériové číslo;
• poté může být několik čísel o hodnocení a jednotlivých charakteristikách diody.

Podle tohoto systému se zařízení dělí na průmyslová a domácí. Zařízení pro domácnost jsou kódována dvěma písmeny a třemi čísly od 100 do 999. Průmyslová zařízení budou mít tři písmena a dvě čísla od 10 do 99. Pro diody:
1) První písmeno:
· A — germanium Ge
· B – křemík Si
· C – gallium Ga
· R – ostatní polovodiče
2) Druhé písmeno je písmeno A, označující nízkopříkonové spínací a univerzální diody.
3) Třetí písmeno odpovídá za příslušnost prvku do oblasti speciálního použití (průmysl, armáda). „Z“, „Y“, „X“ nebo „W“.
4) Čtvrté je 2, 3 nebo 4místné sériové číslo zařízení.
5) Doplňkový kód – u usměrňovacích diod udává maximální amplitudu zpětného napětí.

Systém JIS (Japonsko)

• První číslice je počet přechodů (0 – fototranzistor, fotodioda; 1 – dioda; 2 – tranzistor; 3 – tyristor);
• Dále písmeno S (semiconductors) – polovodič;
• Potom písmeno odpovědné za typ zařízení:
• A – RF tranzistory pnp;
• B – LF tranzistory pnp;
• С – VF tranzistory npn;
• D – nízkofrekvenční tranzistory npn;
• E – diody;
• F – tyristory;
• G – Gunnovy diody;
• H – unijunkční tranzistory;
• J – tranzistory s efektem pole s p-kanálem;
• K – tranzistory s efektem pole s n-kanálem;
• M – symetrické tyristory;
• Q – světelné diody;
• R – usměrňovací diody;
• S – diody s malým signálem;
• T – lavinové diody;
• V – varikapy, kolíkové diody, diody pro uchovávání náboje;
• Z – Zenerovy diody, stabilizátory, omezovače.

• Reg. číslo zařízení;
• Úprava zařízení;
• Dále může být index popisující speciální vlastnosti.

Princip činnosti usměrňovací diody

Polovodiče jsou svými elektrickými vlastnostmi někde mezi vodiči a dielektriky.

Jak se chová dioda při připojení vpřed a vzad.

Прямое направление – směr stejnosměrného proudu, ve kterém má dioda nejmenší odpor.

Opačný směr – směr stejnosměrného proudu, ve kterém má dioda největší odpor.

Uvažujme chování proudu v obvodu při přímém a zpětném připojení na střídavé a stejnosměrné napětí. Zpočátku budeme mít sinusovou vlnu, která se získá ze zdroje střídavého proudu.

S takovými způsoby připojení je polovina sinusovky, pozitivní nebo negativní, odříznuta. Výstupem je pulzující střídavý proud stejného znaménka (považujte jej za konstantní, jediný háček je v tom, že jej nikdo nepoužívá).

• anoda (pro přímé spojení připojíme na plus), základna trojúhelníku;
• katoda (připojit k mínus pro přímé připojení) hůl.

Uvažujme chování diody ve stejnosměrném obvodu. Na levém obrázku teče proud, prochází napětí – kontrolka svítí (černá) – jedná se o přímé spojení. Na pravém obrázku dioda neprochází dostatečný proud a napětí k rozsvícení žárovky – zpětné spínání.

I-V charakteristiky usměrňovacích diod (Ge, Si)

Proudově-napěťové charakteristiky (voltampérové ​​charakteristiky) diod jsou grafy propustných a zpětných proudů (Y) a napětí (X) při různých teplotách.

Když je aplikováno zpětné napětí, které překračuje prahovou hodnotu, velikost zpětného proudu se zvyšuje a dochází k rozpadu vrstvy pn. Stojí za to věnovat pozornost pořadí čísel podél os. Velikost zpětného proudu je řádově menší než dopředný proud. Hodnoty dopředného napětí jsou o řád nižší než zpětné napětí. Po dosažení prahové hodnoty propustného napětí se propustný proud začne lavinovitě zvyšovat.

Rozdíl mezi diodami je v tom, že zpětný proud křemíkových diod je menší než u germaniových diod. V důsledku vyššího proudu je proto u Ge diod průraz tepelného charakteru, zatímco u Si diod převažuje elektrický průraz. Výkon rozptýlený při stejných proudech je u germaniových diod menší.

Dioda je jedním ze základních „stavebních kamenů“, který je i přes svou základní jednoduchost tak rozmanitý v designu a šíři použití, že se bez něj neobejde žádné z elektronických zařízení, byť se od sebe radikálně liší. A jeho profese je nejsrozumitelnější: procházet proud jedním směrem a neprocházet opačným, to je vše. Širokými tahy lze strukturu diody vysvětlit a znázornit následovně:

Uvnitř pouzdra jsou dvě elektrody z různých materiálů, jedna z nich má nedostatek elektronů (tzv. P-typ), druhá přebytek (P-typ). Je mezi nimi hranice (PN přechod). Tato hranice se stává buď vodičem, když je kladné napětí přiloženo na anodu diody, nebo dielektrikem, je-li kladné napětí přiloženo na katodu. To je vše, co nyní potřebujeme vědět, pokud nechceme zacházet do detailů konstrukce a chemického složení elektrod.

Typy a účely

Jednoduchost principu činnosti neznamená, že dioda je vysoce specializované zařízení, vhodné pouze pro předvedení několika triků. Zde není nejúplnější tabulka odrůd diod podle konstrukčního typu.

Podívejme se stručně jen na některé z nich, které se nejčastěji používají v produktech pro kutily.

Univerzální dioda. Je to také usměrňovací dioda. Plní titulární funkce diody: prochází jím proud pouze v jednom směru. Ve své moderní podobě pro nízkopříkonovou elektroniku vypadá jako jednobarevný (obvykle černý) válec s příčným pruhem na katodové straně.

Ve verzi SMD jsou ještě kompaktnější. Pás je také přítomen na straně katody.

Výkonové diody určené pro vysoké proudy, zejména ty vyrobené v Sovětském svazu, vypadají mnohem přísněji a lze je snadno použít jako čepelové zbraně. Anoda je v tomto případě umístěna na „ocasní“ straně.

Jedna z běžných aplikací: „usměrnění“ proudu, tedy jeho přeměna ze střídavého na stejnosměrný. K tomu jsou čtyři diody sestaveny do jednoduchého obvodu, lidově nazývaného „diodový můstek“.

Diody posílají do plusu pouze kladné fáze napětí každé z příchozích elektrod, na výstupu je stejnosměrný proud, zbývá jen trochu uhladit a přivést na požadované napětí.

Ochranná funkce. Zde je vše jasné, neumožňuje náhodné přepólování, to znamená, že při připojení napájení „obráceným způsobem“ nebude ovlivněn další obvod.

Ochrana indukčnosti. Mnoho současných spotřebitelů trpí přítomností takzvané indukčnosti, to znamená, že v případě výpadku proudu se na nějakou dobu „zpomalí“, pokračují ve výrobě proudu nezávisle setrvačností a v opačném směru. Pozoruhodným příkladem je elektromotor, když se roztočí a vypne, změní se na generátor, a zatímco se rotor otáčí, do sítě je posílán poměrně znatelný proud. Mnoho zařízení a prvků, dokonce i těch bez mechanicky pohyblivých částí, má indukčnost. Pokud nepodniknete žádné kroky, indukční proud může poškodit prvky elektrického obvodu, zejména citlivé, jako jsou tranzistory. Nejjednodušší způsob, jak použít naši diodu jako chránič, je zapojit ji paralelně s indukční zátěží, ale v opačném směru.

Umožňuje tedy procházet pouze „správný“ proud, ale odřízne škodlivý indukční proud. Poznámka: Pro použití s ​​jakýmkoli indukčním prvkem ve vašem obvodu je vyžadována dioda.

Diodový detektor. V symbióze s kondenzátorem je schopen oddělit signály o určité frekvenci od celkové hmotnosti, což umožňuje přijímat amplitudově modulovaná data. Našel široké použití v analogových rádiích a televizích.

Jednou z vedlejších vlastností diody je úbytek napětí při jejím použití. U univerzálního typu je to asi 0,7-0,8 V, což je velmi důležité vzít v úvahu při návrhu. Kromě zjevných nevýhod si v tom můžete všimnout některých příležitostí. Některé obzvláště rozmarné elektronické moduly vyžadují nestandardní napájení, například známý SIMM800L, který dokáže proměnit Arduino v mobilní telefon. Vstupní napětí by dle datasheetu mělo být od 3,4 do 4,4 V, při menším bude jeho provoz nestabilní, při větším se začne přehřívat a nakonec i vyhořet. Nejjednodušším způsobem, i když ne lepším, je snížit napětí přidáním diody nebo dvou do napájecího obvodu, což zajistí bezpečné napětí. Totéž se doporučuje provést se vstupem signálu RX.

Zenerova dioda. Je to také Zenerova dioda, pojmenovaná po vynálezci.

Na rozdíl od univerzální diody je schopna propustit zpětný proud, pokud překročí určitou hodnotu přednastavenou v zenerově diodě. Tím, že je záměrně zapojen v opačném směru, plní tak funkci „obtokového ventilu“, uvolňujícího „přebytečné“ napětí na záporné.

Výsledkem je, že když je vstupní napětí vyšší než stanovené, získáme na výstupu stabilní napětí s nominální hodnotou nastavenou v zenerově diodě. Toto je jeden z nejjednodušších způsobů, jak snížit napětí na dané, se správným výpočtem výkonu zenerovy diody a odporu omezujícího proud. Obvod je navíc jedním z nejpřesnějších a často se používá pro kalibraci měřicích přístrojů. V prodeji je široká škála Zenerových diod, lišících se provozním napětím a výkonem, které lze vybrat téměř pro jakýkoli úkol. Je však třeba pamatovat na to, že zenerova dioda pouze omezuje napětí, to znamená, že přepětí samozřejmě odřízne, nemůže ho zvýšit na nominální hodnotu.

Pro výše uvedený příklad se SIMM800L je tento způsob získání správného napětí vhodnější, protože napětí bude mnohem stabilnější a přesnější.

Schottkyho dioda. Další proprietární odrůda, známá také jako signální dioda. Navenek se neliší od univerzálního, ale v diagramech je zobrazen s charakteristickými kadeřemi.

Na rozdíl od běžné univerzální polovodičové diody má Schottke dvě výhody: velmi vysokou rychlost a nízký úbytek napětí, pouze 0,2-0,3 V. Mezi nevýhody relativně univerzální diody patří nízké maximální napětí a neschopnost samovyléčení po průrazu.

Schottke diody se pro své vlastnosti s úspěchem používají v napájecích zdrojích, spínacích stabilizátorech napětí, vysílačích a přijímačích digitálních signálů a dalších zařízeních, kde je důležitá rychlost a je nežádoucí velký úbytek napětí.

Světelná dioda. Velmi oblíbená elektronická součástka. Používá se jako zdroj světla (včetně v neviditelných oblastech) a pro indikaci čehokoli. Může se pochlubit velmi velkým počtem odrůd ve tvaru, velikosti, síle, jasu, barvě a tak dále.

LED by se neměla používat k omezení směru proudu, jako běžná dioda, pokud je polarita nesprávná, může tiše, ale rychle selhat. Kromě toho má velmi nízký vnitřní odpor a při přímém připojení ke zdroji i při správné polaritě také rychle vyhoří, i když se zvláštním efektem. Pro připojení je třeba do obvodu přidat proud omezující odpor, jehož hodnotu je třeba vypočítat v závislosti na typu LED a napájecím napětí. Například takto.

Oblíbená tříbarevná LED jsou tři obyčejné LED diody, uvězněné v jednom krytu. A pro každý z nich určitě potřebujete vlastní rezistor.

Příklad zapojení tříbarevné LED se společnou katodou.

Adresovatelná LED, která se proslavila v posledních letech, se od vícebarevné LED liší pouze tím, že má v sobě zabudovaný vlastní mikrokontrolér (PWM driver) a notoricky známé povinné odpory. Vše v jednom mikroskopickém balení.

Fotodioda. Jako LED, ale obráceně. Pracuje ve dvou režimech: jako generátor proudu a jako detektor světla.

V prvním případě zpravidla přeměňuje sluneční záření na elektřinu, i když s nízkou účinností kolem 20 %. V druhém případě je zapojen v obrácené polaritě a je schopen zachytit i velmi slabé odlesky světla, což může být v některých případech užitečnější než použití fotorezistoru k tomuto účelu.

Výkon

Dioda je mnohostranný a multifunkční elektronický prvek, který řeší řadu různých problémů – od ochrany elektronických obvodů až po generování proudu ze slunečního záření. Zde jsme uvažovali pouze o malé části typů diod a jejich účelu. Znalost možností a rozdílů těchto jednoduchých, ale důležitých zařízení a schopnost je aplikovat ve skutečných elektronických obvodech je pro každého kutila nepostradatelná.

Nejčastější dotazy

Otázka: Lze zenerovu diodu použít jako běžnou diodu?
Je možné, pokud napětí zjevně nepřesahuje napětí nainstalované v této zenerově diodě, ale je lepší ji použít pro zamýšlený účel.

Otázka: Pokud se LED může spálit při nesprávné polaritě, jak můžete předem určit, kde je její plus a mínus?
Nová LED má nožky různých délek, ta dlouhá je plus (anoda). Pokud někdo ukousl nohy předem, můžete určit polaritu podle vzhledu vnitřních elektrod, anoda je mnohem menší než katoda. Také podle pověstí má pouzdro LED na straně anody více vyčnívající „sukni“, ale to není jisté.

Otázka: Jak zkontrolovat funkčnost univerzální diody?
Pomocí libovolného multimetru. Zapneme do režimu ohmmetru, připojíme červenou sondu k anodě, černou sondu ke katodě, přístroj by měl ukazovat nulu. Pokud otočíte sondy opačně, zařízení ukáže přerušený obvod (OL v digitálních multimetrech). Pokud to ukazuje jinak, pak je dioda poškozená.

Otázka: Jaká je rychlost „zapínání“ a „vypínání“ LED?
Záleží na typu LED. U těch běžných, které se nejčastěji používají v kutilských projektech, je tato doba sto nebo dvě nanosekundy, tedy celkem rychle využitelná například pro animaci a přenos dat.

Dále

Další karta pro zveřejňování informací o článcích, dopravě nebo jiném důležitém obsahu. Pomůže vám odpovědět na otázky kupujícího a rozptýlit jeho pochybnosti o nákupu. Použijte jej podle svého uvážení.

Můžete jej odebrat nebo vrátit zpět změnou jednoho zaškrtávacího políčka v nastavení součásti. Velmi pohodlně.