Doğrultucu diyotlar referans kitabı. Darbe doğrultucu diyotlar. Cihaz ve tasarım özellikleri

Doğrultucu diyotların temel amacı voltaj dönüşümüdür. Ancak bu yarı iletken elemanların tek uygulama alanı bu değildir. Kademeli jeneratörlerde vb. kullanılan anahtarlama ve kontrol devrelerine monte edilirler. Yeni başlayan radyo amatörleri, bu yarı iletken elemanların nasıl yapılandırıldığını ve çalışma prensiplerini öğrenmekle ilgileneceklerdir. Genel özelliklerle başlayalım.

Cihaz ve tasarım özellikleri

Ana yapısal eleman bir yarı iletkendir. Bu, p ve n iletkenliğinin iki bölgesine sahip olan silikon veya germanyum kristalinden yapılmış bir levhadır. Bu tasarım özelliğinden dolayı düzlemsel olarak adlandırılmaktadır.

Bir yarı iletken üretilirken kristal şu ​​şekilde işlenir: p tipi bir yüzey elde etmek için erimiş fosfor ile işlenir ve p tipi yüzey için bor, indiyum veya alüminyum ile işlenir. Isıl işlem sırasında bu malzemelerin ve kristalin difüzyonu meydana gelir. Sonuç olarak, farklı elektriksel iletkenliğe sahip iki yüzey arasında p-n eklemli bir bölge oluşur. Bu şekilde elde edilen yarı iletken mahfazaya monte edilir. Bu, kristali dış etkilerden korur ve ısı dağılımını destekler.

Tanımlar:

• A – katot çıkışı.
• B – kristal tutucu (gövdeye kaynaklanmıştır).
• C – n-tipi kristal.
• D – p tipi kristal.
• E – anot terminaline giden kablo.
• F – yalıtkan.
• G – gövde.
• H – anot çıkışı.

Daha önce de belirtildiği gibi, temel bilgiler silikon veya germanyum kristalleri kullanılarak geçişler. Birincisi çok daha sık kullanılır, bunun nedeni germanyum elementlerinde ters akımların çok daha yüksek olmasıdır, bu da izin verilen ters voltajı önemli ölçüde sınırlar (400 V'u geçmez). Silikon yarı iletkenler için bu karakteristik 1500 V'a kadar ulaşabilir.

Ayrıca germanyum elementlerinin çalışma sıcaklığı aralığı çok daha dar olup, -60°C ile 85°C arasında değişmektedir. Üst sıcaklık eşiği aşıldığında ters akım keskin bir şekilde artar ve bu da cihazın verimliliğini olumsuz yönde etkiler. Silikon yarı iletkenler için üst eşik yaklaşık 125°C-150°C'dir.

Güç sınıflandırması

Elemanların gücü izin verilen maksimum doğru akıma göre belirlenir. Bu özelliğe uygun olarak aşağıdaki sınıflandırma benimsenmiştir:

Ana özelliklerin listesi

Aşağıda doğrultucu diyotların ana parametrelerini açıklayan bir tablo bulunmaktadır. Bu özellikler veri sayfasından (elemanın teknik açıklaması) elde edilebilir. Kural olarak, radyo amatörlerinin çoğu, şemada belirtilen elemanın mevcut olmadığı durumlarda bu bilgiye yönelir ve bu da onun için uygun bir analog bulmayı gerektirir.

Çoğu durumda, belirli bir diyotun bir analogunu bulmanız gerekiyorsa, tablodaki ilk beş parametrenin oldukça yeterli olacağını unutmayın. Bu durumda elemanın çalışma sıcaklığı aralığının ve frekansının dikkate alınması tavsiye edilir.

Çalışma prensibi

Doğrultucu diyotların çalışma prensibini açıklamanın en kolay yolu bir örnek vermektir. Bunu yapmak için, gücün U IN voltajına sahip bir alternatif akım kaynağından geldiği (grafik 2) ve VD üzerinden R yüküne gittiği basit bir yarım dalga doğrultucunun devresini simüle ediyoruz (Şekil 6'da 1'e bakın).

Pirinç. 6. Tek diyotlu doğrultucunun çalışma prensibi

Pozitif yarı döngü sırasında diyot açık konumdadır ve akımı içinden yüke iletir. Negatif yarım çevrim sırası geldiğinde cihaz kilitlenir ve yüke enerji verilmez. Yani, negatif yarım dalganın bir tür kesilmesi var (aslında bu tamamen doğru değil, çünkü bu süreç Her zaman ters bir akım vardır, büyüklüğü I arr karakteristiği tarafından belirlenir.

Sonuç olarak grafik (3)'ten görülebileceği gibi çıkışta pozitif yarım döngülerden oluşan darbeler alıyoruz, yani, DC. Bu, yarı iletken elemanların doğrultulmasının çalışma prensibidir.

Böyle bir doğrultucunun çıkışındaki darbe voltajının yalnızca düşük gürültülü yüklere güç sağlamak için uygun olduğunu unutmayın; bir örnek şöyle olabilir: Şarj cihazı el feneri asit pili için. Uygulamada bu şema, ürünlerinin maliyetini mümkün olduğunca azaltmak amacıyla yalnızca Çinli üreticiler tarafından kullanılıyor. Aslında tasarımın sadeliği onun tek kutbudur.

Tek diyotlu doğrultucunun dezavantajları şunlardır:

• Düşük verim, negatif yarı çevrimler kesildiği için cihazın verimi %50'yi geçmez.
• Çıkış voltajı giriş voltajının yaklaşık yarısı kadardır.
• Tedarik ağının frekansında karakteristik bir uğultu şeklinde kendini gösteren yüksek gürültü seviyesi. Bunun nedeni, düşürücü transformatörün asimetrik demanyetizasyonudur (aslında bu tür devreler için, negatif tarafları da olan bir sönümleme kapasitörünün kullanılması daha iyidir).

Bu dezavantajların bir miktar azaltılabileceğini unutmayın, bunun için yüksek kapasiteli bir elektrolite dayalı basit bir filtre yapmak yeterlidir (Şekil 7'de 1).

Pirinç. 7. Basit bir filtre bile dalgalanmayı önemli ölçüde azaltabilir

Böyle bir filtrenin çalışma prensibi oldukça basittir. Elektrolit, pozitif yarı döngü sırasında yüklenir ve negatif yarı döngü oluştuğunda deşarj olur. Kapasitans, yükteki voltajı korumak için yeterli olmalıdır. Bu durumda darbeler yaklaşık olarak grafik (2)'de gösterildiği gibi bir miktar yumuşatılacaktır.

Yukarıdaki çözüm durumu biraz iyileştirecek, ancak çok fazla değil; örneğin aktif bilgisayar hoparlörlerine böyle bir yarım dalga doğrultucudan güç verirseniz, karakteristik bir arka plan duyulacaktır. Sorunu çözmek için daha radikal bir çözüme, yani diyot köprüsüne ihtiyaç duyulacaktır. Bu devrenin çalışma prensibine bakalım.

Bir diyot köprüsünün tasarımı ve çalışma prensibi

Böyle bir devre (yarım dalga devresinden) arasındaki önemli fark, her yarım döngüde yüke voltajın sağlanmasıdır. Yarı iletken doğrultucu elemanların bağlanması için devre şeması aşağıda gösterilmiştir.

Yukarıdaki şekilde görülebileceği gibi devre, her yarım döngüde yalnızca iki tanesi çalışacak şekilde bağlanan dört yarı iletken doğrultucu eleman kullanır. Sürecin nasıl gerçekleştiğini ayrıntılı olarak açıklayalım:

• Devre, alternatif bir voltaj Uin alır (Şekil 8'de 2). Pozitif yarı döngü sırasında aşağıdaki devre oluşur: VD4 – R – VD2. Buna göre VD1 ve VD3 kilitli konumdadır.
• Negatif yarım döngü dizisi meydana geldiğinde, polaritenin değişmesi nedeniyle bir devre oluşur: VD1 – R – VD3. Şu anda VD4 ve VD2 kilitlidir.
• Bir sonraki periyotta döngü tekrarlanır.

Sonuçtan da görüleceği üzere (grafik 3), her iki yarım çevrim de sürece dâhildir ve giriş gerilimi ne kadar değişirse değişsin yük üzerinden tek yönde akar. Doğrultucunun bu çalışma prensibine tam dalga denir. Avantajları açıktır, bunları sıralıyoruz:

• Her iki yarım döngü de işe dahil olduğundan, verimlilik önemli ölçüde artar (neredeyse iki kat).
• Köprü devresinin çıkışındaki dalgalanma da frekansı iki katına çıkarır (yarım dalga çözümüyle karşılaştırıldığında).
• Grafik (3)'ten görülebileceği gibi, darbeler arasında düşüşlerin seviyesi azalır, dolayısıyla filtrenin bunları düzeltmesi çok daha kolay olacaktır.
• Doğrultucu çıkışındaki voltaj girişteki voltajla yaklaşık olarak aynıdır.

Köprü devresinden kaynaklanan girişim ihmal edilebilir düzeydedir ve filtre elektrolitik kapasitansı kullanıldığında daha da azalır. Bu sayede bu çözüm, hassas elektronikler kullananlar da dahil olmak üzere hemen hemen her amatör radyo tasarımına yönelik güç kaynaklarında kullanılabilir.

Dört doğrultucu yarı iletken elemanın kullanılmasının hiç gerekli olmadığını unutmayın, plastik bir kutuda hazır bir montajın alınması yeterlidir.

Bu durumda ikisi giriş için ve aynı sayıda çıkış için olmak üzere dört pin vardır. AC voltajın bağlandığı bacaklar “~” işareti veya “AC” harfleriyle işaretlenmiştir. Çıkışta pozitif bacak sırasıyla “+” sembolüyle, negatif bacak ise “-” ile işaretlenmiştir.

Şematik bir diyagramda, böyle bir düzenek genellikle içinde bulunan bir diyotun grafiksel gösterimi ile bir eşkenar dörtgen şeklinde gösterilir.

Bir düzeneğin mi yoksa bireysel diyotların mı kullanılmasının daha iyi olduğu sorusu açık bir şekilde cevaplanamaz. Aralarında işlevsellik açısından hiçbir fark yoktur. Ancak montaj daha kompakttır. Öte yandan, eğer başarısız olursa, yalnızca tam bir değiştirme yardımcı olacaktır. Bu durumda ayrı elemanlar kullanılıyorsa, arızalı doğrultucu diyotun değiştirilmesi yeterlidir.

Tüm diyotlar doğrultucu olmasına rağmen, bu terim genellikle güç sağlama amaçlı cihazlara, onları küçük sinyal devreleri için kullanılan elemanlardan ayırmak için uygulanır. Yüksek güçlü doğrultucu diyot, yük sırasında yüksek güç yayıldığında 50Hz'lik düşük besleme frekansına sahip AC akımını düzeltmek için kullanılır.

Diyot özellikleri

Diyotun asıl görevi alternatif voltajın doğru voltaja dönüştürülmesi Doğrultucu köprülerde kullanım yoluyla. Bu, elektriğin yalnızca tek yönde akmasına izin vererek güç kaynağının çalışır durumda kalmasını sağlar.

Doğrultucu diyotun çalışma prensibini anlamak zor değildir. Elemanı pn bağlantısı adı verilen bir yapıdan oluşur. P tipi tarafa anot, n tipi tarafa ise katot adı verilir. Akım anottan katoda aktarılırken ters yönde akması neredeyse tamamen engellenir. Bu olaya düzleşme denir. Alternatif akımı tek yönlü akıma dönüştürür. Bu tür cihazlar normal diyotlardan daha yüksek elektriği kaldırabilir, bu yüzden bunlara yüksek güç denir. Yüksek miktarda akımı iletebilmeleri ana özellikleri olarak sınıflandırılabilir.

Bugün Silikon diyotlar en sık kullanılır. Germanyumdan yapılan elemanlarla karşılaştırıldığında daha geniş bağlantı yüzeyine sahiptirler. Germanyumun ısıya karşı direnci düşük olduğundan yarı iletkenlerin çoğu silikondan yapılır. Germanyumdan yapılmış cihazlar önemli ölçüde daha düşük izin verilen ters voltaja ve bağlantı sıcaklığına sahiptir. Bir germanyum diyotun silikona göre sahip olduğu tek avantaj, ileri yönde çalışırken daha düşük voltaj değeridir (VF (IO) = germanyum için 0,3 ÷ 0,5 V ve silikon için 0,7 ÷ 1,4 V).

Redresörlerin çeşitleri ve teknik parametreleri

Günümüzde birçok farklı düzleştirici türü bulunmaktadır. Genellikle aşağıdakilere göre sınıflandırılırlar:

En yaygın türleri 1 A, 1,5 A, 3 A, 5 A ve 6 A'dır. Maksimum ortalama doğrultulmuş akımı 400 A'ya kadar olan standart cihazlar da vardır. İleri voltaj 1,1 mV ile 1,3 kV arasında değişebilir.

aşağıdaki izin verilen limitlerle karakterize edilir:

Yüksek performanslı bir elemanın örneği, baz istasyonları, kaynakçılar, AC/DC güç kaynakları ve endüstriyel uygulamalar için en uygun olan 2x30A Çift Yüksek Akım Doğrultucu Diyottur.

Uygulama değeri

En basit yarı iletken bileşen olan bu tip diyot, modern elektronik sistemlerde geniş bir uygulama alanına sahiptir. Çeşitli elektronik ve elektrik devreleriİstenilen sonucu elde etmek için bu bileşeni önemli bir cihaz olarak kullanın. Doğrultucu köprülerin ve diyotların uygulama kapsamı geniştir. İşte böyle birkaç örnek:

• alternatif akımın doğrudan voltaja dönüştürülmesi;
• güç kaynağından gelen sinyallerin izolasyonu;
• Voltaj referansı;
• sinyal boyutu kontrolü;
• sinyallerin karıştırılması;
• algılama sinyalleri;
• aydınlatma sistemleri;
• lazerler.

Güç doğrultucu diyotlar güç kaynaklarının hayati bir bileşenidir. Bilgisayarlarda ve arabalarda gücü düzenlemek için kullanılırlar ve ayrıca pil şarj cihazlarında ve bilgisayar güç kaynaklarında da kullanılabilirler.

Ek olarak, sıklıkla başka amaçlar için de kullanılırlar (örneğin, radyo modülasyonu için radyo alıcılarının dedektöründe). Schottky bariyer diyot çeşidi özellikle dijital elektronikte değerlidir. -40 ila +175 °C arasındaki çalışma sıcaklığı aralığı, bu cihazların her koşulda kullanılmasına olanak sağlar.

Doğrultucu diyotların temel amacı voltaj dönüşümüdür. Ancak bu yarı iletken elemanların tek uygulama alanı bu değildir. Kademeli jeneratörlerde vb. kullanılan anahtarlama ve kontrol devrelerine monte edilirler. Yeni başlayan radyo amatörleri, bu yarı iletken elemanların nasıl yapılandırıldığını ve çalışma prensiplerini öğrenmekle ilgileneceklerdir. Genel özelliklerle başlayalım.

Cihaz ve tasarım özellikleri

Ana yapısal eleman bir yarı iletkendir. Bu, p ve n iletkenliğinin iki bölgesine sahip olan silikon veya germanyum kristalinden yapılmış bir levhadır. Bu tasarım özelliğinden dolayı düzlemsel olarak adlandırılmaktadır.

Bir yarı iletken üretilirken kristal şu ​​şekilde işlenir: p tipi bir yüzey elde etmek için erimiş fosfor ile işlenir ve p tipi yüzey için bor, indiyum veya alüminyum ile işlenir. Isıl işlem sırasında bu malzemelerin ve kristalin difüzyonu meydana gelir. Sonuç olarak, farklı elektriksel iletkenliğe sahip iki yüzey arasında p-n eklemli bir bölge oluşur. Bu şekilde elde edilen yarı iletken mahfazaya monte edilir. Bu, kristali dış etkilerden korur ve ısı dağılımını destekler.

Tanımlar:

• A – katot çıkışı.
• B – kristal tutucu (gövdeye kaynaklanmıştır).
• C – n-tipi kristal.
• D – p tipi kristal.
• E – anot terminaline giden kablo.
• F – yalıtkan.
• G – gövde.
• H – anot çıkışı.

Daha önce de belirtildiği gibi, p-n bağlantısının temeli olarak silikon veya germanyum kristalleri kullanılır. Birincisi çok daha sık kullanılır, bunun nedeni germanyum elementlerinde ters akımların çok daha yüksek olmasıdır, bu da izin verilen ters voltajı önemli ölçüde sınırlar (400 V'u geçmez). Silikon yarı iletkenler için bu karakteristik 1500 V'a kadar ulaşabilir.

Ayrıca germanyum elementlerinin çalışma sıcaklığı aralığı çok daha dar olup, -60°C ile 85°C arasında değişmektedir. Üst sıcaklık eşiği aşıldığında ters akım keskin bir şekilde artar ve bu da cihazın verimliliğini olumsuz yönde etkiler. Silikon yarı iletkenler için üst eşik yaklaşık 125°C-150°C'dir.

Güç sınıflandırması

Elemanların gücü izin verilen maksimum doğru akıma göre belirlenir. Bu özelliğe uygun olarak aşağıdaki sınıflandırma benimsenmiştir:

Ana özelliklerin listesi

Aşağıda doğrultucu diyotların ana parametrelerini açıklayan bir tablo bulunmaktadır. Bu özellikler veri sayfasından (elemanın teknik açıklaması) elde edilebilir. Kural olarak, radyo amatörlerinin çoğu, şemada belirtilen elemanın mevcut olmadığı durumlarda bu bilgiye yönelir ve bu da onun için uygun bir analog bulmayı gerektirir.

Çoğu durumda, belirli bir diyotun bir analogunu bulmanız gerekiyorsa, tablodaki ilk beş parametrenin oldukça yeterli olacağını unutmayın. Bu durumda elemanın çalışma sıcaklığı aralığının ve frekansının dikkate alınması tavsiye edilir.

Çalışma prensibi

Doğrultucu diyotların çalışma prensibini açıklamanın en kolay yolu bir örnek vermektir. Bunu yapmak için, gücün U IN voltajına sahip bir alternatif akım kaynağından geldiği (grafik 2) ve VD üzerinden R yüküne gittiği basit bir yarım dalga doğrultucunun devresini simüle ediyoruz (Şekil 6'da 1'e bakın).

Pirinç. 6. Tek diyotlu doğrultucunun çalışma prensibi

Pozitif yarı döngü sırasında diyot açık konumdadır ve akımı içinden yüke iletir. Negatif yarım çevrim sırası geldiğinde cihaz kilitlenir ve yüke enerji verilmez. Yani, negatif yarım dalganın bir tür kesilmesi var (aslında bu tamamen doğru değil, çünkü bu işlem sırasında her zaman ters bir akım vardır, değeri I arr. karakteristiği tarafından belirlenir).

Sonuç olarak grafik (3)'ten görülebileceği gibi çıkışta pozitif yarım döngülerden oluşan darbeler yani doğru akım alıyoruz. Bu, yarı iletken elemanların doğrultulmasının çalışma prensibidir.

Böyle bir doğrultucunun çıkışındaki darbe voltajının yalnızca düşük gürültülü yüklere güç sağlamak için uygun olduğunu unutmayın; bir örnek, bir el feneri asit aküsü için şarj cihazı olabilir. Uygulamada bu şema, ürünlerinin maliyetini mümkün olduğunca azaltmak amacıyla yalnızca Çinli üreticiler tarafından kullanılıyor. Aslında tasarımın sadeliği onun tek kutbudur.

Tek diyotlu doğrultucunun dezavantajları şunlardır:

• Düşük verim, negatif yarı çevrimler kesildiği için cihazın verimi %50'yi geçmez.
• Çıkış voltajı giriş voltajının yaklaşık yarısı kadardır.
• Tedarik ağının frekansında karakteristik bir uğultu şeklinde kendini gösteren yüksek gürültü seviyesi. Bunun nedeni, düşürücü transformatörün asimetrik demanyetizasyonudur (aslında bu tür devreler için, negatif tarafları da olan bir sönümleme kapasitörünün kullanılması daha iyidir).

Bu dezavantajların bir miktar azaltılabileceğini unutmayın, bunun için yüksek kapasiteli bir elektrolite dayalı basit bir filtre yapmak yeterlidir (Şekil 7'de 1).

Pirinç. 7. Basit bir filtre bile dalgalanmayı önemli ölçüde azaltabilir

Böyle bir filtrenin çalışma prensibi oldukça basittir. Elektrolit, pozitif yarı döngü sırasında yüklenir ve negatif yarı döngü oluştuğunda deşarj olur. Kapasitans, yükteki voltajı korumak için yeterli olmalıdır. Bu durumda darbeler yaklaşık olarak grafik (2)'de gösterildiği gibi bir miktar yumuşatılacaktır.

Yukarıdaki çözüm durumu biraz iyileştirecek, ancak çok fazla değil; örneğin aktif bilgisayar hoparlörlerine böyle bir yarım dalga doğrultucudan güç verirseniz, karakteristik bir arka plan duyulacaktır. Sorunu çözmek için daha radikal bir çözüme, yani diyot köprüsüne ihtiyaç duyulacaktır. Bu devrenin çalışma prensibine bakalım.

Bir diyot köprüsünün tasarımı ve çalışma prensibi

Böyle bir devre (yarım dalga devresinden) arasındaki önemli fark, her yarım döngüde yüke voltajın sağlanmasıdır. Yarı iletken doğrultucu elemanların bağlanması için devre şeması aşağıda gösterilmiştir.

Yukarıdaki şekilde görülebileceği gibi devre, her yarım döngüde yalnızca iki tanesi çalışacak şekilde bağlanan dört yarı iletken doğrultucu eleman kullanır. Sürecin nasıl gerçekleştiğini ayrıntılı olarak açıklayalım:

• Devre, alternatif bir voltaj Uin alır (Şekil 8'de 2). Pozitif yarı döngü sırasında aşağıdaki devre oluşur: VD4 – R – VD2. Buna göre VD1 ve VD3 kilitli konumdadır.
• Negatif yarım döngü dizisi meydana geldiğinde, polaritenin değişmesi nedeniyle bir devre oluşur: VD1 – R – VD3. Şu anda VD4 ve VD2 kilitlidir.
• Bir sonraki periyotta döngü tekrarlanır.

Sonuçtan da görüleceği üzere (grafik 3), her iki yarım çevrim de sürece dâhildir ve giriş gerilimi ne kadar değişirse değişsin yük üzerinden tek yönde akar. Doğrultucunun bu çalışma prensibine tam dalga denir. Avantajları açıktır, bunları sıralıyoruz:

• Her iki yarım döngü de işe dahil olduğundan, verimlilik önemli ölçüde artar (neredeyse iki kat).
• Köprü devresinin çıkışındaki dalgalanma da frekansı iki katına çıkarır (yarım dalga çözümüyle karşılaştırıldığında).
• Grafik (3)'ten görülebileceği gibi, darbeler arasında düşüşlerin seviyesi azalır, dolayısıyla filtrenin bunları düzeltmesi çok daha kolay olacaktır.
• Doğrultucu çıkışındaki voltaj girişteki voltajla yaklaşık olarak aynıdır.

Köprü devresinden kaynaklanan girişim ihmal edilebilir düzeydedir ve filtre elektrolitik kapasitansı kullanıldığında daha da azalır. Bu sayede bu çözüm, hassas elektronikler kullananlar da dahil olmak üzere hemen hemen her amatör radyo tasarımına yönelik güç kaynaklarında kullanılabilir.

Dört doğrultucu yarı iletken elemanın kullanılmasının hiç gerekli olmadığını unutmayın, plastik bir kutuda hazır bir montajın alınması yeterlidir.

Bu durumda ikisi giriş için ve aynı sayıda çıkış için olmak üzere dört pin vardır. AC voltajın bağlandığı bacaklar “~” işareti veya “AC” harfleriyle işaretlenmiştir. Çıkışta pozitif bacak sırasıyla “+” sembolüyle, negatif bacak ise “-” ile işaretlenmiştir.

Şematik bir diyagramda, böyle bir düzenek genellikle içinde bulunan bir diyotun grafiksel gösterimi ile bir eşkenar dörtgen şeklinde gösterilir.

Bir düzeneğin mi yoksa bireysel diyotların mı kullanılmasının daha iyi olduğu sorusu açık bir şekilde cevaplanamaz. Aralarında işlevsellik açısından hiçbir fark yoktur. Ancak montaj daha kompakttır. Öte yandan, eğer başarısız olursa, yalnızca tam bir değiştirme yardımcı olacaktır. Bu durumda ayrı elemanlar kullanılıyorsa, arızalı doğrultucu diyotun değiştirilmesi yeterlidir.

Tüm bu bileşenler amaç, kullanılan malzemeler, türler bakımından farklılık gösterir. р-n geçişleri, tasarım, güç ve diğer özellikler ve özellikler. Doğrultucu, darbe diyotları, varikaplar, Schottky diyotlar, SCR'ler, LED'ler ve tristörler yaygın olarak kullanılmaktadır. Ana konularını ele alalım özellikler ve genel özellikler, ancak bu yarı iletken bileşenlerin her türü kendi tamamen bireysel parametrelerinin çoğuna sahiptir.

Bunlar, tek yönlü iletkenliğe sahip, alternatif voltajı doğrudan voltaja dönüştürmek için tasarlanmış, tek p-n eklemli elektronik cihazlardır. Düzeltilmiş voltajın frekansı genellikle 20 kHz'den fazla değildir. Doğrultucu diyotlar ayrıca Schottky diyotları da içerir.

Normal sıcaklıklarda düşük güçlü doğrultucu diyotların ana parametreleri aşağıda verilmiştir. tablo 1 orta güçlü doğrultucu diyotlar Tablo 2 ve yüksek güçlü doğrultucu diyotlar Tablo 3

Doğrultucu diyotların bir türü . Akım-gerilim karakteristiğinin ters kolunda yer alan bu cihazlar, zener diyotlara benzer çığ karakteristiğine sahiptir. Çığ karakteristiğinin varlığı, doğrudan redresör devreleri de dahil olmak üzere aşırı gerilimlere karşı devre koruma elemanları olarak kullanılmalarına olanak tanır.

İkinci durumda, bu diyotlara dayanan doğrultucular, güç kaynağı veya yük açılıp kapatıldığında endüktif devrelerde meydana gelen aşırı gerilimlerin anahtarlanması koşulları altında güvenilir bir şekilde çalışır. Normal sıcaklıkta çığ diyotlarının temel parametreleri çevre gösterilen

Birkaç kilovoltun üzerindeki voltajları düzeltmek için, seri olarak bağlanan ve iki terminalli tek bir yapı halinde bir araya getirilen bir dizi doğrultucu diyottan oluşan doğrultucu sütunlar geliştirilmiştir. Bu cihazlar doğrultucu diyotlarla aynı parametrelerle karakterize edilir. Normal ortam sıcaklıklarında kolonların doğrultulmasının ana parametreleri aşağıda verilmiştir.

Redresörlerin genel boyutlarını azaltmak ve kurulumunu kolaylaştırmak için üretilmektedir. doğrultucu blokları(düzenlemeler) iki, dört veya daha fazla diyota sahip, elektriksel olarak bağımsız veya bir köprü şeklinde bağlanmış ve tek bir mahfaza içine monte edilmiş. Normal ortam sıcaklığında doğrultucu bloklarının ve düzeneklerinin ana parametreleri aşağıda verilmiştir.

Darbe diyotları Kısa ters toparlanma süreleri veya büyük darbe akımları nedeniyle doğrultuculardan farklıdırlar. Bu grubun diyotları, yüksek frekanslardaki redresörlerde, örneğin bir dedektör veya modülatörler, dönüştürücüler, darbe şekillendiriciler, sınırlayıcılar ve diğer darbe cihazları olarak kullanılabilir; referans tablolarına bakın. 7 Ve 8

Tünel diyotları aktif elemanların işlevlerini yerine getirir (sinyal gücünü artırabilen cihazlar) elektronik devreler amplifikatörler, jeneratörler, anahtarlar esas olarak mikrodalga aralığındadır. Tünel diyotları yüksek çalışma hızına, küçük genel boyutlara ve ağırlığa sahiptir, radyasyona dayanıklıdır, geniş bir sıcaklık aralığında güvenilir bir şekilde çalışır ve enerji açısından verimlidir.

Normal ortam sıcaklıklarında tünel ve ters diyotların ana parametreleri aşağıda verilmiştir.

- çalışma prensipleri, ters akımda keskin bir artışın meydana geldiği ve ters voltajın çok az değiştiği p-n bağlantısının elektriksel (çığ veya tünel) bozulmasına dayanır. Bu özellik, elektrik devrelerindeki voltajı dengelemek için kullanılır.Çığ kırılmasının, geniş bant aralığına sahip bir yarı iletken temelinde yapılan diyotların karakteristiği olması nedeniyle, zener diyotların başlangıç ​​malzemesi silikondur. Ayrıca silikon, düşük termal akıma ve geniş bir sıcaklık aralığında kararlı özelliklere sahiptir. Zener diyotlarda çalışmak için, ters akımın I-V karakteristiğinin düz bir bölümü kullanılır; burada ters akımdaki keskin değişikliklere, ters voltajdaki çok küçük değişiklikler eşlik eder.

Zener diyotların parametreleri ve stabilizatörler düşük güç, zener diyotlarda ve yüksek güçlü zener diyotlarda verilir - hassas zener diyotlarda -

Gerilim sınırlayıcıların parametreleri aşağıda verilmiştir.

Varicaps referans kitabı

Bunlar elektrikle kontrol edilen bariyer bağlantı kapasitansına sahip yarı iletken diyotlardır. Kapasitanstaki değişiklik ters voltajı değiştirerek elde edilir. Diğer diyotlarda olduğu gibi varikapın taban direnci küçük olmalıdır. Aynı zamanda, arıza voltajının değerini arttırmak için bağlantı noktasına bitişik taban katmanlarının yüksek direnci arzu edilir. Buna dayanarak, tabanın ana kısmı - alt tabaka - düşük dirençlidir ve geçişe bitişik taban katmanı yüksek dirençlidir. Varikaplar aşağıdaki ana parametrelerle karakterize edilir. Varikap SB'nin toplam kapasitansı, bariyer kapasitansını ve mahfaza kapasitansını, yani belirli bir (nominal) ters voltajda varikap terminalleri arasında ölçülen kapasitansı içeren bir kapasitanstır.

Işık yayan diyot elektrik akımını doğrudan ışık radyasyonuna dönüştüren yarı iletken bir cihazdır. Kontak uçları olan bir mahfazaya yerleştirilmiş bir veya daha fazla kristalden ve ışık akısı üreten bir optik sistemden (lens) oluşur. Kristal emisyon dalga boyu (renk) şunlara bağlıdır:

Bunlar yalnızca IR aralığında ışık yayan aynı LED'lerdir

Bu en basit yarı iletken lazerdir, tasarımının temeli tipik p-n geçiş. Lazer cihazının çalışma prensibi, serbest yük taşıyıcılarının elemana enjekte edilmesinden sonra p-n bölgesi- geçiş, popülasyonun tersine dönmesi oluşur.

Yarı iletken voltaj sınırlayıcı, çığ arızası ile akım-gerilim karakteristiğinin ters dalında çalışan bir diyottur. Entegre ve hibrit devrelerin, radyo-elektronik elemanların vb. devrelerinde aşırı gerilime karşı koruma amaçlı kullanılır. Gerilim sınırlayıcıları kullanarak çeşitli elektronik bileşenlerin giriş ve çıkış devrelerini kısa süreli aşırı gerilimlerin etkilerinden koruyabilirsiniz.

Dizindeki bilgiler orijinal PDF dosyaları formatında sunulur ve indirme kolaylığı için İngilizce alfabeye uygun koleksiyonlara bölünmüştür.

Yerli diyotlar referans kitabı

Referans kitabı verir Genel bilgi yerli yarı iletken diyotlar, yani doğrultucular, diyot matrisleri, zener diyotlar ve stabilizatörler, varikaplar, yayılan ve ultra yüksek yarı iletken cihazlar hakkında. Aynı zamanda bunların sınıflandırılmasını ve sembol sistemini de anlatır. Geleneksel grafik gösterimleri GOST 2.730-73'e göre verilmiştir ve parametrelerin terimleri ve harf gösterimleri GOST 25529-82'ye göre verilmiştir. Gerilim sınırlayıcıların kullanımı ve diyotların takılmasına ilişkin kurallar hakkında bazı bilgiler verilmektedir. Ek, muhafazaların boyutsal çizimlerini ve navigasyon için alfasayısal bir dizini içerir.

Bu veritabanı, köprüler ve düzenekler ve birçok radyo bileşeni de dahil olmak üzere yarı iletken cihazlar hakkında elektronik bir referans kitabından başka bir şey değildir.

Dizin 65.000'den fazla radyo elementi içeriyor. Aralık 2016 itibarıyla tüm önde gelen üreticilerden bilgiler bulunmaktadır. Dizin aşağıdaki işlevleri içerir:

Dizinin herhangi bir sırasına göre çeşitli özelliklere göre sıralama
neredeyse tüm özellikler için filtreleme
dizin verilerini düzenleme
radyo elemanı muhafazasının belgelerini ve çizimini görüntüleme
Veri sayfalarının PDF formatında referans olarak görüntülenmesi

Referans tablolarında aşağıdaki kurallar kullanılmaktadır:

U devir.maks.	-	diyotun izin verilen maksimum sabit ters voltajı;
U rev.i.maks.	-	diyotun izin verilen maksimum darbe ters voltajı;
pr.max.	-	dönem için maksimum ortalama ileri akım;
ben pr.i.max.	-	periyot başına maksimum darbe ileri akımı;
ben prg.	-	doğrultucu diyot aşırı yük akımı;
maksimum f	-	izin verilen maksimum diyot anahtarlama frekansı;
köle	-	diyot anahtarlamanın çalışma frekansı;
Ben pr'da sen pr	-	I pr akımında diyotun sabit ileri voltajı;
Geliyorum.	-	sabit ters diyot akımı;
Tk.maks.	-	diyot gövdesinin izin verilen maksimum sıcaklığı.
Tp.maks.	-	izin verilen maksimum diyot bağlantı sıcaklığı.

Yarı iletken diyotlar iki harici akım ucuna sahip tek bağlantılı (bir elektrik bağlantı noktalı) elektrik dönüştürme cihazları olarak adlandırılır. Elektrik bağlantısı bir elektron-delik bağlantısı, bir metal-yarı iletken kontağı veya bir heteroeklem olabilir. Şekil, p-mn bölgelerini (2 ve 3) farklı elektriksel iletkenlik türleriyle ayıran, elektron-delik bağlantısına (1) sahip bir diyot cihazını şematik olarak göstermektedir.

Kristal (3), harici akım kabloları (4) ile donatılmıştır ve yarı iletkeni dış etkenlerden (atmosferik, mekanik vb.) koruyan metal, cam, seramik veya plastik bir muhafazanın (5) içine yerleştirilmiştir. Tipik olarak yarı iletken diyotlar asimetrik elektron-delik bağlantılarına sahiptir. Yarı iletkenin bir bölgesi (daha yüksek safsızlık konsantrasyonuna sahip) yayıcı olarak görev yaparken, diğeri (daha düşük konsantrasyona sahip) baz olarak hizmet eder. Şu tarihte: doğrudan bağlantı Diyotlara harici voltaj verildiğinde, azınlık yük taşıyıcılarının enjeksiyonu esas olarak yayıcının yoğun katkılı bölgesinden tabanın hafif katkılı bölgesine doğru gerçekleşir.

Ters yönde geçen azınlık taşıyıcılarının miktarı, yayıcıdan gelen enjeksiyona göre önemli ölçüde daha azdır. Bağlantının doğrusal boyutlarının karakteristik uzunluğuna oranına bağlı olarak düzlemsel ve nokta diyotlar ayırt edilir. Bir diyotun, bağlantı alanını belirleyen doğrusal boyutları karakteristik uzunluğundan önemli ölçüde büyükse, diyotun düzlemsel olduğu kabul edilir.

Diyotlar için referans kitabındaki karakteristik uzunluk, iki değerden küçüktür - tabanın kalınlığı ve tabandaki azınlık taşıyıcılarının difüzyon uzunluğu. Diyotların özelliklerini ve özelliklerini belirlerler. Nokta diyotlar, karakteristik uzunluktan daha küçük doğrusal bağlantı boyutlarına sahip diyotları içerir. Farklı iletkenlik türlerine sahip bölgeler arasındaki arayüzde bir geçiş, akım düzeltme (tek yönlü iletim) özelliklerine sahiptir; akım-gerilim karakteristiğinin doğrusal olmaması; hem ters hem de ileri eğilim altında potansiyel bir bariyer boyunca yük taşıyıcısının tünel açması olgusu; nispeten yüksek geçiş voltajlarında yarı iletken atomların darbe iyonlaşması olgusu; bariyer kapasitansı, vb. Bu geçiş özellikleri, çeşitli yarı iletken diyot türlerini oluşturmak için kullanılır.

Diyotların çalışabileceği frekans aralığına göre düşük frekanslı (LF) ve yüksek frekanslı (HF) olarak ikiye ayrılırlar. Amaçlarına göre, LF diyotlar doğrultucu, stabilizasyon, darbe ve HF diyotlara - dedektör, karıştırma, modüler, parametrik, anahtarlama vb. olarak ayrılır. Bazen temel fiziksel işlemlerde farklılık gösteren diyotlar özel bir gruba ayrılır: tünel, çığ uçuşu, fotoğraf -, LED'ler vb.

Ana yarı iletken kristalin malzemesine göre germanyum, silikon, galyum arsenit ve diğer diyotlar ayırt edilir. Dizindeki yarı iletken diyotları belirtmek için altı ve yedi basamaklı bir alfasayısal kod kullanılır (örneğin, KD215A, 2DS523G).

İlk eleman - bir harf (yaygın olarak kullanılan cihazlar için) veya bir sayı (özel amaçlı bir cihazda kullanılan cihazlar için) - cihazın yapıldığı malzemeyi belirtir: G veya 1 - germanyum; K veya 2 - silikon ve bileşikleri; A veya 3 - galyum bileşikleri (örneğin galyum arsenit); Ve veya 4 - indiyum bileşikleri (örneğin indiyum fosfit).

İkinci eleman, bir alt sınıfı veya cihaz grubunu belirten bir harftir: D - doğrultucu, darbe diyotları; C - direklerin ve blokların düzeltilmesi; B - varikaplar; Ve - darbe tüneli diyotları; A - mikrodalga diyotlar; C - zener diyotları.

Üçüncü öğe - bir sayı - cihazı karakterize eden ana özelliklerden birini (örneğin, amacı veya çalışma prensibi) belirler.

Dördüncü, beşinci ve altıncı unsurlar, cihazın teknolojik tipinin gelişiminin seri numarasını gösteren üç haneli bir sayıdır.

Yedinci unsur - harf - tek bir teknoloji kullanılarak üretilen cihazların parametrelerine göre sınıflandırmayı şartlı olarak belirler. Tanımlama örneği: 2DS523G - 150 ila 500 ns arasında ters direnç yerleşme süresine sahip özel amaçlı cihazlar için bir dizi silikon darbe cihazı; geliştirme numarası 23, grup G. Referans kitaplarında 1973 öncesi cihazların geliştirilmesi. üç ve dört elemanlı notasyon sistemleri vardır.