Почему вакуумный диод обладает односторонней проводимостью: Диод вакуумный — Мир Антенн

Содержание

Почему вакуумный диод обладает односторонней проводимостью? Вольт амперная характеристика диода | Электронщик

Вакуумом называется настолько разреженное скопление газа, которое практически исключает соударение молекул, что сводит электропроводность вакуума к минимуму.

Вакуумный диод — это металлокерамический или диодный баллон, во внутренней полости которого отсутствует воздух. Как результат, показания по давлению внутри таких баллонов составляет 10 -6 — 10 -7 миллиметров ртутного столба.

Структура диода вакуумного типа

Во внутренней вакуумной полости баллона размещается пара электродов:

Катодный электрод.

Изготавливаемый из металлов, вертикально расположенный элемент цилиндрической формы. На поверхности сформировано напыление из металлических оксидов (используются металлы земельно-щелочной группы) поэтому катод называется оксидным. Катоды данного типа отличаются тем, что в момент повышения температуры электроны отделяются от них гораздо активнее, чем от стандартных катодов металлического типа. По катоду проводится изолированный проводниковый элемент, который нагревается посредством тока переменной или постоянной частоты. Отделяющиеся от элемента отрицательно заряженные частицы находятся в потоке и притягиваются в сторону анодного электрода.

Катоды диодов вакуумного типа выполняются преимущественно по подобию W и V литер. Это позволяет увеличить размер устройства по длине.

Анодный электрод.

Округлый или элиптоидный цилиндрический элемент. Расположен на одной горизонтали с катодом.

Аноды выполняются по форме кубообразные элементы с отсутствующими боковыми гранями. Если рассматривать его в разрезе, то можно увидеть закруглённый на углах четырёхугольник. Видимая конструкция обусловлена тем, что промежуток катод-анод по всем векторам направлений должен быть одинаковым. По этой причине и катоды, и аноды контуром похожи на эллипс.

Для уменьшения нагреваемости анода, в его конструкцию обычно включаются специальные теплоотводные «ребра».

Закрепление катодов и анодов осуществляется посредством особых держателей.

Электровакуумный диод

Помимо вакуумных полупроводников были созданы также электровакуумные диоды.

Под этим названием подразумевается двухэлектродная вакуумная электронная лампа. Конструкция этого устройства сходна с диодом вакуумного типа. На деле они практически не отличаются. Единственный несовпадающий момент заключается в том, что в электровакуумном диоде роль катодного электрода исполняет w-подобная, либо ровная нить.

Почему вакуумный диод обладает односторонней проводимостью? Вольт амперная характеристика диода

В процессе функционирования диода температурный уровень нити должен подниматься, пока не достигнет определённого градуса. В этот момент запускается процесс термоэлектронной эмиссии. Когда аноды электроды получают напряжение со знаком «минус», происходит перенаправление электронов в обратную сторону, к катоду. В момент, когда на анод начинает поставляться напряжение со знаком «плюс», отсоединившиеся электроны вновь движутся к анодному электроду. Это провоцирует возникновение тока.

Сферы применения

Вакуумные и аналогичного типа диоды применяются в качестве выравнивателей частоты приложеного напряжения. Данное свойство качество является базовым для вакуумных выпрямителей. Они применяются как фиксаторы высокочастотных волн и выпрямители электронных потоков переменного характера.

Диоды электровакуумного типа обладают односторонней электропроводностью. Причина этому в том, что электроны могут двигаться лишь по направлению катод-анод. Это позволяет эксплуатировать вакуумный диод в роли инвертера.

Почему вакуумный диод обладает односторонней проводимостью? Вольт амперная характеристика диода

Применение вакуумных диодов позволяет питать радиотехнику от сети с переменным током.

Параметры вакуумного диода определяют качество и назначение механизма, в котором он установлен.

Однако вакуумные диоды имеют ограничения по рабочей частоте напряжения: 500 МГц.

Принцип работы

Диоды вакуумного типа работают следующим образом:

Катод разогревается, начинается отделение отрицательно заряженных частиц.
Развивается процесс термоэлектронной эмиссии.
Уже свободные частицы блокируют отделение других частиц, происходит образование электронного облака.
Электроны с самой низкой скоростью перемещения притягиваются обратно к катоду.
При строго фиксированной температуре происходит стабилизация электронного облака. То есть количество отлетающих электронов совпадает с количеством оседающих

При возникновении нулевого напряжения (короткого замыкания) частицы движутся к в сторону анодного электрода. Это происходит за счёт преодоления быстрыми электронами потенциальной ямы. Ток отсекается, если пустить по аноду напряжение со знаком «минус» на 1В или даже менее того.

Если подать положительное напряжение, то произойдёт формирование ускоряющего поля, увеличивающего анодный ток. На уровне близком к предельной катодной эмиссии рост тока снижает скорость и стабилизируется. Это называется эффектом «насыщения».

Вольт-амперная характеристика (ВАХ)

Вольт-амперная характеристика диодов вакуумного типа состоит из трёх участков:

Начальный, нелинейный.

Характеризуется медленным возрастанием тока и повышением уровня напряжения на анодном электроде, что рассматривается как следствие оказываемого электронным облаком (с отрицательным зарядом) сопротивления. Уровень тока на аноде весьма низок, но он увеличивается по экспоненте вместе с напряжением. Это происходит благодаря неоднородности скоростей движущихся электронов. Чтобы прекратить анодный ток потребуется отрицательное, запирающее напряжение на аноде.

Закон степени 3/2-х. Второй участок.

Проявляется взаимозависимость тока и напряжения на аноде в соответствии с законом степени 3/2-х, где одна из переменных находится в зависимости от роста катодной температуры.

Последний, насыщение.

Если уровень напряжения продолжает увеличиваться, то происходит замедление, а затем и прекращение роста тока, поскольку все электроны приникают к аноду, эмиссионный потенциал катода израсходован.Ток, который при этом устанавливается на аноде, называется током насыщения.

Почему вакуумный диод обладает односторонней проводимостью? Вольт амперная характеристика диода

Основные характеристики вакуумного диода

Охарактеризовать вакуумный диод можно по следующим параметрам:

Крутизне ВАХ;
Дифференциальному сопротивлению;
Максимально допустимому обратному напряжению;
Запирающему напряжению;
Максимально допустимой рассеиваемой мощности;

Вычисление крутизны и внутреннего сопротивления осуществляется через анодное напряжение и уровень температуры на катоде.

Предупреждение о возможной опасности при использовании электроприборов. Помните, что некоторые действия при отсутствии специального образования могут быть связаны с риском.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта Электронщик, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Делитесь информацией в соцсетях, ставьте лайки, если вам понравилось — это поможет развитию канала

Проводимость односторонняя диода — Энциклопедия по машиностроению XXL

Полупроводниковые приборы. В системе электрооборудования автомобиля применяют полупроводниковые приборы — диоды и триоды (транзистор). Полупроводниковый диод обладает свойством пропускать ток в одном направлении. Диод (рис. 73, а) состоит из пластинки германия или кремния, в которую вплавлена капелька алюминия или индия. На границе между ними образуется переходный слой, имеющий одностороннюю проводимость. Такие диоды применяют в качестве выпрямителей переменного тока. [c.113]
Двухэлектродная лампа (диод, или кенотрон) является выпрямительной лампой, так как обладает свойством односторонней проводимости. Односторонней проводимостью называется способность некоторых приборов (электрических вентилей) пропускать ток только в одном направлении. Свойство односторонней проводимости диодов широко используется для преобразования переменного тока в постоянный (выпрямление). [c.48]

Диод — электронная лампа с двумя электродами (анодом и катодом) или полупроводниковый прибор, имеющий два вывода и обладающий преимущественной односторонней проводимостью применяется для выпрямления и детектирования [3, 4]. [c.142]

Диод. Переход, обладая односторонней проводимостью, действует как диод (рис. 125, а стрелка показывает направление, в котором диод проводит ток). Включение диода в проходном направлении приведено на рис. 125,6. Резистор сопротивлением R включен в цепь для ограничения силы тока. Включение диода в запорном направлении изображено на рис. 125, в. Твердотельные диоды при надлежащем охлаждении удается использовать даже при очень больших токах порядка 1 кА. [c.361]

Односторонней проводимости поляризованного дренажа достигают применением релейно-контакторной аппаратуры, полупроводниковых диодов или их комбинаций (рис. 8.8). [c.235]

Трехэлектродная электронная лампа—триод — отличается от диода наличием третьего электрода—сетки. Сетка в электронной лампе обеспечивает широкие возможности управления электронным потоком, идущим от катода к аноду. Триоды, так же как и диоды, обладают свойством односторонней проводимости и могут быть использованы для выпрямления переменного тока. Однако для этой цели их применять нецелесообразно, так как диоды проще по конструкции и дешевле. Основное назначение лампы — усиление электрических сигналов.

[c.40]

ВОДИМОСТЬЮ и применяется в тех -кабель, случаях, когда потенциал защищаемого кабеля по отношению к потенциалу рельсов положительный или знакопеременный, т. е. направление блуждающих токов может изменяться. При этом, так же как и при прямом электродренаже, должно соблюдаться условие /к,р> /к,з. Вследствие своей односторонней проводимости поляризованный дренаж препятствует обратному прохождению тока из рельсов в защищаемый кабель при превышении потенциала рельсов по отношению к потенциалу защищаемого кабеля. Односторонняя проводимость поляризованного дренажа осуществляется применением релейно-контактной аппаратуры, диодов или одновременным применением реле и диодов. Принципиальные схемы указанных типов поляризованного дренажа приведены на рис. 11.3,а-в.

[c.141]

При наличии разности потенциалов между катодом и анодом создается электрическое поле, под действием которого испускаемые (эмитируемые) катодом электроны перемещаются. Если потенциал анода выше потенциала катода, электроны движутся к аноду, создавая электрический ток через вакуумный промежуток. При этом убыль электронов, уходящих на анод, восполняется электронами, испускаемыми катодом. Если потенциал анода ниже потенциала катода, то испускаемые катодом электроны возвращаются электрическим полем обратно на катод тока через вакуумный промежуток нет. Следовательно, двухэлектродная лампа проводит ток только в одном направлении. Таким образом, основное назначение диода состоит в выпрямлении переменного тока при включении диода в цепь переменного тока протекание тока будет происходить только во время положительных полуволн переменного напряжения на аноде, т. е. прибор будет обладать односторонней проводимостью.

[c.74]

Электрическими вентилями называют приборы, обладающие свойством односторонней проводимости электрического тока. К ним относятся диоды и тиристоры, которые применяют для выпрямления переменного электрического тока, вырабатываемого в вентильных сварочных генераторах (ВСГ). Промышленность выпускает ВСГ на базе трехфазной индукторной электрической машины (рис. 5.4). На валу закреплена массивная стальная втулка, в которую запрессованы два пакета ротора 3 и 4. В стальную станину также запрессованы два пакета статора 5 и 7 все пакеты статора и ротора состоят из тонколистовой электромагнитной стали. Силовая торообразная обмотка якоря уложена в пазы пакетов статора и является общей для обоих пакетов. Обмотка возбуждения размещена между стальными пакетами ротора и жестко прикреплена к станине. На каждом стальном пакете ротора имеются зубцы, причем зубцы одного пакета сдвинуты по окружности относительно зубцов другого пакета на 180°. [c.70]

Таким образом, диод обладает односторонней проводимостью, т. е. является вентилем. На этом свойстве основано использование диода для выпрямления переменного тока. [c.86]

Назначение триодов. Триоды так же, как и диоды обладают свойством односторонней проводимости и могут быть использованы для выпрямления переменного тока. Однако для этой цели их применять нет смысла, так как диоды проще по конструкции и дешевле. Основное назначение трехэлектродной лампы — это усиление мощности. [c.101]

Кремниевые вентили [(диоды) рис. 78,б)] изготовляются из сверхчистого монокристал-лического кремния электронной проводимости, в пластину которого с одной стороны вставлен алюминиевый сплав, а с другой — серебряный. Действие кремниевого вентиля основано на свойстве односторонней проводимости.

[c.138]

Работа кремниевых выпрямителей (диодов) основана на свойстве односторонней дырочной проводимости переходного слоя, искусственно созданного внутри пластины монокристалла кремния. [c.45]

Диоды обладают односторонней (униполярной) проводимостью ток в лампе возможен только в том случае, если потенциал анода выше потенциала катода, т. е. напряжение > 0. Если подать на анод отрицательный относительно катода потенциал,т.е.создать электрическое поле, которое будет отталкивать электроны от анода, то лампа будет заперта — анодного тока, т. е. тока в цепи лампы, не будет. Это свойство диодов позволяет применять их для выпрямления переменного тока (1У.2.2.3°). Вакуумная двухэлектродная электронная лампа, которая служит для выпрямления переменного тока, называется кенотроном.

[c.240]

Электронно-дырочный переход обладает односторонней (униполярной) проводимостью, аналогично выпрямляющему действию двухэлектродной лампы — диода (П1.3.8.3°). Поэтому полупроводник с одним р—-п-переходом называется полупроводниковым диодом. Полупроводниковые диоды обладают целым рядом преимуществ перед электронными двухэлектродными лампами (экономия энергии для получения носителей тока, миниатюрность, высокая надежность и большой срок службы). Недостатком полупроводниковых диодов является ограниченный интервал температур, в котором они работают (приблизительно от —70 до +125 °С). [c.249]

Основываясь на полученных результатах, можно сделать заключение об односторонней проводимости диода, т. е. о его способности пропускать электроны по направлению от катода к аноду. Условно направление тока считают обратным направлению движения электронов. [c.49]

Тиристорами называются управляемые полупроводниковые приборы — диоды. Диод благодаря полупроводниковым кристаллам обладает свойством односторонней проводимости тока. Тиристоры—более сложные управляемые диоды. Тиристорный силовой трансформатор (рис. 4.7) с повышенным магнитным рассеянием состоит из двух катушек — первичной обмотки 2 и вторичной 1. Для создания диапазона малых и средних токов служит реакторная воздушная дисковая обмотка 3, установленная в окне трансформатора в плоскости, параллельной его стержням. Тиристорный трансформатор имеет фазорегулятор, с помощью которого синусоидальные гармонические колебания переменного тока преобразовываются в знакопеременные импульсы , амплитуда и длительность которых зависят от угла (фазы) включения тиристоров фазорегулятора. Сейчас разработан ряд конструкций тиристорных трансформаторов, например серии ТДФЖ, в которых предусмотрены возможность автоматизации процесса сварки, программирование режима и т.п.

[c.54]

Сварочными выпрямителями называют электрические аппараты, преобразующие переменный ток трехфазной сети в постоянный при помощи полупроводниковых приборов. Полупроводниковыми называют кристаллические вещества (например, легированные кристаллы кремния, германия и т.п.), которые используют для изготовления полупроводниковых электрических приборов — диодов, тиристоров и транзисторов. Диод (рис. 6.1, а) обладает свойством односторонней проводимости положительного тока (анода) и задержки отрицательного тока (катода). Аналогично диоду работает тиристор (рис. 6.1,6), который имеет управляющий электрод УЭ, через который подается электрический сигнал тиристору для открывания и пропуска тока. Его называют управляемым диодом. Свойство этих приборов пропускать ток в одном направлении и закрывать проход тока в другом аналогично свойству вентилей открывать и закрывать прохождение воды или газа, поэтому их называют полупроводниковыми вентилями. Третий прибор—транзистор (рис. 6.1, в) обладает свойством усиления тока, напряжения и мощности. [c.79]

Различают однополупериодное выпрямление тока, когда выпрямители отсутствуют, а их функции выполняет рентгеновская трубка, обладающая свойством односторонней проводимости, например в некоторых дентальных и переносных РДА двухполупериодное выпрямление, используемое в разборных передвижных и некоторых стационарных РДА небольшой мощности, а также шести-, двенадцатифазное выпрямление тока в стационарных РДА большой мощности, осуществляемое посредством последовательно включаемых полупроводниковых селеновых или кремниевых диодов. В современных РДА для питания главного трансформатора используются преобразователи частотой от нескольких кГц до 300 кГц. [c.171]

Граничный слой между двумя полупроводниками практически обладает односторонней проводимостью. ЗавЬсимость прямого и обратного тока от приложенного напряжения называется вольт-амперной характеристикой. Такая характеристика приводится на рис. 6.10 для кремниевого диода. [c.169]

В начале XX в. Д. Флеминг разработал первый электронный прибор — двухэлектродную лампу (диод) с односторонней проводимостью (вентильными свойствами), которая была применена в выпрямителях. С тех пор достижения в области средств электропитания неразрывно связаны с новыми разработками электронных вентилей. [c.11]

Вентильные свойства контакта плазма—электрод во многом повторяют свойства полупроводникового диода. Как известно, последний обладает преимущественно односторонней проводимостью. Она зависит от направления и величины протекающего тока. Направление, соответствующее большей проводимости, называется прямым, направление, соответствующее меньшей проводимости, — обратным. Эффективность вентиля характеризуется коэффициентом вьшрямления тока [c.97]

Персональный сайт — Электрический ток в различных средах

1) В какой среде наблюдается явление электролитической диссоциации?
А. В металлах       Б. В электролитах.     В. В вакууме.    Г. В плазме.
2) В каких средах наблюдается сверхпроводимость, при каких условиях?
А. В металлах, при низких температурах.                Б. В электролитах.
В. В вакууме. Г. В плазме, не зависимо от условий.
3) При высоком напряжении между электродами в воздухе возникает…
1. дуговой разряд.           2. тлеющий разряд.
3. искровой разряд. 4. коронный разряд.
4) Процесс образования ионов из нейтральных атомов и молекул при взаимодействии с другими движущимися частицами — …
1. электролиз.                                            2. электролитическая диссоциация.
3. термоэлектронная эмиссия.                   4. ударная ионизация.
5) Что такое вакуум?
6) Какие из следующих видов работ возможно производить с помощью электролиза?
А.Покрытие металлических предметов слоем никеля, олова, цинка.
Б.Получение чистых металлов (меди, алюминия). В. Выпрямление переменного тока.
Г. Получение копий рельефных предметов.
Д.Получение электрического тока.
7) В каких средах наблюдается односторонняя проводимость?
А. В металлах Б. В электролитах.
В. В вакууме и при контакте полупроводников р и n-типов.        Г. В вакууме.
8)Процесс выделения на электродах веществ, входящих в состав электролита — …
1. электролиз 2. электролитическая диссоциация.
3. термоэлектронная эмиссия.           4. ударная ионизация.
9) Свободными носителями заряда в вакууме являются…
1. дырки.                              2. электроны.
3. дырки и электроны. 4. ионы и электроны.
10) Свободными носителями заряда в газах являются
1. дырки. 2. электроны.
3. дырки и электроны     4. ионы и электроны
11) Электроны, создающие изображение в электронно-лучевой трубке осциллографа, телевизора, дисплея компьютера,освобождаются в результате:
1) действия электрического тока между катодом и анодом;
2) термоэлектронной эмиссии;
3) ионизации атомов электронным ударом;
4) бомбардировки катода положительными ионами.
12) Почему вакуумный диод обладает односторонней проводимостью?
А. При прямом включении ток большой
Б. При обратном включении поле анода и катода не дает электронам замкнуть цепь
В.Т.к. внутри диода вакуум   Г. Т.к. диод можно включать только в одном направлении
13) Какими частицами создаётся ток в электролитах? Выберите правильное утверждение.
А. Электронами и ионами обоих знаков.       Б. Ионами обоих знаков.       В. Электронами и отрицательными ионами.
Г. Электронами и положительными ионами.                       Д. Только электронами.
14) Почему увеличивается сопротивление полупроводника при его охлаждении?
Выберите правильное утверждение.
А. Уменьшается время свободного пробега   заряженных частиц.
Б. Уменьшается число свободных зарядов.
В. Уменьшается интенсивность колебательного движения заряженных частиц.
Г. Изменяются межатомные расстояния.              Д.Среди ответов А-Г нет верного.
15) Какой из графиков представляет собой вольт-амперную характеристику металла

16)Полупроводник обладает преимущественно электронной проводимостью. Какие примеси присутствуют?
А. Создана равная концентрация донорных и   акцепторных примесей.
Б. Примесей нет.          В. Донорные.
Г. Акцепторные.         Д. Среди ответов А-Г нет верного.
17) Какой элемент нужно использовать в качестве примеси к Si, чтобы он приобрел преимущественно дырочную проводимость?
А. Элемент с валентностью, равной   валентности Si.
Б. Элемент с большей валентностью.
В. Элемент с меньшей валентностью.
Г. Любой металл.        Д. Любой неметалл.
18) Какой прибор используют для выпрямления переменного тока?
А. Генератор.       Б. Лампа накаливания.     В. Резистор.      Г. Транзистор.       Д. Диод.
19) Каким образом освобождаются электроны из катода в газоразрядной трубке?
А. Под действием поля между анодом и   катодом.     Б. В результате электролиза.
В. В результате бомбардировки катода    положительными ионами.      Г. В результате термоэлектронной эмиссии.
Д. В результате ионизации ударом.
20) Какой проводимостью обладают металлы?
А. Электронами и ионами обоих знаков. Б. Ионами обоих знаков.
В. Электронами и отрицательными ионами.      Г. Электронами и положительными ионами       Д. Только электронами.
21) Что такое электролитическая диссоциация?
22) При прохождении через какие среды электрического тока происходит перенос вещества?
А.Через металлы и полупроводники.             Б.Через полупроводники и растворы электролитов.
В.Через растворы электролитов и металлы. В.Через растворы электролитов и газы.
23) В каких средах с ростом температуры проводимость увеличивается?
А. В металлах. Б. В плазме. В. В газах. Г. Во всех, кроме металлов.
24) Какая из приведённых формул выражает математическую запись закона Фарадея для электролиза?
А. m = k:q.      Б. k = m∙q.     B. m = kI/t.   Г. m = kIt

Вакуумный диод

Электрический ток в вакууме возможен в электронных лампах.
Электронная лампа — это устройство, в котором применяется явление термоэлектронной эмиссии.

Вакуумный диод — это двухэлектродная ( А- анод и К — катод ) электронная лампа.
Внутри стеклянного баллона создается очень низкое давление

Н — нить накала, помещенная внутрь катода для его нагревания. Поверхность нагретого катода испускает электроны. Если анод соединен с + источника тока, а катод с -, то в цепи протекает
постоянный термоэлектронный ток. Вакуумный диод обладает односторонней проводимостью.
Т.е. ток в аноде возможен, если потенциал анода выше потенциала катода. В этом случае электроны из электронного облака притягиваются к аноду, создавая эл.ток в вакууме.

12Ручки (солн) и кружок с точкой?

?????????

13Объясните одностороннюю проводимость вакуумного диода.

14Для чего нужны аноды в ЭЛТ?Сколько их?

15Где используются ваккумные диоды?

Вакуумный диод используется для выпрямления переменного тока.

16Что такое ионизация?

17Куда подается исследуемый сигнал в ЭЛТ?

18Может ли ток в в диоде=0

19Для чего служит осциллограф?

Осциллограф

(от лат. oscillo — качаюсь и…граф)

электроннолучевой, прибор для наблюдения функциональной связи между двумя или несколькими величинами (параметрами и функциями; электрическими или преобразованными в электрические). Для этой цели сигналы параметра и функции подают на взаимно перпендикулярные отклоняющие пластины осциллографической электроннолучевой трубки (См. Осциллографическая электроннолучевая трубка) и наблюдают, измеряют и фотографируют графическое изображение зависимости на экране трубки. Это изображение называют осциллограммой.

20Чем отличается оксидный катод от металлического?

21если его перевернуть,изменится ли режим работы вакуумного диода?

Билет№1

1. Что такое вакуум?

2. Как изменить направление электронного пучка в ЭЛТ по ОY?смотри рисунок.

Билет2

1. Что такое термоэлектронная эмиссия?

2, Какие вы знаете приборы в составе которых ЭЛТ?

3. Как изменяется направление электронного пучка в ЭЛТ по ОХ? Почему

Билет3

1Нарисуйте график вольт-амперной характеристики вакуумного диода.Можно ли увеличить ток насыщения?

2Что такое электронное облако? как увеличить его плотность?

Билет4

1Ток насыщения.От чего зависит?

2Принцип работы ЭЛТ

Билет5

1Что означают ручки на осциллографе ?

2Принцип действия ваккумного диода?

Билет6

1Для чего нужны аноды в ЭЛТ?

2 Принцип действия ваккумного диода?

Билет7

1Где используются ваккумные диоды?

2Как движутся электроны в ЭЛТ? расскажите о принципе действия в ЭЛТ?

Электрический ток в различных средах

1. Электрический ток в различных средах

ГБПОУ «Тольяттинский медколледж»
Преподаватель физики: Думаева М.В.
Вакуум. Явление
термоэлектронной эмиссии
Чтобы ток в вакууме стал возможен, необходим источник свободных
заряженных частиц
Таким источником в вакуумных приборах
служит разогретый до высокой
температуры (1000 – 20000С) катод, из
которого вылетают электроны.
Это явление получило название
термоэлектронной эмиссии
Вакуумный диод и триод
Вакуумный диод и триод
Вакуумный диод
1. Прямое включение
анод
+
Е
—
—
нить
накала
Вакуумный диод
хорошо проводит ток в
прямом направлении
При увеличении напряжения
на аноде происходит
насыщение – все электроны
достигают анода
—
— — — —
Электроны,
вылетевшие из
разогретого катода,
устремляются к аноду,
замыкая цепь
катод
I(A)
U(В)
Вакуумный диод и триод
Вакуумный диод
2. Обратное включение
—
анод
Е
—
+
Электроны,
вылетевшие из
разогретого катода,
тормозятся
электрическим полем и
возвращаются к катоду
Вакуумный диод не
проводит ток в
обратном направлении
—
— — — -нить
накала
катод
Вакуумный диод и триод
Вольт – амперная характеристика вакуумного диода (ВАХ)
I (А)
U (В)
Вакуумный диод обладает односторонней проводимостью и
применяется для выпрямления переменного тока (кенотрон)
Вакуумный диод и триод
Вакуумный триод
+
График изменения напряжения
между катодом и сеткой
анод
График изменения анодного тока
управляющая
сетка
—
катод
нить
накала
Вакуумный триод обладает
усилительными свойствами
Вакуумный диод и триод
Различные радиолампы
А
А
А — анод
АС
ЭС
УС
ЭС
УС
К
тетрод
К
пентод
К — катод
УС – управляющая сетка
ЭС – экранирующая сетка
АС – защитная
(антидинатронная) сетка
Существуют радиолампы с большим числом электродов (гептод,
октод …), а также совмещенные лампы (триод – пентод, триод – триод
и т.д.)
Все они обладают усилительными свойствами и, хотя во многих
случаях их заменили полупроводниковые элементы (транзисторы,
диоды …), радиолампы все еще широко используются, особенно
при больших мощностях сигналов
Электрический ток в различных средах
Классификация веществ по
проводимости
Классификация веществ по проводимости
Разные вещества имеют различные электрические свойства, однако по
электрической проводимости их можно разделить на 3 основные группы:
Электрические
свойства веществ
Проводники
Хорошо проводят
электрический ток
К ним относятся металлы,
электролиты, плазма …
Наиболее используемые
проводники – Au, Ag, Cu,
Al, Fe …
Полупроводники
Занимают по проводимости
промежуточное
положение между
проводниками и
диэлектриками
Si, Ge, Se, In, As
Диэлектрики
Практически не проводят
электрический ток
К ним относятся
пластмассы, резина,
стекло, фарфор, сухое
дерево, бумага …
Классификация веществ по проводимости
Вспомним, что проводимость веществ обусловлена наличием в них
свободных заряженных частиц
Например, в металлах это свободные электроны
Е
Собственная проводимость
полупроводников
Собственная проводимость полупроводников
Рассмотрим проводимость полупроводников на основе кремния Si
—
Si
—
Si
—
Si
—
Si
—
Кремний – 4 валентный
химический элемент.
Каждый атом имеет во
внешнем электронном
слое по 4 электрона,
которые используются
для образования
парноэлектронных
(ковалентных) связей с
4 соседними атомами
Si
При обычных условиях (невысоких температурах) в полупроводниках
отсутствуют свободные заряженные частицы, поэтому полупроводник
не проводит электрический ток
Собственная проводимость полупроводников
Рассмотрим изменения в полупроводнике при увеличении температуры
—
Si
+-
Si
+-
Si
свободный
электрон
—
дырка
—
Si
+-
Si
Под воздействием
электрического поля
электроны и дырки
начинают
упорядоченное
(встречное) движение,
образуя электрический
ток
При увеличении температуры энергия электронов увеличивается и
некоторые из них покидают связи, становясь свободными электронами. На
их месте остаются некомпенсированные электрические заряды (виртуальные
заряженные частицы), называемые дырками
Собственная проводимость полупроводников
Таким образом, электрический ток в полупроводниках представляет
собой упорядоченное движение свободных электронов и положительных
виртуальных частиц — дырок
При увеличении температуры растет число свободных носителей заряда,
проводимость полупроводников растет, сопротивление уменьшается
R (Ом)
металл
R0
полупроводник
t (0C)
Примесная проводимость
полупроводников
Примесная проводимость полупроводников
Собственная проводимость полупроводников явно недостаточна для
технического применения полупроводников
Поэтому для увеличение проводимости в чистые полупроводники
внедряют примеси (легируют) , которые бывают донорные и акцепторные
—
Донорные примеси
—
Si
Si
—
—
—
As
—
—
Si
—
Si
При легировании 4 – валентного
кремния Si 5 – валентным
мышьяком As, один из 5
электронов мышьяка становится
свободным
Таким образом изменяя
концентрацию мышьяка, можно в
широких пределах изменять
проводимость кремния
Такой полупроводник называется полупроводником n – типа,
основными носителями заряда являются электроны, а примесь
мышьяка, дающая свободные электроны, называется донорной
Примесная проводимость полупроводников
Акцепторные примеси
Если кремний легировать трехвалентным индием, то для образования
связей с кремнием у индия не хватает одного электрона, т.е. образуется
дырка
—
Si
—
Si
—
In
+
—
Si
—
Si
Изменяя концентрацию индия,
можно в широких пределах
изменять проводимость кремния,
создавая полупроводник с
заданными электрическими
свойствами
Такой полупроводник называется полупроводником p – типа,
основными носителями заряда являются дырки, а примесь индия,
дающая дырки, называется акцепторной
Примесная проводимость полупроводников
Итак, существует 2 типа полупроводников, имеющих большое практическое
применение:
+
р — типа
Основные носители заряда дырки
—
n — типа
Основные носители заряда электроны
Помимо основных носителей в полупроводнике существует очень малое
число неосновных носителей заряда ( в полупроводнике p – типа это
электроны, а в полупроводнике n – типа это дырки), количество которых
растет при увеличении температуры
p – n переход и его
электрические свойства
p – n переход и его свойства
Рассмотрим электрический контакт двух полупроводников p и n типа,
называемый p – n переходом
1. Прямое включение
р
+
n
+
+
+
—
+
—
_
—
Ток через p – n переход осуществляется основными носителями заряда
(дырки двигаются вправо, электроны – влево)
Сопротивление перехода мало, ток велик.
Такое включение называется прямым, в прямом направлении p – n
переход хорошо проводит электрический ток
p – n переход и его свойства
2. Обратное включение
р
_
n
+
+
+
—
+
—
+
—
Запирающий слой
Основные носители заряда не проходят через p – n переход
Сопротивление перехода велико, ток практически отсутствует
Такое включение называется обратным, в обратном направлении p – n
переход практически не проводит электрический ток
p – n переход и его свойства
Итак, основное свойство p – n перехода заключается в его односторонней
проводимости
Вольт – амперная характеристика p – n перехода (ВАХ)
I (A)
U (В)
Полупроводниковый диод и
его применение
Полупроводниковый диод и его применение
Полупроводниковый диод – это p – n переход,
заключенный в корпус
Обозначение
полупроводникового
диода на схемах
Вольт – амперная характеристика полупроводникового диода (ВАХ)
I (A)
Основное свойство диода
– его односторонняя
электрическая
проводимость
U (В)
Полупроводниковый диод и его применение
Применение
полупроводниковых
диодов
Выпрямление
переменного тока
Детектирование
электрических сигналов
Стабилизация тока и
напряжения
Передача и прием
сигналов
Прочие применения
Полупроводниковый диод и его применение
Схема однополупериодного выпрямителя
До диода
После
конденсатора
После диода
На нагрузке
Полупроводниковый диод и его применение
Схема двухполупериодного выпрямителя (мостовая)
~ вход
+
выход
—
Электрический ток в различных средах
Электролитическая
диссоциация
Электролитическая диссоциация
По электрическим свойствам все жидкости можно разделить на 2 группы:
ЖИДКОСТИ
ПРОВОДЯЩИЕ
Содержащие свободные
заряженные частицы
(диссоциирующие) электролиты
К ним относятся
растворы (чаще всего
водные) и расплавы солей,
кислот и оснований
НЕПРОВОДЯЩИЕ
Не содержащие
свободные заряженные
частицы
(недиссоциирующие)
К ним относятся
дистилированная вода,
спирт, минеральное
масло…
Электролитической диссоциацией называется распад
нейтральных молекул вещества в растворителе на положительные и
отрицательные ионы
Электролитическая диссоциация
Электролитическая диссоциация поваренной соли
Na Cl
NaCl Na+ + ClДиссоциация других
веществ:
CuSO4 Cu 2+ + SO42HCl H + + Clh3SO4 H+ + H+ + SO42-
Na+
Cl-
CaCl2 Ca 2+ + Cl- +
Cl-
При диссоциации ионы металлов и водорода всегда заряжены
положительно, а ионы кислотных радикалов и группы ОН отрицательно
Электрический ток в
электролитах. Электролиз
Электролиз
Ионы в электролите движутся хаотично, но при создании
электрического поля характер движения становится упорядоченным:
положительные ионы (катионы) движутся к катоду, отрицательные ионы
(анионы) движутся к аноду
— (катод)
+ (анод)
—
+
Электрический ток в
электролитах
+
—
+
—
+
представляет собой
упорядоченное
движение
положительных и
отрицательных ионов
Электролиз
Рассмотрим, что происходит, когда ионы достигают электродов (на
примере медного купороса)
CuSO4 Cu 2+ + SO42-
На катоде:
Положительные ионы меди,
подходя к катоду, получают два
недостающих электрона,
восстанавливаясь до
металлической меди
— (катод)
Cu 2+ + 2 е Cu 0
+
Cu 2+
+
Cu 2+
В процессе протекания тока через
электролит на катоде происходит
оседание слоя чистой меди –
электролиз раствора медного
купороса
Электролиз
На аноде:
+ (анод)
SO42-
—
Сульфат — ионы SO42- , подходя к
аноду, отдают ему два лишних
электрона, которые через источник
тока поступают на катод и
присоединяются к положительным
ионам меди
SO42-
Выделение вещества на электродах вследствие окислительно –
восстановительных реакций при прохождении тока через электролит
называется
электролизом
Законы электролиза
Законы электролиза
Исследовал электролиз и открыл его законы английский физик Майкл
Фарадей в 1834 году
Первый закон электролиза
Масса вещества, выделившегося на
электродах при электролизе, прямо
пропорциональна величине заряда,
прошедшего через электролит
m kq
k – электрохимический эквивалент
вещества
Майкл Фарадей (1791 – 1867)
Открыл явление
электромагнитной индукции,
законы электролиза, ввел
представления об электрическом
и магнитном поле
(равен массе вещества, выделившегося
при прохождении через электролит
заряда 1 Кл)
Если учесть, что q = I t, то
m k I t
Применение электролиза
Применение электролиза
ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОЛИЗА
Получение химически чистых веществ
Гальваностегия
Гальванопластика
Применение электролиза
Основателем гальванотехники и ее широчайшего применения
является Б. С. Якоби, который изобрел в 1836 году
гальванопластику
Борис Семенович Якоби
(1801 – 1874) – русский
академик, открывший
гальванопластику,
создавший первую
конструкцию
электродвигателя
Гальванотехника — это отрасль
прикладной электрохимии,
смысл которой состоит в
получении электролитическим
путем металлических копий
каких-либо предметов
(гальванопластика) или же в
нанесении этим же способом
металлических покрытий на
какие-либо поверхности
(гальваностегия). Способ этот в
свое время широко
использовался в
полиграфической
промышленности и в
определенных случаях
применяется и сейчас
Применение электролиза
1. Получение химически чистых веществ
Рафинирование меди
— катод
+ анод
Катод – тонкая
пластина чистой меди,
анод – толстая
пластина
неочищенной меди
CuSO4
При прохождении
тока через электролит
на катоде оседает
чистая медь, анод
расходуется и
истощается
Примеси остаются в
электролите или
оседают на дно
При плотности тока 0,3 А на 1 дм2
процесс идет несколько дней
Применение электролиза
1. Получение химически чистых веществ
Получение алюминия
Алюминий получают электролитическим способом из глинозема
(вспомните – алюминий является одним из самых распространенных
химических элементов земной коры и содержится в любой глине)
Электролитическим способом получают:
Магний, натрий, калий, кальций …
Соду, хлор, хлористый кальций …
Осуществив, например, электролиз раствора поваренной соли NaCl, мы
можем получить сразу 3 полезных химических вещества:
Газообразные водород и хлор, а также раствор едкого натра NaOH
Применение электролиза
2. Гальваностегия
Гальваностегия –
покрытие предметов
неокисляющимся
металлами для защиты от
коррозии
(Ni, Cr, Zn, Ag, Au, Cu …)
Применение электролиза
3. Гальванопластика
Гальванопластика – получение
отслаиваемых копий предмета, полученных
путем осаждения металла на поверхности
предмета электролитическим способом
Точность копирования формы предмета
очень высокая, т.к. процесс идет на ионном
(молекулярном) уровне
Применение:
— Получение рельефных копий барельефов,
статуй
Копия барельефа,
полученная методом
гальванопластики
— Изготовление клише, полиграфия
— выпуск ценных бумаг, денег
Электрический ток в различных средах
Электрические свойства
газов. Ионизация и
рекомбинация
Электрические свойств газов
Газы при нормальных условиях являются диэлектриками, т.к. состоят
из нейтральных атомов и не содержат свободных заряженных частиц
Ионизация излучением
Для того, чтобы газ проводил
электрический ток, атомы
необходимо ионизировать –
оторвать от них электроны, а
значит сообщить атомам извне
достаточное количество энергии
Энергия для ионизации может
быть передана за счет:
• сильного нагрева
+
Положительный
ион
—
Е
Свободный
электрон
• внешнего излучения
(рентгеновского,
радиоактивного)
• сильного электрического поля
Электрический ток в газах представляет собой упорядоченное движение
свободных электронов и положительных ионов
Электрические свойств газов
Если прекратить действие ионизатора (нагрев, излучение …), то
начинает преобладать обратный процесс объединения электронов и
ионов в нейтральные атомы — рекомбинация
+
+
+
В процессе рекомбинации газ снова приобретает диэлектрические
свойства
—
—
—
Таким образом электрические свойства газов сильно
зависят от действия внешних ионизирующих факторов
Вопрос 2
Самостоятельный и
несамостоятельный разряд
Самостоятельный и несамостоятельный разряд
Разряд в газе, который может происходить под действием внешних
ионизирующих факторов, называется несамостоятельным
разрядом
( ток прекращается после окончания действия ионизатора)
При увеличении напряжения между электродами трубки, заполненной
газом, энергия движущихся ионов и электронов возрастает, возникает
явление выбивания ионами из нейтральных молекул электронов –
ударная ионизация, которая приводит к лавинному увеличению числа
носителей заряда и резкому возрастанию тока
Такой разряд не нуждается в
I
действии ионизатора, т.к. заряженные
частицы образуются за счет ударной
ионизации и называется
самостоятельным
U
Ток при таком разряде необходимо
ограничивать. Для этого в цепях переменного
тока обычно применяется дроссель
(индуктивное сопротивление)
Типы газовых разрядов
Применение тлеющего разряда – лампа дневного света
Ст – стартер (неоновая
лампочка с биметаллом)
Др – дроссель для
ограничения тока при
газовом разряде
Ст
— Капелька ртути, при
испарении которой пары
ртути излучают
ультрафиолетовое
излучение
— люминофор,
преобразующий УФ
– излучение паров
ртути в видимое
Др
~ 220 В
Типы газовых разрядов
2. Искровой разряд
При высоком напряжении между
электродами (напряженность
электрического поля
увеличивается до миллиона вольт
на метр и выше) в газе происходит
искровой разряд в виде
кратковременной искры (пробой
газа, обусловленный ионизацией
молекул сильным электрическим
полем)
Гигантский искровой разряд представляет собой природная молния,
приносит искра и пользу человеку – зажигает топливо в камере
сгорания двигателей внутреннего сгорания, зажигает газ в газовой
плите …
Типы газовых разрядов
Искра в ДВС
Искровой разряд применяется
в двигателях внутреннего
сгорания для воспламенения
горючей смеси
Для образования
мощной искры на свечу
зажигания подается
напряжение 20 – 30 кВ
Образование
искрового разряда в
камере сгорания ДВС
Типы газовых разрядов
Загадки молнии
Веками бушующая стихия пугала
человека. Молнии, бьющие с неба,
несущие смерть и пожары,
казались стрелами богов. Их
боялись, заклинали, пытались
обуздать…
Удивительное о молниях
Один случай удивительней другого: молния сжигает
белье, оставляя верхнее платье. Или сбривает с
человека все волосы до последнего. Вырывает из рук
человека металлические предметы, отбрасывая на
большое расстояние и не причиняя вреда державшему
их. Молния сплавляет в общий слиток все монеты,
бывшие в кошельке, или серебрит золотые и золотит
серебряные, не сжигая лежавших вместе с ними
бумажных денег. Молния бесследно уничтожает
надетый на шею медальон на цепочке, оставляя на
память ограбленной ею девушке отпечаток цепочки и
медальона, не сходящий с кожи в течение нескольких
лет…
Типы газовых разрядов
Что такое молния с точки зрения науки
Молния — разряд тока мощностью до 3 млрд
кВт, движущийся из облака вниз со
скоростью 160-1600 км/с (и 140000 км/с — с
половинной скоростью света движется
иногда обратно с земли в облака) по
ионизированному каналу воздуха с
температурой плазмы до 30 000 градусов (в
5 раз выше, чем на Солнце), с диаметром
канала 1,27 см, окруженной 3-6-метровой
короной, длиной от 90 м до 32 км и
сопровождающийся звуковой ударной
волной (громом), слышимой иногда на
расстоянии до 30 км
Напряжение между облаком и Землей
достигает миллиарда вольт, сила тока – до
миллиона ампер
Типы газовых разрядов
3. Дуговой разряд
В месте контакта двух проводников (например
угольных электродов) при низких напряжениях
(десятки вольт) выделяется большое количество
тепла
При раздвигании проводников на расстояние
несколько миллиметров в газе возникает разряд –
электрическая дуга, которая является мощным
источником тепла, света, ультрафиолетового
излучения
— выделяемое при этом тепло используется для
расплавления и сварки деталей
— выделяемый свет используется в качестве
мощных источников света в дуговых
осветительных лампах
Типы газовых разрядов
Электрическая сварка металлов
Держатель
Сварочный
трансформатор
Масса
Типы газовых разрядов
4. Коронный разряд
При атмосферном давлении вблизи
заостренных участков проводников, имеющих
большой электрический заряд, наблюдается в
виде светящегося ореола – коронный разряд
На заостренных участках проводников с
напряжением в десятки и сотни кВ возникает
огромная напряженность электрического поля
– свыше миллиона вольт на метр, вследствие
чего прилежащий воздух ионизируется и
происходит стекание заряда в виде маленьких
искр, образующих корону
Особенно проявляется коронный разряд в
линиях электропередачи (свыше 100 кВ)

Электрический ток в вакуумном диоде — Студопедия

Рис.3.4. Схема включения вакуумного диода.

Явление испускания электронов нагретыми металлами называется термоэлектронной эмиссией. С повышением температуры возрастает кинетическая энергия электронов и они получают возможность, преодолев работу выхода, покинуть поверхность металла. Термоэлектронная эмиссия лежит в основе работы электронных ламп. Простейшая электронная лампа — вакуумный диод, — представляет собой вакууммированный стеклянный или металлический баллон, внутри которого находятся два электрода: нагреваемый нитью накала, металлический катод К и холодный металлический анод А. Высокий вакуум в диоде создается для того, чтобы электроны при своем движении не сталкивались с молекулами воздуха. На рис.3.4 приведена схема включения вакуумного диода. Батарея Б_Н служит для нагревания нити накала и далее катода. Напряжение между анодом и катодом создается с помощью батареи Б_а.

Вакуумный диод обладает односторонней проводимостью, то есть электроны могут двигаться только от катода к аноду, притягиваясь Кулоновскими силами к положительно заряженному аноду. Если же анод заряжен батареей Б_а отрицательно, то анод отталкивает испускаемые нагретым катодом электроны обратно и они образуют «электронное облако», которое сосредоточено вблизи катода. Такое же «электронное облако» образуется при нулевом и даже при положительном напряжении анода за счет притяжения электронов к катоду, где после вылета электронов возникает поверхностный, положительный заряд. При увеличении положительного анодного напряжения все большая часть электронов будет лететь прямо к аноду, не задерживаясь в «электронном облаке», его плотность начнет уменьшаться и количество электронов, притягиваемых анодом в каждую секунду, будет увеличиваться. Электроны, долетевшие до анода, двигаются далее по проводам под действием батареи Б_а , доходят до катода и снова испускаются к аноду.

В замкнутой цепи возникает электрический ток, называемый анодным током. Зависимость анодного тока I_а от анодного напряжения U_а называется вольтамперной характеристикой диода. На рис.3.5 представлены три вольт-амперные характеристики, снятые при различных температурах катода Т₁<Т₂<Т₃. На всех трех кривых видно, что при определенных значениях U_а=U_нас (напряжение насыщения) рост анодного тока прекращается, кривые становятся практически параллельными оси абсцисс. Максимальное значение анодного тока называется током насыщения I_нас. Это означает, что все электроны, покидающие катод в единицу времени, под действием достаточно сильного поля двигаются сразу к аноду, не создавая облака. Дальнейшее увеличение U_а не может привести к росту анодного тока, так как число электронов, вылетающих каждую секунду из катода, зависит от температуры катода, но не зависит от величины анодного напряжения. Поэтому, плотность тока насыщения j_нас определяется плотностью тока термоэлектронной эмиссии (они равны по величине), которая рассчитывается по формуле Ричардсона-Дешмена: , где I_нас — ток насыщения, k — постоянная Больцмана, Т — абсолютная температура, А_ВЫХ — работа выхода электрона из металла катода, С=1.2×10⁶ А/м²К² — эмиссионная постоянная Ричардсона.

На участках кривых при U_А<<U_нас зависимость анодного тока от анодного напряжения описывается формулой Богуславского-Ленгмюра или законом «трех вторых» , где В — константа, зависящая от размеров, формы и взаимного расположения катода и анода.

С ростом температуры катода увеличивается число испускаемых им электронов, растет плотность «электронного облака». Для рассеивания объемного заряда облака требуется большее анодное напряжение. Поэтому при увеличении температуры катода насыщение анодного тока наступает при больших значениях U_а и сама величина тока насыщения I_нас также возрастает.

Явление термоэлектронной эмиссии используется в различных электронных лампах, рентгеновских трубках, электронном микроскопе и т.д. Рассмотренная выше двухэлектродная лампа применяется в электро- и радиотехнике, автоматике и телемеханике для выпрямления переменного тока, усиления тока и электрических сигналов, для генерирования электромагнитных колебаний.

Электрический ток в газах. Плазма

Цель: выяснить происхождение электрического тока в газах.

Ход урока

I. Повторение изученного

1. Что такое термоэлектронная эмиссия?

2. При каких условиях происходит вылет электрона из вещества?

3. Что такое работа выхода?

4. Как устроен вакуумный диод?

5. Почему вакуумной диод обладает односторонней проводимостью?

6. Как устроена и где применяется электронно-вакуумная трубка?

II. Самостоятельная работа

1. Почему в дымоходе раскаленные частички угля несут на себе электрический заряд, каков знак заряда?

A. Заряжаются за счет электронизации трением, знак положительный.

Б. Заряжаются за счет термоэлектронной эмиссией, заряд положительный.

B. Заряжаются за счет электронизации трением, заряд отрицательный.

2. Каким образом можно управлять электронным пучком?

A. Только электрическим полем.

Б. Только магнитным полем.

B. С помощью электрического и магнитного полей.

3. Работа выхода вольфрама 4,5 эВ, а оксида бария — 1 эВ. Какой материал будет испускать больше электронов в единицу времени при равных температурах?

A. Вольфрам.

Б. Оксид бария.

B. Будут испускать равное количество электронов.

4. Если анодное напряжение увеличить в 2 раза, то как изменится скорость электронов в вакуумной лампе?

A. Не изменится.

Б. Уменьшится в 2 раза.

B. Увеличится в 2 раза.

5. За счет какого механизма нагревается экран при работе кинескопа?

A. Люминесцентного свечения.

Б. Торможения электронов в материале экрана.

B. Экран не нагревается, его температура равна температуре окружающей среды.

Объясните эксперимент

У трехэлектродной лампы сетку соедините с анодом, а анод — через гальванометр демонстрационного амперметра — с катодом. К нити накала подведите обычное напряжение. Если замкнуть цепь накала, то гальванометр в анодной цепи покажет слабый ток. Почему? При увеличении накала катода возрастает сила тока в анодной цепи. Почему?

Ответы: 1. Б, 2. В, 3. Б, 4. В, 5, Б.

Эксперимент

Ответ: В результате термоэлектронной эмиссии анод заряжается отрицательно, а катод — положительно. Между ними возникает небольшая разность потенциалов, которая приводит к возникновению тока. С увеличением накала катода большее число электронов достигают анода, что приводит к росту анодного тока.

III. Изучение нового материала

Эксперимент 1

Укрепим две металлические пластины параллельно друг другу, соединим одну со стержнем, а вторую — с корпусом электрометра и сообщим им разноименные заряды. Электрометр не заряжается. Через воздух между пластинами при небольших значениях напряжения электрический ток не проходит.

Эксперимент 2

Внесем в пространство между пластинами пламя спиртовки, и заряженный электрометр быстро зарядится.

Под воздействием пламени газ стал проводником электрического тока.

Явление протекания электрического тока через газ, наблюдаемое только при условии какого-либо внешнего воздействия на газ называется несамостоятельным электрическим разрядом.

Повышение температуры газа делает его проводником электрического тока, т. к. нейтральные атомы или молекулы превращаются в ионы. Процесс отрыва электрона от атома называется ионизацией атома. Процесс возникновения свободных электронов и положительных ионов в результате столкновения атомов и молекул газа при высокой температуре называют термической ионизацией.

Частично или полностью ионизированный газ, в котором плотности положительных и отрицательных ионов практически одинаковы, называется плазмой.

Если между электродами постепенно повышать напряжение, то при некотором значении возникает электрический ток, без воздействия внешних ионизаторов. Это самостоятельный разряд в газе.

Типы самостоятельных разрядов. Техническое применение

Тлеющий разряд применяется в газоосветительных трубках, неоновых лампах, цифровых индикаторах, лампах дневного света.

Дуговой разряд применяется в ртутных лампах высокого давления, при сварке металлов, в электроплавильных печах.

Искровой разряд, длится тысячные доли секунды при высоком напряжении. Применяется при обработке металлов.

Коронный разряд (Е = 3000000 В/м).

Используется в электрофильтрах для очистки газов от твердых частиц. Отрицательное явление: вызывает утечку энергии на высоковольтных линиях.

Эксперимент

Два угольных стержня укрепите к деревянным стержням длиной 300 мм. Дугу подключите к автотрансформатору на 30 В. Деревянными ручками сводите углы. Наблюдается горение дуги в воздухе. Опустив в воду, получите горение в ней.

Примечание. Нужно надевать черные очки, или прикрывать глаза красным стеклом.

IV. Закрепление изученного

1. Что такое термическая ионизация?

2. Что называется плазмой?

3. Какие причины могут вызывать несамостоятельный электрический разряд?

4. Чем отличаются самостоятельный электрический разряд от несамостоятельного?

5. Каков механизм развития самостоятельного электрического разряда?

Домашнее задание

П. 124, 125.

Слайд 5

Типы и Применение вакуумных трубок

Это было ранее заявлялось, что диод использовался для преобразовать переменный ток в постоянный. Он действует как односторонний переключиться на электроны, так как нет возможности они перемещаются от анода к катоду.В характер устройства, поэтому иногда называется клапаном, поскольку он контролирует поток электроны, как водяной клапан, контролируют поток воды. Диоды на вакуумных лампах использовались для преобразовать переменный ток в постоянный для многих разных целей. Электросети нужен постоянный ток. Крупномасштабный гальванические заводы нуждались в постоянном токе и использовали выпрямители для его питания.Перед транзисторы и частотно-регулируемые приводы переменного тока, выпрямители питаются постоянным током для переменной скорости постоянного тока двигатели в промышленных установках.

Чертеж лампового диода.
Изображение предоставлено: http://newitfolder.blogspot.com

Изображение, показывающее, что происходит, когда пластина (анод) положительный или отрицательный.
Изображение предоставлено: http://archive.hnsa.org

Принципиальная схема полноволнового мостового выпрямителя с помощью вакуумных ламп. Обратите внимание, что здесь 4 вакуума трубки обозначены V1-V4. V было сокращением от Valve.
Изображение предоставлено: http://www.rfcafe.com

Высокая выпрямление тока в промышленных условиях обычно не используйте традиционный катод.Разные выпрямители использовались, но два из основных высоких текущими были выпрямитель Ignitron и выпрямитель дуги Mercury. В Ignitron Rectifier, электрический ток должен запускается подачей питания на катод. Каждый когда начинается цикл проводимости, катод должны быть под напряжением.Игнитроны были нормально организованы в крупных банках для поставки очень крупных количества HVDC. Дуговый выпрямитель Mercury отличается тем, что дугу нужно только запускается один раз при первом включении. Оба устройства использовали бассейн ртути в качестве катода. Очевидно эти устройства больше не производятся хотя некоторые из них использовались до недавнего времени.

На этом изображении изображен Сильноточный выпрямитель Ignitron.
Кредит изображения: www.ominous-valve.com

Обложка старого журнала с изображением ртутной лампочки дуговый выпрямитель.
Кредит изображения: wondersofworldengineering.com

Изображение ртутного дугового выпрямителя.Большая часть колбы использовалась для конденсации паров ртути
а 6 лампочек меньшего размера находятся там, где находятся аноды. расположена. Есть 6 анодов для 6-фазного переменного тока.
Кредит изображения: technabob.com

Триод изготавливается добавлением еще одного элемента в трубку между катодом и анодом. Этот элемент является сетка, которую должен пройти поток электронов до анода.Сетки контролирует поток электронов. Когда сетка на отрицательный потенциал по отношению к катод, электроны не будут течь. Когда сетки напряжение повышается до 0 вольт или выше, электроны разрешено течь. При подаче слабого сигнала к сетке, поток электронов через трубку имитирует сигнал, но намного больше.В поток электронов в трубке пропорционален сигнал, подаваемый на сетку. Таким образом, сигнал на выходе из трубки усиленный версия слабого сигнала, размещенного на сетке. Триодному усилителю требуется постоянное смещение постоянного тока. напряжение на аноде для правильной работы. Триоды на электронных лампах использовались в качестве усилителей для десятилетиями, и все еще есть много усилителей, которые используйте их сегодня.Триоды можно найти в радио, испытательное оборудование, а в старых аналоговых и цифровые компьютеры.

Изображение вакуумной лампы триодного типа.
Кредит изображения: www.extremetech.com

Схема простого триодного усилителя.
Кредит изображения: www.ibiblio.org

Это изображает смещение триодного типа вакуума. трубка.
Кредит изображения: archive.hnsa.org

Электронный числовой интегратор и компьютер использовали тысячи электронных ламп.
Кредит изображения: www.maximumpc.com

Триоды также использовались как генераторы и регенераторы. Они смогли преобразовать сигнал постоянного тока в переменный. сигнал, который может достигать миллионов циклов за второй.Старые радиопередатчики и приемники использовали триоды таким образом. Высокая частота в промышленном отоплении используются триоды. Триоды могли также может использоваться в производственных процессах управления привязка сети к электрическому устройству, требующему быть под контролем. Кроме того, когда традиционный нагретый катод заменен на светочувствительный материал, свет может контролировать излучение электроны в трубке.

Схема приемника регенерации на одном триоде. Примечание анод триода привязан к приемному концу цепи катушкой. Это
позволил положительный отклик на ввод, который помог в усилении принимаемого сигнала.
Кредит изображения: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/ac/Regenerative_Receiver.png

Простой регенеративный приемник на одном триоде.
Кредит изображения: http://antiqueradios.com/albums/Misc/Sept_36_PM_regen_4.jpg

Вот генератор на одной триодной лампе.
Кредит изображения: http://w1ujr.net/hartley-oscillator

Тетроды и Pentodes начали бороться с проблемами работа с емкостными эффектами от сети и вторичное излучение с экрана.Эти устройства работали аналогично триодам, но были лучше производительность на высоких частотах. Было произведено много других типов трубок. Много было комбинаций диодов, триодов, тетроды и др.

Схема усилителя на тетроде.
Кредит изображения: www.ibiblio.org

Тетрод усилителя мощности ГМИ-83Б.
Кредит изображения: http://www.nd2x.net

Принципиальная схема пентода.
Кредит изображения: www.allaboutcircuits.com

Изображение потока электронов через трубку пентода.
Кредит изображения: electriciantraining.tpub.com

Промаркированные детали внутри трубки пентода.
Изображение предоставлено: / www.Vacuumtubes.net

В конце концов, использование вакуумных ламп было прекращено. твердотельные электронные устройства. Транзисторы и диоды заменили лампу во многих устройствах включая радио, телевизоры, компьютеры, и т.д. Промышленный контроль теперь использует программируемые логические устройства и переменные частотные приводы, в которых используются транзисторы.Переменный ток в постоянный ток а также от постоянного тока до переменного тока преобразование выполняется с твердотельным электроника. Электронно-лучевые телевизоры застряли примерно до конца 90-х — начала 2000-х до того, как ЖК-телевизоров и светодиодных телевизоров стало больше доступный. Вакуумные лампы все еще используются в ВЧ усилители и некоторые другие специализированные области как высококачественное усиление звука.В стороне из тех областей и старинной электроники реставрация, трубки больше не используются.

Диод

— ток, катод, полупроводник и пластина

Диод — это электронное устройство, в котором два электрода расположены таким образом, что электроны могут течь только в одном направлении. Из-за этой способности управлять потоком электродов диод обычно используется в качестве выпрямителя, устройства, которое преобразует переменный ток в постоянный.Обычно существует два типа диодов. Старые диоды представляли собой вакуумных ламп , содержащих два металлических компонента , в то время как более новые диоды представляют собой твердотельные устройства, состоящие из одного полупроводника n-типа и одного полупроводника p-типа.

Рабочий элемент в вакуумной лампе диод представляет собой металлический провод или цилиндр, известный как катод . Вокруг катода или на расстоянии от него находится металлическая пластина. Катод и пластина герметично закрыты стеклянной трубкой , из которой удален весь воздух.Катод также прикреплен к нагревателю, который при включении заставляет катод светиться. Когда катод светится, он испускает электроны.

Если на металлической пластине поддерживается положительная разность потенциалов по сравнению с катодом, электроны будут течь от катода к пластине. Однако, если пластина на отрицательна на по сравнению с катодом, электроны отталкиваются, и электрический ток от катода к пластине отсутствует. Таким образом, диод действует как выпрямитель, позволяя электронам течь только в одном направлении, от катода к пластине.

Одно из применений такого устройства — преобразование переменного тока в постоянный. Переменный ток — это ток, который течет сначала в одном направлении, а затем в другом. Но переменный ток, подаваемый в диод, может двигаться только в одном направлении, тем самым преобразуя ток в односторонний или постоянный ток.

Новые типы диодов изготавливаются из полупроводников n-типа и полупроводников p-типа. Полупроводники N-типа содержат небольшие примеси, которые обеспечивают избыток электронов, способных перемещаться по системе.Полупроводники P-типа содержат небольшие примеси, которые создают избыток положительно заряженных «дырок», способных перемещаться по системе.

Полупроводниковый диод изготавливается путем соединения полупроводника n-типа с полупроводником p-типа через внешнюю цепь, содержащую источник электрического тока. Ток может течь от n-полупроводника к p-полупроводнику, но не в другом направлении. В этом смысле n-полупроводник соответствует катоду, а p-полупроводник — пластине в диоде вакуумной трубки.Полупроводниковый диод выполняет большинство тех же функций, что и более старый вакуумный диод, но он работает намного эффективнее и занимает гораздо меньше места, чем вакуумный диод.

Вакуумный диод — Государственный университет Джорджии

ДИОДЫ

И КОНСТРУКЦИЯ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ Диоды и идеальные диоды Поведение Основным характером диодов является то, что ток может легко течь в одном направлении 1 и не может течь в другом.Для идеальных диодов это поведение устройства, которое представляет собой короткое замыкание для тока в прямом направлении и разомкнутую цепь для тока в обратном направлении. Схема IF, единицы произвольного тока 10 8 6 4 2 0 VI Характеристика прямого обратного напряжения идеального диода -10-8-6-4-2 0 2 4 VF, символ вольт для диода есть, а треугольник указывает направление, в котором ток может течь легко. На рисунке показан график зависимости идеального поведения диода от напряжения-тока (или VI).Хотя позже, когда мы будем рассматривать последствия реального поведения диодов, потребуется скорректировать график VI, идеального описания достаточно для знакомства с диодными приложениями. Прежде чем обсуждать приложения, мы кратко рассмотрим, как можно добиться такого электрического поведения. Вакуумные лампы, диодная версия которых схематично показана на рисунке, обеспечивают один простой для визуализации способ. Поскольку единственным источником электронов является катод (покрытый материалом, который выделяет электроны при нагревании), поток электронов может быть только в одном направлении.(Обратите внимание, что поток электронов, поток отрицательного заряда, противоположен потоку обычного тока. Обычный ток — это направление положительного заряда.) Таким образом, не может быть потока от пластины к катоду. В первую очередь нас интересуют диоды с полупроводниковым переходом, в которых одностороннее поведение является результатом перехода между полупроводниками P- и N-типа. Полупроводники P- и N-типа являются результатом преднамеренного введения контролируемого количества примесей в высокочистый материал, обычно кремний.(Это называется легированием.) Для создания материала P-типа примесь находится в элементе, находящемся в одном столбце слева от кремния на периодической диаграмме; таким образом, у примесного атома на один электрон меньше, чем у кремния, и поэтому он является положительным по отношению к кремнию. Точно так же материалы N-типа создаются путем легирования кремния атомами в столбце периодической диаграммы на одну позицию вправо, тем самым создавая отрицательную область. Это схематическое изображение P N соединения диодов можно изобразить так, как показано на схематическом изображении диодов.Нагреватель (нагревает катод) Вакуум Трубка Диод Катод (испускает электроны) — поток электронов от катода к пластине Источник напряжения Электронный поток Обычная пластина потока тока ( анод; собирает электроны) + 1 Некоторые из вас могут быть знакомы с обратными клапанами, которые демонстрируют поведение диода, эквивалентное потоку жидкости.

Вакуумная трубка »Электроника

Диодный клапан или вакуумная трубка могут использоваться в качестве выпрямителя, и в дополнение к этому его работа формирует основу работы, на которой построены другие формы клапана или трубки.

Вакуумные трубки / термоэлектронные клапаны Включает:
Основы Как работает трубка Электроды для вакуумных трубок Диодный клапан / трубка Триод Тетроде Луч Тетрод Пентод Эквиваленты Штыревые соединения Системы нумерации Патрубки / основания клапанов

Диодный вентиль или трубка до сих пор широко используются, и в минувшие годы использовалось огромное количество этих устройств.

Диодный элемент является самым основным из всех термоэмиссионных или вакуумных ламповых устройств, имеющих только два активных электрода, тем не менее, он по-прежнему является важным компонентом, работу которого необходимо понимать, если нужно понимать другие формы вакуумных ламп или термоэмиссионных клапанов.

Современный ламповый усилитель

Основы диодного клапана

Самая основная форма диодного клапана или вакуумной лампы — это диод. Он состоит из двух проводящих электродов, помещенных в вакуумированную стеклянную колбу. Они называются катодом и анодом.

Катод нагревается, и обнаруживается, что электроны «выкипают» из электрода в результате энергии, которую они имеют в результате нагрева.

Отрицательно заряженные электроны оставляют положительный заряд на катоде, который имеет тенденцию втягивать их обратно, и в результате вокруг катода существует облако электронов, интенсивность которого уменьшается по мере увеличения расстояния от катода.Электроны, которые путешествуют дальше всего, обладают наибольшей энергией.

Тем не менее обнаружено, что если резистор помещен между катодом и анодом, будет видно, что ток действительно течет в результате электронов, испускаемых катодом.

Если резистор помещен между анодом и катодом диодного клапана, тогда будет течь ток.

Если электрон имеет достаточно энергии, чтобы достичь анода, он останется там, если у него не будет достаточно энергии для выхода, но они могут течь обратно в катод через внешний резистор.

Можно видеть, что электронный ток может течь от катода к аноду в результате выхода электронов с катода, но электроны не могут покинуть анод.

В результате ток может течь только в одном направлении. Следовательно, если на диодный клапан или диодную трубку подается переменный сигнал, то он пропускает только половину цикла, тем самым выпрямляя сигнал.

Если схему немного изменить и к аноду приложить положительный потенциал, то он будет притягивать дополнительные электроны, и ток будет протекать через батарею.И снова ток может течь только в одном направлении.

Базовая работа диодного клапана или трубки

Эту функцию можно использовать для выпрямления входной мощности линии или сети, позволяя создавать постоянный ток, мощность постоянного тока, создаваемую из переменного тока, вход переменного тока. Его также можно использовать для обнаружения радиосигналов, и фактически он впервые использовался для термоэмиссионных клапанов или электронных ламп. Именно Амброуз Флеминг из Университетского колледжа Лондона первым придумал обнаруживать сигналы с помощью диодного клапана.

Выпрямительный клапан Early Marconi U5

Диодный клапан непрямого нагрева

В ранних диодных клапанах использовался катод с прямым нагревом. Он состоял из нагревательного элемента, который также действовал как катод. Это существенно ограничивало работу этих устройств. Использование переменного тока для обогревателей позволило трансформатору обеспечить питание обогревателя непосредственно от входящей сети, что снизило эксплуатационные расходы, так как батареи прослужили недолго и были дорогими:

Индуцированный гул: Когда переменный ток использовался для питания клапанов с прямым нагревом, было обнаружено, что переменный ток влияет на работу клапана, и некоторое количество переменного тока может накладываться на выходной сигнал.
Катод с прямым нагревом подключен к источнику питания нагревателя: Катод с прямым нагревом означает, что катод подключен к напряжению нагревателя, и это предотвращает использование общего источника питания нагревателя для нескольких клапанов, которым могут потребоваться разные катодные напряжения.

Решением обеих проблем было использование электрически разделенного нагревательного элемента, который использовался для нагрева катода. Этот метод, известный как косвенный нагрев, почти повсеместно используется для всех вентилей, будь то диодные вентили, триоды или что-то еще.

Полуволновой диодный вентильный выпрямитель

Простейшей формой выпрямителя с диодным вентилем является однополупериодный выпрямитель. Для этого требуется только выпрямитель с одним диодным вентилем. Однако он не так эффективен, как некоторые другие формы выпрямителя.

Клапан / ламповый полупериодный выпрямитель

Можно видеть, что если переменная форма волны приложена к диодному клапану или диодной лампе, она проводит больше половины формы волны, а не другую. Это означает, что при выпрямлении сигналов переменного тока эффективность составляет только 50%, так как половина сигнала используется, а другая половина отбрасывается.

Двухполупериодный диодный вентильный выпрямитель

Чтобы использовать обе половины цикла альтернативной формы сигнала, можно использовать двухполупериодный выпрямитель. Точно так же, как это может быть реализовано с полупроводниковыми диодами, то же самое может быть достигнуто с помощью диодных вентилей. Фактически, двухполупериодные выпрямительные диодные клапаны доступны с одним устройством, содержащим два выпрямителя.

Двухполупериодный выпрямитель с клапаном / лампой

В схеме двухполупериодного выпрямителя разные диоды в выпрямителе обрабатывают разные половины формы волны.Таким образом используются обе половины сигнала. Кроме того, тот факт, что время между пиками короче, означает, что сглаживание формы волны намного проще.

Как видно на схеме, в наличии имеются двухполупериодные выпрямительные клапаны / трубки. Они содержали два анода и один катод, что позволяло выполнять двухполупериодное выпрямление с помощью одного клапана.

Следует также отметить, что выпрямительные диоды источника питания часто использовали отдельный источник питания 5 В, тогда как общий стандарт для нагревателей, используемых для самого оборудования, составлял 6.3 вольта, хотя часто использовались и другие напряжения.

Детектор сигнала диодного клапана

Амброуз Флеминг изобрел первый диодный клапан, исследуя обнаружение или демодуляцию радиосигналов. Фактически детектор с диодным вентилем может использоваться для сигналов с амплитудной модуляцией.

Действие выпрямителя с диодным вентилем можно увидеть ниже, где демодулируется амплитудно-модулированный сигнал, состоящий из несущей переменной амплитуды. Чтобы восстановить модуляцию, сигнал выпрямляется, а затем несущая удаляется с использованием конденсатора в качестве высокочастотного фильтра.

Обнаружение / демодуляция сигнала

Это очень простая, но эффективная форма демодуляции AM, хотя у нее есть свои недостатки. Уровни искажения могут быть высокими, потому что характеристика диода не будет полностью линейной, и этот вид диодного детектора также подвержен искажениям в результате избирательного замирания — проблема, которая очевидна в полосах частот, обычно используемых для передачи с амплитудной модуляцией.

Другие электронные компоненты: Резисторы
Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы Разъемы RF Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты».. .

Полупроводниковый диод, май 1961 г. Популярная электроника

Май 1961 г. Популярная электроника

Оглавление

Воск, ностальгирующий по истории ранней электроники и извлеченный из нее. См. Статьи из Популярная электроника, опубликовано с октября 1954 года по апрель 1985 года. Настоящим подтверждаются все авторские права.

«Что это за устройства?» «Как они работают?» «Каковы их характеристики? »« Как они используются? »Это виды вопросы о полупроводниковых диодах заданы — и даны ответы — в этой статье в выпуске Popular Electronics за 1961 год.Автор Джим Кайл кратко излагает историю диодов и диодов. затем более подробно рассматривается физическая конструкция, I-V кривые, мощность, емкость переходов, сопротивление и т. д. Упомянутый интересный момент заключается в том, что хотя полупроводник диод будет проводить некоторое конечное количество тока при смещении в обратном направлении (иногда желаемая характеристика), диод вакуумной трубки вообще не будет проводить при обратном смещении — тем самым делая лампу более совершенным выпрямителем.

Электроника журналы той эпохи опубликовали множество статей о селеновых выпрямителях, в том числе After Class: Работа с селеновыми выпрямителями, Полупроводник Диод, Новый Селеновые выпрямители для домашних ресиверов, Селеновые выпрямители, Применение малых высоковольтных выпрямителей с селеном и с использованием выпрямителей с селеном .

Полупроводниковый диод

Что это такое Как это работает Чем занимается

Джим Кайл, KSJKX / 6

Семиэтажная межконтинентальная ракета ревёт ввысь на столб огня.Внутри серебристого гиганта сотни крошечных полупроводниковые диоды контролируют каждое его движение.

Телекамера сфокусирована на мужчине. Миллионы зрителей смотрят. Между мужчиной и миллионами зрителей стоят десятки полупроводниковых диодов — без них телевидение не могло бы не работает.

Более старый, чем само радио, и когда-то считался устаревшим, полупроводниковый диоды сегодня являются рабочими лошадками электронной промышленности.Они составляют сердце почти всех цифровых компьютеров — гигант электронный мозг, который может предсказать исход выборов или контролировать завод-производитель. Они делают возможным радар. Они обнаруживают радиосигналы, а иногда и генерируют те же самые сигналы.

Что это за устройства? Как они работают? Каковы их характеристики? Как они используются?

По сути, ответы просты. Прежде всего, полупроводник. диод — это улица с односторонним движением для электрических токов.Это позволит ток течет свободно в одном направлении, но блокирует он почти полностью в другом. Из-за этой характеристики полупроводниковый диод может выполнять широкий спектр задач и один из наших основных электронных слуг.

Как работает диод

Чтобы понять, как работает полупроводниковый диод, вернемся назад. немного и исследуем само электричество. Электрический ток просто другое название потока электронов — основной электрический заряд найден во всех элементах.Электричество течет, когда электроны переходить от одного атома вещества к другому.

Из некоторых материалов — меди, серебра, алюминия и многих других. металлы — электроны могут легко перемещаться. Эти вещества называется кондукторами.

Из других материалов — стекла, фарфора, твердой резины и многих других. пластмасса — электроны могут двигаться только с большим трудом. На самом деле, только очень немногие электроны могут вообще двигаться в этих вещества, даже находящиеся под большим электрическим давлением; и так течь прохождение электрического тока через них блокируется.Мы называем эти вещества изоляторы.

Между проводниками и изоляторами находится множество материалов, которые не являются ни хорошими проводниками, ни приемлемыми изоляторами. Электроны их атомов могут свободно двигаться, но не так свободно, как в дирижер. Эти вещества известны как полупроводники.

Типы полупроводников. Хотя многие полупроводники существуют (большинство материалов попадают в эту классификацию), только мало используются в электронике.Наиболее широко используются германий, оксид кремния, селена и меди. В прошлые годы галенит (a форма оксида свинца).

Селеновые выпрямители, эксплуатируемые более 25 лет, уступают место кремниевым диодам меньшего размера, таким как диоды Саркеса-Тарциана 1N1083.

Эти полупроводники обладают странным свойством. При определенных условиях электроны могут вытекать из им проще чем в.В других условиях ситуация такова. обратное: электроны входят свободно, но с трудом получают вне.

Поскольку это странное свойство проявляется только тогда, когда электроны входят или выходят из полупроводникового материала, это полезно только когда полупроводник находится в контакте с проводником. Этот контакт может быть установлен двумя способами: точечным контактом, в котором полупроводник и проводник контактируют только в одном точка; и поверхностным контактом, при котором они встречаются на широком область.У каждого способа есть свои преимущества.

Ранним примером использования точечного контакта является старомодный кристалл. набор. Изобретен около 1906 года двумя экспериментаторами по имени Х. Х. Данвуди. и Дж. У. Пикарда, это была опора радио почти на протяжении 20 лет. Он состоял из небольшого кусочка кристалла галенита и пружинная проволока «кот-ус». Пользователь переместил кошачий ус по поверхности кристалла до обнаружения чувствительного пятна.

Примером поверхностного контакта является оксид меди. стек, широко используемый как в тестовом оборудовании, так и в телефонной технике. Это устройство, разработанное примерно в 1925 году, состоит из альтернативных дисков. свинца и оксида меди, уложенных лицом к лицу и скрепленных вместе изолированным болтом через центр. Не требует регулировки. Однако технические ограничения ограничивают его использование.

Другим примером диодов с поверхностным контактом является современный наросший спай. такие единицы, как 1Н34, так широко используются экспериментаторами.

Электронный поток. А теперь сузим поле вплоть до типичного точечного контакта, такого как кристалл установите и посмотрите, что происходит, когда этот полупроводник диод подключается к батарее и счетчику. См. Рис. 1.

Рис. 1. — Измерение тока диода

Когда аккумулятор подключен, его напряжение заставляет электроны соединительного провода в полупроводник, через точка контакта, в проводник, через счетчик и обратно через другой соединительный провод в аккумулятор.

Вы можете видеть, что с батареей, подключенной в одном направлении, электроны вытесняются из полупроводника на контакте точка. Если полярность батареи поменять, электроны будут быть втянутым в полупроводник.

Предположим, что этот диод сделан из полупроводника. скуп на электроны; то есть он принимает электроны легко, но не отпускает их так легко.

Когда аккумулятор подключен в первом направлении, принудительное электронов из полупроводника в точке контакта, полупроводниковый материал проявляет большое сопротивление.Только несколько электроны высвобождаются, чтобы пройти через счетчик и обратно к батарее, и поэтому течет только небольшой ток.

Однако, когда аккумулятор перевернут, мы выталкиваем электроны в наш жадный полупроводник, и он с готовностью принимает все, что мы может предложить. Многие электроны движутся через счетчик, или, по-другому, словами, течет большой ток.

Важно только действие в точке контакта; другой электрическое соединение с полупроводниковым материалом покрывает гораздо большей площади и, поскольку сопротивление пропорционально площади, имеет гораздо меньшее сопротивление.Однако это действительно способствует прямое сопротивление диода, о котором мы поговорим подробнее позже.

Если другой полупроводник — вместо этого щедрый скупой — используется, ситуация будет с точностью до наоборот к тому, что описано выше. Однако диод все равно был бы улица с односторонним движением. Единственная разница в том, что это будет одностороннее в другом направлении.

Это уличное движение с односторонним движением аналогично действию диодной вакуумной лампы, такой как уже знакомый тип 5У4-Г.В В вакуумной трубке тепло, выделяемое в нити накала, вызывает появление электронов. буквально вскипятить его поверхность. Когда пластина трубки становится положительным, электроны текут к нему. Однако, поскольку вроде заряды отталкивают друг друга, электроны не пойдут на пластину когда он отрицательный.

Два недорогих диода заменяют лампу 6AL5, экономия энергии нити и пространства.

Рис.2. Электронный поток через диод, катод к аноду.

Плюсы и минусы. В обоих полупроводниках диода и его собратьев на электронных лампах, ток легко течет в только одно направление. Это свойство делает их полезными при изменении переменный ток к постоянному току, и они широко используются в электронных источниках питания по этой причине.

Большое преимущество полупроводникового диода перед ламповым. кузены в том, что полупроводниковая версия не требует тепла перемещать его электроны.Это исключает нагрев и потери энергии. нить.

Другим преимуществом является меньший размер полупроводников. Типичные полупроводниковые диоды не больше карандаша, и меньше дюйма в длину — по сравнению с диаметром 3/4 дюйма и Длина 1 1/4 дюйма самых маленьких стандартных вакуумных диодов.

Еще одно отличие полупроводникового диода и его кузенов на электронных лампах — но обычно это не рассматривается Плюс — дело в обратном токе.

В полупроводниковом диоде ток легче течет в в одном направлении, чем в другом. Однако в вакуумной лампе версия, ток может течь только в одном направлении. В то время как полупроводник диод похож на улицу с односторонним движением электронов, вакуумный диод больше похож на турникет метро. Вы можете пойти неправильным путем улица с односторонним движением; через турникет нельзя ошибиться.

Хотя это может показаться большим недостатком для полупроводников диод, на практике он обычно не вреден.Современные диоды может пропускать ток в миллион раз больше в одном направлении, чем в другом; небольшое количество электронов, которые попадают неправильный способ практически не влияет на работу диода.

Поскольку точечный диод является самым старым типом, стандартный схематическое обозначение полупроводникового диода основано на нем. Видеть Рис. 2.

Независимо от того, скуп на полупроводник или нет с электронами стрелка символа указывает против потока движения на нашей улице с односторонним движением.Эта запутанная ситуация возникла о в более ранние годы, до того, как ученые узнали так много про диод, как они знают сегодня. Исходное направление для стрелка была выбрана произвольно, а символ находился в использовать в течение некоторого времени, прежде чем они обнаружили, что стрелка указывала неправильный путь!

Характеристики

Основным свойством полупроводникового диода является то, что он легко пропускать ток в одном направлении и позволит небольшое количество тока, протекающего в обратном направлении.Легкое течение направление обычно называют вперед, а другое направление, вполне естественно, называется обратным.

Текущий. Одна из основных характеристик, по которой эти Номинальные диоды — это величина тока, которую устройство будет пропустить в каждом направлении. Рейтинги указаны в терминах прямого тока и обратного тока. Прямой ток, т.е. ток, идущий в легком направлении, всегда больше два.Часто прямой ток измеряется сотнями. миллиампер, а обратный ток выражается в микроамперах.

Еще один способ взглянуть на эти диоды — изучить их сопротивление. Поскольку сопротивление (в Ом) равно приложенному напряжение, деленное на ток (в амперах), протекающий через цепи, вы можете видеть, что сопротивление в прямом направлении намного ниже сопротивления в обратном направлении.В более распространенный способ сформулировать это — сказать, что прямое сопротивление полупроводникового диода низкое при обратном или обратном сопротивлении в приоритете.

Сопротивление. Однако полупроводниковые диоды имеют необычную характеристику сопротивления. Их сопротивление изменяется в зависимости от приложенного к ним напряжения. В низкие напряжения, высокое прямое сопротивление; при более высоких напряжениях, он падает. С другой стороны, обратное сопротивление чрезвычайно велико. высокий при низких напряжениях, но падает до нуля или даже показывает отрицательный характеристики в некоторой критической точке при увеличении напряжения.

Критическая точка, при которой обратное сопротивление имеет тенденцию исчезать называется пиковым обратным напряжением диода (обычно сокращенно PIV) и является ключевой характеристикой выпрямителей мощности.

Инженеры называют характеристикой сопротивления полупроводника. диод нелинейный, потому что построенная линия на графике сравнения напряжение по отношению к току отображается как кривая вместо прямой линия. Нелинейное сопротивление полупроводникового диода составляет он полезен как детектор, как микшер и как модулятор; тем не мение, нелинейное сопротивление также затрудняет определение любая другая характеристика диода.Например, вакуумный диод может быть рассчитан на ток 300 миллиампер, и это будет быть верным при любом напряжении. Прежде чем полупроводниковый диод можно будет номинальный, однако необходимо указать напряжение.

То же самое и с очень важным обратным сопротивлением. рейтинг. Один и тот же диод может иметь обратное сопротивление равное единице. мегаом, менее ома или даже отрицательные 100 ом, в зависимости от полностью зависит от напряжения, при котором снимаются показания.

Напряжение. Все характеристики диода, следовательно, даны в единицах тока при некотором заданном напряжении. Разные производители используют разное напряжение и усложняют ситуацию Более того, некоторые фирмы оценивают разные диоды при разном напряжении. Это позволяет сравнивать два диода на основе номинальных характеристик, почти невозможно, если оба не оцениваются в одинаковых условиях.

Рис.3. — ВАХ полупроводникового диода.

Однако производители диодов поставляют еще один предмет, который может помочь вам избежать этой проблемы — характерная кривая диод. См. Рис. 3.

Вертикальная шкала на рис. 3 показывает ток; горизонтальный шкала, напряжение. Обратите внимание, что прямые напряжения и токи выражены в более крупных единицах, чем обратные значения; это принято при составлении характеристических кривых диодов.

С помощью набора характеристических кривых можно определить характеристики диода в любой рабочей точке. Просто посмотри увеличьте текущее значение для напряжения, которое вы собираетесь использовать, и определить сопротивление, используя закон Ома. Чтобы сравнить два разные диоды, сравните форму кривых.

Силовые выпрямительные диоды комплектуются винтовые шпильки для крепления к радиаторам.Показанный здесь блок рассчитан на 70 ампер.

Смещение. Термин, заслуживающий упоминания здесь, поскольку вы часто слышите это при работе с полупроводниками диоды, стоит смещение. Смещение состоит из напряжения, приложенного к диоду чтобы заставить его работать в желаемой дизайнером точке. Если приложенное напряжение вызывает протекание прямого тока, это называется прямое смещение. Если применяется в обратном направлении, термин обратное смещение.Диод, на который подается такое напряжение считается предвзятым.

В дополнение к основным характеристикам, которые мы рассмотрели пока — прямой ток, обратный ток, прямое сопротивление, обратное сопротивление и пиковое обратное напряжение — полупроводник У диодов есть еще две важные характеристики. Они тепловые характеристики и емкость диодов.

Температура. «Тепловая характеристика» просто это причудливый способ сказать, «как тепло влияет на диод.»Мы заявили раньше, чем в электронном диоде кипели электроны. с нити накаливания. На самом деле тепло увеличивает подвижность всех электронов, что-то вроде попкорна на горячей плите. В при высоких температурах электроны движутся более свободно.

До определенного момента тепло мало влияет на полупроводник. диод. Хотя обратный ток немного увеличивается, прямой ток увеличивается в той же пропорции. При критической температуре однако кристаллическая структура разрушается и ток течет так же свободно в любом направлении.Некоторые диоды восстанавливаются при они остывают, а другие разоряются навсегда.

Производитель обычно оценивает свой продукт для использования в определенный температурный диапазон, и этот диапазон, как правило, далеко выше температуры, при которой вы, вероятно, будете использовать это (типичный рабочий диапазон от 40 градусов ниже нуля до 300 градусов выше). Однако, если передается чрезмерный ток через диод в любом направлении, он может нагреваться — внутри — до точки, намного превышающей критическую температуру пробоя.Этот является наиболее частой причиной выхода из строя диодов.

Емкость. Последняя важная характеристика — емкость диода. Конденсатор по определению состоит из двух проводников, разделенных диэлектриком. Таким образом, полупроводник сам материал может быть диэлектриком конденсатора, пластины которого являются проводниками с обеих сторон.

На самом деле, как говорят нам физики, большинство полупроводниковых диодов показать большую емкость, чем мы ожидали, из-за чего-то называется барьерным эффектом.Это функция применяемого Напряжение. В результате емкость полупроводникового диода изменяется с напряжением аналогично диодному сопротивление.

Эта емкость мало влияет на прямое сопротивление. или прямой ток, так как диод проводит и емкость закорочен. Однако емкость диода может иметь значение. когда диод не проводит, так как емкость будет пропускают переменные токи очень высокой частоты.

У большинства полупроводниковых диодов емкость составляет примерно от 3 до 5 мкФ. Эти диоды созданы специально для использования в частоты радаров имеют еще меньшую емкость.

Как используются диоды

Какое практическое применение имеет односторонний полупроводниковый диод? имущество? Одно из наиболее очевидных приложений — изменение переменный ток в постоянный, например, в приемнике источник питания.Диод просто подключается последовательно с переменный ток идущий от трансформатора. Те полупериоды, которые составляют прямое напряжение проходит через диод в цепь фильтра, при этом полупериоды обратного напряжения блокируются.

Рис. 4. — Полупериодный диодный выпрямитель.

Полупериодный выпрямитель. Схема на рис. 4, называемый полуволновым выпрямителем, является самым простым из возможных, но это вряд ли самый эффективный.Половина переменного тока власть не использовал. Однако, подключив три дополнительных диода в «мостовая» схема, полупериоды переменного тока противоположной полярности. можно повернуть в нужном направлении так, чтобы обе половины каждого цикла, но мощность, подаваемая на фильтр постоянный ток. См. Рис. 5.

Когда напряжение в точке A на рис. 5 положительное, напряжение в точке B будет отрицательным, так как напряжение питания переменное.Электроны перетекают из точки B через диод D2 в фильтр. и цепи нагрузки, и заблокированы на D3 и D4, так как их обратное сопротивление высокое. От нагрузки и фильтра электроны вернуться через диод D1 в точку А.

На другом полупериоде электроны текут из точки A через диод D4 к фильтру — блокируется на диодах D1 и D2 обратное сопротивление — затем вернуться в точку B через D3.

Рис.5. — Двухполупериодный диодный выпрямитель.

Популярны другие выпрямительные схемы, в которых используется более одного диода. Они включают в себя умножители напряжения, позволяющие получить до 1000 вольт постоянного тока от 117-вольтовой сети линия без трансформаторов, цепи с двойным напряжением, которые обеспечить два разных постоянного напряжения от одного трансформатора, и схемы питания смещения, которые могут быть приспособлены к менее больше, чем обычный ламповый выпрямитель.

Полупроводниковый диод, наиболее широко используемый для питания. выпрямители — это селеновый стек. Однако кремниевый переход диоды, способные выдерживать ток в 4-5 раз больше стек селена в одной десятой пространства быстро становится популярный.

Детектор диодный. Диод полупроводниковый также находит широкое применение в радиоприемниках, телевизорах, радарах, и испытательное оборудование, как детектор р.f. мощность.

Схема диодного детектора идентична схеме однополупериодный выпрямитель — он содержит источник питания, диод и нагрузка, все подключены последовательно. Однако операция немного отличается.

Малые полупроводниковые диоды имеют аксиальные выводы, устранение необходимости в розетках.

Во время каждого цикла р.ф. энергия, диод пропускает ток проходить в прямом направлении, но блокирует поток в обратном Текущий.Ток, текущий в прямом направлении, производит падение напряжения на нагрузочном резисторе параллельно с конденсатор малой емкости. Если сила р.ф. сила изменяя, постоянный ток напряжение на нагрузочном резисторе изменится с той же скоростью. И если это изменение происходит на звуковой частоте, напряжение на нагрузочном резисторе будет изменяться при той же a.f. показатель.

Средняя сила постоянного тока. напряжение на детекторе нагрузочный резистор пропорционален средней силе р.f. напряжение, приложенное к цепи. В радиоприемниках это эффект используется для обеспечения автоматической регулировки громкости, а в испытательное оборудование используется для измерения р.ф. с обычным Округ Колумбия. вольтметр.

Ламповые диоды, работающие аналогичным образом, могут использоваться для этих целей на умеренно высоких частотах. Тем не мение, на чрезвычайно высоких частотах, используемых в радарах, они не могут работает правильно. Здесь полупроводниковый диод очень низкий емкость делает его единственным пригодным для использования детектором.

Рис. 6. — Диод И затвор.

Компьютерные схемы. Несколькими абзацами ранее, мы познакомились со схемой мостового выпрямителя и увидели, как полупроводник диод был способен направлять входящий сигнал в один из несколько направлений. Это свойство широко используется в компьютерных схемотехника, где правильная комбинация диодов действительно может принимать логичные решения.

Базовая схема этого типа показана на рис. 6. Эта схема исключительно разборчивый — будет выдавать только выходной сигнал если вы подаете ему сигналы на оба его входа. Если вы дадите это сигнал только на одном из входных терминалов, он ничего не производит. Это называется логической схемой «И», поскольку она должна иметь оба сигнал A и сигнал B для обеспечения выхода. Другой способ поставить это означает, что схема должна решить, будут ли оба входа присутствуют до принятия решения о создании вывода.

При отсутствии входных сигналов оба диода смещены. прямое направление положительным напряжением через R2; R1’s значение намного меньше, чем у R2, поэтому выход почти нуль. При подаче положительного входного сигнала на A или B но не на оба, диод без входного сигнала все равно закорачивает напряжение от R2 через R1 к земле, и выход не создается. Однако с положительными входными сигналами, подаваемыми как на A, так и на B при этом оба диода смещены в обратном направлении.Ток через R2 соответствует высокому обратному сопротивлению диоды, и, как следствие, шунтируется через выходную цепь.

Типичные значения для R1 и R2 составляют 10 Ом и 10 000 Ом, соответственно. Источник напряжения обычно около 12 вольт.

Подобные схемы используются для выработки выходных сигналов, если сигнал применяется к любому входу; для разработки вывода, если сигнал применяется к любому входу, но не к обоим; и развивать производство всегда, кроме случаев, когда сигнал подается на оба входа.

Подобные схемы составляют основу многих гигантских компьютеры. Каждая схема достаточно проста, но типичный компьютер может содержать буквально тысячи из них. Полупроводниковый диод делает это возможным; если бы вы попробовали использовать вакуумные диоды на его месте вы обнаружите, что требования к мощности нити накала в одиночку может подняться до сотен киловатт!

Автоматический ограничитель шума. Другое использование «стробирующая» способность полупроводникового диода находится в автоматическом ограничитель шума, который можно найти во многих радиоприемниках любительского типа. Цель ограничителя шума, чтобы направить желаемые аудиосигналы на громкоговоритель, и блокировать любые всплески шума, вызванные прохождением автомобилей или статических ударов о землю.

Рис. 7. — Диодный ограничитель шума.

Хотя существуют десятки схем шумоподавления, изображенный на рис.7 — один из самых простых и необычайно эффективных от многих типов шума.

Без шума ограничительный диод смещен в прямом направлении Округ Колумбия. напряжение, развиваемое на резисторе нагрузки детектора, и он проводит до тех пор, пока конденсатор не зарядится до значения этого Напряжение. В этот момент смещение на диоде-ограничителе падает. до нуля.

Помните, что когда мы обсуждали нелинейное сопротивление диода, мы обнаружили, что он имеет высокое прямое сопротивление при низком напряжения, а низкое сопротивление при более высоких напряжениях? Без шума, и, следовательно, отсутствие смещения, сопротивление диода высокое и конденсатор фактически вне звуковой цепи.

Однако, когда шумовой импульс — напряжение которого намного выше чем средний сигнал — приходит, картина меняется. Диод еще раз смещается в точку с низким сопротивлением, и стробирует шумовой импульс через конденсатор на землю. Как только по истечении импульса сопротивление диода возвращается в норму. высокая стоимость.

Смесители. Полупроводниковые диоды также широко используются в качестве смесителей в сверхвысокочастотных приемниках, такие как радары и микроволновые реле.В этом приложении они превосходят любую доступную лампу. Фактически, большая часть прогресса что отделяет сегодняшние полупроводниковые диоды от древних набор кристаллов можно проследить до Второй мировой войны разработки диод для использования в РЛС в качестве смесительного элемента.

Полное объяснение этой формы работы диода требует страницы математических уравнений; в упрощенном виде это как это работает:

Диод подключается к антенне комплекта, также подключен к гетеродину, частота которого разделена от входящего сигнала на небольшую желаемую величину.Сигналы, идущие от антенны, смешиваются в диоде с теми от гетеродина.

Как видите, выход диода будет состоять из импульсов постоянный ток, возникающий в каждом полупериоде антенного сигнала, и другие импульсы каждые полупериод сигнала гетеродина. В дополнение, однако, создаются два новых сигнала. Их частоты равны сумме и разности антенны и гетеродина сигналов, и их сила пропорциональна произведению два входных сигнала.

Поскольку только входящий антенный сигнал изменяется по силе, разностный сигнал будет копией антенного сигнала но с меньшей частотой. Таким образом, хитрый СВЧ-сигнал преобразуется в сигнал более низкой частоты, который можно обрабатывать более обычными способами.

Полупроводниковые диоды превосходны в качестве СВЧ-смесителей благодаря их чрезвычайно низкая емкость. Другие типы смесительных контуров не работать на частотах выше примерно 900 Мегациклов, но смесители на полупроводниковых диодах продолжают работать до 30 000 mc., а некоторые новые типы обещают работать на еще более высоких частотах.

Особое использование. Многие схемы специального назначения были разработаны на основе полупроводниковых диодов. Телефонные инженеры использовать диоды в качестве модуляторов, используя нелинейное сопротивление. При определенных условиях сопротивление диода может стать равным. отрицательный — и его потом можно использовать как осциллятор. Под другим В условиях эксплуатации емкость диода может быть изменена в очень широких пределах. быстрый темп — и это приводит к «параметрическому усилителю», который делает возможной связь при отражении луны и радиолокационном контакте с далеких планет.

Упаковка диодов в трубные кожухи допускает замена выпрямителей 5U4, 5W4, 5Y3, 6X4 и др. Картриджный диоды используются в новых телевизорах.

Диоды «специальные». Многочисленные применения, которые мы перечислили пока для полупроводникового диода едва начинают показывать разнообразие работ, к которым привязана эта электронная рабочая лошадка ежедневно. В дополнение к обычным диодам, которые мы обсуждали, существуют десятки «специальных» диодов, у которых одна характеристика или другое подчеркнуто, и разрабатываются все новые типы каждый месяц.

К таким «особым» диодам можно отнести туннельный диод, который работает со скоростью, близкой к скорости света; стабилитрон, который может регулировать напряжение так же, как трубка VR; и конденсатор с переменным напряжением, который на самом деле является диодом.

Да, полупроводниковый диод прошел долгий путь с тех пор, как его первоначальное открытие в 1874 году, за 13 лет до доктора Генриха. Герц открыл само радио.Из примитивного набора кристаллов и стопки неочищенного оксида меди через микроволновую печь смесители времен Второй мировой войны и в эпоху переходных диодов (объявлено в 1948 году), это был один из самых основных полезный и наименее понятный из наших электронных слуг. Затененный в начале 1920-х годов его более крупным и горячим соперником, вакуумом трубки, полупроводниковый диод только сейчас возвращает себе место — как улица с односторонним движением электронов.

Опубликовано: 1 июня, 2014

диод | Encyclopedia.com

Диод — это электронное устройство, через которое электроны могут течь только в одном направлении. Из-за своей способности управлять током диод обычно используется в качестве выпрямителя, устройства, которое преобразует переменный ток в постоянный.

Обычно существует два типа диодов. До изобретения твердотельных устройств, таких как транзистор, диоды представляли собой вакуумные лампы, содержащие два металлических компонента.Более поздние диоды представляют собой твердотельные устройства, состоящие из смежных областей полупроводников n-типа и p-типа (отрицательно легированные и положительно легированные).

Рабочий элемент в вакуумном ламповом диоде представляет собой металлический провод или цилиндр, известный как катод. Катод окружает или находится на некотором расстоянии от него металлическая пластина. Катод и пластина герметизированы внутри стеклянной трубки, из которой удаляется весь воздух. Катод также прикреплен к нагревателю, который при включении заставляет катод светиться.Когда катод светится, он испускает электроны.

Если на металлической пластине поддерживается положительная разность потенциалов по сравнению с катодом, электроны будут течь от катода к пластине. Однако, если пластина отрицательна по сравнению с катодом, электроны отталкиваются, и электрический ток от катода к пластине отсутствует. Таким образом, диод действует как выпрямитель, позволяя электронам течь только в одном направлении, от катода к пластине.

Одно из применений такого устройства — преобразование переменного тока в постоянный.Переменный ток — это ток, который течет сначала в одном направлении, а затем в другом. Но переменный ток, подаваемый в диод, может двигаться только в одном направлении, тем самым преобразуя ток в односторонний или постоянный ток.

Новые диоды изготавливаются из полупроводников n-типа и полупроводников p-типа. Полупроводники N-типа содержат небольшие примеси, которые обеспечивают избыток электронов (носителей отрицательного заряда, следовательно, n-типа), способных перемещаться по системе. Полупроводники P-типа содержат небольшие примеси, которые обеспечивают избыток положительно заряженных «дырок» — щелей в атомной структуре, где обычно должны быть электроны — способных перемещаться через кристалл полупроводника (носители положительного заряда, следовательно, p-тип).

Полупроводниковый диод состоит из сэндвича из полупроводника n-типа и полупроводника p-типа через внешнюю цепь, содержащую источник электрического тока. Ток может течь от n-полупроводника к p-полупроводнику, но не в другом направлении. В этом смысле полупроводник n-типа соответствует катоду, а полупроводник p-типа — пластине в диоде вакуумной трубки. Полупроводниковый диод выполняет большинство тех же функций, что и более старый вакуумный диод, но он работает намного эффективнее и занимает гораздо меньше места, чем вакуумный диод.

См. Также Электропроводность; Электрический ток.

Диоды

Что такое диод?

A Диод — простейший двухконтактный односторонний полупроводниковый прибор. Он позволяет току течь только в одном направлении и блокирует ток, текущий в противоположном направлении. Два вывода диода называются анодом и катодом. Символ диода показан на рисунке ниже.

Фиг.1: Символ диода

Характеристики диода очень похожи на характеристики переключателя. Идеальный переключатель в разомкнутом состоянии не проводит ток ни в одном из направлений, а в замкнутом состоянии — в обоих направлениях. Характеристика диода показана на рисунке ниже.

Рис. 2: График, показывающий электрические характеристики идеального диода

В идеале, в одном направлении, указанном стрелкой, диод должен вести себя короткозамкнутым, а в другом, противоположном направлению стрелки, должен быть разомкнут.По идеальным характеристикам, диоды теоретически удовлетворяют этим характеристикам, но не достигаются на практике. Таким образом, практические характеристики диода только близки к желаемым.

Рис. 3: График, показывающий сравнение электрических характеристик идеальных и практических диодов

Как работают диоды?

Диод работает, когда на его выводы подается сигнал напряжения.Приложение постоянного напряжения, заставляющее диод работать в цепи, называется «смещением». Как уже упоминалось выше, диод похож на диод одностороннего переключателя, поэтому он может находиться либо в состоянии проводимости, либо в состоянии непроводимости. Состояние «ВКЛ» диода достигается за счет «прямого смещения», что означает, что на анод подается положительный или более высокий потенциал, а на катод диода — отрицательный или более низкий потенциал. Другими словами, состояние «ВКЛ» диода имеет приложенный ток в том же направлении, что и острие стрелки.Состояние «ВЫКЛ» диода достигается за счет «обратного смещения», что означает, что на катод подается положительный или более высокий потенциал, а на аноде диода — отрицательный или более низкий потенциал. Другими словами, состояние диода «ВЫКЛ» имеет приложенный ток в направлении, противоположном направлению стрелки.

В состоянии «ВКЛ» практический диод предлагает сопротивление, называемое «сопротивлением в прямом направлении». Диоду требуется прямое напряжение смещения для переключения в состояние «ВКЛ», которое называется напряжением включения.Диод начинает работать в режиме обратного смещения, когда напряжение обратного смещения превышает свой предел, который называется напряжением пробоя. Диод остается в состоянии «ВЫКЛ», когда на него не подается напряжение.

Простой p-n-диод изготовлен путем легирования слоев p- и n-типа на кремниевой или германиевой пластине. Для изготовления диодов предпочтительны германий и кремний, потому что:

· Доступны с высокой степенью чистоты.

· Незначительное легирование, например, один атом на десять миллионов атомов желаемой примеси, может изменить проводимость до значительного уровня.

· Свойства этих материалов изменяются при воздействии тепла и света, и, следовательно, они важны при разработке устройств, чувствительных к теплу и свету.

Типы диодов

Типы диодов:

Другой вариант диодов имеет другую конструкцию, характеристики и применение. различных типов диодов :

· Диод слабого сигнала или малого тока — Эти диоды предполагают, что рабочая точка не изменяется из-за слабого сигнала.

· Большие сигнальные диоды — На рабочую точку этих диодов влияет большой сигнал.

· Стабилитроны — Этот диод работает в режиме обратного смещения, когда напряжение достигает точки пробоя. Стабильное напряжение может быть достигнуто путем подключения резистора к нему для ограничения тока. Этот диод используется для обеспечения опорного напряжения в цепях питания.

· Светодиоды (LED) — это самый популярный вид диодов.Когда он работает в режиме прямого смещения, ток течет через переход, чтобы произвести свет.

· Фотодиоды — Электроны и дырки образуются в виде ударов света через p-n переход, вызывая протекание тока. Эти диоды могут работать как фотоприемник и использоваться для выработки электроэнергии.

· Диоды постоянного тока — Этот диод поддерживает постоянный ток даже при постоянном изменении приложенного напряжения. Он состоит из JFET (соединение-полевой транзистор) с источником, закороченным на затвор, чтобы работать как двухконтактный ограничитель тока или источник тока.

· Диод Шоттки — Эти диоды используются в ВЧ приложениях и схемах ограничения. Этот диод имеет меньшее прямое падение напряжения по сравнению с кремниевыми диодами с PN переходом.

· Диод Шокли — это четырехслойный диод, также известный как диод PNPN. Этот дидо похож на тиристор, где затвор отключен.

· Ступенчатые восстанавливающие диоды — Этот полупроводниковый диод может генерировать короткие импульсы и поэтому используется в микроволновых приложениях в качестве генератора импульсов.

· Туннельные диоды — Этот диод сильно легирован в условиях прямого смещения, что имеет отрицательное сопротивление при чрезвычайно низком напряжении и короткое замыкание в отрицательном направлении смещения. Этот диод можно использовать в качестве усилителя СВЧ и генераторов.

· Варакторные диоды — Этот диод работает в режиме обратного смещения и ограничивает прохождение тока через переход. В зависимости от величины смещения ширина обедненной области продолжает меняться.Этот диод состоит из двух обкладок конденсатора с обедненной областью между ними. Изменение емкости зависит от области обеднения, и это можно изменить, изменяя обратное смещение на диоде.

· PIN-диоды — Этот диод имеет собственный полупроводник, расположенный между областями P-типа и N-типа. В этом типе диодов не происходит легирования, и, таким образом, собственный полупроводник увеличивает ширину обедненной области. Они используются как охтодиоды и переключатели радиочастоты.

· ЛАЗЕРНЫЙ диод — Этот диод излучает свет лазерного типа и дороже по сравнению со светодиодами. Они широко используются в приводах CD и DVD.

· Диоды подавления переходных процессов напряжения — Этот диод используется для защиты электроники, чувствительной к скачкам напряжения.

· Диоды, легированные золотом — Эти диоды используют золото в качестве легирующей примеси и могут работать на частотах сигнала, даже если прямое падение напряжения увеличивается.

· Супер барьерные диоды — Их также называют выпрямительными диодами. Эти диоды обладают свойством низкого обратного тока утечки, как у нормального диода с p-n переходом, и низкого прямого падения напряжения, как у диода Шоттки с возможностью обработки перенапряжения.

· Диоды с точечным контактом — Конструкция этого диода проще и используется в аналоговых приложениях и в качестве детектора в радиоприемниках. Этот диод изготовлен из полупроводника n — типа и нескольких проводящих металлов, находящихся в контакте с полупроводником.Некоторые металлы перемещаются по направлению к полупроводнику, образуя небольшую область полупроводника p-tpye около контакта.

· Диоды Пельтье — Этот диод используется как тепловой двигатель и датчик для термоэлектрического охлаждения.

· Диод Ганна — Этот диод изготовлен из таких материалов, как GaAs или InP, которые имеют область отрицательного дифференциального сопротивления.

· Кристаллический диод — это тип диодов с точечным контактом, которые также называют усами Кота.Этот дидо состоит из тонкой заостренной металлической проволоки, которая прижимается к полупроводниковому кристаллу. Металлическая проволока является анодом, а полупроводящий кристалл — катодом. Эти диоды устарели.

· Лавинный диод — Этот диод работает в режиме обратного смещения, когда напряжение обратного смещения, приложенное к p-n переходу, создает волну ионизации, ведущую к протеканию большого тока. Эти дидо предназначены для пробоя при определенном обратном напряжении, чтобы избежать каких-либо повреждений.

· Кремниевый управляемый выпрямитель — Как следует из названия, этим диодом можно управлять или переключать в состояние ВКЛ из-за приложения небольшого напряжения. Они принадлежат к семейству тиристоров и используются в различных областях управления двигателями постоянного тока, регулирования поля генератора, управления системами освещения и частотно-регулируемыми приводами. Это трехконтактное устройство с анодом, катодом и третьим управляемым выводом или затвором.

· Вакуумные диоды — Этот диод представляет собой двухэлектродную вакуумную трубку, которая может выдерживать высокие обратные напряжения.

Рис. 4: Изображение, показывающее символы различных типов диодов

Рис. 5: Изображение, показывающее различные типы диодов

Стандартные диоды (слабый и большой сигнал):

Диод с p-n переходом — простейший полупроводниковый прибор. Это двухполюсное, двухполюсное, одностороннее выпрямительное устройство, проводящее только в одном направлении. Стандартные диоды используются в следующих областях:

· Выпрямление в цепях питания

· Извлечение модуляции из радиосигналов в радиоприемнике и в схемах защиты, где большие переходные токи могут возникать на слаботочных транзисторах или ИС при взаимодействии с реле или другими мощными устройствами.

· Используется последовательно с подводами питания к электронным схемам, где требуется только одно напряжение отрицательной или положительной полярности.

Рис. 6: Изображение, показывающее конструкцию стандартного диода

Строительство

Строительство:

Простой диод p-n — это переход, в котором слои p-типа и n-типа легированы на кремниевую или германиевую пластину. Полупроводник p-типа формируется путем легирования трехвалентных или акцепторных примесных атомов на чистый кремний или германий, что приводит к избыточной концентрации дырок.Полупроводник n-типа формируется путем легирования пятивалентных или донорных атомов примеси на чистый кремний или германий, что приводит к избыточной концентрации электронов. Итак, дырки являются основными носителями заряда в области p-типа, тогда как электроны в области n-типа. Электронно-дырочные пары термически генерируются в обоих типах, которые составляют неосновные носители заряда. Примечательно, что материал p-типа не заряжен положительно, несмотря на наличие чрезмерного количества дырок, в то время как материал n-типа не заряжен отрицательно, несмотря на избыточное количество электронов.Это связано с тем, что в материале p-типа наряду с дырками генерируются анионы, а общее количество протонов и электронов остается прежним. Это аналогично наблюдается для материала n-типа.

Соединение легирования p-типа и n-типа на кремниевой или германиевой пластине дает небольшую область порядка микрометров, которая обеднена свободными носителями заряда. Эта область образуется из-за диффузии дырок из материала p-типа и электронов из материала n-типа, называемого областью обеднения, областью пространственного заряда или переходной областью.Область p-типа слева от области обеднения имеет акцепторный слой отрицательных ионов, а справа — донорный слой положительных ионов, который индуцирует электрический поток или разность потенциалов на переходе. Концентрация заряда положительна слева от перехода и отрицательна справа от перехода. Этот потенциальный барьер останавливает миграцию дырок в область n-типа, а электронов — в область p-типа, поскольку потенциал для дырок и электронов возрастает, что позволит мигрировать в области n-типа и p-типа.Области носителей заряда вокруг обедненных областей также называются непокрытыми областями. Это показано на графике ниже.

Рис.7: График линейного градиента Dioe и ступенчатого диода

Также важно, чтобы токи неосновных зарядов, то есть ток электронов в области p-типа и ток дырки в области n-типа, экспоненциально уменьшались по длине диода. Меньший ток возникает из-за пар электронно-дырочных пар, генерируемых термически и зависящих от температуры.Эти токи настолько малы по величине, порядка микроампер. Однако в состоянии проводимости ток через диодный кристалл остается стабильным. Полный ток представляет собой сумму токов неосновной и основной зарядки из-за биполярной природы диода. Большинство зарядовых токов представляют собой дырочные токи в p-типе, а ток электронов в n-типе уменьшается, поскольку они мигрируют вблизи перехода из-за рекомбинации. Неосновные токи — это электронный ток в p-типе и дырочный ток в n-типе — максимальны вблизи перехода и уменьшаются по мере их перемещения от перехода как экспоненциальная функция.Большинство зарядовых токов в своих областях после пересечения перехода представляют собой диффузионные токи, а перед переходом — дрейфовые токи.

Концепция омических контактов — Помимо диода с PN переходом, есть два металлических полупроводниковых перехода, отходящих от выводов для подключения устройства. Предполагается, что сопротивление этих металлических полупроводниковых контактов остается постоянным, несмотря на величину и направление тока. Во время работы диода приложенное напряжение эффективно только для увеличения или уменьшения высоты потенциального барьера PN-перехода.

Примечание. Использование ступенчатого диода может улучшить характеристики диода.

Принцип и работа

Принцип работы:

Возможные конфигурации диода:

1. Открытая цепь

2. Короткое замыкание

3. Смещение вперед

4. Обратное смещение

1. Разомкнутый контур: В разомкнутом состоянии ток, протекающий через диод, равен нулю (I = 0).Потенциальный барьер на PN-переходе остается таким же, как создаваемый при изготовлении диода.

Рис. 8: Изображение, показывающее работу диода в конфигурации разомкнутой цепи

2. Короткое замыкание: В состоянии короткого замыкания суммарное напряжение в контуре должно быть равно нулю. Поэтому предполагается, что потенциальный барьер на PN-переходе компенсируется перепадами потенциала на переходах металл-полупроводник. Отверстия, создаваемые n-областью, должны быть переведены в p-область, что физически невозможно.Аналогичное обсуждение применимо к электронному току в n-области.

Вывод: высоту потенциального барьера нельзя измерить мультиметром напрямую.

Рис.9: Изображение, показывающее работу диода в конфигурации короткого замыкания

3. Прямое смещение: В состоянии прямого смещения на анод подается более высокий или положительный потенциал, а на катоде диода — отрицательный или более низкий потенциал.Положительный потенциал на аноде отталкивает дырки в p-области к n-области, тогда как отрицательный потенциал на катоде отталкивает электроны в n-области к p-области. Таким образом, высота потенциального барьера уменьшается. Область обеднения исчезает, когда приложенное напряжение равно потенциальному барьеру и через диод протекает большой ток. Напряжение, необходимое для приведения диода в состояние проводимости, называется «Напряжение включения / смещения / порога / зажигания». Ток имеет значительную величину, поскольку он в основном состоит из основных зарядовых токов, то есть дырочного тока в p-области и тока электронов в n-области.Ток, протекающий от анода к катоду, ограничен объемным сопротивлением кристалла, рекомбинацией зарядов и омическими контактными сопротивлениями на двух металлических полупроводниковых переходах. Ток ограничен порядком в миллиампер.

Рис.10: Изображение, показывающее работу диода в вперед конфигурация смещения

4. Обратное смещение: В состоянии обратного смещения на катод подается более высокий или положительный потенциал, а на аноде — отрицательный или более низкий потенциал.Отрицательный потенциал на аноде притягивает дырки в p-области, которые удалены от n-области, тогда как положительный потенциал на катоде притягивает электроны в n-области, которые удалены от p-области. Приложенное напряжение увеличивает высоту потенциального барьера. Ток протекает в основном из-за неосновных зарядовых токов, то есть электронного тока в p-области и дырочного тока в n-области. Таким образом, постоянный ток незначительной величины течет в обратном направлении, которое называется «обратным током насыщения».Практически диод остается в непроводящем состоянии. Обратный ток насыщения составляет порядка микроампер в германиевом диоде или наноампер в кремниевом диоде. Если обратное напряжение превышает предел «пробой / стабилитрон / обратное пиковое / пиковое обратное напряжение», возникающий пробой потенциала приводит к большому обратный ток.

Рис.11: Изображение, показывающее работу диода в конфигурации с обратным смещением

Характеристики

Характеристики:

Фиг.12: График, показывающий характеристики кривая диода

Ток, протекающий через диод, определяется уравнением:

где I _D — ток диода. (Положительный для прямого и отрицательный для обратного)

I _S — постоянный обратный ток насыщения

В — приложенное напряжение. (Положительный для прямого и отрицательный для обратного)

— коэффициент, зависящий от природы полупроводника.(1 для

германий и 2 кремния)

V _T — вольт-эквивалент температуры, который задается T / 11600. (Т —

Температура в Кельвинах)

Когда на выводы диода подается прямое напряжение, диод начинает проводить. Во время проводимости напряжение включения или пороговое напряжение превышает приложенное прямое напряжение. Пороговое напряжение для германиевого диода составляет 0,3 В, а для кремниевого диода — 0.7В. Прямой ток (миллиамперный диапазон) сначала увеличивается линейно, а затем экспоненциально увеличивается для больших токов.

При приложении обратного напряжения через диод протекает обратный ток насыщения. Диод продолжает находиться в непроводящем состоянии до тех пор, пока обратное напряжение не упадет ниже напряжения стабилитрона. Поскольку обратное напряжение приближается к пиковому обратному напряжению, происходит пробой, называемый «лавинным пробоем». Во время пробоя неосновные носители заряда ионизируют стабильные атомы, после чего следует цепная ионизация с образованием большого количества свободных носителей заряда.Таким образом, диод замыкается накоротко и выходит из строя.

Примечание: При последовательном соединении диодов их эквивалентное пиковое обратное напряжение увеличивается, а при параллельном соединении увеличивается допустимая токовая нагрузка.

При повышении температуры количество генерируемых термически электронных пар также увеличивается, что увеличивает проводимость в обоих направлениях. Ток обратного насыщения также увеличивается с повышением температуры.Изменение составляет 11% на ° C для германиевого диода и 8% на ° C для кремниевого диода. С другой стороны, ток диода удваивается на каждые 10 ° C. С увеличением напряжения напряжение зажигания в прямых характеристиках уменьшается, а пиковое обратное напряжение увеличивается.

Примечание. Пиковое обратное напряжение можно уменьшить, увеличив уровень легирования. Та же концепция используется при разработке стабилитронов.

Сопротивление диода: Сопротивление, связанное с диодом, можно оценить тремя способами, и три типа сопротивления соответственно связаны с диодом.

· Постоянное или статическое сопротивление: это отношение напряжения диода к току диода в любой точке его характеристических кривых. Он определяется в точке на характеристических кривых.

· Переменный ток или динамическое сопротивление: это отношение изменения напряжения диода к изменению тока диода. Он определяется в точке на характеристических кривых над касательной.

· Среднее сопротивление переменному току: это отношение изменения напряжения диода к изменению тока диода по прямой линии, соединяющей два рабочих предела.

Рис.13: График характеристик сопротивления диода

Емкости диода: Диод имеет два типа емкостей: переходную емкость и диффузионную емкость.

. Емкость перехода: емкость, которая появляется между слоем положительных ионов в n-области и слоем отрицательных ионов в p-области.

· Диффузионная емкость: эта емкость возникает из-за диффузии носителей заряда в противоположных областях.

Переходная емкость очень мала по сравнению с диффузионной емкостью.

При обратном переходе смещения емкость является доминирующей и определяется по формуле:

где C _T — переходная емкость

А — площадь поперечного сечения диода

Вт — ширина обедненной области

При прямом смещении диффузионная емкость является доминирующей и определяется по формуле:

где C _D — диффузионная емкость

dQ — изменение заряда хранится в области истощения

В — изменение приложенного напряжения

— временной интервал изменения напряжения

г — проводимость диода

р — сопротивление диода

Диффузионная емкость на низких частотах определяется по формуле:

Диффузионная емкость на высоких частотах обратно пропорциональна частоте и определяется по формуле: Примечание: изменение диффузионной емкости в зависимости от приложенного напряжения используется в конструкции варактора.

Время переключения диода: В приложениях переменного тока, когда диод мгновенно переключается из состояния проводимости в состояние непроводимости, ему требуется некоторое время, чтобы вернуться в состояние непроводимости, и он ведет себя короткозамкнутым в течение короткого периода времени в обратном направлении. Это происходит потому, что при внезапном изменении смещения диода основные носители заряда, мигрировавшие в другую область, являются неосновными носителями заряда в этой области. В частности, дырки являются неосновными носителями, мигрировавшими из p-типа в n-тип при обратном смещении.. Этим дырам требуется некоторое время, чтобы вернуться в состояние непроводимости, которое называется «временем обратного восстановления». Время обратного восстановления — это сумма времени хранения и времени перехода.

· Время хранения: Период времени, в течение которого диод остается в состоянии проводимости даже в обратном направлении.

· Время перехода: Время, прошедшее до возврата в состояние непроводимости.

Желательно, чтобы эти диоды имели минимальное время переключения или обратного восстановления t _rr.Время переключения диодов составляет от нескольких наносекунд до 1 микросекунды. Теперь также доступны быстросменные диоды с временем переключения до нескольких пикосекунд.

Рис. 14: График характеристик времени переключения диодов

Идентификационный номер:

Диод отмечен полосой, которая указывает катодный вывод диода, как показано на рисунке ниже:

Фиг. 15: Изображение, показывающее идентификацию выводов диода

Примечание. Доступны различные малосигнальные диоды, такие как IN4148, 0A90, и выпрямительные диоды, такие как IN4001-4007, IN5400-5408, BY125-127, с различными значениями тока, обратного тока насыщения и пикового обратного напряжения.

Приложения

Заявление:

Диоды

используются в различных приложениях, таких как выпрямление, ограничитель, фиксатор, умножитель напряжения, компаратор, вентили выборки и фильтры.

1. Выпрямление — Выпрямление означает преобразование переменного напряжения в постоянное. Распространенными схемами выпрямления являются однополупериодный выпрямитель (HWR), двухполупериодный выпрямитель (FWR) и мостовой выпрямитель.

· Полупериодный выпрямитель: Эта схема выпрямляет положительный или отрицательный импульс входного переменного тока.Цифра такая, как показано ниже:

Рис.16: Принципиальная схема диодного полуволнового выпрямителя

· Двухполупериодный выпрямитель: эта схема преобразует весь сигнал переменного тока в постоянный. Цифра такая, как показано ниже:

Рис.17: Принципиальная схема диодного полноволнового выпрямителя

· Мостовой выпрямитель: эта схема преобразует весь сигнал переменного тока в постоянный. Цифра такая, как показано ниже:

Фиг.18: Принципиальная схема диодного мостового выпрямителя

2. Ограничитель — Диод может использоваться для отсечения некоторой части импульса без искажения остальной части сигнала. Цифра такая, как показано ниже:

Рис.19: Принципиальная схема ограничителя на основе диода

3. Фиксатор — схема ограничения ограничивает уровни напряжения, чтобы превысить предел, сдвигая уровень постоянного тока. На размах до максимума зажим не влияет.Диоды с резисторами и конденсаторами используются для создания схем ограничения. Иногда для дополнительного сдвига могут использоваться независимые источники постоянного тока. Цифра такая, как показано ниже:

Рис.20: Принципиальная схема диодного фиксатора

Лист данных Анализ

Анализ данных:

В технических описаниях диодов содержится ценная информация об их различных параметрах, например:

· обратное пиковое напряжение,

· Обратные токи насыщения при заданных обратных напряжениях,

· Максимальный прямой ток,

· Уровни емкости,

rse время восстановления,

· Температура хранения и эксплуатации,

· Пиковый повторяющийся прямой ток,

· Пиковый прямой импульсный ток,

· Средний импульсный ток и многое другое..

Также прилагаются графики для отображения вольт-амперных характеристик и температурных зависимостей.

Выпрямительные диоды на рынке:

· Диоды с обозначениями от IN4001 до IN4007 доступны с максимальным прямым напряжением 1,1 В и 1 А — максимальным выпрямляющим током. Максимальный обратный ток составляет 5 мкА, а PIV (пиковое обратное напряжение) варьируется от 50 В до 1000 В.

· Другая серия диодов — от IN5400 до IN5408 с максимальным прямым напряжением 1.2 В и 3 А — максимальный выпрямительный ток. Максимальный обратный ток составляет 5 мкА, а PIV (пиковое обратное напряжение) варьируется от 50 В до 1000 В.

Проверка диода

Проверка диода:

А диод может иметь разрыв или короткое замыкание при повреждении. Его можно проверить с помощью мультиметра, выполнив следующие действия:

1. Вставьте щупы в необходимые гнезда: Цифровой мультиметр будет иметь несколько гнезд для контрольных щупов.Вставьте эти датчики и проверьте, вставлены ли они уже в правильные гнезда. Обычно они помечены как COM для общего, а другие — для тока или напряжения. Обычно он совмещен с гнездом для измерения напряжения.

2. Включите мультиметр и выберите максимальный диапазон сопротивления.

3. Проверьте сопротивление в прямом и обратном направлении. Поместите красный датчик на анод диода и черный датчик на катод, чтобы измерить прямое сопротивление. Поместите красный датчик на катод диода и черный датчик на анод, чтобы измерить обратное сопротивление.Прямое сопротивление должно быть очень маленьким в несколько Ом, в то время как обратное сопротивление должно быть очень высоким в диапазоне мегаом. Если прямое сопротивление очень велико, диод разомкнут, а если обратное сопротивление очень мало, диод будет закорочен.

4. Другой способ — подобрать диод на мультиметре. Поместите красный зонд на анод диода и черный зонд на катод, и мультиметр издает звуковой сигнал, это указывает на короткое замыкание, в противном случае он разомкнут.

Почему вакуумный диод обладает односторонней проводимостью? Вольт амперная характеристика диода | Электронщик

Структура диода вакуумного типа

Электровакуумный диод

Сферы применения

Принцип работы

Вольт-амперная характеристика (ВАХ)

Основные характеристики вакуумного диода

Проводимость односторонняя диода — Энциклопедия по машиностроению XXL

Персональный сайт — Электрический ток в различных средах

Вакуумный диод

Электрический ток в различных средах

1. Электрический ток в различных средах

Электрический ток в вакуумном диоде — Студопедия

Электрический ток в газах. Плазма

Слайд 5

— ток, катод, полупроводник и пластина

Вакуумный диод — Государственный университет Джорджии

Вакуумная трубка »Электроника

Основы диодного клапана

Диодный клапан непрямого нагрева

Полуволновой диодный вентильный выпрямитель

Двухполупериодный диодный вентильный выпрямитель

Детектор сигнала диодного клапана

Полупроводниковый диод, май 1961 г. Популярная электроника

диод | Encyclopedia.com

Диоды

Типы диодов

Строительство

Принцип и работа

Характеристики

Приложения

Лист данных Анализ

Проверка диода

Читайте также

Глухозаземленная и изолированная нейтраль отличия: Режимы работы нейтрали в электроустановках и электрических сетях

Что такое дребезг контактов: Дребезг контактов, и как с ним бороться

Релейная защита трансформатора: Релейная защита силовых трансформаторов

Добавить комментарий Отменить ответ