Dioden gehören zur Klasse der Halbleiter und gelten als aktive elektronische Bauteile (Widerstände und Kondensatoren sind passiv).

Bei Anschließen der Diode Bei der Schaltung ist auf die richtige Polarität zu achten. Um die Position von Kathode und Anode leicht bestimmen zu können, sind am Gehäuse oder einem der Diodenanschlüsse spezielle Markierungen angebracht. Treffen verschiedene Wege Diodenmarkierungen, aber meistens wird ein Ringstreifen auf der Seite des Körpers angebracht, die der Kathode entspricht.

Wenn Diodenmarkierung fehlt, können die Anschlüsse von Halbleiterdioden mit einem Messgerät bestimmt werden – wie oben erwähnt, lässt die Diode den Strom nur in eine Richtung durch. Wenn Sie kein Messgerät zur Hand haben, können Sie wie im folgenden Experiment beschrieben eine Batterie und eine Glühbirne mit geringer Leistung verwenden.

Diodenbetrieb

Die Funktionsweise einer Diode lässt sich anhand eines einfachen Experiments veranschaulichen. Wenn Sie eine Batterie über eine Glühlampe mit geringer Leistung an eine Diode anschließen, sodass der Pluspol der Batterie mit der Anode und der Minuspol mit der Kathode der Diode verbunden ist, fließt Strom im resultierenden Stromkreis und Die Lampe leuchtet auf. Der Maximalwert dieses Stroms hängt vom Widerstand des Halbleiterübergangs der Diode und der ihr zugeführten Spannung ab Gleichspannung. Dieser Zustand der Diode wird als offen bezeichnet, der durch sie fließende Strom wird als Gleichstrom I pr bezeichnet und die an sie angelegte Spannung, aufgrund derer die Diode offen ist, wird als Durchlassspannung U pr bezeichnet.

Wenn die Anschlüsse der Diode vertauscht werden, leuchtet die Lampe nicht, da sich die Diode im geschlossenen Zustand befindet und dem Strom im Stromkreis einen starken Widerstand entgegensetzt. Es ist zu beachten, dass durch den Halbleiterübergang der Diode immer noch ein kleiner Strom in die entgegengesetzte Richtung fließt, der jedoch im Vergleich zum Durchlassstrom so gering ist, dass die Glühbirne nicht einmal reagiert. Ein solcher Strom wird als Rückstrom I arr. bezeichnet, und die Spannung, die ihn erzeugt, wird als Sperrspannung U arr. bezeichnet.

In den neuronalen Schaltkreisen von BEAM-Robotern werden häufig Dioden verwendet, um Neuronen zu erzeugen, die logische Additionen (ODER-Gatter) modellieren. Darüber hinaus nutzen BEAM-Roboterschaltungen teilweise die kapazitiven Eigenschaften von Dioden.

Das ist eine Diode- Halbleiterbauelement, wodurch elektrischer Strom nur in eine Richtung fließen kann.Das ist sehr Kurzbeschreibung Eigenschaften der Diode und ihrer Funktionsweise am genauesten. Schauen wir nun genauer hin, zumal Sie mit der Diode Ihre Bekanntschaft mit der riesigen Familie der Halbleiter beginnen.Was ist ein Halbleiter?Aus dem Namen selbst geht hervor, dass ein Halbleiter halbleitend ist. In einem bestimmten Fall lässt eine Diode elektrischen Strom nur in eine Richtung fließen und lässt ihn nicht in die entgegengesetzte Richtung fließen. Es funktioniert wie ein Nippel- oder Spulensystem in der Kammer eines Autos oder Fahrrads. Die von der Pumpe durch die Spule oder den Nippel gedrückte Luft gelangt in die Kammer des Fahrzeugs und kommt nicht wieder heraus, da sie durch die Spule blockiert ist. Die Abbildung zeigt eine Diode, wie sie in Schaltplänen bezeichnet wird.

Gemäß der Abbildung zeigt das Dreieck (Anode), in welche Richtung der elektrische Strom von Plus nach Minus fließt, die Diode ist „offen“ jeweils Auf der Seite des vertikalen Streifens (Kathode) wird die Diode „gesperrt“.

Diese Eigenschaft der Diode wird zur Umwandlung genutzt Wechselstrom Zu diesem Zweck wird es aus Dioden zu einer Konstante zusammengebaut Diodenbrücke.

Diodenbrücke

Wie funktioniert eine Diodenbrücke? Die folgende Abbildung zeigt Schaltplan Diodenbrücke. Bitte beachten Sie, dass der Eingang der Diodenbrücke versorgt wird Wechselstrom, am Ausgang erhalten wir bereits D.C. Lassen Sie uns nun herausfinden, wie Wechselstrom in Gleichstrom umgewandelt wird.

Wenn Sie meinen Artikel lesen „Was ist Wechselstrom“ Sie müssen bedenken, dass Wechselstrom seine Richtung mit einer bestimmten Frequenz ändert. Einfach ausgedrückt wechseln Plus und Minus an den Eingangsklemmen der Diodenbrücke ihre Plätze mit der Netzfrequenz (in Russland beträgt diese Frequenz 50 Hertz), was bedeutet, dass (+) und (-) 50 Mal pro Sekunde ihre Plätze wechseln. Nehmen wir an, im ersten Zyklus liegt am Anschluss „A“ ein positives Potenzial (+) und am Anschluss „B“ ein negatives Potenzial (-) vor. Das Plus vom Anschluss „A“ kann nur in einer Richtung entlang des roten Pfeils durch die Diode „D1“ zum Ausgangsanschluss mit dem (+)-Zeichen und dann hindurch verlaufen Widerstand (R1) über die Diode „D3“ mit dem Minuspol „B“. Im nächsten Zyklus, wenn Plus und Minus vertauscht werden, wird alles genau umgekehrt sein. Das Plus vom Anschluss „B“ wird durch die Diode „D2“ zum Ausgangsanschluss mit dem Vorzeichen (+) und dann weiter geleitet Widerstand (R1) über die Diode „D4“ an den Minuspol „A“. Somit erhalten wir am Eingang des Gleichrichters einen konstanten elektrischen Strom, der sich nur in eine Richtung von Plus nach Minus bewegt (wie bei einer normalen Batterie). Diese Methode der Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom wird in allen elektronischen Geräten verwendet, die über ein 220-Volt-Stromnetz mit Strom versorgt werden. Neben aus Einzeldioden aufgebauten Diodenbrücken kommen auch elektronische Bauteile zum Einsatz, bei denen zur einfacheren Montage Gleichrichterdioden in einem kompakten Gehäuse untergebracht sind. Ein solches Gerät heißt „Diodenbaugruppe“.

Es gibt nicht nur Gleichrichterdioden. Es gibt Dioden, deren Leitfähigkeit von der Beleuchtung abhängt, sie werden Dioden genannt „Fotodioden“ sie werden wie folgt bezeichnet:

Sie könnten so aussehen:

LEDs sind Ihnen bestens bekannt, sie finden sich in Christbaumgirlanden ebenso wie in leistungsstarken Strahlern und Autoscheinwerfern. Im Diagramm sind sie wie folgt bezeichnet:

LEDs sehen so aus:

So testen Sie eine Diode

Überprüfen Diode Sie können ein normales Multimeter verwenden - wie man ein Multimeter benutzt In diesem Artikel, zur Kontrolle schalten Sie den Tester in den Wählmodus. Wir verbinden die Sonden des Geräts mit den Elektroden der Diode, die schwarze Sonde mit der Kathode

(Bei modernen Diodengehäusen ist die Kathode mit einer Ringmarkierung gekennzeichnet),Verbinden Sie die rote Sonde mit der Anode (wie Sie bereits wissen, leiten Dioden die Spannung nur in eine Richtung weiter).Der Diodenwiderstand wird klein sein, d. h. Die Zahlen auf dem Messgerät werden einen großen Unterschied machen.

Wir tauschen die Sonden des Geräts umgekehrt aus -

Der Widerstand wird sehr groß, nahezu unendlich sein. Wenn alles so funktioniert, wie ich es geschrieben habe, funktioniert die Diode. Wenn in beiden Fällen der Widerstand sehr hoch ist, ist die „offene Diode“ defekt und lässt überhaupt keine Spannung durch. Wenn der Widerstand sehr klein ist, ist die Diode defekt defekt und leitet Spannung in beide Richtungen weiter.

So überprüfen Sie eine Diodenbrücke

Wenn die Diodenbrücke aus einzelnen Dioden aufgebaut ist, wird jede Diode wie oben beschrieben einzeln überprüft. Es ist nicht notwendig, jede Diode vom Stromkreis abzulöten, es ist jedoch besser, den Plus- oder Minuspol des Gleichrichters vom Stromkreis zu trennen.

Wenn Sie eine Diodenbaugruppe überprüfen müssen, bei der sich die Dioden in einem Gehäuse befinden und nicht zugänglich sind, gehen Sie wie folgt vor:

Wir schließen eine Sonde an multimerta an das Plus der Diodenbaugruppe, und mit der zweiten berühren wir nacheinander die Anschlüsse der Baugruppe, an denen Wechselstrom zugeführt wird. In einer Richtung sollte das Gerät einen geringen Widerstand zeigen, beim Sondenwechsel in die Gegenrichtung einen sehr hohen Widerstand. Dann prüfen wir auch den Gleichrichter gegen den negativen Ausgang. Wenn während der Messung die Messwerte in beide Richtungen klein oder groß sind, ist die Diodenbaugruppe defekt. Diese Prüfmethode kommt bei der Reparatur von Elektronik zum Einsatz.

Hochfrequenzdioden, Pulsdioden, Tunneldioden, Varicaps – all diese Dioden werden häufig in Haushalts- und Spezialgeräten eingesetzt. Um zu verstehen und herauszufinden, wie man welche Dioden richtig einsetzt und wo man sie einsetzt, müssen Sie Ihr Wissen vertiefen, Fachliteratur studieren und natürlich nicht davor zurückschrecken, Fragen zu stellen.

- ein elektronisches Gerät mit zwei (manchmal drei) Elektroden mit Einwegleitfähigkeit. Die mit dem Pluspol des Geräts verbundene Elektrode wird Anode genannt, die mit dem Minuspol verbundene Elektrode wird Kathode genannt. Liegt am Gerät Gleichspannung an, so befindet es sich im geöffneten Zustand, in dem der Widerstand gering ist und der Strom ungehindert fließt. Bei angelegter Sperrspannung ist das Gerät aufgrund seines hohen Widerstandes geschlossen. Der Rückstrom ist vorhanden, aber er ist so gering, dass man üblicherweise davon ausgeht, dass er Null ist.

Allgemeine Einteilung

Dioden werden in große Gruppen eingeteilt – Nicht-Halbleiter-Dioden und Halbleiter-Dioden.

Nicht-Halbleiter

Eine der ältesten Sorten ist Lampen-(Vakuum-)Dioden. Es handelt sich um Radioröhren mit zwei Elektroden, von denen eine durch einen Glühfaden erhitzt wird. Im offenen Zustand wandern Ladungen von der Oberfläche der beheizten Kathode zur Anode. Bei entgegengesetzter Feldrichtung geht das Gerät in die Schließstellung und es fließt praktisch kein Strom mehr.

Eine andere Art von Nicht-Halbleiter-Geräten ist gasgefüllt, von denen heute nur noch Bogenentladungsmodelle verwendet werden. Gastrons (Geräte mit thermischen Kathoden) sind mit Inertgasen, Quecksilberdampf oder Dämpfen anderer Metalle gefüllt. Spezielle Oxidanoden, die in Gasdioden zum Einsatz kommen, halten hohen Strombelastungen stand.

Halbleiter

Halbleiterbauelemente basieren auf p-n-PrinzipÜbergang. Es gibt zwei Arten von Halbleitern – p-Typ und n-Typ. Halbleiter vom P-Typ sind durch einen Überschuss an positiven Ladungen gekennzeichnet, und Halbleiter vom N-Typ sind durch einen Überschuss an negativen Ladungen (Elektronen) gekennzeichnet. Wenn sich Halbleiter dieser beiden Typen in der Nähe befinden, befinden sich in der Nähe der sie trennenden Grenze zwei schmale geladene Bereiche, die als pn-Übergang bezeichnet werden. Ein solches Gerät mit zwei Arten von Halbleitern mit unterschiedlicher Verunreinigungsleitfähigkeit (oder Halbleiter und Metall) und einem pn-Übergang wird als bezeichnet Halbleiterdiode. In modernen Geräten für verschiedene Zwecke sind Halbleiterdiodenbauelemente am gefragtesten. Für unterschiedliche Anwendungsbereiche wurden viele Modifikationen solcher Geräte entwickelt.

Halbleiterdioden

Arten von Dioden nach Sperrschichtgröße

Nach Größe und Charakter p-n-Übergang Es gibt drei Arten von Geräten: Planar-, Punkt- und Mikrolegierungsgeräte.

Planare Teile stellen einen Halbleiterwafer dar, in dem es zwei Bereiche mit unterschiedlicher Verunreinigungsleitfähigkeit gibt. Die beliebtesten Produkte bestehen aus Germanium und Silizium. Die Vorteile solcher Modelle liegen in der Fähigkeit, mit erheblichen Gleichströmen und unter Bedingungen hoher Luftfeuchtigkeit zu arbeiten. Aufgrund ihrer hohen Barrierekapazität können sie nur bei niedrigen Frequenzen betrieben werden. Ihre Hauptanwendungsgebiete sind Wechselstromgleichrichter, die in Stromversorgungen eingebaut werden. Diese Modelle werden Gleichrichter genannt.

Punktdioden habe extrem wenig Fläche p-nÜbergang und sind für den Betrieb mit niedrigen Strömen geeignet. Sie werden Hochfrequenz genannt, weil sie hauptsächlich zur Umwandlung modulierter Schwingungen erheblicher Frequenz verwendet werden.

Mikrolegierung Modelle werden durch Verschmelzen von Einkristallen aus p-Typ- und n-Typ-Halbleitern erhalten. Nach dem Funktionsprinzip sind solche Geräte planar, ihre Eigenschaften ähneln jedoch denen von Punktgeräten.

Materialien zur Herstellung von Dioden

Bei der Herstellung von Dioden werden Silizium, Germanium, Galliumarsenid, Indiumphosphid und Selen verwendet. Am gebräuchlichsten sind die ersten drei Materialien.

Gereinigtes Silizium- ein relativ preiswertes und leicht zu verarbeitendes Material, das am weitesten verbreitet ist. Siliziumdioden sind ausgezeichnete Allzweckdioden. Ihre Vorspannung beträgt 0,7 V. Bei Germaniumdioden beträgt dieser Wert 0,3 V. Germanium ist ein selteneres und teureres Material. Daher werden Germanium-Geräte dort eingesetzt, wo Silizium-Geräte die technische Aufgabe nicht effektiv bewältigen können, beispielsweise in Stromkreisen mit geringer Leistung und Präzision.

Arten von Dioden nach Frequenzbereich

Je nach Betriebsfrequenz werden Dioden unterteilt in:

• Niederfrequenz – bis zu 1 kHz.
• Hochfrequenz und Ultrahochfrequenz – bis zu 600 MHz. Bei solchen Frequenzen werden hauptsächlich Punktgeräte eingesetzt. Die Sperrschichtkapazität sollte niedrig sein – nicht mehr als 1–2 pF. Sie wirken in einem weiten Frequenzbereich, auch bei niedrigen Frequenzen, und sind daher universell einsetzbar.
• Pulsdioden werden in Schaltkreisen eingesetzt, in denen hohe Geschwindigkeit ein wesentlicher Faktor ist. Je nach Herstellungstechnologie werden solche Modelle in Punkt-, Legierungs-, Schweiß- und Diffusionsmodelle unterteilt.

Anwendungsgebiete von Dioden

Moderne Hersteller bieten eine breite Palette an Dioden an, die auf bestimmte Anwendungen zugeschnitten sind.

Gleichrichterdioden

Diese Geräte dienen zur Gleichrichtung einer Wechselstromsinuskurve. Ihr Funktionsprinzip basiert auf der Eigenschaft des Geräts, bei Sperrvorspannung in den geschlossenen Zustand überzugehen. Durch den Betrieb der Diodenvorrichtung werden die negativen Halbwellen der Stromsinuskurve abgeschnitten. Basierend auf der Verlustleistung, die vom höchsten zulässigen Durchlassstrom abhängt, werden Gleichrichterdioden in drei Typen unterteilt: niedrige Leistung, mittlere Leistung und hohe Leistung.

• Niedrigstromdioden können in Stromkreisen verwendet werden, in denen der Strom 0,3 A nicht überschreitet. Die Produkte sind leicht und kompakt, da ihr Gehäuse aus Polymermaterialien besteht.
• Dioden mittlerer Leistung können im Strombereich von 0,3–10,0 A betrieben werden. In den meisten Fällen verfügen sie über ein Metallgehäuse und starre Anschlüsse. Sie werden hauptsächlich aus gereinigtem Silizium hergestellt. Auf der Kathodenseite ist ein Gewinde zur Befestigung am Kühlkörper angebracht.
• Leistungsstarke (Leistungs-)Dioden arbeiten in Stromkreisen mit einem Strom von mehr als 10 A. Ihre Gehäuse bestehen aus Metallkeramik und Metallglas. Design - Pin oder Tablet. Hersteller bieten Modelle an, die für Ströme bis 100.000 A und Spannungen bis 6 kV ausgelegt sind. Sie bestehen hauptsächlich aus Silizium.

Diodendetektoren

Solche Geräte werden durch die Kombination von Dioden mit Kondensatoren in einem Stromkreis erhalten. Sie dienen dazu, tiefe Frequenzen aus modulierten Signalen zu extrahieren. In den meisten Geräten vorhanden Haushaltsgebrauch– Radios und Fernseher. Als Strahlungsdetektoren werden Fotodioden verwendet, die auf einen lichtempfindlichen Bereich fallendes Licht in ein elektrisches Signal umwandeln.

Begrenzungsgeräte

Für den Überlastschutz sorgt eine Kette aus mehreren Dioden, die in Sperrrichtung an die Versorgungsschienen angeschlossen sind. Unter normalen Betriebsbedingungen sind alle Dioden geschlossen. Wenn die Spannung jedoch den zulässigen Zielwert überschreitet, wird eines der Schutzelemente ausgelöst.

Diodenschalter

Schalter sind eine Kombination aus Dioden, die zur sofortigen Änderung von Hochfrequenzsignalen verwendet werden. Ein solches System wird durch Gleichstrom gesteuert. Die Trennung der Hochfrequenz- und Steuersignale erfolgt über Kondensatoren und Induktivitäten.

Diodenfunkenschutz

Durch die Kombination einer spannungsbegrenzenden Shunt-Diodenbarriere mit strombegrenzenden Widerständen wird ein wirksamer Funkenschutz geschaffen.

Parametrische Dioden

Sie werden in parametrischen Verstärkern verwendet, die eine Unterart resonanter regenerativer Verstärker sind. Das Funktionsprinzip basiert auf einem physikalischen Effekt, der darin besteht, dass beim Eintreffen von Signalen unterschiedlicher Frequenz an einer nichtlinearen Kapazität ein Teil der Leistung eines Signals dazu verwendet werden kann, die Leistung eines anderen Signals zu erhöhen. Das Element, das eine nichtlineare Kapazität enthalten soll, ist eine parametrische Diode.

Mischdioden

Mischgeräte dienen der Umwandlung von Mikrowellensignalen in Zwischenfrequenzsignale. Die Signaltransformation erfolgt aufgrund der Nichtlinearität der Parameter der Mischdiode. Als Mischmikrowellendioden werden Geräte mit Schottky-Barriere, Varicaps, Reverse-Dioden und Mott-Dioden verwendet.

Multiplikatordioden

Diese Mikrowellengeräte werden in Frequenzvervielfachern verwendet. Sie können im Dezimeter-, Zentimeter- und Millimeter-Wellenlängenbereich arbeiten. Als Multiplikatoren werden in der Regel Silizium- und Galliumarsenid-Bauelemente verwendet, häufig mit Schottky-Effekt.

Tuning-Dioden

Das Funktionsprinzip von Abstimmdioden basiert auf der Abhängigkeit der Barriere p-n-KapazitätenÜbergang vom Sperrspannungswert. Als Abstimmgeräte werden Silizium- und Galliumarsenid-Geräte verwendet. Diese Teile werden in Frequenzabstimmgeräten im Mikrowellenbereich eingesetzt.

Generatordioden

Zur Erzeugung von Signalen im Mikrowellenbereich sind vor allem zwei Gerätetypen gefragt: Lawinendioden und Gunn-Dioden. Einige Generatordioden können, wenn sie in einem bestimmten Modus eingeschaltet werden, die Funktionen von Multiplikatorgeräten übernehmen.

Arten von Dioden nach Designtyp

Zener-Dioden (Zener-Dioden)

Diese Geräte sind in der Lage, die Leistungsmerkmale im Stromausfallmodus aufrechtzuerhalten. Niederspannungsgeräte (Spannung bis 5,7 V) nutzen den Tunneldurchbruch, Hochspannungsgeräte den Lawinendurchbruch. Stabilisatoren sorgen für die Stabilisierung niedriger Spannungen.

Stabilisatoren

Ein Stabistor oder Normistor ist eine Halbleiterdiode, bei der der direkte Zweig der Strom-Spannungs-Kennlinie zur Stabilisierung der Spannung verwendet wird (d. h. im Vorwärtsvorspannungsbereich hängt die Spannung am Stabistor schwach vom Strom ab). Besonderheit Stabilisatoren haben im Vergleich zu Zenerdioden eine niedrigere Stabilisierungsspannung (ca. 0,7–2 V).

Schottky-Dioden

Geräte, die als Gleichrichter, Multiplizierer und Abstimmgeräte verwendet werden, basieren auf einem Metall-Halbleiter-Kontakt. Strukturell handelt es sich um Wafer aus niederohmigem Silizium, auf die ein hochohmiger Film mit gleicher Leitfähigkeit aufgebracht ist. Auf die Folie wird eine Metallschicht aufgespritzt.

Varicaps

Varicaps erfüllen die Funktion einer Kapazität, deren Wert sich bei Spannungsänderungen ändert. Das Hauptmerkmal dieses Geräts ist die Kapazitätsspannung.

Tunneldioden

Diese Halbleiterdioden haben einen abfallenden Anteil an der Strom-Spannungs-Kennlinie, der durch den Tunneleffekt entsteht. Eine Modifikation des Tunnelgeräts ist eine Sperrdiode, bei der der negative Widerstandszweig schwach ausgeprägt ist oder fehlt. Der Rückwärtszweig einer Rückwärtsdiode entspricht dem Vorwärtszweig einer herkömmlichen Diodenvorrichtung.

Thyristoren

Im Gegensatz zu einer herkömmlichen Diode verfügt ein Thyristor zusätzlich zu Anode und Kathode über eine dritte Steuerelektrode. Diese Modelle zeichnen sich durch zwei stabile Zustände aus – offen und geschlossen. Aufgrund ihres Aufbaus werden diese Teile in Dinistoren, Thyristoren und Triacs unterteilt. Bei der Herstellung dieser Produkte wird hauptsächlich Silizium verwendet.

Triacs

Triacs (symmetrische Thyristoren) sind eine Art Thyristor, der zum Schalten in Wechselstromkreisen verwendet wird. Im Gegensatz zu einem Thyristor, der über eine Kathode und eine Anode verfügt, ist es falsch, die Hauptanschlüsse (Stromanschlüsse) eines Triacs als Kathode oder Anode zu bezeichnen, da sie aufgrund der Struktur eines Triacs beide gleichzeitig sind. Der Triac bleibt geöffnet, solange der durch die Hauptanschlüsse fließende Strom einen bestimmten Wert, den sogenannten Haltestrom, überschreitet.

Dinistoren

Ein Dinistor oder Diodenthyristor ist ein Gerät, das keine Steuerelektroden enthält. Stattdessen werden sie durch die zwischen den Hauptelektroden angelegte Spannung gesteuert. Ihre Hauptanwendung besteht darin, starke Lasten mit schwachen Signalen zu steuern. Dinistoren werden auch bei der Herstellung von Schaltgeräten verwendet.

Diodenbrücken

Dabei handelt es sich um 4, 6 oder 12 Dioden, die miteinander verbunden sind. Die Anzahl der Diodenelemente wird durch die Art der Schaltung bestimmt, die einphasig, dreiphasig, Vollbrücke oder Halbbrücke sein kann. Brücken übernehmen die Funktion der Stromgleichrichtung. Wird häufig in Autogeneratoren verwendet.

Fotodioden

Entwickelt, um Lichtenergie in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Das Funktionsprinzip ähnelt Solarbatterien.

LEDs

Diese Geräte geben Licht ab, wenn sie an elektrischen Strom angeschlossen werden. LEDs, die über ein breites Spektrum an Leuchtfarben und -stärken verfügen, werden als Anzeigen in verschiedenen Geräten, als Lichtsender in Optokopplern und in Mobiltelefonen zur Hintergrundbeleuchtung von Tastaturen eingesetzt. Hochleistungsgeräte sind gefragt moderne Quellen Lichter in den Laternen.

Infrarotdioden

Hierbei handelt es sich um eine Art LED, die Licht im Infrarotbereich aussendet. Wird in drahtlosen Kommunikationsleitungen, Instrumenten und Geräten verwendet Fernbedienung, in CCTV-Kameras zur nächtlichen Beobachtung des Territoriums. Infrarot-emittierende Geräte erzeugen Licht in einem Bereich, der für das menschliche Auge nicht sichtbar ist. Sie können es mit der Kamera Ihres Mobiltelefons erkennen.

Gunn-Dioden

Diese Art von Mikrowellendiode besteht aus Halbleitermaterial mit einer komplexen Leitungsbandstruktur. Typischerweise wird bei der Herstellung dieser Geräte Galliumarsenid mit elektronischer Leitfähigkeit verwendet. In diesem Gerät gibt es keinen pn-Übergang, das heißt, die Eigenschaften des Geräts sind intrinsisch und entstehen nicht an der Grenze der Verbindung zweier verschiedener Halbleiter.

Magnetdioden

Bei solchen Geräten ändert sich die Strom-Spannungs-Kennlinie unter dem Einfluss eines Magnetfeldes. Die Geräte werden in berührungslosen Tasten zur Eingabe von Informationen, Bewegungssensoren, Steuergeräten und der Messung nichtelektrischer Größen eingesetzt.

Laserdioden

Diese Geräte, die über eine komplexe Kristallstruktur und ein komplexes Funktionsprinzip verfügen, bieten eine seltene Möglichkeit, unter alltäglichen Bedingungen einen Laserstrahl zu erzeugen. Dank hoher optischer Leistung und Weitwinkel Funktionalität Die Geräte arbeiten hochpräzise Messgeräte Haushalt, medizinische, wissenschaftliche Verwendung.

Lawinen- und Lawinentransitdioden

Das Funktionsprinzip der Geräte besteht in der Lawinenvervielfachung von Ladungsträgern während der Sperrvorspannung des pn-Übergangs und deren Überwindung des Flugraums in einem bestimmten Zeitraum. Als Ausgangsmaterialien werden Galliumarsenid oder Silizium verwendet. Die Geräte sind hauptsächlich für die Erzeugung ultrahochfrequenter Schwingungen konzipiert.

PIN-Dioden

PIN-Geräte zwischen dem p- und n-Bereich verfügen über einen eigenen undotierten Halbleiter (i-Bereich). Aufgrund des breiten undotierten Bereichs kann dieses Gerät nicht als Gleichrichter verwendet werden. PIN-Dioden werden jedoch häufig als Misch-, Detektor-, Parametrier-, Schalt-, Begrenzungs-, Abstimm- und Generatordioden verwendet.

Trioden

Trioden sind Vakuumröhren. Es verfügt über drei Elektroden: eine thermionische Kathode (direkt oder indirekt beheizt), eine Anode und ein Steuergitter. Trioden sind heute fast vollständig durch Halbleitertransistoren ersetzt. Die Ausnahme bilden Bereiche, in denen Signale mit einer Frequenz in der Größenordnung von Hunderten von MHz – GHz hoher Leistung mit einer kleinen Anzahl umgewandelt werden Wirkstoffe, und Abmessungen und Gewicht spielen keine große Rolle.

Diodenmarkierung

Die Kennzeichnung von Halbleiterdiodengeräten umfasst Zahlen und Buchstaben:

• Der erste Buchstabe kennzeichnet das Ausgangsmaterial. Zum Beispiel K – Silizium, G – Germanium, A – Galliumarsenid, I – Indiumphosphid.
• Der zweite Buchstabe ist die Klasse oder Gruppe der Diode.
• Das dritte Element, meist digital, bezeichnet die Anwendung und die elektrischen Eigenschaften des Modells.
• Das vierte Element ist der Buchstabe Eins (von A bis Z), der die Entwicklungsoption angibt.

Beispiel: KD202K – Silizium-Gleichrichter-Diffusionsdiode.

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Der Name Diode bedeutet übersetzt „Zwei-Elektroden“. Historisch gesehen hat die Elektronik ihren Ursprung in elektrischen Vakuumgeräten. Tatsache ist, dass die Lampen, die viele von alten Fernsehern und Receivern kennen, Namen wie Diode, Triode, Pentode usw. trugen.

Der Name beinhaltete die Anzahl der Elektroden oder Beine des Geräts. Halbleiterdioden wurden zu Beginn des letzten Jahrhunderts erfunden. Sie dienten der Erkennung von Funksignalen.

Die Haupteigenschaft einer Diode sind ihre Leitfähigkeitseigenschaften, die von der Polarität der an den Anschlüssen angelegten Spannung abhängen. Die Diodenbezeichnung verrät uns die Durchlassrichtung. Die Bewegung des Stroms stimmt mit dem Pfeil auf der UGO-Diode überein.

UGO – konventionelle grafische Bezeichnung. Mit anderen Worten: Dies ist ein Symbol, das ein Element im Diagramm kennzeichnet. Schauen wir uns an, wie Sie die LED-Bezeichnung im Diagramm von anderen ähnlichen Elementen unterscheiden können.

Dioden, was sind das?

Neben einzelnen Gleichrichterdioden sind diese je nach Anwendung in einem Gehäuse zusammengefasst.

So wird es zum Beispiel dargestellt Diodenbrücke zur Gleichrichtung einphasiger Wechselspannung. Und niedriger Aussehen Diodenbrücken und Baugruppen.

Eine andere Art von Gleichrichter ist Schottky Diode– für den Betrieb in Hochfrequenzkreisen ausgelegt. Sowohl in diskreter Form als auch in Baugruppen erhältlich. Man findet sie häufig in Schaltnetzteilen, beispielsweise Netzteilen für einen AT- oder ATX-Personalcomputer.

Typischerweise sind bei Schottky-Baugruppen die Pinbelegung und der interne Anschlusskreis auf dem Gehäuse angegeben.

Spezifische Dioden

Wir haben uns die Gleichrichterdiode bereits angesehen, werfen wir einen Blick darauf Zenerdiode, was in der russischen Literatur heißt - Zenerdiode.

Äußerlich sieht es aus wie eine normale Diode – ein schwarzer Zylinder mit einer Markierung auf einer Seite. Oft in einer Version mit geringer Leistung zu finden – ein kleiner roter Glaszylinder mit einer schwarzen Markierung auf der Kathode.

Es hat eine wichtige Eigenschaft - Spannungsstabilisierung, daher wird es parallel zur Last in die entgegengesetzte Richtung eingeschaltet, d.h. Das Plus der Stromversorgung ist mit der Kathode und die Anode mit dem Minus verbunden.

Das nächste Gerät ist Varikap Das Funktionsprinzip basiert auf der Änderung des Wertes der Barrierekapazität in Abhängigkeit von der Größe der angelegten Spannung. Wird in Empfängern und in Schaltkreisen verwendet, in denen Operationen an der Signalfrequenz durchgeführt werden müssen. Wird als Diode in Kombination mit einem Kondensator bezeichnet.

– deren Bezeichnung wie eine gekreuzte Diode aussieht. Tatsächlich ist es das, was es ist – es ist ein Halbleiterbauelement mit drei Übergängen und vier Schichten. Aufgrund seiner Struktur hat es die Eigenschaft, beim Überwinden einer bestimmten Spannungsbarriere Strom durchzulassen.

Beispielsweise werden Dinistoren mit etwa 30 V häufig in „Energiesparlampen“ verwendet, um einen Autogenerator zu starten, und andere Netzteile, die nach einer solchen Schaltung aufgebaut sind.

LEDs und Optoelektronik

Da die Diode Licht emittiert, bedeutet die Bezeichnung LED Es sollte ein Hinweis auf diese Funktion vorhanden sein, daher wurden der üblichen Diode zwei ausgehende Pfeile hinzugefügt.

In der Realität gibt es viele verschiedene Möglichkeiten, die Polarität zu bestimmen; dazu gibt es weiter unten einen ganzen Abschnitt, zum Beispiel die Pinbelegung einer grünen LED.

Typischerweise sind die Stifte einer LED entweder mit einer Markierung oder mit unterschiedlich langen Beinen gekennzeichnet. Das kurze Bein ist ein Minuspunkt.

Fotodiode, das Gerät hat die entgegengesetzte Wirkung wie die LED. Es ändert seinen Leitfähigkeitszustand abhängig von der Lichtmenge, die auf seine Oberfläche fällt. Seine Bezeichnung:

Solche Geräte werden in Fernsehgeräten, Tonbandgeräten und anderen Geräten verwendet, die über eine Fernbedienung im Infrarotspektrum gesteuert werden. Ein solches Gerät kann durch Abschneiden des Körpers eines normalen Transistors hergestellt werden.

Wird häufig in Lichtsensoren und Geräten zum automatischen Ein- und Ausschalten von Beleuchtungskreisen verwendet, beispielsweise in den folgenden:

Die Optoelektronik ist ein Bereich, der bei Datenübertragungs-, Kommunikations- und Steuergeräten weit verbreitet ist. Dank seiner schnellen Reaktion und der Fähigkeit zur galvanischen Trennung gewährleistet es die Sicherheit der versorgten Geräte im Falle eines Hochspannungsstoßes auf der Primärseite. Allerdings nicht in der angegebenen Form, sondern in Form eines Optokopplers.

Unten im Diagramm sehen Sie einen Optokoppler. Das Einschalten der LED erfolgt hier durch Schließen des Stromkreises über einen Optotransistor im LED-Kreis. Wenn Sie den Schalter schließen, fließt Strom durch die LED im Optokoppler im unteren Quadrat links. Es leuchtet auf und der Transistor steht unter dem Einfluss Lichtstrom beginnt, Strom durch die grün markierte LED1 zu leiten.

Die gleiche Anwendung wird in Schaltkreisen verwendet Rückmeldung durch Strom oder Spannung (zur Stabilisierung) vieler Netzteile. Der Anwendungsbereich beginnt bei Ladegeräten Mobiltelefone und Netzteile für LED-Streifen bis hin zu leistungsstarken Stromversorgungssystemen.

Es gibt eine große Vielfalt an Dioden, einige ähneln sich in ihren Eigenschaften, andere haben völlig ungewöhnliche Eigenschaften und Anwendungen, eint sie durch das Vorhandensein von nur zwei Funktionsanschlüssen.

Sie können diese Elemente in jedem finden Elektrischer Schaltplan, ihre Bedeutung und Eigenschaften sind nicht zu unterschätzen. Richtige Auswahl Beispielsweise kann eine Diode im Überspannungsschutzkreis die Effizienz und Wärmeableitung von Leistungsschaltern und damit die Haltbarkeit der Stromversorgung erheblich beeinträchtigen.

Wenn Ihnen etwas unklar war, hinterlassen Sie Kommentare und stellen Sie Fragen. In den folgenden Artikeln werden wir auf jeden Fall alle unklaren Fragen und interessanten Punkte offenlegen!

In der Mechanik gibt es Geräte, die Luft oder Flüssigkeit nur in eine Richtung zulassen.Denken Sie daran, wie Sie einen Fahrrad- oder Autoreifen aufgepumpt haben. Warum kam die Luft nicht aus dem Rad, als Sie den Pumpenschlauch entfernten? Denn an der Kamera, in der Pipette, in die man den Pumpenschlauch einführt, gibt es so eine interessante Kleinigkeit – . Dadurch lässt es die Luft nur in eine Richtung durch, während sie in der anderen Richtung blockiert wird.

Elektronik ist dasselbe wie Hydraulik oder Pneumatik. Aber der ganze Witz ist, dass die Elektronik elektrischen Strom anstelle von Flüssigkeit oder Luft verwendet. Wenn wir eine Analogie ziehen: Ein Wassertank ist ein geladener Kondensator, ein Schlauch ist ein Draht, ein Induktor ist ein Rad mit Flügeln

die nicht sofort beschleunigt und dann nicht abrupt gestoppt werden kann.

Was ist dann ein Nippel in der Elektronik? Und wir werden ein Radioelement einen Nippel nennen. Und in diesem Artikel werden wir ihn näher kennenlernen.

Halbleiterdiode ist ein Element, das elektrischen Strom nur in eine Richtung durchlässt und ihn in der anderen Richtung blockiert. Das ist eine Art Nippel ;-).

Einige Dioden sehen fast genauso aus wie Widerstände:

Und manche sehen etwas anders aus:

Es gibt auch SMD-Versionen von Dioden:

Die Diode hat zwei Anschlüsse, wie ein Widerstand, aber diese Anschlüsse haben im Gegensatz zu einem Widerstand spezifische Namen – Anode und Kathode(und nicht Plus und Minus, wie einige ungebildete Elektronikingenieure sagen). Aber wie bestimmen wir, was was ist? Es gibt zwei Möglichkeiten:

1) bei einigen Dioden die Kathode ist durch einen Streifen gekennzeichnet von der Körperfarbe abweichen

2) Du kannst Überprüfen Sie die Diode mit einem Multimeter und finden Sie heraus, wo sich die Kathode und die Anode befinden.Überprüfen Sie gleichzeitig die Funktionalität. Diese Methode ist eisern ;-). Wie Sie eine Diode mit einem Multimeter überprüfen, erfahren Sie in diesem Artikel.

Wenn wir Plus an die Anode und Minus an die Kathode anlegen, „öffnet“ sich die Diode und der elektrische Strom fließt ruhig durch sie. Legt man aber an die Anode ein Minus und an die Kathode ein Plus an, dann fließt kein Strom durch die Diode. Eine Art Nippel ;-). In den Diagrammen wird eine einfache Diode wie folgt bezeichnet:

Es ist sehr leicht, sich zu merken, wo die Anode und wo die Kathode ist, wenn man sich an den Trichter erinnert, mit dem Flüssigkeiten in die engen Flaschenhälse gegossen werden. Der Trichter ist der Diodenschaltung sehr ähnlich. Wir gießen es in den Trichter, und die Flüssigkeit fließt sehr gut, aber wenn Sie es auf den Kopf stellen, versuchen Sie, es durch den schmalen Hals des Trichters zu gießen ;-).

Diodeneigenschaften

Schauen wir uns die Eigenschaften der KD411AM-Diode an. Wir suchen im Internet nach seinen Eigenschaften und geben in die Suche „Datenblatt KD411AM“ ein.

Um die Parameter der Diode zu erklären, benötigen wir sie auch

1) Maximale Spannung umkehren U arr. - Dies ist die Spannung der Diode, der sie standhalten kann, wenn sie in die entgegengesetzte Richtung angeschlossen wird, während Strom durch sie fließt Ich arr.– Stromstärke, wenn die Diode verpolt angeschlossen ist. Beim Überschreiten der Sperrspannung in der Diode kommt es zum sogenannten Lawinendurchbruch, wodurch der Strom stark ansteigt, was zur vollständigen thermischen Zerstörung der Diode führen kann. In unserer untersuchten Diode beträgt diese Spannung 700 Volt.

2) Maximaler Vorwärtsstrom Ich pr ist der maximale Strom, der in Durchlassrichtung durch die Diode fließen kann. In unserem Fall sind es 2 Ampere.

3) Maximale Frequenz F d , die nicht überschritten werden darf. In unserem Fall beträgt die maximale Diodenfrequenz 30 kHz. Wenn die Frequenz höher ist, funktioniert unsere Diode nicht richtig.

Arten von Dioden

Zener-Dioden

Es sind die gleichen Dioden. Schon der Name macht deutlich, dass Zenerdioden etwas stabilisieren. A Sie stabilisieren die Spannung. Damit die Zenerdiode jedoch eine Stabilisierung durchführen kann, ist eine Bedingung erforderlich.Sie sollten entgegengesetzt zu den Dioden angeschlossen werden. Die Anode ist negativ und die Kathode ist positiv. Seltsam, nicht wahr? Aber warum ist das so? Lass es uns herausfinden. In der Strom-Spannungs-Kennlinie (CVC) einer Diode wird der positive Zweig verwendet – die Vorwärtsrichtung, aber in einer Zenerdiode wird der andere Teil des CVC-Zweigs verwendet – die Rückwärtsrichtung.

Unten in der Grafik sehen wir eine 5-Volt-Zenerdiode. Egal wie stark sich die Stromstärke ändert, wir erhalten immer noch 5 Volt ;-). Cool, nicht wahr? Aber es gibt auch Fallstricke. Die Stromstärke sollte nicht größer sein als in der Beschreibung für die Diode angegeben, da sie sonst ausfällt hohe Temperatur– Joule-Lenz-Gesetz. Der Hauptparameter der Zenerdiode ist Stabilisierungsspannung(Ust). Gemessen in Volt. In der Grafik sehen Sie eine Zenerdiode mit einer Stabilisierungsspannung von 5 Volt. Es gibt auch einen Strombereich, in dem die Zenerdiode arbeitet – Dies ist der minimale und maximale Strom(I min, I max). Gemessen in Ampere.

Zener-Dioden sehen genauso aus wie normale Dioden:

Auf den Diagrammen sind sie wie folgt gekennzeichnet:

LEDs

LEDs- eine besondere Klasse von Dioden, die sichtbares und unsichtbares Licht aussenden. Unsichtbares Licht ist Licht im Infrarot- oder Ultraviolettbereich. Aber für die Industrie spielen LEDs immer noch eine große Rolle sichtbares Licht. Sie werden zur Präsentation, Gestaltung von Schildern, beleuchteten Bannern, Gebäuden und auch zur Beleuchtung eingesetzt. LEDs haben die gleichen Parameter wie jede andere Diode, ihr maximaler Strom ist jedoch normalerweise viel niedriger.

Sperrspannung begrenzen (U arr) kann 10 Volt erreichen. Maximaler Strom ( Imax) wird begrenzt sein einfache LEDs ca. 50 mA. Mehr zur Beleuchtung. Daher müssen Sie beim Anschluss einer herkömmlichen Diode einen Widerstand in Reihe schalten. Der Widerstand kann mit einer einfachen Formel berechnet werden, idealerweise ist es jedoch besser, einen variablen Widerstand zu verwenden, den gewünschten Glühwert auszuwählen, den Wert des variablen Widerstands zu messen und dort einen konstanten Widerstand mit demselben Wert anzubringen.

LED-Beleuchtungslampen verbrauchen nur wenige Cent Strom und sind günstig.

Sind sehr gefragt LED-Streifen, bestehend aus vielen LEDs. Sie sehen sehr schön aus.

In den Diagrammen werden LEDs wie folgt bezeichnet:

Vergessen Sie nicht, dass LEDs in Anzeige und Beleuchtung unterteilt sind. Anzeige-LEDs leuchten schwach und dienen zur Anzeige von Vorgängen in einem elektronischen Schaltkreis. Sie zeichnen sich durch ein schwaches Leuchten und einen geringen Stromverbrauch aus

Nun, Beleuchtungs-LEDs sind diejenigen, die in Ihrem verwendet werden Chinesische Laternen sowie in LED-Lampen

Die LED ist ein Stromgerät, das heißt, sie benötigt für ihren normalen Betrieb einen Nennstrom, keine Spannung. Bei Nennstrom Bei der LED gibt es einen gewissen Abfall, der von der Art der LED abhängt (Nennleistung, Farbe, Temperatur). Unten sehen Sie eine Tafel, die zeigt, welcher Spannungsabfall bei LEDs unterschiedlicher Farbe bei Nennstrom auftritt:

Wie Sie die LED überprüfen, erfahren Sie in diesem Artikel.

Thyristoren

Thyristoren sind Dioden, deren Leitfähigkeit über den dritten Anschluss – die Steuerelektrode – gesteuert wird (UE). Der Hauptzweck von Thyristoren besteht darin, eine starke Last mithilfe eines schwachen Signals zu steuern, das der Steuerelektrode zugeführt wird.Thyristoren sehen ähnlich aus wie Dioden oder Transistoren. Thyristoren haben so viele Parameter, dass es nicht genügend Artikel gibt, um sie zu beschreiben.Hauptparameter – I OS, Mi.– der Durchschnittswert des Stroms, der durch den Thyristor in Vorwärtsrichtung fließen sollte, ohne seine Gesundheit zu beeinträchtigen.Ein wichtiger Parameter ist die Öffnungsspannung des Thyristors - ( U y), das der Steuerelektrode zugeführt wird und bei dem der Thyristor vollständig öffnet.

und so sehen Leistungsthyristoren aus, also Thyristoren, die mit arbeiten große Stärke aktuell:

In den Diagrammen sehen Triodenthyristoren wie folgt aus:

Es gibt auch Arten von Thyristoren - Dinistoren und Triacs. Dinistoren haben keine Steuerelektrode und sehen aus wie eine normale Diode. Dinistoren beginnen, in direkter Verbindung elektrischen Strom durch sich selbst zu leiten, wenn die Spannung an ihnen einen bestimmten Wert überschreitet.Triacs sind mit Trioden-Thyristoren identisch, aber wenn sie eingeschaltet sind, leiten sie elektrischen Strom in zwei Richtungen durch sie und werden daher in Stromkreisen mit Wechselstrom verwendet.

Diodenbrücke und Diodenbaugruppen

Hersteller schieben auch mehrere Dioden in ein Gehäuse und verbinden sie in einer bestimmten Reihenfolge miteinander. Auf diese Weise erhalten wir Diodenbaugruppen. Diodenbrücken gehören zu den Arten von Diodenbaugruppen.

Auf den Diagrammen Diodenbrücke wird so bezeichnet:

Es gibt auch andere Arten von Dioden, wie Varicaps, Gunn-Diode, Schottky-Diode usw. Selbst die Ewigkeit würde uns nicht ausreichen, um sie alle zu beschreiben.