Полупроводниковый диод. Выпрямители на его основе.

Полупроводнико́вый дио́д — полупроводниковый прибор, в широком смысле — электронный прибор, изготовленный из полупроводникового материала, имеющий два электрических вывода (электрода). В более узком смысле — полупроводниковый прибор, во внутренней структуре которого сформирован один p-n-переход.

В отличие от других типов диодов, например, вакуумных, принцип действия полупроводниковых диодов основывается на различных физических явлениях переноса зарядов в твердотельном полупроводнике и взаимодействии их с электромагнитным полем в полупроводнике.

Основные характеристики и параметры диодов

Диод ДГ-Ц25. 1959 г.

· Вольт-амперная характеристика

· Максимально допустимое постоянное обратное напряжение

· Максимально допустимое импульсное обратное напряжение

· Максимально допустимый постоянный прямой ток

· Максимально допустимый импульсный прямой ток

· Номинальный постоянный прямой ток

· Прямое постоянное напряжение на диоде при номинальном токе (т. н. «падение напряжения»)

· Постоянный обратный ток, указывается при максимально допустимом обратном напряжении

· Диапазон рабочих частот

· Ёмкость

· Пробивное напряжение (для защитных диодов и стабилитронов)

· Тепловое сопротивление корпуса при различных вариантах монтажа

· Максимально допустимая мощность рассеивания

Классификация диодов[править | править вики-текст]

Типы диодов по назначению[править | править вики-текст]

· Выпрямительные диоды предназначены для преобразования переменного тока в постоянный.

· Импульсные диоды имеют малую длительность переходных процессов, предназначены для применения в импульсных режимах работы.

· Детекторные диоды предназначены для детектирования сигнала

· Смесительные диоды предназначены для преобразования высокочастотных сигналов в сигнал промежуточной частоты.

· Переключательные диоды предназначены для применения в устройствах управления уровнем сверхвысокочастотной мощности.

· Параметрические

· Ограничительные диоды предназначены для защиты радио и бытовой аппаратуры от повышения сетевого напряжения.

· Умножительные

· Настроечные

· Генераторные

Типы диодов по частотному диапазону[править | править вики-текст]

· Низкочастотные

· Высокочастотные

· СВЧ

Типы диодов по размеру перехода[править | править вики-текст]

· Плоскостные

· Точечные

Типы диодов по конструкции[править | править вики-текст]

· Диоды Шоттки

· СВЧ-диоды

· Стабилитроны

· Стабисторы

· Варикапы

· Светодиоды

· Фотодиоды

· Pin диод

· Лавинный диод

· Лавинно-пролётный диод

· Диод Ганна

· Туннельные диоды

· Обращённые диоды

Транзистор как регулирующий и ключевой элемент.

Виды транзисторов

Транзистор – это полупроводниковый активный радиоэлемент, который необходим для генерирования, преобразования и усиления электрического сигнала (его частоты и силы). Его еще называют полупроводниковым триодом. Этот элемент схемы необходим для работы практически всех известных электрических устройств (коммутатор зажигания, диодный мост, блок питания, переключатель нагрузки, датчик и т. д.). Он был запатентован в начале 20-го века при участии известного ученого-физика Юлия Эдгара Лилиенфельда, но его совершенствование произошло только на базе уже существующего биполярного в 60-х. Только спустя 20 лет Шокли, Бардином и Браттейном были созданы первые биполярные триоды.

Фото — конструкция

Конструктивно транзистор состоит из трех электродов: база, эмиттер, коллектор. Здесь эмиттером и коллектором представлены основные детали устройства, база выполняет функции управления сетью, усиления тока и его преобразования. Схема с этим электрическим элементом обозначается в виде трех электродных отводов, заключенных в круг. Стрелка указывает направление тока в эмиттере.

Фото — виды триодов

Существует два типа транзисторов: полевой и биполярный, они отличаются друг от друга принципом работы и областью использования. Полевой элемент управляется входящим напряжение сети, в то время, как биполярный – током. Рассмотрим их работу более подробно.

Биполярный транзистор известен своим свойством пропускать заряды с разным знаком через одну базу. В этом элементе ток продвигается через базу на коллектор. Бывает таких исполнений:

1. n-p-n;

2. p-n-p;

3. С изолированным отводом IGBT.

npn – это транзисторы с обратной проводимостью. pnp – с прямой. Одним из подвидов обратного полупроводникового триода является оптотрон, который открывается не за счет тока, а при распознавании света. Элемент в таком режиме работы используется в разных датчиках освещенности, выключателях и т. д.

Фото — устройство биполярного

Помимо этого, данные элементы могут разниться по мощности, размеру, используемому материалу для базы. Мощность транзисторов находится в пределах от 100 мВт до 1 Вт и более, современная электроника использует все виды, в зависимости от назначения и конструктивных особенностей прибора.

Ранее биполярные транзисторы имели относительно большой размер, сравнительно с современными деталями. Сейчас электроника использует даже так называемые «острова» — это элементы, которые представлены на схеме в виде точки. Они практически незаметны постороннему глаз, но позволяют пропускать и контролировать сильные импульсы.

У каждого типа транзисторов есть определенные достоинства и недостатки:

1. Полевые могут разрушаться при низких температурах и высокой влажности;

2. Полевой регулятор сигналов очень чувствителен к статическому электричеству. Учитывая, что через усилитель проходят разряды тока до нескольких тысяч Вольт, его затвор может быть легко разрушен;

3. Биполярные модели имеют малое сопротивление;

4. Электронная схема с общей базой для подключения обратных транзисторов должна подключаться к двум разным источникам питания.