Βιβλίο αναφοράς διόδων ανορθωτή. Δίοδοι ανόρθωσης παλμών. Χαρακτηριστικά συσκευής και σχεδίασης

Ο κύριος σκοπός των διόδων ανορθωτή είναι η μετατροπή τάσης. Αλλά αυτός δεν είναι ο μόνος τομέας εφαρμογής για αυτά τα στοιχεία ημιαγωγών. Εγκαθίστανται σε κυκλώματα μεταγωγής και ελέγχου, χρησιμοποιούνται σε γεννήτριες καταρράκτη κ.λπ. Οι αρχάριοι ραδιοερασιτέχνες θα ενδιαφέρονται να μάθουν πώς είναι δομημένα αυτά τα στοιχεία ημιαγωγών, καθώς και την αρχή λειτουργίας τους. Ας ξεκινήσουμε με τα γενικά χαρακτηριστικά.

Χαρακτηριστικά συσκευής και σχεδίασης

Το κύριο δομικό στοιχείο είναι ένας ημιαγωγός. Πρόκειται για μια γκοφρέτα από κρύσταλλο πυριτίου ή γερμανίου, η οποία έχει δύο περιοχές αγωγιμότητας p και n. Λόγω αυτού του σχεδιαστικού χαρακτηριστικού, ονομάζεται επίπεδος.

Κατά την κατασκευή ενός ημιαγωγού, ο κρύσταλλος επεξεργάζεται ως εξής: για να ληφθεί μια επιφάνεια τύπου p, επεξεργάζεται με τηγμένο φώσφορο και για μια επιφάνεια τύπου p, επεξεργάζεται με βόριο, ίνδιο ή αλουμίνιο. Κατά τη θερμική επεξεργασία, συμβαίνει διάχυση αυτών των υλικών και του κρυστάλλου. Ως αποτέλεσμα, μια περιοχή με μια σύνδεση p-n σχηματίζεται μεταξύ δύο επιφανειών με διαφορετική ηλεκτρική αγωγιμότητα. Ο ημιαγωγός που λαμβάνεται με αυτόν τον τρόπο εγκαθίσταται στο περίβλημα. Αυτό προστατεύει τον κρύσταλλο από εξωτερικές επιρροές και προάγει τη διάχυση της θερμότητας.

Ονομασίες:

• A – έξοδος καθόδου.
• B – θήκη κρυστάλλου (συγκολλημένη στο σώμα).
• C – n-τύπου κρύσταλλο.
• D – κρύσταλλο τύπου p.
• E – καλώδιο που οδηγεί στον ακροδέκτη ανόδου.
• F – μονωτήρας.
• G – σώμα.
• H – έξοδος ανόδου.

Όπως ήδη αναφέρθηκε, όπως r-n βασικάμεταβάσεις με χρήση κρυστάλλων πυριτίου ή γερμανίου. Τα πρώτα χρησιμοποιούνται πολύ πιο συχνά, αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι στα στοιχεία γερμανίου τα αντίστροφα ρεύματα είναι πολύ υψηλότερα, γεγονός που περιορίζει σημαντικά την επιτρεπόμενη αντίστροφη τάση (δεν υπερβαίνει τα 400 V). Ενώ για ημιαγωγούς πυριτίου αυτό το χαρακτηριστικό μπορεί να φτάσει έως και 1500 V.

Επιπλέον, τα στοιχεία γερμανίου έχουν πολύ στενότερο εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας, κυμαίνεται από -60°C έως 85°C. Όταν ξεπεραστεί το ανώτερο όριο θερμοκρασίας, το αντίστροφο ρεύμα αυξάνεται απότομα, γεγονός που επηρεάζει αρνητικά την απόδοση της συσκευής. Για ημιαγωγούς πυριτίου, το ανώτερο όριο είναι περίπου 125°C-150°C.

Ταξινόμηση ισχύος

Η ισχύς των στοιχείων καθορίζεται από το μέγιστο επιτρεπόμενο συνεχές ρεύμα. Σύμφωνα με αυτό το χαρακτηριστικό, έχει υιοθετηθεί η ακόλουθη ταξινόμηση:

Κατάλογος βασικών χαρακτηριστικών

Παρακάτω είναι ένας πίνακας που περιγράφει τις κύριες παραμέτρους των διόδων ανορθωτή. Αυτά τα χαρακτηριστικά μπορούν να ληφθούν από το φύλλο δεδομένων (τεχνική περιγραφή του στοιχείου). Κατά κανόνα, οι περισσότεροι ραδιοερασιτέχνες στρέφονται σε αυτές τις πληροφορίες σε περιπτώσεις όπου το στοιχείο που υποδεικνύεται στο διάγραμμα δεν είναι διαθέσιμο, γεγονός που απαιτεί την εύρεση ενός κατάλληλου αναλόγου για αυτό.

Σημειώστε ότι στις περισσότερες περιπτώσεις, εάν πρέπει να βρείτε ένα ανάλογο μιας συγκεκριμένης διόδου, οι πέντε πρώτες παράμετροι από τον πίνακα θα είναι αρκετά επαρκείς. Σε αυτή την περίπτωση, συνιστάται να λάβετε υπόψη το εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας του στοιχείου και τη συχνότητα.

Αρχή λειτουργίας

Ο ευκολότερος τρόπος για να εξηγήσετε την αρχή της λειτουργίας των διόδων ανορθωτή είναι με ένα παράδειγμα. Για να γίνει αυτό, προσομοιάζουμε το κύκλωμα ενός απλού ανορθωτή μισού κύματος (βλ. 1 στο Σχ. 6), στον οποίο η ισχύς προέρχεται από μια πηγή εναλλασσόμενου ρεύματος με τάση U IN (γραφική παράσταση 2) ​​και περνά μέσω VD στο φορτίο R.

Ρύζι. 6. Αρχή λειτουργίας ανορθωτή μονής διόδου

Κατά τη διάρκεια του θετικού μισού κύκλου, η δίοδος βρίσκεται στην ανοιχτή θέση και διέρχεται ρεύμα μέσω αυτής στο φορτίο. Όταν έρθει η σειρά του αρνητικού μισού κύκλου, η συσκευή είναι κλειδωμένη και δεν παρέχεται ρεύμα στο φορτίο. Δηλαδή, υπάρχει ένα είδος αποκοπής του αρνητικού μισού κύματος (στην πραγματικότητα, αυτό δεν είναι απολύτως αλήθεια, από πότε αυτή η διαδικασίαΥπάρχει πάντα ένα αντίστροφο ρεύμα, το μέγεθός του καθορίζεται από το χαρακτηριστικό I arr).

Ως αποτέλεσμα, όπως φαίνεται από το γράφημα (3), στην έξοδο λαμβάνουμε παλμούς που αποτελούνται από θετικούς μισούς κύκλους, δηλαδή, D.C.. Αυτή είναι η αρχή λειτουργίας των ανορθωτικών στοιχείων ημιαγωγών.

Σημειώστε ότι η παλμική τάση στην έξοδο ενός τέτοιου ανορθωτή είναι κατάλληλη μόνο για την τροφοδοσία φορτίων χαμηλού θορύβου, ένα παράδειγμα θα ήταν Φορτιστήςγια μπαταρία φακού οξέος. Στην πράξη, αυτό το καθεστώς χρησιμοποιείται μόνο από κινέζους κατασκευαστές προκειμένου να μειώσουν όσο το δυνατόν περισσότερο το κόστος των προϊόντων τους. Στην πραγματικότητα, η απλότητα του σχεδιασμού είναι ο μόνος πόλος του.

Τα μειονεκτήματα ενός ανορθωτή μονής διόδου περιλαμβάνουν:

• Χαμηλό επίπεδο απόδοσης, καθώς διακόπτονται οι αρνητικοί μισοί κύκλοι, η απόδοση της συσκευής δεν υπερβαίνει το 50%.
• Η τάση εξόδου είναι περίπου η μισή από αυτήν της εισόδου.
• Υψηλό επίπεδο θορύβου, το οποίο εκδηλώνεται με τη μορφή ενός χαρακτηριστικού βουητού στη συχνότητα του δικτύου τροφοδοσίας. Ο λόγος του είναι η ασύμμετρη απομαγνήτιση του μετασχηματιστή υποβάθμισης (στην πραγματικότητα, αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο για τέτοια κυκλώματα είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε έναν πυκνωτή απόσβεσης, ο οποίος έχει επίσης τις αρνητικές του πλευρές).

Σημειώστε ότι αυτά τα μειονεκτήματα μπορούν να μειωθούν κάπως· για να γίνει αυτό, αρκεί να φτιάξετε ένα απλό φίλτρο βασισμένο σε ηλεκτρολύτη υψηλής χωρητικότητας (1 στην Εικ. 7).

Ρύζι. 7. Ακόμη και ένα απλό φίλτρο μπορεί να μειώσει σημαντικά το κυματισμό

Η αρχή λειτουργίας ενός τέτοιου φίλτρου είναι αρκετά απλή. Ο ηλεκτρολύτης φορτίζεται κατά τη διάρκεια του θετικού μισού κύκλου και αποφορτίζεται όταν συμβεί ο αρνητικός μισός κύκλος. Η χωρητικότητα πρέπει να είναι επαρκής για τη διατήρηση της τάσης σε όλο το φορτίο. Σε αυτή την περίπτωση, οι παλμοί θα εξομαλυνθούν κάπως, περίπου όπως φαίνεται στο γράφημα (2).

Η παραπάνω λύση θα βελτιώσει κάπως την κατάσταση, αλλά όχι πολύ· εάν τροφοδοτήσετε, για παράδειγμα, ενεργά ηχεία υπολογιστή από έναν τέτοιο ανορθωτή μισού κύματος, θα ακουστεί ένα χαρακτηριστικό υπόβαθρο σε αυτά. Για να διορθωθεί το πρόβλημα, θα απαιτηθεί μια πιο ριζική λύση, δηλαδή μια γέφυρα διόδου. Ας δούμε την αρχή λειτουργίας αυτού του κυκλώματος.

Σχεδιασμός και αρχή λειτουργίας διόδου γέφυρας

Η σημαντική διαφορά μεταξύ ενός τέτοιου κυκλώματος (από ένα κύκλωμα μισού κύματος) είναι ότι παρέχεται τάση στο φορτίο σε κάθε μισό κύκλο. Το διάγραμμα κυκλώματος για τη σύνδεση στοιχείων ανορθωτή ημιαγωγών φαίνεται παρακάτω.

Όπως φαίνεται από το παραπάνω σχήμα, το κύκλωμα χρησιμοποιεί τέσσερα ανορθωτικά στοιχεία ημιαγωγών, τα οποία συνδέονται με τέτοιο τρόπο ώστε μόνο δύο από αυτά να λειτουργούν κατά τη διάρκεια κάθε μισού κύκλου. Ας περιγράψουμε λεπτομερώς πώς συμβαίνει η διαδικασία:

• Το κύκλωμα λαμβάνει μια εναλλασσόμενη τάση Uin (2 στο Σχ. 8). Κατά τον θετικό μισό κύκλο σχηματίζεται το ακόλουθο κύκλωμα: VD4 – R – VD2. Αντίστοιχα, τα VD1 και VD3 βρίσκονται στη θέση κλειδώματος.
• Όταν συμβεί η ακολουθία του αρνητικού μισού κύκλου, λόγω του ότι αλλάζει η πολικότητα, σχηματίζεται ένα κύκλωμα: VD1 – R – VD3. Αυτή τη στιγμή, τα VD4 και VD2 είναι κλειδωμένα.
• Την επόμενη περίοδο ο κύκλος επαναλαμβάνεται.

Όπως φαίνεται από το αποτέλεσμα (γράφημα 3), και οι δύο μισοί κύκλοι εμπλέκονται στη διαδικασία και ανεξάρτητα από το πώς αλλάζει η τάση εισόδου, ρέει μέσω του φορτίου προς μία κατεύθυνση. Αυτή η αρχή λειτουργίας ενός ανορθωτή ονομάζεται πλήρες κύμα. Τα πλεονεκτήματά του είναι προφανή, τα παραθέτουμε:

• Δεδομένου ότι και οι δύο μισοί κύκλοι εμπλέκονται στην εργασία, η απόδοση αυξάνεται σημαντικά (σχεδόν δύο φορές).
• Ο κυματισμός στην έξοδο του κυκλώματος γέφυρας διπλασιάζει επίσης τη συχνότητα (σε σύγκριση με μια λύση μισού κύματος).
• Όπως φαίνεται από το γράφημα (3), το επίπεδο των βυθίσεων μειώνεται μεταξύ των παλμών, επομένως θα είναι πολύ πιο εύκολο για το φίλτρο να τους εξομαλύνει.
• Η τάση στην έξοδο του ανορθωτή είναι περίπου η ίδια όπως στην είσοδο.

Η παρεμβολή από το κύκλωμα της γέφυρας είναι αμελητέα και γίνεται ακόμη μικρότερη όταν χρησιμοποιείται ηλεκτρολυτική χωρητικότητα φίλτρου. Χάρη σε αυτό, αυτή η λύση μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε τροφοδοτικά για σχεδόν οποιοδήποτε σχέδιο ερασιτεχνικού ραδιοφώνου, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που χρησιμοποιούν ευαίσθητα ηλεκτρονικά.

Σημειώστε ότι δεν είναι καθόλου απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε τέσσερα ανορθωτικά στοιχεία ημιαγωγών· αρκεί να πάρετε ένα έτοιμο συγκρότημα σε πλαστική θήκη.

Αυτή η θήκη έχει τέσσερις ακίδες, δύο για την είσοδο και τον ίδιο αριθμό για την έξοδο. Τα σκέλη στα οποία συνδέεται η τάση AC επισημαίνονται με το σύμβολο "~" ή τα γράμματα "AC". Στην έξοδο, το θετικό σκέλος σημειώνεται με το σύμβολο "+", αντίστοιχα, το αρνητικό σκέλος σημειώνεται με "-".

Σε ένα σχηματικό διάγραμμα, ένα τέτοιο συγκρότημα συνήθως υποδηλώνεται με τη μορφή ρόμβου, με μια γραφική απεικόνιση μιας διόδου που βρίσκεται μέσα.

Το ερώτημα εάν είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε ένα συγκρότημα ή μεμονωμένες διόδους δεν μπορεί να απαντηθεί με σαφήνεια. Δεν υπάρχει διαφορά στη λειτουργικότητα μεταξύ τους. Αλλά η συναρμολόγηση είναι πιο συμπαγής. Από την άλλη, εάν αποτύχει, μόνο μια πλήρης αντικατάσταση θα βοηθήσει. Εάν σε αυτή την περίπτωση χρησιμοποιούνται μεμονωμένα στοιχεία, αρκεί να αντικαταστήσετε την αποτυχημένη δίοδο ανορθωτή.

Αν και όλες οι δίοδοι είναι ανορθωτές, ο όρος χρησιμοποιείται συνήθως σε συσκευές που προορίζονται να παρέχουν ισχύ, για να τις διακρίνουν από στοιχεία που χρησιμοποιούνται για μικρά κυκλώματα σήματος. Η δίοδος ανορθωτή υψηλής ισχύος χρησιμοποιείται για την ανόρθωση εναλλασσόμενου ρεύματος με χαμηλή συχνότητα τροφοδοσίας 50 Hz όταν εκπέμπεται υψηλή ισχύς κατά τη διάρκεια του φορτίου.

Χαρακτηριστικά διόδου

Το κύριο καθήκον της διόδου είναι μετατροπή εναλλασσόμενης τάσης σε συνεχή τάσημέσω χρήσης σε ανορθωτικές γέφυρες. Αυτό επιτρέπει στον ηλεκτρισμό να ρέει μόνο προς μία κατεύθυνση, διατηρώντας την παροχή ρεύματος σε λειτουργία.

Η αρχή λειτουργίας μιας διόδου ανορθωτή δεν είναι δύσκολο να κατανοηθεί. Το στοιχείο του αποτελείται από μια δομή που ονομάζεται διασταύρωση pn. Η πλευρά τύπου p ονομάζεται άνοδος και η πλευρά τύπου n ονομάζεται κάθοδος. Το ρεύμα διέρχεται από την άνοδο στην κάθοδο, ενώ η ροή προς την αντίθετη κατεύθυνση αποτρέπεται σχεδόν πλήρως. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται ίσιωμα. Μετατρέπει το εναλλασσόμενο ρεύμα σε μονοκατευθυντικό ρεύμα. Αυτός ο τύπος συσκευής μπορεί να χειριστεί υψηλότερη ηλεκτρική ενέργεια από τις κανονικές διόδους, γι 'αυτό ονομάζονται υψηλή ισχύς. Η ικανότητα διεξαγωγής υψηλών ποσοτήτων ρεύματος μπορεί να ταξινομηθεί ως το κύριο χαρακτηριστικό τους.

Σήμερα Οι δίοδοι πυριτίου χρησιμοποιούνται συχνότερα. Σε σύγκριση με στοιχεία που κατασκευάζονται από γερμάνιο, έχουν μεγαλύτερη επιφάνεια σύνδεσης. Επειδή το γερμάνιο έχει χαμηλή αντίσταση στη θερμότητα, οι περισσότεροι ημιαγωγοί είναι κατασκευασμένοι από πυρίτιο. Οι συσκευές που κατασκευάζονται από γερμάνιο έχουν σημαντικά χαμηλότερη επιτρεπόμενη αντίστροφη τάση και θερμοκρασία διασταύρωσης. Το μόνο πλεονέκτημα που έχει μια δίοδος γερμανίου έναντι του πυριτίου είναι η χαμηλότερη τιμή τάσης όταν λειτουργεί σε μπροστινή πόλωση (VF (IO) = 0,3 ÷ 0,5 V για το γερμάνιο και 0,7 ÷ 1,4 V για το πυρίτιο) .

Τύποι και τεχνικές παράμετροι ανορθωτών

Σήμερα υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι ισιωτικών. Συνήθως ταξινομούνται σύμφωνα με:

Οι πιο συνηθισμένοι τύποι είναι 1 A, 1,5 A, 3 A, 5 A και 6 A. Υπάρχουν επίσης τυπικές συσκευές με μέγιστο μέσο ανορθωμένο ρεύμα έως 400 A. Η τάση προς τα εμπρός μπορεί να κυμαίνεται από 1,1 mV έως 1,3 kV.

χαρακτηρίζεται από τα ακόλουθα επιτρεπτά όρια:

Ένα παράδειγμα στοιχείου υψηλής απόδοσης είναι η δίοδος ανορθωτή διπλού υψηλού ρεύματος 2x30A, η οποία είναι η πλέον κατάλληλη για σταθμούς βάσης, συγκολλητές, τροφοδοτικά AC/DC και βιομηχανικές εφαρμογές.

Τιμή εφαρμογής

Ως το απλούστερο εξάρτημα ημιαγωγών, αυτός ο τύπος διόδου έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών στα σύγχρονα ηλεκτρονικά συστήματα. Διάφορα ηλεκτρονικά και ηλεκτρικά κυκλώματαχρησιμοποιήστε αυτό το εξάρτημα ως σημαντική συσκευή για να επιτύχετε το απαιτούμενο αποτέλεσμα. Το πεδίο εφαρμογής των ανορθωτικών γεφυρών και διόδων είναι εκτεταμένο. Ακολουθούν μερικά τέτοια παραδείγματα:

• μετατροπή εναλλασσόμενου ρεύματος σε συνεχή τάση.
• απομόνωση σημάτων από την παροχή ρεύματος.
• αναφορά τάσης?
• έλεγχος μεγέθους σήματος.
• ανάμειξη σημάτων?
• σήματα ανίχνευσης?
• συστήματα φωτισμού?
• λέιζερ.

Οι διόδους ανόρθωσης ισχύος είναι ένα ζωτικό συστατικό των τροφοδοτικών. Χρησιμοποιούνται για τη ρύθμιση της ισχύος σε υπολογιστές και αυτοκίνητα, και μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε φορτιστές μπαταριών και τροφοδοτικά υπολογιστών.

Επιπλέον, χρησιμοποιούνται συχνά για άλλους σκοπούς (για παράδειγμα, στον ανιχνευτή ραδιοφωνικών δεκτών για διαμόρφωση ραδιοφώνου). Η παραλλαγή της διόδου φραγμού Schottky εκτιμάται ιδιαίτερα στα ψηφιακά ηλεκτρονικά. Το εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας από -40 έως +175 °C επιτρέπει τη χρήση αυτών των συσκευών υπό οποιεσδήποτε συνθήκες.

Ο κύριος σκοπός των διόδων ανορθωτή είναι η μετατροπή τάσης. Αλλά αυτός δεν είναι ο μόνος τομέας εφαρμογής για αυτά τα στοιχεία ημιαγωγών. Εγκαθίστανται σε κυκλώματα μεταγωγής και ελέγχου, χρησιμοποιούνται σε γεννήτριες καταρράκτη κ.λπ. Οι αρχάριοι ραδιοερασιτέχνες θα ενδιαφέρονται να μάθουν πώς είναι δομημένα αυτά τα στοιχεία ημιαγωγών, καθώς και την αρχή λειτουργίας τους. Ας ξεκινήσουμε με τα γενικά χαρακτηριστικά.

Χαρακτηριστικά συσκευής και σχεδίασης

Το κύριο δομικό στοιχείο είναι ένας ημιαγωγός. Πρόκειται για μια γκοφρέτα από κρύσταλλο πυριτίου ή γερμανίου, η οποία έχει δύο περιοχές αγωγιμότητας p και n. Λόγω αυτού του σχεδιαστικού χαρακτηριστικού, ονομάζεται επίπεδος.

Κατά την κατασκευή ενός ημιαγωγού, ο κρύσταλλος επεξεργάζεται ως εξής: για να ληφθεί μια επιφάνεια τύπου p, επεξεργάζεται με τηγμένο φώσφορο και για μια επιφάνεια τύπου p, επεξεργάζεται με βόριο, ίνδιο ή αλουμίνιο. Κατά τη θερμική επεξεργασία, συμβαίνει διάχυση αυτών των υλικών και του κρυστάλλου. Ως αποτέλεσμα, μια περιοχή με μια σύνδεση p-n σχηματίζεται μεταξύ δύο επιφανειών με διαφορετική ηλεκτρική αγωγιμότητα. Ο ημιαγωγός που λαμβάνεται με αυτόν τον τρόπο εγκαθίσταται στο περίβλημα. Αυτό προστατεύει τον κρύσταλλο από εξωτερικές επιρροές και προάγει τη διάχυση της θερμότητας.

Ονομασίες:

• A – έξοδος καθόδου.
• B – θήκη κρυστάλλου (συγκολλημένη στο σώμα).
• C – n-τύπου κρύσταλλο.
• D – κρύσταλλο τύπου p.
• E – καλώδιο που οδηγεί στον ακροδέκτη ανόδου.
• F – μονωτήρας.
• G – σώμα.
• H – έξοδος ανόδου.

Όπως ήδη αναφέρθηκε, οι κρύσταλλοι πυριτίου ή γερμανίου χρησιμοποιούνται ως βάση για τη σύνδεση p-n. Τα πρώτα χρησιμοποιούνται πολύ πιο συχνά, αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι στα στοιχεία γερμανίου τα αντίστροφα ρεύματα είναι πολύ υψηλότερα, γεγονός που περιορίζει σημαντικά την επιτρεπόμενη αντίστροφη τάση (δεν υπερβαίνει τα 400 V). Ενώ για ημιαγωγούς πυριτίου αυτό το χαρακτηριστικό μπορεί να φτάσει έως και 1500 V.

Επιπλέον, τα στοιχεία γερμανίου έχουν πολύ στενότερο εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας, κυμαίνεται από -60°C έως 85°C. Όταν ξεπεραστεί το ανώτερο όριο θερμοκρασίας, το αντίστροφο ρεύμα αυξάνεται απότομα, γεγονός που επηρεάζει αρνητικά την απόδοση της συσκευής. Για ημιαγωγούς πυριτίου, το ανώτερο όριο είναι περίπου 125°C-150°C.

Ταξινόμηση ισχύος

Η ισχύς των στοιχείων καθορίζεται από το μέγιστο επιτρεπόμενο συνεχές ρεύμα. Σύμφωνα με αυτό το χαρακτηριστικό, έχει υιοθετηθεί η ακόλουθη ταξινόμηση:

Κατάλογος βασικών χαρακτηριστικών

Παρακάτω είναι ένας πίνακας που περιγράφει τις κύριες παραμέτρους των διόδων ανορθωτή. Αυτά τα χαρακτηριστικά μπορούν να ληφθούν από το φύλλο δεδομένων (τεχνική περιγραφή του στοιχείου). Κατά κανόνα, οι περισσότεροι ραδιοερασιτέχνες στρέφονται σε αυτές τις πληροφορίες σε περιπτώσεις όπου το στοιχείο που υποδεικνύεται στο διάγραμμα δεν είναι διαθέσιμο, γεγονός που απαιτεί την εύρεση ενός κατάλληλου αναλόγου για αυτό.

Σημειώστε ότι στις περισσότερες περιπτώσεις, εάν πρέπει να βρείτε ένα ανάλογο μιας συγκεκριμένης διόδου, οι πέντε πρώτες παράμετροι από τον πίνακα θα είναι αρκετά επαρκείς. Σε αυτή την περίπτωση, συνιστάται να λάβετε υπόψη το εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας του στοιχείου και τη συχνότητα.

Αρχή λειτουργίας

Ο ευκολότερος τρόπος για να εξηγήσετε την αρχή της λειτουργίας των διόδων ανορθωτή είναι με ένα παράδειγμα. Για να γίνει αυτό, προσομοιάζουμε το κύκλωμα ενός απλού ανορθωτή μισού κύματος (βλ. 1 στο Σχ. 6), στον οποίο η ισχύς προέρχεται από μια πηγή εναλλασσόμενου ρεύματος με τάση U IN (γραφική παράσταση 2) ​​και περνά μέσω VD στο φορτίο R.

Ρύζι. 6. Αρχή λειτουργίας ανορθωτή μονής διόδου

Κατά τη διάρκεια του θετικού μισού κύκλου, η δίοδος βρίσκεται στην ανοιχτή θέση και διέρχεται ρεύμα μέσω αυτής στο φορτίο. Όταν έρθει η σειρά του αρνητικού μισού κύκλου, η συσκευή είναι κλειδωμένη και δεν παρέχεται ρεύμα στο φορτίο. Δηλαδή, υπάρχει ένα είδος αποκοπής του αρνητικού μισού κύματος (στην πραγματικότητα, αυτό δεν είναι απολύτως αληθές, αφού κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας υπάρχει πάντα ένα αντίστροφο ρεύμα, η τιμή του καθορίζεται από το χαρακτηριστικό I arr.).

Ως αποτέλεσμα, όπως φαίνεται από το γράφημα (3), στην έξοδο λαμβάνουμε παλμούς που αποτελούνται από θετικούς μισούς κύκλους, δηλαδή συνεχές ρεύμα. Αυτή είναι η αρχή λειτουργίας των ανορθωτικών στοιχείων ημιαγωγών.

Σημειώστε ότι η παλμική τάση στην έξοδο ενός τέτοιου ανορθωτή είναι κατάλληλη μόνο για την τροφοδοσία φορτίων χαμηλού θορύβου, ένα παράδειγμα θα ήταν ένας φορτιστής για μια μπαταρία οξέος φακού. Στην πράξη, αυτό το καθεστώς χρησιμοποιείται μόνο από κινέζους κατασκευαστές προκειμένου να μειώσουν όσο το δυνατόν περισσότερο το κόστος των προϊόντων τους. Στην πραγματικότητα, η απλότητα του σχεδιασμού είναι ο μόνος πόλος του.

Τα μειονεκτήματα ενός ανορθωτή μονής διόδου περιλαμβάνουν:

• Χαμηλό επίπεδο απόδοσης, καθώς διακόπτονται οι αρνητικοί μισοί κύκλοι, η απόδοση της συσκευής δεν υπερβαίνει το 50%.
• Η τάση εξόδου είναι περίπου η μισή από αυτήν της εισόδου.
• Υψηλό επίπεδο θορύβου, το οποίο εκδηλώνεται με τη μορφή ενός χαρακτηριστικού βουητού στη συχνότητα του δικτύου τροφοδοσίας. Ο λόγος του είναι η ασύμμετρη απομαγνήτιση του μετασχηματιστή υποβάθμισης (στην πραγματικότητα, αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο για τέτοια κυκλώματα είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε έναν πυκνωτή απόσβεσης, ο οποίος έχει επίσης τις αρνητικές του πλευρές).

Σημειώστε ότι αυτά τα μειονεκτήματα μπορούν να μειωθούν κάπως· για να γίνει αυτό, αρκεί να φτιάξετε ένα απλό φίλτρο βασισμένο σε ηλεκτρολύτη υψηλής χωρητικότητας (1 στην Εικ. 7).

Ρύζι. 7. Ακόμη και ένα απλό φίλτρο μπορεί να μειώσει σημαντικά το κυματισμό

Η αρχή λειτουργίας ενός τέτοιου φίλτρου είναι αρκετά απλή. Ο ηλεκτρολύτης φορτίζεται κατά τη διάρκεια του θετικού μισού κύκλου και αποφορτίζεται όταν συμβεί ο αρνητικός μισός κύκλος. Η χωρητικότητα πρέπει να είναι επαρκής για τη διατήρηση της τάσης σε όλο το φορτίο. Σε αυτή την περίπτωση, οι παλμοί θα εξομαλυνθούν κάπως, περίπου όπως φαίνεται στο γράφημα (2).

Η παραπάνω λύση θα βελτιώσει κάπως την κατάσταση, αλλά όχι πολύ· εάν τροφοδοτήσετε, για παράδειγμα, ενεργά ηχεία υπολογιστή από έναν τέτοιο ανορθωτή μισού κύματος, θα ακουστεί ένα χαρακτηριστικό υπόβαθρο σε αυτά. Για να διορθωθεί το πρόβλημα, θα απαιτηθεί μια πιο ριζική λύση, δηλαδή μια γέφυρα διόδου. Ας δούμε την αρχή λειτουργίας αυτού του κυκλώματος.

Σχεδιασμός και αρχή λειτουργίας διόδου γέφυρας

Η σημαντική διαφορά μεταξύ ενός τέτοιου κυκλώματος (από ένα κύκλωμα μισού κύματος) είναι ότι παρέχεται τάση στο φορτίο σε κάθε μισό κύκλο. Το διάγραμμα κυκλώματος για τη σύνδεση στοιχείων ανορθωτή ημιαγωγών φαίνεται παρακάτω.

Όπως φαίνεται από το παραπάνω σχήμα, το κύκλωμα χρησιμοποιεί τέσσερα ανορθωτικά στοιχεία ημιαγωγών, τα οποία συνδέονται με τέτοιο τρόπο ώστε μόνο δύο από αυτά να λειτουργούν κατά τη διάρκεια κάθε μισού κύκλου. Ας περιγράψουμε λεπτομερώς πώς συμβαίνει η διαδικασία:

• Το κύκλωμα λαμβάνει μια εναλλασσόμενη τάση Uin (2 στο Σχ. 8). Κατά τον θετικό μισό κύκλο σχηματίζεται το ακόλουθο κύκλωμα: VD4 – R – VD2. Αντίστοιχα, τα VD1 και VD3 βρίσκονται στη θέση κλειδώματος.
• Όταν συμβεί η ακολουθία του αρνητικού μισού κύκλου, λόγω του ότι αλλάζει η πολικότητα, σχηματίζεται ένα κύκλωμα: VD1 – R – VD3. Αυτή τη στιγμή, τα VD4 και VD2 είναι κλειδωμένα.
• Την επόμενη περίοδο ο κύκλος επαναλαμβάνεται.

Όπως φαίνεται από το αποτέλεσμα (γράφημα 3), και οι δύο μισοί κύκλοι εμπλέκονται στη διαδικασία και ανεξάρτητα από το πώς αλλάζει η τάση εισόδου, ρέει μέσω του φορτίου προς μία κατεύθυνση. Αυτή η αρχή λειτουργίας ενός ανορθωτή ονομάζεται πλήρες κύμα. Τα πλεονεκτήματά του είναι προφανή, τα παραθέτουμε:

• Δεδομένου ότι και οι δύο μισοί κύκλοι εμπλέκονται στην εργασία, η απόδοση αυξάνεται σημαντικά (σχεδόν δύο φορές).
• Ο κυματισμός στην έξοδο του κυκλώματος γέφυρας διπλασιάζει επίσης τη συχνότητα (σε σύγκριση με μια λύση μισού κύματος).
• Όπως φαίνεται από το γράφημα (3), το επίπεδο των βυθίσεων μειώνεται μεταξύ των παλμών, επομένως θα είναι πολύ πιο εύκολο για το φίλτρο να τους εξομαλύνει.
• Η τάση στην έξοδο του ανορθωτή είναι περίπου η ίδια όπως στην είσοδο.

Η παρεμβολή από το κύκλωμα της γέφυρας είναι αμελητέα και γίνεται ακόμη μικρότερη όταν χρησιμοποιείται ηλεκτρολυτική χωρητικότητα φίλτρου. Χάρη σε αυτό, αυτή η λύση μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε τροφοδοτικά για σχεδόν οποιοδήποτε σχέδιο ερασιτεχνικού ραδιοφώνου, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που χρησιμοποιούν ευαίσθητα ηλεκτρονικά.

Σημειώστε ότι δεν είναι καθόλου απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε τέσσερα ανορθωτικά στοιχεία ημιαγωγών· αρκεί να πάρετε ένα έτοιμο συγκρότημα σε πλαστική θήκη.

Αυτή η θήκη έχει τέσσερις ακίδες, δύο για την είσοδο και τον ίδιο αριθμό για την έξοδο. Τα σκέλη στα οποία συνδέεται η τάση AC επισημαίνονται με το σύμβολο "~" ή τα γράμματα "AC". Στην έξοδο, το θετικό σκέλος σημειώνεται με το σύμβολο "+", αντίστοιχα, το αρνητικό σκέλος σημειώνεται με "-".

Σε ένα σχηματικό διάγραμμα, ένα τέτοιο συγκρότημα συνήθως υποδηλώνεται με τη μορφή ρόμβου, με μια γραφική απεικόνιση μιας διόδου που βρίσκεται μέσα.

Το ερώτημα εάν είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε ένα συγκρότημα ή μεμονωμένες διόδους δεν μπορεί να απαντηθεί με σαφήνεια. Δεν υπάρχει διαφορά στη λειτουργικότητα μεταξύ τους. Αλλά η συναρμολόγηση είναι πιο συμπαγής. Από την άλλη, εάν αποτύχει, μόνο μια πλήρης αντικατάσταση θα βοηθήσει. Εάν σε αυτή την περίπτωση χρησιμοποιούνται μεμονωμένα στοιχεία, αρκεί να αντικαταστήσετε την αποτυχημένη δίοδο ανορθωτή.

Όλα αυτά τα εξαρτήματα διαφέρουν ως προς τον σκοπό, τα χρησιμοποιούμενα υλικά, τους τύπους р-n μεταβάσεις, σχεδιασμός, ισχύς και άλλα χαρακτηριστικά και χαρακτηριστικά. Ανορθωτές, παλμικές δίοδοι, varicaps, δίοδοι Schottky, SCR, LED και θυρίστορ χρησιμοποιούνται ευρέως. Ας εξετάσουμε τα κύρια τους Προδιαγραφέςκαι γενικές ιδιότητες, αν και κάθε τύπος αυτών των εξαρτημάτων ημιαγωγών έχει πολλές από τις δικές του καθαρά μεμονωμένες παραμέτρους.

Πρόκειται για ηλεκτρονικές συσκευές με μία σύνδεση p-n που έχουν αγωγιμότητα μονής κατεύθυνσης και είναι σχεδιασμένες να μετατρέπουν την εναλλασσόμενη τάση σε συνεχή τάση. Η συχνότητα της ανορθωμένης τάσης δεν είναι συνήθως μεγαλύτερη από 20 kHz. Οι διόδους ανορθωτή περιλαμβάνουν επίσης διόδους Schottky.

Δίνονται οι κύριες παράμετροι των διόδων ανόρθωσης χαμηλής ισχύος σε κανονικές θερμοκρασίες Τραπέζι 1διόδους ανορθωτή μέσης ισχύος σε πίνακας 2και διόδους ανόρθωσης υψηλής ισχύος πίνακας 3

Ένας τύπος διόδων ανορθωτή είναι . Αυτές οι συσκευές στον αντίστροφο κλάδο του χαρακτηριστικού ρεύματος-τάσης έχουν ένα χαρακτηριστικό χιονοστιβάδας παρόμοιο με τις διόδους zener. Η παρουσία ενός χαρακτηριστικού χιονοστιβάδας τους επιτρέπει να χρησιμοποιούνται ως στοιχεία προστασίας κυκλώματος έναντι υπερτάσεων, συμπεριλαμβανομένων απευθείας σε κυκλώματα ανορθωτή.

Στην τελευταία περίπτωση, οι ανορθωτές που βασίζονται σε αυτές τις διόδους λειτουργούν αξιόπιστα υπό συνθήκες υπερτάσεων μεταγωγής που συμβαίνουν σε επαγωγικά κυκλώματα όταν ενεργοποιείται και απενεργοποιείται η παροχή ρεύματος ή το φορτίο. Βασικές παράμετροι διόδων χιονοστιβάδας σε κανονική θερμοκρασία περιβάλλονεμφανίζεται σε

Για την ανόρθωση τάσεων πάνω από πολλά κιλοβολτ, έχουν αναπτυχθεί στήλες ανορθωτή, οι οποίες είναι ένα σύνολο διόδων ανορθωτή που συνδέονται σε σειρά και συναρμολογούνται σε μια ενιαία δομή με δύο ακροδέκτες. Αυτές οι συσκευές χαρακτηρίζονται από τις ίδιες παραμέτρους με τις διόδους ανορθωτή. Οι κύριες παράμετροι των στηλών ανόρθωσης σε κανονικές θερμοκρασίες περιβάλλοντος αναφέρονται παρακάτω

Για να μειωθούν οι συνολικές διαστάσεις των ανορθωτών και να διευκολυνθεί η εγκατάστασή τους, παράγονται μπλοκ ανορθωτών(συναρμολογήσεις) με δύο, τέσσερις ή περισσότερες διόδους, ηλεκτρικά ανεξάρτητες ή συνδεδεμένες με τη μορφή γέφυρας και συναρμολογημένες σε ένα περίβλημα. Οι κύριες παράμετροι των ανορθωτικών μπλοκ και συγκροτημάτων σε κανονική θερμοκρασία περιβάλλοντος δίνονται

Παλμικές δίοδοιΔιαφέρουν από τους ανορθωτές ως προς τον σύντομο χρόνο ανάστροφης ανάκτησης ή το μεγάλο παλμικό ρεύμα. Οι δίοδοι αυτής της ομάδας μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ανορθωτές σε υψηλές συχνότητες, για παράδειγμα, ως ανιχνευτές ή διαμορφωτές, μετατροπείς, διαμορφωτές παλμών, περιοριστές και άλλες συσκευές παλμών, δείτε πίνακες αναφοράς 7 Και 8

Δίοδοι σήραγγαςεκτελεί τις λειτουργίες ενεργών στοιχείων (συσκευές ικανές να ενισχύσουν την ισχύ του σήματος) ηλεκτρονικά κυκλώματαενισχυτές, γεννήτριες, διακόπτες κυρίως σε φάσμα μικροκυμάτων. Οι δίοδοι τούνελ έχουν υψηλή ταχύτητα λειτουργίας, μικρές συνολικές διαστάσεις και βάρος, είναι ανθεκτικές στην ακτινοβολία, λειτουργούν αξιόπιστα σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών και είναι ενεργειακά αποδοτικές

Δίνονται οι κύριες παράμετροι της σήραγγας και των διόδων αντίστροφης λειτουργίας σε κανονικές θερμοκρασίες περιβάλλοντος

- Η αρχή λειτουργίας τους βασίζεται στην ηλεκτρική βλάβη (χιονοστιβάδα ή σήραγγα) της διασταύρωσης p-n, κατά την οποία εμφανίζεται απότομη αύξηση του αντίστροφου ρεύματος και η αντίστροφη τάση αλλάζει πολύ λίγο. Αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται για τη σταθεροποίηση της τάσης σε ηλεκτρικά κυκλώματα.Λόγω του γεγονότος ότι η διάσπαση χιονοστιβάδας είναι χαρακτηριστική των διόδων που κατασκευάζονται με βάση έναν ημιαγωγό με μεγάλο διάκενο ζώνης, η πρώτη ύλη για τις διόδους zener είναι το πυρίτιο. Επιπλέον, το πυρίτιο έχει χαμηλό θερμικό ρεύμα και σταθερά χαρακτηριστικά σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών. Για τη λειτουργία σε διόδους zener, χρησιμοποιείται ένα επίπεδο τμήμα του χαρακτηριστικού I-V του αντίστροφου ρεύματος, εντός του οποίου απότομες αλλαγές στο αντίστροφο ρεύμα συνοδεύονται από πολύ μικρές αλλαγές στην αντίστροφη τάση.

Παράμετροι διόδων zener και σταθεροποιητέςχαμηλή ισχύς δίνονται σε , δίοδοι zener και δίοδοι zener υψηλής ισχύος - in , δίοδοι zener ακριβείας -

Οι παράμετροι των περιοριστών τάσης δίνονται στο

Βιβλίο αναφοράς Varicaps

Πρόκειται για διόδους ημιαγωγών με ηλεκτρικά ελεγχόμενη χωρητικότητα διασταύρωσης φραγμού. Η αλλαγή της χωρητικότητας επιτυγχάνεται με αλλαγή της αντίστροφης τάσης. Όπως και με άλλες διόδους, η αντίσταση βάσης του varicap πρέπει να είναι μικρή. Ταυτόχρονα, για να αυξηθεί η τιμή της τάσης διάσπασης, είναι επιθυμητή μια υψηλή ειδική αντίσταση των στρωμάτων βάσης που γειτνιάζουν με τη διασταύρωση. Με βάση αυτό, το κύριο μέρος της βάσης - το υπόστρωμα - είναι χαμηλής αντίστασης και το βασικό στρώμα που βρίσκεται δίπλα στη μετάβαση είναι υψηλής αντίστασης. Οι Varicaps χαρακτηρίζονται από τις ακόλουθες κύριες παραμέτρους. Η συνολική χωρητικότητα του varicap SB είναι μια χωρητικότητα που περιλαμβάνει τη χωρητικότητα φραγμού και την χωρητικότητα του περιβλήματος, δηλαδή τη χωρητικότητα που μετράται μεταξύ των ακροδεκτών του varicap σε μια δεδομένη (ονομαστική) αντίστροφη τάση.

Δίοδος εκπομπής φωτόςείναι μια συσκευή ημιαγωγών που μετατρέπει το ηλεκτρικό ρεύμα απευθείας σε ακτινοβολία φωτός. Αποτελείται από έναν ή περισσότερους κρυστάλλους τοποθετημένους σε ένα περίβλημα με καλώδια επαφής και ένα οπτικό σύστημα (φακός) που παράγει τη ροή φωτός. Το μήκος κύματος εκπομπής κρυστάλλου (χρώμα) εξαρτάται από

Αυτά είναι τα ίδια LED που εκπέμπουν φως μόνο στην περιοχή IR

Αυτό είναι το απλούστερο λέιζερ ημιαγωγών, η βάση του σχεδιασμού του είναι τυπικό π-νμετάβαση. Η αρχή λειτουργίας της συσκευής λέιζερ βασίζεται στο γεγονός ότι μετά την ελεύθερη φόρτιση εισάγονται φορείς στο στοιχείο p-n ζώνη- μετάβαση, σχηματίζεται αντιστροφή πληθυσμού.

Ένας περιοριστής τάσης ημιαγωγών είναι μια δίοδος που λειτουργεί στον αντίστροφο κλάδο του χαρακτηριστικού ρεύματος-τάσης με διάσπαση χιονοστιβάδας. Χρησιμοποιείται για λόγους προστασίας έναντι υπερτάσεων σε κυκλώματα ολοκληρωμένων και υβριδικών κυκλωμάτων, ραδιοηλεκτρονικών στοιχείων κ.λπ. Χρησιμοποιώντας περιοριστές τάσης, μπορείτε να προστατεύσετε τα κυκλώματα εισόδου και εξόδου διαφόρων ηλεκτρονικών εξαρτημάτων από τις επιπτώσεις βραχυπρόθεσμων υπερτάσεων.

Οι πληροφορίες στον κατάλογο παρουσιάζονται σε μορφή πρωτότυπων αρχείων PDF και για ευκολία λήψης χωρίζονται σε συλλογές σύμφωνα με το αγγλικό αλφάβητο

Βιβλίο αναφοράς για οικιακές διόδους

Το βιβλίο αναφοράς δίνει γενικές πληροφορίεςσχετικά με τις οικιακές διόδους ημιαγωγών, συγκεκριμένα, ανορθωτές, μήτρες διόδων, δίοδοι zener και σταθεροποιητές, varicaps, συσκευές ημιαγωγών ακτινοβολίας και υπερυψηλής ισχύος. Λέει επίσης για την ταξινόμηση και το σύστημα συμβόλων τους. Οι συμβατικοί γραφικοί χαρακτηρισμοί δίνονται σύμφωνα με το GOST 2.730-73 και οι όροι και οι ονομασίες γραμμάτων των παραμέτρων σύμφωνα με το GOST 25529-82. Δίνονται ορισμένες πληροφορίες σχετικά με τη χρήση περιοριστών τάσης και κανόνες για την εγκατάσταση διόδων. Το παράρτημα περιέχει σχέδια διαστάσεων των περιβλημάτων και ένα αλφαριθμητικό ευρετήριο για πλοήγηση.

Αυτή η βάση δεδομένων δεν είναι τίποτα περισσότερο από ένα ηλεκτρονικό βιβλίο αναφοράς για συσκευές ημιαγωγών, συμπεριλαμβανομένων γεφυρών και συγκροτημάτων, καθώς και πολλών εξαρτημάτων ραδιοφώνου.

Ο κατάλογος περιέχει περισσότερα από 65.000 ραδιοστοιχεία. Υπάρχουν πληροφορίες από όλους τους κορυφαίους κατασκευαστές από τον Δεκέμβριο του 2016. Ο κατάλογος περιέχει τις ακόλουθες λειτουργίες:

Ταξινόμηση κατά πολλά χαρακτηριστικά σε οποιαδήποτε σειρά του καταλόγου
φιλτράρισμα για όλα σχεδόν τα χαρακτηριστικά
επεξεργασία δεδομένων καταλόγου
προβολή τεκμηρίωσης και σχέδιο του περιβλήματος του ραδιοστοιχείου
αναφοράς προβολή φύλλων δεδομένων σε μορφή PDF

Οι παρακάτω συμβάσεις χρησιμοποιούνται στους πίνακες αναφοράς:

U rev.max.	-	μέγιστη επιτρεπτή σταθερή αντίστροφη τάση της διόδου.
U rev.i.max.	-	μέγιστη επιτρεπόμενη αντίστροφη τάση παλμού της διόδου.
I πρ.μέγ.	-	μέγιστο μέσο μελλοντικό ρεύμα για την περίοδο·
I pr.i.max.	-	μέγιστο ρεύμα προς τα εμπρός παλμού ανά περίοδο.
I prg.	-	ρεύμα υπερφόρτωσης διόδου ανορθωτή.
f max.	-	μέγιστη επιτρεπόμενη συχνότητα μεταγωγής διόδου.
στ σκλάβος	-	συχνότητα λειτουργίας της εναλλαγής διόδου.
U pr at I pr	-	σταθερή μπροστινή τάση της διόδου στο ρεύμα I pr.
Αρρ.	-	σταθερό ρεύμα αντίστροφης διόδου.
Tk.max.	-	μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία του σώματος της διόδου.
Tp.max.	-	μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία διασταύρωσης διόδου.

Δίοδοι ημιαγωγώνονομάζονται ηλεκτρικές συσκευές μετατροπής μονής διασταύρωσης (με μία ηλεκτρική σύνδεση) με δύο εξωτερικά καλώδια ρεύματος. Η ηλεκτρική ένωση μπορεί να είναι μια ένωση ηλεκτρονίου-οπής, μια επαφή μετάλλου-ημιαγωγού ή μια ετεροσύνδεση. Το σχήμα δείχνει σχηματικά τη διάταξη μιας διόδου με μια διασταύρωση ηλεκτρονίου-οπής 1, που διαχωρίζει τις p-m n-περιοχές (2 και 3) με διαφορετικούς τύπους ηλεκτρικής αγωγιμότητας.

Το κρύσταλλο 3 είναι εξοπλισμένο με εξωτερικά καλώδια ρεύματος 4 και τοποθετείται σε μεταλλικό, γυάλινο, κεραμικό ή πλαστικό περίβλημα 5, το οποίο προστατεύει τον ημιαγωγό από εξωτερικές επιδράσεις (ατμοσφαιρικές, μηχανικές κ.λπ.). Συνήθως, οι δίοδοι ημιαγωγών έχουν ασύμμετρες διασταυρώσεις ηλεκτρονίου-οπής. Μια περιοχή του ημιαγωγού (με υψηλότερη συγκέντρωση ακαθαρσιών) χρησιμεύει ως εκπομπός και η άλλη (με χαμηλότερη συγκέντρωση) χρησιμεύει ως βάση. Στο απευθείας σύνδεσηεξωτερική τάση στη δίοδο, η έγχυση των φορέων μειοψηφίας φορτίου λαμβάνει χώρα κυρίως από την βαριά ντοπαρισμένη περιοχή του πομπού στην ελαφρά ντοπαρισμένη περιοχή της βάσης.

Η ποσότητα των φορέων μειοψηφίας που διέρχονται προς την αντίθετη κατεύθυνση είναι σημαντικά μικρότερη από την έγχυση από τον πομπό. Ανάλογα με την αναλογία των γραμμικών διαστάσεων της διασταύρωσης και του χαρακτηριστικού μήκους, διακρίνονται οι επίπεδες και σημειακές δίοδοι. Μια δίοδος θεωρείται επίπεδη εάν οι γραμμικές της διαστάσεις, που καθορίζουν την περιοχή διασταύρωσης, είναι σημαντικά μεγαλύτερες από το χαρακτηριστικό μήκος.

Το χαρακτηριστικό μήκος στο βιβλίο αναφοράς για τις διόδους είναι το μικρότερο από δύο τιμές - το πάχος της βάσης και το μήκος διάχυσης των μειοψηφικών φορέων στη βάση. Καθορίζουν τις ιδιότητες και τα χαρακτηριστικά των διόδων. Οι σημειακές δίοδοι περιλαμβάνουν διόδους με διαστάσεις γραμμικής διασταύρωσης μικρότερες από το χαρακτηριστικό μήκος. Μια μετάβαση στη διεπαφή μεταξύ περιοχών με διαφορετικούς τύπους αγωγιμότητας έχει τις ιδιότητες της ανόρθωσης ρεύματος (μονόδρομη αγωγιμότητα). μη γραμμικότητα του χαρακτηριστικού ρεύματος-τάσης. το φαινόμενο της διοχέτευσης σήραγγας φορέα φορτίου μέσω ενός φραγμού δυναμικού τόσο υπό αντίστροφη όσο και προς τα εμπρός μεροληψία· το φαινόμενο του ιοντισμού κρούσης ατόμων ημιαγωγών σε σχετικά υψηλές τάσεις μετάβασης. χωρητικότητα φραγμού, κλπ. Αυτές οι ιδιότητες μετάβασης χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία διαφόρων τύπων διόδων ημιαγωγών.

Με βάση το εύρος συχνοτήτων στο οποίο μπορούν να λειτουργήσουν οι δίοδοι, χωρίζονται σε χαμηλής συχνότητας (LF) και υψηλής συχνότητας (HF). Σύμφωνα με τον σκοπό τους, οι δίοδοι LF χωρίζονται σε διόδους ανορθωτή, σταθεροποίησης, παλμικής και HF - σε ανιχνευτές, μίξης, αρθρωτές, παραμετρικές, μεταγωγικές κ.λπ. Μερικές φορές οι δίοδοι που διαφέρουν στις βασικές φυσικές διεργασίες χωρίζονται σε μια ειδική ομάδα: σήραγγα, χιονοστιβάδα-πτήση, φωτογραφία -, LED κ.λπ.

Με βάση το υλικό του κύριου κρυστάλλου ημιαγωγού, διακρίνονται οι δίοδοι γερμάνιο, πυρίτιο, αρσενίδιο του γαλλίου και άλλες δίοδοι. Για να ορίσετε διόδους ημιαγωγών στον κατάλογο, χρησιμοποιείται ένας εξαψήφιος και επταψήφιος αλφαριθμητικός κωδικός (για παράδειγμα, KD215A, 2DS523G).

Το πρώτο στοιχείο - ένα γράμμα (για συσκευές ευρέως χρησιμοποιούμενες) ή ένας αριθμός (για συσκευές που χρησιμοποιούνται σε συσκευή ειδικής χρήσης) - υποδεικνύει το υλικό στο οποίο κατασκευάζεται η συσκευή: G ή 1 - γερμάνιο. Κ ή 2 - πυρίτιο και οι ενώσεις του. Α ή 3 - ενώσεις γαλλίου (για παράδειγμα, αρσενίδιο του γαλλίου). Και ή 4 - ενώσεις ινδίου (για παράδειγμα, φωσφίδιο του ινδίου).

Το δεύτερο στοιχείο είναι ένα γράμμα που υποδεικνύει μια υποκατηγορία ή ομάδα συσκευών: D - ανορθωτής, παλμικές δίοδοι. Γ - διόρθωση αναρτήσεων και μπλοκ. Β - κιρσοί? Και - δίοδοι παλμικής σήραγγας. A - διόδους μικροκυμάτων. C - δίοδοι zener.

Το τρίτο στοιχείο - ένας αριθμός - καθορίζει ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά που χαρακτηρίζουν τη συσκευή (για παράδειγμα, τον σκοπό ή την αρχή λειτουργίας της).

Το τέταρτο, το πέμπτο και το έκτο στοιχείο είναι ένας τριψήφιος αριθμός που υποδεικνύει τον σειριακό αριθμό της ανάπτυξης του τεχνολογικού τύπου της συσκευής.

Το έβδομο στοιχείο - το γράμμα - καθορίζει υπό όρους την ταξινόμηση σύμφωνα με τις παραμέτρους των συσκευών που κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας μια ενιαία τεχνολογία. Παράδειγμα χαρακτηρισμού: 2DS523G - ένα σετ συσκευών παλμού πυριτίου για συσκευές ειδικής χρήσης με χρόνο καθίζησης αντίστροφης αντίστασης από 150 έως 500 ns. ανάπτυξη αριθμός 23, ομάδα G. Συσκευές ανάπτυξης πριν από το 1973 σε βιβλία αναφοράς. έχουν συστήματα σημειογραφίας τριών και τεσσάρων στοιχείων.