Astro-nn.ru

Стройка и ремонт
7 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Силовые диоды малой средней и большой мощности

СПРАВОЧНИК ПО ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫМ ДИОДАМ

СПРАВОЧНИК ПО ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫМ ДИОДАМ

КД201А
КД201Б
КД201В
КД201Г
КД202А
КД202Б
КД202В
КД202Г
КД202Д
КД202Е
КД202Ж
КД202И
КД202К
КД202Л
КД202М
КД202Н
КД202Р
КД202С
2Д202Т
КД203А
КД203Б
КД203В
КД203Г
КД203Д
КД203Е
КД203Ж
КД203И
КД203К
КД203Л
КД203М
КД204А
КД204Б
КД204В
КД205А
КД205Б
КД205В
КД205Г
КД205Д
КД205Е
КД205Ж
КД205И
КД205К
КД205Л
КД206А
КД206Б
КД206В
2Д207А
КД208А
КД209А
КД209Б
КД209В
КД209Г
КД210А
КД210Б
КД210В
КД210Г
КД212А
КД212Б
КД212В
КД212Г
КД213А
КД213Б
КД213В
КД213Г
2Д215А
2Д215Б
2Д215В
2Д216А
2Д216Б
2Д217А
2Д217Б
2Д218А
2Д219А
2Д219Б
2Д220А
2Д220Б
2Д220В
2Д220Г
2Д220Д
2Д220Е
2Д220Ж
2Д220И
КД221А
КД221Б
КД221В
КД221Г
2Д222АС
2Д222БС
2Д222ВС
2Д222ГС
2Д222ДС
2Д222ЕС
КД223А
2Д225АС
2Д225БС
2Д225ВС
КД226А
КД226Б
КД226В
КД226Г
КД226Д
КД226Е
КД227А
КД227Б
КД227В
КД227Г
КД227Д
КД227Е
КД227Ж
2Д228А
2Д229АС
2Д229БС
2Д229ВС
2Д230А
2Д230Б
2Д230В
2Д230Г
2Д230Д
2Д230Е
2Д230Ж
2Д230И
2Д231А
2Д231Б
2Д231В
2Д231Г
2Д232А
2Д232Б
2Д232В
2Д234А
2Д234Б
2Д234В
2Д235А
2Д235Б
2Д236А
2Д236Б
2Д237А
2Д237Б
2Д238АС
2Д238БС
2Д238ВС
2Д239А
2Д239Б
2Д239В
КД241А
КД243А
КД243Б
КД243В
КД243Г
КД243Д
КД243Е
КД243Ж
КД244А
КД244Б
КД244В
КД244Г
2Д245А
2Д245Б
2Д245В
КД247А
КД247Б
КД247В
КД247Г
КД247Д
КД247Е
КД248А
КД248Б
КД248В
КД248Г
КД248Д
КД248Е
КД248Ж
КД248И
КД248К
2Д249А
2Д249Б
2Д249В
2Д250А

2Д251А
2Д251Б
2Д251В
2Д251Г
2Д251Д
2Д251Е
2Д252А
2Д252Б
2Д252В
2Д253А
2Д253Б
2Д253В
2Д253Г
2Д253Д
2Д253Е
2Д254А
2Д254Б
2Д254В
2Д254Г
2Д255А5
2Д255Б5
2Д255Б5
КД257А
КД257Б
КД257В
КД257Г
КД257Д
КД258А
КД258Б
КД258В
КД258Г
КД258Д
КД259А
КД259Б
КД259В
2Д260А5
2Д260Б5
КД275А
КД275Б
КД275В
КД275Г
КД275Д
КД275Е
КД282А
2Д2990А
2Д2990Б
2Д2990В
КД2991А
2Д2992А
2Д2992Б
2Д2992В
2Д2993А
2Д2993Б
2Д2993В
КД2994А
2Д2995А
2Д2995Б
2Д2995В
2Д2995Г
2Д2995Д
2Д2995Е
2Д2995Ж
2Д2995И
2Д2997А
2Д2997Б
2Д2997В
КД2998А
КД2998Б
КД2998В
КД2998Г
КД2998Д
2Д2999А
2Д2999Б
2Д2999В

100/
100/
200/
200/
35/50
35/50
70/100
70/100
140/200
140/200
210/300
210/300
280/400
280/400
350/500
350/500
420/600
420/600
560/800
420/600
560/800
560/800
700/1000
700/1000
560/800
560/800
700/1000
700/1000
280/400
420/600
400/400
200/200
50/ 50
/500
/400
/300
/200
/100
/500
/600
/700
/100
/200
400/
500/
600/
600/
100/100
400/400
600/600
800/800
1000/1000
800/
800/
1000/
1000/
200/
200/
100/
100/
200/200
200/200
200/200
100/100
400/400
600/600
200/200
100/100
200/200
100/100
100/100
100/135
/15
/20
400/400
600/600
800/800
1000/1000
400/400
600/600
800/800
1000/1000
/100
/200
/400
/600
/20
/30
/40
/20
/30
/40
200/230
/15
/25
/35
100/100
200/200
400/400
600/600
800/800
600/600
100/150
200/250
300/450
400/600
500/700
600/850
800/1200
100/100
/15
/25
/35
400/400
600/600
800/800
1000/1000
400/400
600/600
800/800
1000/1000
/150
/200
/150
/200
15/15
25/25
35/35
100/100
200/200
400/400
40/40
30/30
600/600
800/800
100/100
200/200
25/25
35/35
45/45
100/100
150/150
200/200
1500/1500
50/ 50
100/100
200/200
400/400
600/600
800/800
1000/1000
100/100
100/100
200/200
200/200
400/450
200/250
100/150
100/100
200/200
400/400
600/600
800/800
50/50
1000/1000
1000/1000
800/800
800/800
600/600
600/600
400/400
400/400
1000/1200
40/40
30/30
20/20
125/140

Принцип работы, характеристика и разновидности выпрямительных диодов

Выпрямительный диод это прибор проводящий ток только в одну сторону. В основе его конструкции один p-n переход и два вывода. Такой диод изменяет ток переменный на постоянный. Помимо этого, их повсеместно практикуют в электросхемах умножения напряжения, цепях, где отсутствуют жесткие требования к параметрам сигнала по времени и частоте.

Принцип работы

Принцип работы этого устройства основывается на особенностях p-n перехода. Возле переходов двух полупроводников расположен слой, в котором отсутствуют носители заряда. Это запирающий слой. Его сопротивление велико.

При воздействии на слой определенного внешнего переменного напряжения, толщина его становится меньше, а впоследствии и вообще исчезнет. Возрастающий при этом ток называют прямым. Он проходит от анода к катоду. Если внешнее переменное напряжение будет иметь другую полярность, то запирающий слой будет больше, сопротивление возрастет.

Разновидности устройств, их обозначение

По конструкции различают приборы двух видов: точечные и плоскостные. В промышленности наиболее распространены кремниевые (обозначение — Si) и германиевые (обозначение — Ge). У первых рабочая температура выше. Преимущество вторых — малое падение напряжения при прямом токе.

Принцип обозначений диодов – это буквенно-цифровой код:

  • Первый элемент – обозначение материала из которого он выполнен,
  • Второй определяет подкласс,
  • Третий обозначает рабочие возможности,
  • Четвертый является порядковым номером разработки,
  • Пятый – обозначение разбраковки по параметрам.

Вольт-амперная характеристика

Вольт-амперную характеристику (ВАХ) выпрямительного диода можно представить графически. Из графика видно, что ВАХ устройства нелинейная.

В начальном квадранте Вольт-амперной характеристики ее прямая ветвь отражает наибольшую проводимость устройства, когда к нему приложена прямая разность потенциалов. Обратная ветвь (третий квадрант) ВАХ отражает ситуацию низкой проводимости. Это происходит при обратной разности потенциалов.

Реальные Вольт-амперные характеристики подвластны температуре. С повышением температуры прямая разность потенциалов уменьшается.

Из графика Вольт-амперной характеристики следует, что при низкой проводимости ток через устройство не проходит. Однако при определенной величине обратного напряжения происходит лавинный пробой.

ВАХ кремниевых устройств отличается от германиевых. ВАХ приведены в зависимости от различных температур окружающей среды. Обратный ток кремниевых приборов намного меньше аналогичного параметра германиевых. Из графиков ВАХ следует, что она возрастает с увеличением температуры.

Важнейшим свойством является резкая асимметрия ВАХ. При прямом смещении – высокая проводимость, при обратном – низкая. Именно это свойство используется в выпрямительных приборах.

Коэффициент выпрямления

Анализируя приборные характеристики, следует отметить: учитываются такие величины, как коэффициент выпрямления, сопротивление, емкость устройства. Это дифференциальные параметры.

Он отражает качество выпрямителя.

Его можно рассчитать: он будет равен отношению прямого тока прибора к обратному. Такой расчет приемлем для идеального устройства. Значение коэффициента выпрямления может достигать нескольких сотен тысяч. Чем он больше, тем лучше выпрямитель делает свою работу.

Основные параметры устройств

Какие же параметры характеризуют приборы? Основные параметры выпрямительных диодов:

  • Наибольшее значение среднего прямого тока,
  • Наибольшее допустимое значение обратного напряжения,
  • Максимально допустимая частота разности потенциалов при заданном прямом токе.

Исходя из максимального значения прямого тока, выпрямительные диоды разделяют на:

  • Приборы малой мощности. У них значение прямого тока до 300 мА,
  • Выпрямительные диоды средней мощности. Диапазон изменения прямого тока от 300 мА до 10 А,
  • Силовые (большой мощности). Значение более 10 А.

Существуют силовые устройства, зависящие от формы, материала, типа монтажа. Наиболее распространенные из них:

  • Силовые приборы средней мощности. Их технические параметры позволяют работать с напряжением до 1,3 килоВольт,
  • Силовые, большой мощности, могущие пропускать ток до 400 А. Это высоковольтные устройства. Существуют разные корпуса исполнения силовых диодов. Наиболее распространены штыревой и таблеточный вид.

Выпрямительные схемы

Схемы включения силовых устройств бывают различными. Для выпрямления сетевого напряжения они делятся на однофазные и многофазные, однополупериодные и двухполупериодные. Большинство из них однофазные. Ниже представлена конструкция такого однополупериодного выпрямителя и двух графиков напряжения на временной диаграмме.

Переменное напряжение U1 подается на вход (рис. а). Справа на графике оно представлено синусоидой. Состояние диода открытое. Через нагрузку Rн протекает ток. При отрицательном полупериоде диод закрыт. Поэтому к нагрузке подводится только положительная разность потенциалов. На рис. в отражена его временная зависимость. Эта разность потенциалов действует в течение одного полупериода. Отсюда происходит название схемы.

Самая простая двухполупериодная схема состоит из двух однополупериодных. Для такой конструкции выпрямления достаточно двух диодов и одного резистора.

Диоды пропускают только положительную волну переменного тока. Недостатком конструкции является то, что в полупериод переменная разность потенциалов снимается лишь с половины вторичной обмотки трансформатора.

Если в конструкции вместо двух диодов применить четыре коэффициент полезного действия повысится.

Выпрямители широко используются в различных сферах промышленности. Трехфазный прибор задействован в автомобильных генераторах. А применение изобретенного генератора переменного тока способствовало уменьшению размеров этого устройства. Помимо этого, увеличилась его надежность.

В высоковольтных устройствах широко применяют высоковольтные столбы, которые скомпонованы из диодов. Соединены они последовательно.

Импульсные приборы

Импульсным называют прибор, у которого время перехода из одного состояния в другое мало. Они применяются для работы в импульсных схемах. От своих выпрямительных аналогов такие приборы отличаются малыми емкостями p-n переходов.

Для приборов подобного класса, кроме параметров, указанных выше, следует отнести следующие:

  • Максимальные импульсные прямые (обратные) напряжения, токи,
  • Период установки прямого напряжения,
  • Период восстановления обратного сопротивления прибора.

В быстродействующих импульсных схемах широко применяют диоды Шотки.

Импортные приборы

Отечественная промышленность производит достаточное количество приборов. Однако сегодня наиболее востребованы импортные. Они считаются более качественными.

Импортные устройства широко используются в схемах телевизоров и радиоприемников. Их также применяют для защиты различных приборов при неправильном подключении (неправильная полярность). Количество видов импортных диодов разнообразно. Полноценной альтернативной замены их на отечественные пока не существует.

Силовые диоды малой средней и большой мощности

Силовые выпрямительные штыревые диоды на ток 100 — 400 А

Особенности:

Применение:

Тип

Д141-100

Д141-100Х

Д151-125

Д151-160

Д161-200

Д161-200Х

Д161-250

Д161-250Х

Д161-320

Д161-320Х

Д161-400

Д171-400

Силовые выпрямительные диоды таблеточной конструкции

Особенности:

Применение:

Тип

Д123-200

Д123-200

Д123-250

Читать еще:  Как сделать лестницу в погреб (подвал) своими руками

Д123-250

Д123-320

Д123-320

Д123-400

Д123-400

Д123-500

Д123-500

Д123-630

Д133-320

Д133-400

Д133-500

Д133-630

Д133-800

Д133-1000

Д133-1250

Д133-1600

Д143-630

Д143-800

Д143-1000

Д143-1250

Д143-1600

Д143-2000

Д243-800

Д243-1000

Д243-1250

Д243-1600

Д243-2000

Д153-1000

Д153-1250

Д153-1600

Д153-2000

Д253-1250

Д253-1600

Д253-2000

Д353-800

Д353-2000

Д163-1250

Д163-1600

Д163-2000

Д163-2500

Д163-3200

Д163-4000

Д163-5000

Д173-1250

Д173-1600

Д173-2000

Д173-2500

Д173-3200

Д173-4000

Д173-5000

Д173-6300

Д273-2000

Д273-2500

Д273-3200

Д273-4000

Д273-5000

Д273-6300

Роторные диоды

Особенности:

  • Фланцевая конструкция корпуса. Электродами являются медный круглый фланец (основание) и медный трубчатый токопровод
  • Диоды изготовляются прямой и обратной полярности.
  • Допускают эксплуатацию в условиях воздействия механических нагрузок: длительных центробежных ускорений до 4800g и кратковременных до 6800g, действующих вдоль оси симметрии в сторону основания и длительных тангенциальных ускорений 500g, действующих перпендикулярно оси диода.

Выпрямительные диоды

Диод – двухэлектродный полупроводниковый прибор с одним p–n-переходом, обладающий односторонней проводимостью тока. Существует много различных типов диодов – выпрямительные, импульсные, туннельные, обращенные, сверхвысокочастотные диоды, а также стабилитроны, варикапы, фотодиоды, светодиоды и др.

Работа выпрямительного диода объясняется свойствами электрического p–n-перехода.

Вблизи границы двух полупроводников образуется слой, лишенный подвижных носителей заряда (из-за рекомбинации) и обладающий высоким электрическим сопротивлением, – так называемый запирающий слой. Этот слой определяет контактную разность потенциалов (потенциальный барьер).

Если к p–n-переходу приложить внешнее напряжение, создающее электрическое поле в направлении, противоположном полю электрического слоя, то толщина этого слоя уменьшится и при напряжении 0,4 — 0,6 В запирающий слой исчезнет, а ток существенно возрастет (этот ток называют прямым).

При подключении внешнего напряжения другой полярности запирающий слой увеличится и сопротивление p–n-перехода возрастет, а ток, обусловленный движением неосновных носителей заряда, будет незначительным даже при сравнительно больших напряжениях.

Прямой ток диода создается основными, а обратный – неосновными носителями заряда. Положительный (прямой) ток диод пропускает в направлении от анода к катоду.

На рис. 1 показаны условное графическое обозначение (УГО) и характеристики выпрямительных диодов (их идеальная и реальная вольт-амперная характеристики). Видимый излом вольт-амперной характеристики диода (ВАХ) в начале координат связан с различными масштабами токов и напряжений в первом и третьем квадранте графика. Два вывода диода: анод А и катод К в УГО не обозначаются и на рисунке показаны для пояснения.

На вольт-амперная характеристика реального диода обозначена область электрического пробоя, когда при небольшом увеличении обратного напряжения ток резко возрастает.

Электрический пробой является обратимым явлением. При возвращении в рабочую область диод не теряет своих свойств. Если обратный ток превысит определенное значение, то электрический пробой перейдет в необратимый тепловой с выходом прибора из строя.

Рис. 1. Полупроводниковый выпрямительный диод: а – условное графическое изображение, б – идеальная вольт-амперная характеристика, в – реальная вольт-амперная характеристика

Промышленностью в основном выпускаются германиевые (Ge) и кремниевые (Si) диоды.

Кремниевые диоды обладают малыми обратными токами, более высокой рабочей температурой (150 — 200 °С против 80 — 100 °С), выдерживают большие обратные напряжения и плотности тока (60 — 80 А/см2 против 20 — 40 А/см2). Кроме того, кремний – широко распространенный элемент (в отличие от германиевых диодов, который относится к редкоземельным элементам).

К преимуществам германиевых диодов можно отнести малое падение напряжения при протекании прямого тока (0,3 — 0,6 В против 0,8 — 1,2 В). Кроме названных полупроводниковых материалов, в сверхвысокочастотных цепях используют арсенид галлия GaAs.

Полупроводниковые диоды по технологии изготовления делятся на два класса: точечные и плоскостные.

Точечный диод образуют Si- или Ge-пластина n-типа площадью 0,5 — 1,5 мм2 и стальная игла, образующая p–n-переход в месте контакта. В результате малой площади переход имеет малую емкость, следовательно, такой диод способен работать в высокочастотных цепях. Но ток через переход не может быть большим (обычно не более 100 мА).

Плоскостной диод состоит из двух соединенных Si- или Ge-пластин с разной электропроводностью. Большая площадь контакта ведет к большой емкости перехода и относительно низкой рабочей частоте, но проходящий ток может быть большим (до 6000 А).

Основными параметрами выпрямительных диодов являются:

  • максимально допустимый прямой ток Iпр.max,
  • максимально допустимое обратное напряжение Uобр.max,
  • максимально допустимая частота fmax.

По первому параметру выпрямительные диоды делят на диоды:

  • малой мощности, прямой ток до 300 мА,
  • средней мощности, прямой ток 300 мА — 10 А,
  • большой мощности – силовые, максимальный прямой ток определяется классом и составляет 10, 16, 25, 40 — 1600 А.

Импульсные диоды применяются в маломощных схемах с импульсным характером подводимого напряжения. Отличительное требование к ним – малое время перехода из закрытого состояния в открытое и обратно (типичное время 0,1 — 100 мкс). УГО импульсных диодов такое же, как у выпрямительных диодов.

Рис.2. Переходные процессы в импульсных диодах: а – зависимость тока при переключении напряжения с прямого на обратное, б – зависимость напряжения при прохождении через диод импульса прямого тока

К специфическим параметрам импульсных диодов относятся:

  • время восстановления Tвосст
  • это интервал времени между моментом переключения напряжения на диоде с прямого на обратное и моментом, когда обратный ток уменьшится до заданного значения (рис 2,а),
  • время установления Tуст – это интервал времени между началом протекания через диод прямого тока заданной величины и моментом, когда напряжение на диоде достигнет 1,2 установившегося значения (рис 2,б),
  • максимальный ток восстановления Iобр.имп.макс., равный наибольшему значению обратного тока через диод после переключения напряжения с прямого на обратное (рис 2,а).

Обращенные диоды получают при концентрации примесей в p- и n-областях большей, чем у обычных выпрямительных диодов. Такой диод оказывает малое сопротивление проходящему току при обратном включении (рис.3) и сравнительно большое сопротивление при прямом включении. Поэтому их применяют при выпрямлении малых сигналов с амплитудой напряжения в несколько десятых вольта.

Рис. 3. УГО и ВАХ обращенных диодов

Диоды Шоттки получают, используя переход металл-полупроводник. При этом применяют подложки из низкоомного n-кремния (или карбида кремния) с высокоомным тонким эпитаксиальным слоем того же полупроводника (рис.4).

На поверхность эпитаксиального слоя наносят металлический электрод, обеспечивающий выпрямление, но не инжектирующий неосновные носители в базовую область (чаще всего золото). Благодаря этому в этих диодах нет таких медленных процессов, как накопление и рассасывание неосновных носителей в базе. Поэтому инерционность диодов Шоттки не высока. Она определяется величиной барьерной емкости выпрямляющего контакта (1 — 20 пФ).

Кроме этого, у диодов Шоттки оказывается значительно меньшее, чем у выпрямительных диодов последовательное сопротивление, так как металлический слой имеет малое сопротивление по сравнению с любым даже сильно легированным полупроводником. Это позволяет использовать диоды Шоттки для выпрямления значительных токов (десятки ампер). Обычно их применяют в импульсных вторичных источниках питания для выпрямления высокочастотных напряжений (частотой до нескольких МГц).

Обозначения диодов и принцип работы, ВАХ

Выпрямительные диоды — это полупроводниковые приборы, которые имеют один p-n переход и два металлических вывода. Вся система заключена в пластмассовом, металлическом, стеклянном или металлокерамическом корпусе. Предназначены для преобразования переменного тока в постоянный.

Обозначение и расшифровка диодов

Обозначение выпрямительного диода на схеме согласно “ГОСТ 2.730-73 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Приборы полупроводниковые”. В приложении данного ГОСТа указаны размеры в модульной сетке. Выглядит это следующим образом:

Существуют различные варианты обозначения диодов.

Согласно ОСТ 11366.919-81 следующее буквенно-цифровое обозначение:

  • 1) первая буква или цифра указывает на материал:
    • 1 (Г) — германий Ge
    • 2 (К) — кремний Si
    • 3 (А) — галлий Ga
    • 4 (И) — индий In
  • 2) Вторая буква — это подкласс полупроводникового прибора. Для нашего случая — это буква Д.
  • 3) Третья цифра — функционал элемента в зависимости от класса (диоды, варикапы, стабилитроны и др.).

    Например, для выпрямительных диодов (Д):

    101. 199 — диоды малой мощности с постоянным или средним значением прямого тока менее 0,3А.

    201. 299 — диоды средней мощности с постоянным или средним значением прямого тока от 0,3 до 10А.

    Также существуют диоды большой мощности с током более 10А. Отвод тепла у диодов малой мощности осуществляется через корпус, у диодов средней и большой мощности через теплоотводящие радиаторы.

    До 1982 года была другая классификация:

    • первая Д — характеризовала весь класс диодов
    • далее шел цифровой код:
      • от 1 до 100 — для точечных германиевых диодов
      • от 101 до 200 — для точечных кремниевых диодов
      • от 201 до 300 — для плоскостных кремниевых диодов
      • от 301 до 400 — для плоскостных германиевых диодов
      • от 401 до 500 — для смесительных СВЧ детекторов
      • от 501 до 600 — для умножительных диодов
      • от 601 до 700 — для видеодетекторов
      • от 701 до 749 — для параметрических германиевых диодов
      • от 750 до 800 — для параметрических кремниевых диодов
      • от 801 до 900 — для стабилитронов
      • от 901 до 950 — для варикапов
      • от 951 до 1000 — для туннельных диодов
      • от 1001 до 1100 — для выпрямительных столбов
    • третья цифра — разновидность групп однотипных приборов

    Система JEDEC (США)

    • первая цифра — число p-n переходов (1 — диод; 2 — транзистор; 3 — тиристор)
    • далее N (типа номер) и серийный номер
    • после может идти пару цифр про номиналы и отдельные характеристики диода

    Система Pro Electron (Европа)

    По данной системе приборы делятся на промышленные и бытовые. Бытовые кодируются двумя буквами и тремя цифрами от 100 до 999. У промышленных приборов будет идти три буквы и две цифры от 10 до 99. Для диодов:

    • 1) первая буква:
      • A — германий Ge
      • B — кремний Si
      • C — галлий Ga
      • R — другие полупроводники
    • 2) Вторая буква — это буква A, указывающая на маломощные импульсные и универсальные диоды.
    • 3) Третья буква отвечает за принадлежность элемента к сфере специального применения (промышленность, военная). “Z”, “Y”, “X” или “W”.
    • 4) Четвертая — это 2х, 3х или 4х-значный серийный номер прибора.
    • 5) Дополнительный код — в нем для выпрямительных диодов указывается максимальная амплитуда обратного напряжения.

    Система JIS (Япония)

    Применяется в странах Азии и тихоокеанского региона.

    • первая цифра — число переходов (0 — фототранзистор, фотодиод; 1 — диод; 2 — транзистор; 3 — тиристор)
    • затем буква S (semiconductors) — полупроводниковые
    • затем буква, отвечающая за тип прибора:
      • A — ВЧ транзисторы p-n-p
      • B — НЧ транзисторы p-n-p
      • С — ВЧ транзисторы n-p-n
      • D — НЧ транзисторы n-p-n
      • E — диоды
      • F — тиристоры
      • G — диоды Ганна
      • H — однопереходные транзисторы
      • J — полевые транзисторы с p-каналом
      • K — полевые транзисторы с n-каналом
      • M — симметричные тиристоры
      • Q — светоизлучающие диоды
      • R — выпрямительные диоды
      • S — малосигнальные диоды
      • T — лавинные диоды
      • V — варикапы, p-i-n диоды, диоды с накоплением заряда
      • Z — стабилитроны, стабисторы, ограничители

      В нашем случае будет буква R.

    • Рег. номер прибора
    • Модификация прибора
    • Далее может идти индекс, описывающий специальные свойства

    Существуют и специальные обозначения от фирм-изготовителей, которые отличаются от приведенных выше.

    Принцип действия выпрямительного диода

    Полупроводники по своим электрическим свойствам являются чем-то средним между проводниками и диэлектриками.

    Как ведет себя диод при прямом и обратном включении

    Прямое направление — направление постоянного тока, в котором диод имеет наименьшее сопротивление.

    Обратное направление — направление постоянного тока, в котором диод имеет наибольшее сопротивление.

    Рассмотрим поведение тока в цепи при прямом и обратном включении на переменное и постоянное напряжение. Изначально мы будем иметь синусоиду, которая получается от источника переменного тока.

    При таких способах подключения отсекается половина синусоиды положительная или отрицательная. На выходе — пульсирующий переменный ток одного знака (считай, постоянный, только загвоздка в том, что им никто не пользуется).

    • анод (для прямого включения подключаем к плюсу), основание треугольника
    • катод (подключаем к минусу для прямого включения) палочка

    Ток течет от анода к катоду, некоторые прибегают к сравнению с воронкой. В широкое горлышко жидкость проходит быстрее, чем в узкое. Принцип работы заключается в пропускании тока при прямом включении и запирании диода при обратном включении (отсутствии тока). Всё дело в запирающем слое, который испаряется или расширяется в зависимости от способа подключения диода.

    Рассмотрим поведение диода в схеме постоянного тока. На левом изображении ток, напряжение проходит — лампочка горит (черная) — это прямое включение. На правом изображении диод не пропускает достаточно тока и напряжения для загорания лампочки — обратное включение.

    ВАХ выпрямительных диодов (Ge, Si)

    Вольт-амперные характеристики диодов представляют собой графики зависимостей прямых и обратных токов (Y) и напряжений (X) при различных температурах.

    При подаче обратного напряжения, превышающего пороговое значение, величина обратного тока возрастает и происходит пробой p-n слоя. Стоит обратить внимание и на порядки чисел по осям. Величины обратного тока на порядок меньше прямого. Значения прямого напряжения на порядок меньше обратного. По достижении порогового значения прямого напряжения прямой ток начинает увеличиваться лавинообразно.

    Разница между диодами в том, что обратный ток кремниевых диодов меньше, чем у германиевых. Поэтому, за счет большего тока, у Ge диодов пробой носит тепловой характер, у Si — преобладает электрический пробой. Мощность, рассеиваемая при одинаковых токах у германиевых диодов меньше.

    Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

    Выпрямительные диоды малой, средней и большой и мощности, справочник

    Приведены электрические характеристики выпрямительных диодов отечественного производства. Рассмотрены выпрямительные диоды малой, средней и большой мощности. Справочник по отечественным полупроводниковым диодам.

    Используемые в таблицах сокращения:

    • Uобр.макс. — максимально-допустимое постоянное обратное напряжение диода;
    • Uобр.и.макс. — максимально-допустимое импульсное обратное напряжение диода;
    • Iпр.макс. — максимальный средний прямой ток за период;
    • Iпр.и.макс. — максимальный импульсный прямой ток за период;
    • Iпрг. — ток перегрузки выпрямительного диода;
    • fмакс. — максимально-допустимая частота переключения диода;
    • fраб. — рабочая частота переключения диода;
    • Uпр при Iпр — постоянное прямое напряжения диода при токе Iпр;
    • Iобр. — постоянный обратный ток диода;
    • Тк.макс. — максимально-допустимая температура корпуса диода;
    • Тп.макс. — максимально-допустимая температура перехода диода.

    Диоды малой мощности

    Рис. 1. Выпрямительные отечественные диоды малой мощности.

    В таблице приведены справочные данные по отечественными выпрямительным диодам малой мощности.

    Диоды средней мощности

    Рис. 2. Выпрямительные отечественные диоды средней мощности.

    В таблице приведены справочные данные по отечественными выпрямительным диодам средней мощности.

    Диоды большой мощности

    Рис. 3. Выпрямительные отечественные диоды большой мощности.

    В таблице приведены справочные данные по отечественными выпрямительным диодам большой мощности.

    Справочник по диодам отечественного производства.

    • PCBWay — всего $5 за 10 печатных плат, первый заказ для новых клиентов БЕСПЛАТЕН.
    • Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет.
    • Скидки до 50% + подарки в честь празднования 6-го ювилея 2020!

    • УР1101ХП06 — драйвер для бесконтактных выключателей, схема, даташит
    • Кнопки общепромышленного применения — справочник
    • Светодиодные индикаторы KW1-4001, их характеристики и цоколевка
    • Допустимое рабочее напряжение резистора, что нужно знать

    Вообще-то, если верить журналу Радио за 1960 год, у диодов Д2 и Д9 верхние частоты исчисляются не кГц, а МГц, так что проверьте, пожалуйста, и исправьте.

    Илья, благодарим за замечание. Сверили данные по справочникам, все верно — диоды Д2, Д9, Д10-Д14, Д101-Д106, Д223 являются высокочастотными, их граничные рабочие частоты исчисляются в МГц.
    Табличные данные исправлены!


    часто используем такие.

    Спасибо: всё подробно и доходчиво. Вот бы и по транзисторам так. Плюс отечественные аналоги отечественных и зарубежных устаревших и устаревающих транзисторов. Плюс замена германия кремнием (насколько помню из собственного опыта (лабораторная работа), напряжение приведения у них различается на плюс один вольт в пользу кремния). Осталось подставить марки используемых транзисторов. Спасибо.

    Граничная частота стоит прочерк, что значит?

    Евгению: в графе «Граничная частота» стоит прочерк, потому, что ее значение не нормировано.

    В указанных характеристиках нет временных параметров. частотных

    а почему в справочнике нет диода КД503А. Он же тоже существует.

    Добавлены параметры диодов КД503А и КД503Б, которые применяются в качестве переключающих элементов в импульсных быстродействующих устройствах, также их часто можно встретить в самодельной связной радиоаппаратуре.

    Устройство и работа выпрямительного диода. Диодный мост.

    18 Июн 2013г | Раздел: Радио для дома

    Здравствуйте уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Продолжаем знакомиться с полупроводниковыми диодами. В предыдущей части статьи мы с Вами разобрались с принципом работы диода, рассмотрели его вольт-амперную характеристику и выяснили, что такое пробой p-n перехода.
    В этой части мы рассмотрим устройство и работу выпрямительных диодов.

    Выпрямительный диод – это полупроводниковый диод, предназначенный для преобразования переменного тока в постоянный. Однако, это далеко не полная область применения выпрямительных диодов: они широко используются в цепях управления и коммутации, в схемах умножения напряжения, во всех сильноточных цепях, где не предъявляется жестких требований к временным и частотным параметрам электрического сигнала.

    Общие характеристики выпрямительных диодов.

    В зависимости от значения максимально допустимого прямого тока выпрямительные диоды разделяются на диоды малой, средней и большой мощности:

    малой мощности рассчитаны для выпрямления прямого тока до 300mA;
    средней мощности – от 300mA до 10А;
    большой мощности — более 10А.

    По типу применяемого материала они делятся на германиевые и кремниевые, но, на сегодняшний день наибольшее применение получили кремниевые выпрямительные диоды ввиду своих физических свойств.

    Кремниевые диоды, по сравнению с германиевыми, имеют во много раз меньшие обратные токи при одинаковом напряжении, что позволяет получать диоды с очень высокой величиной допустимого обратного напряжения, которое может достигать 1000 – 1500В, тогда как у германиевых диодов оно находится в пределах 100 – 400В.

    Работоспособность кремниевых диодов сохраняется при температурах от -60 до +(125 — 150)º С, а германиевых – лишь от -60 до +(70 – 85)º С. Это связано с тем, что при температурах выше 85º С образование электронно-дырочных пар становится столь значительным, что происходит резкое увеличение обратного тока и эффективность работы выпрямителя падает.

    Технология изготовления и конструкция выпрямительных диодов.

    Конструкция выпрямительных диодов представляет собой одну пластину кристалла полупроводника, в объеме которой созданы две области разной проводимости, поэтому такие диоды называют плоскостными.

    Технология изготовления таких диодов заключается в следующем:
    на поверхность кристалла полупроводника с электропроводностью n-типа расплавляют алюминий, индий или бор, а на поверхность кристалла с электропроводностью p-типа расплавляют фосфор.

    Под действием высокой температуры эти вещества крепко сплавляются с кристаллом полупроводника. При этом атомы этих веществ проникают (диффундируют) в толщу кристалла, образуя в нем область с преобладанием электронной или дырочной электропроводностью. Таким образом получается полупроводниковый прибор с двумя областями различного типа электропроводности — а между ними p-n переход. Большинство распространенных плоскостных кремниевых и германиевых диодов изготавливают именно таким способом.

    Для защиты от внешних воздействий и обеспечения надежного теплоотвода кристалл с p-n переходом монтируют в корпусе.
    Диоды малой мощности изготавливают в пластмассовом корпусе с гибкими внешними выводами, диоды средней мощности – в металлостеклянном корпусе с жесткими внешними выводами, а диоды большой мощности – в металлостеклянном или металлокерамическом корпусе, т.е. со стеклянным или керамическим изолятором. Пример выпрямительных диодов германиевого (малой мощности) и кремниевого (средней мощности) показан на рисунке ниже.

    Кристаллы кремния или германия (3) с p-n переходом (4) припаиваются к кристаллодержателю (2), являющемуся одновременно основанием корпуса. К кристаллодержателю приваривается корпус (7) со стеклянным изолятором (6), через который проходит вывод одного из электродов (5).

    Маломощные диоды, обладающие относительно малыми габаритами и весом, имеют гибкие выводы (1) с помощью которых они монтируются в схемах.
    У диодов средней мощности и мощных, рассчитанных на значительные токи, выводы (1) значительно мощнее. Нижняя часть таких диодов представляет собой массивное теплоотводящее основание с винтом и плоской внешней поверхностью, предназначенное для обеспечения надежного теплового контакта с внешним теплоотводом (радиатором).

    Электрические параметры выпрямительных диодов.

    У каждого типа диодов есть свои рабочие и предельно допустимые параметры, согласно которым их выбирают для работы в той или иной схеме:

    Iобр – постоянный обратный ток, мкА;
    Uпр – постоянное прямое напряжение, В;
    Iпр max – максимально допустимый прямой ток, А;
    Uобр max – максимально допустимое обратное напряжение, В;
    Р max – максимально допустимая мощность, рассеиваемая на диоде;
    Рабочая частота, кГц;
    Рабочая температура, С.

    Здесь приведены далеко не все параметры диодов, но, как правило, если надо найти замену, то этих параметров хватает.

    Схема простого выпрямителя переменного тока на одном диоде.

    Разберем схему работы простейшего выпрямителя, которая изображена на рисунке:

    На вход выпрямителя подадим сетевое переменное напряжение, в котором положительные полупериоды выделены красным цветом, а отрицательные – синим. К выходу выпрямителя подключим нагрузку (), а функцию выпрямляющего элемента будет выполнять диод (VD).

    При положительных полупериодах напряжения, поступающих на анод диода диод открывается. В эти моменты времени через диод, а значит, и через нагрузку (), питающуюся от выпрямителя, течет прямой ток диода Iпр (на правом графике волна полупериода показана красным цветом).

    При отрицательных полупериодах напряжения, поступающих на анод диода диод закрывается, и во всей цепи будет протекать незначительный обратный ток диода (Iобр). Здесь, диод как бы отсекает отрицательную полуволну переменного тока (на правом графике такая полуволна показана синей пунктирной линией).

    В итоге получается, что через нагрузку (), подключенную к сети через диод (VD), течет уже не переменный, поскольку этот ток протекает только в положительные полупериоды, а пульсирующий ток – ток одного направления. Это и есть выпрямление переменного тока.

    Но таким напряжением можно питать лишь маломощную нагрузку, питающуюся от сети переменного тока и не предъявляющую к питанию особых требований, например, лампу накаливания.
    Напряжение через лампу будет проходить только во время положительных полуволн (импульсов), поэтому лампа будет слабо мерцать с частотой 50 Гц. Однако, за счет тепловой инертности нить не будет успевать остывать в промежутках между импульсами, и поэтому мерцание будет слабо заметным.

    Если же запитать таким напряжением приемник или усилитель мощности, то в громкоговорителе или колонках мы будем слышать гул низкого тона с частотой 50 Гц, называемый фоном переменного тока. Это будет происходить потому, что пульсирующий ток, проходя через нагрузку, создает в ней пульсирующее напряжение, которое и является источником фона.

    Этот недостаток можно частично устранить, если параллельно нагрузке подключить фильтрующий электролитический конденсатор (Cф) большой емкости.

    Заряжаясь импульсами тока во время положительных полупериодов, конденсатор () во время отрицательных полупериодов разряжается через нагрузку (). Если конденсатор будет достаточно большой емкости, то за время между импульсами тока он не будет успевать полностью разряжаться, а значит, на нагрузке () будет непрерывно поддерживаться ток как во время положительных, так и во время отрицательных полупериодов. Ток, поддерживаемый за счет зарядки конденсатора, показан на правом графике сплошной волнистой красной линией.

    Но и таким, несколько сглаженным током тоже нельзя питать приемник или усилитель потому, что они будут «фонить», так как уровень пульсаций (Uпульс) пока еще очень ощутим.
    В выпрямителе, с работой которого мы познакомились, полезно используется энергия только половины волн переменного тока, поэтому на нем теряется больше половины входного напряжения и потому такое выпрямление переменного тока называют однополупериодным, а выпрямители – однополупериодными выпрямителями. Эти недостатки устранены в выпрямителях с использованием диодного моста.

    Диодный мост.

    Диодный мост – это небольшая схема, составленная из 4-х диодов и предназначенная для преобразования переменного тока в постоянный. В отличие от однополупериодного выпрямителя, состоящего из одного диода и пропускающего ток только во время положительного полупериода, мостовая схема позволяет пропускать ток в течение каждого полупериода. Диодные мосты изготавливают в виде небольших сборок заключенных в пластмассовый корпус.

    Из корпуса сборки выходят четыре вывода напротив которых расположены знаки «+», «» или «

    », указывающие, где у моста вход, а где выход. Но не обязательно диодные мосты можно встретить в виде такой сборки, их также собирают включением четырех диодов прямо на печатной плате, что очень удобно.

    Например. Вышел из строя один из диодов моста, если будет стоять сборка, то ее смело выкидываем, а если мост будет собран из четырех диодов прямо на плате — меняем неисправный диод и все готово.

    На принципиальных схемах диодный мост обозначают включением четырех диодов в мостовую схему, как показано в левой части нижнего рисунка: здесь, диоды являются как бы плечами выпрямительного моста.
    Такое графическое обозначение моста можно встретить еще в старых журналах по радиотехнике. Однако, на сегодняшний день, в основном, диодный мост обозначают в виде ромба, внутри которого расположен значок диода, указывающий только на полярность выходного напряжения.

    Теперь рассмотрим работу диодного моста на примере низковольтного выпрямителя. В таком выпрямителе, с использованием четырех диодов, во время каждой полуволны работают поочередно два диода противоположных плеч моста, включенных между собой последовательно, но встречно по отношению ко второй паре диодов.

    Со вторичной обмотки трансформатора переменное напряжение поступает на вход диодного моста. Когда на верхнем (по схеме) выводе вторичной обмотки возникает положительный полупериод напряжения, ток идет через диод VD3, нагрузку , диод VD2 и к нижнему выводу вторичной обмотки (см. график а). Диоды VD1 и VD4 в этот момент закрыты и через них ток не идет.

    В течение другого полупериода переменного напряжения, когда плюс на нижнем (по схеме) выводе вторичной обмотки, ток идет через диод VD4, нагрузку , диод VD1 и к верхнему выводу вторичной обмотки (см. график б). В этот момент диоды VD2 и VD3 закрыты и ток через себя не пропускают.

    В результате мы видим, что меняются знаки напряжения на вторичной обмотке трансформатора, а через нагрузку выпрямителя идет ток одного направления (см. график в). В таком выпрямителе полезно используются оба полупериода переменного тока, поэтому подобные выпрямители называют двухполупериодными.

    И в заключении отметим, что работа двухполупериодного выпрямителя по сравнению с однопериодным получается намного эффективней:

    1. Удвоилась частота пульсаций выпрямленного тока;
    2. Уменьшились провалы между импульсами, что облегчило задачу сглаживания пульсаций на выходе выпрямителя;
    3. Среднее значение напряжения постоянного тока примерно равно переменному напряжению, действующему во вторичной обмотке трансформатора.

    А если такой выпрямитель дополнить фильтрующим электролитическим конденсатором, то им уже смело можно запитывать радиолюбительскую конструкцию.

    Ну вот, мы с Вами практически и закончили изучать диоды. Конечно, в этих статьях дано далеко не все, а только основные понятия, но этих знаний Вам уже будет достаточно, чтобы собрать свою радиолюбительскую конструкцию для дома, в которой используются полупроводниковые диоды.

    А в качестве дополнительной информации посмотрите видеоролик, в котором рассказывается, как проверить диодный мост мультиметром.

    1. Борисов В.Г — Юный радиолюбитель. 1985г.
    2. Горюнов Н.Н., Носов Ю.Р — Полупроводниковые диоды. Параметры, методы измерений. 1968г.
    3. Пасынков В.В., Чиркин Л.К — Полупроводниковые приборы: Учеб. для вузов по спец. «Полупроводники и диэлектрики» и «Полупроводниковые и микроэлектронные приборы» — 4-е изд. перераб. и доп. 1987г.

    голоса
    Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector