Menentukan tegangan terbalik maksimum dioda. Meluruskan arus

perpustakaan Online Gratis "Notego.ru"

Http://knigago.ru.

I. Perhitungan parameter dioda semikonduktor

Dioda yang diperbaiki dirancang untuk meluruskan arus bolak-balik dari frekuensi rendah (biasanya kurang dari 50 kHz). Sebagai penyearah, dioda pesawat digunakan, memungkinkan arus yang besar diluruskan karena area kontak yang signifikan. Karakteristik volt-ampere dari dioda mengekspresikan ketergantungan arus yang mengalir melalui dioda, dari nilai dan polaritas tegangan yang diterapkan (Gbr. 1.1). Cabang yang terletak di kuadran pertama sesuai dengan arah arus Langsung (bandwidth), dan arah arus balik yang terletak di kuadran ketiga.

Yang lebih curam dan lebih dekat ke cabang Langsung sumbu vertikal, dan lebih dekat ke cabang terbalik horizontal, semakin baik sifat-sifat rekaman dioda. Dengan tegangan terbalik yang cukup besar, dioda muncul, I.E. Membalikkan kenaikan arus. Pengoperasian normal dioda sebagai elemen dengan konduktivitas satu sisi hanya dimungkinkan dalam mode ketika tegangan terbalik tidak melebihi meninju.

Dioda saat ini tergantung pada suhu (lihat Gambar 1.1). Jika arus konstan mengalir melalui dioda, maka ketika suhu berubah, penurunan tegangan pada dioda diubah dengan sekitar 2 mv / ° C. Dengan meningkatnya suhu, arus balik meningkat dua kali di Jerman dan 2,5 kali dalam dioda silikon untuk setiap 10 ° C. Meninju tegangan dengan meningkatnya suhu menurun.

Dioda frekuensi tinggi adalah peralatan universal: untuk meluruskan arus dalam rentang frekuensi lebar (hingga beberapa ratus MHz), untuk modulasi, deteksi dan transformasi nonlinier lainnya. Dioda titik terutama digunakan sebagai frekuensi tinggi. Dioda frekuensi tinggi memiliki sifat yang sama dengan penyearah, tetapi kisaran frekuensi kerjanya jauh lebih luas.

Pengaturan utama:

Unp. - Tegangan langsung konstan pada arus lurus langsung yang diberikan;

Urg. - tegangan terbalik konstan diterapkan pada dioda di arah yang berlawanan;

Ipp.- arus searah konstan yang mengalir melalui dioda ke arah maju;

IBO. - arus balik konstan yang mengalir melalui dioda di arah yang berlawanan pada tegangan terbalik tertentu;

Unp.obr.- Nilai tegangan terbalik menyebabkan kerusakan transisi dioda;

Inp.cp.- arus searah tengah, rata-rata untuk periode arus dioda langsung;

IVP. Arus penyearah rata-rata, rata-rata untuk periode nilai arus yang diperbaiki mengalir melalui dioda (memperhitungkan arus balik);

IBR.CP.- rata-rata arus terbalik, rata-rata untuk periode arus kembali;

Rpr. - Daya hamburan langsung, nilai daya dihamburkan oleh dioda saat arus langsung mengalir;

Psr - Daya buangan rata-rata dioda, rata-rata untuk periode nilai daya tersebar oleh dioda selama aliran arus langsung dan terbalik;

Redf. - Resistansi diferensial dioda, rasio peningkatan kecil tegangan dioda terhadap peningkatan kecil saat ini pada mode tertentu

(1.1)

Rnp.d.. - Resistansi langsung dioda diode diode, nilai resistansi dioda diperoleh sebagai pribadi dari membagi tegangan langsung konstan pada dioda dan arus searah yang sesuai

Robd. - Membalikkan ketahanan dioda; Nilai resistansi dioda diperoleh sebagai pribadi dari membagi tegangan terbalik konstan pada dioda dan arus balik konstan yang sesuai

(1.3)

Parameter maksimum yang diizinkan menentukan batas-batas mode operasi, di mana dioda dapat bekerja dengan probabilitas tertentu selama masa pakai yang telah ditetapkan. Ini termasuk: Tegangan mundur konstan maksimum yang dimasinkan Urg..max; Arus searah maksimum yang diijinkan IPr.max., rata-rata arus searah rata-rata maksimum yang diijinkan IPr.Sr..max., arus tengah lurus maksimum yang diijinkan Iup.sr.max.Disipasi daya dioda rata-rata maksimum yang diizinkan Rsr.max..

Parameter ini diberikan dalam buku referensi. Selain itu, mereka dapat ditentukan secara eksperimental dan pada karakteristik volt-ampere.

Perlawanan diferensial menemukan sebagai pembuluh darah miring singgung, dilakukan ke cabang langsung Wah pada titik itu IPR\u003d 12 mA ( Rdif ~ ctg θ ~)

(1.4)

Resistensi dioda langsung dengan rasio tegangan konstan pada dioda Upr.\u003d 0.6V ke DC yang sesuai IPR\u003d 12 di cabang langsung wah.

(1.5)

Kami melihat itu Redf. < Rpr.d. . Selain itu, kami perhatikan bahwa nilai-nilai parameter ini tergantung pada mode yang ditentukan. Misalnya, untuk dioda yang sama kapan Ipp.\u003d 4mA.

(1.6) , (1.7)

Menghitung Robd. Untuk diode GD107 saat Urg. \u003d 20 v dan bandingkan dengan nilai yang dihitung Rpr.d.. Pada cabang terbalik dari WAH GD107 (lihat. LISP 1.2) Kami menemukan: IBO. \u003d 75mka. Urg. \u003d 20V. Karenanya,

(1.8)

Kami melihat itu rampok>>Rpr.d.Sesuai dengan konduktivitas unilateral dioda. Kesimpulan tentang konduktivitas satu sisi dapat dilakukan langsung dari analisis WAH: arus searah Ipp.~ Ma. Upr. <1B, в то время как Iobp. ~ Puluhan MCA dengan UOBS ~ TENS. Volt, mis. Arus searah melebihi kebalikannya seratus ribu kali

(1.9)

Stabilian dan stabystor dirancang untuk menstabilkan tingkat tegangan ketika arus yang mengalir melalui dioda diubah. Pada Stabilia, para pekerja adalah plot pemecahan listrik karakteristik volt-ampere di wilayah tegangan kembali (Gbr. 1.3).

Pada bagian ini, tegangan pada dioda tetap hampir konstan dengan perubahan signifikan dalam arus yang mengalir melalui dioda. Karakteristik rendah memiliki dioda paduan dengan dasar yang terbuat dari bahan tegangan rendah (paduan tinggi). Pada saat yang sama, P-N-transisi yang sempit terbentuk, yang menciptakan kondisi untuk terjadinya kerusakan listrik pada tegangan pengembalian yang relatif rendah (unit adalah puluhan volt). Yaitu, tegangan tersebut diperlukan untuk memberi daya pada banyak perangkat transistor. Di dioda Jerman, kerusakan listrik dengan cepat bergerak dalam termal, oleh karena itu dioda silikon digunakan sebagai stabiliton, yang memiliki ketahanan lebih besar terhadap kerusakan panas. Di Stabystors, para pekerja berfungsi sebagai bagian langsung dari karakteristik Volt-Ampere (Gbr.1.4). Stabilitas dua sisi (dua-anodik) memiliki dua percakapan termasuk transisi P-N, yang masing-masing adalah utama untuk polaritas yang berlawanan.

Pengaturan utama:

UST. - Tegangan stabilisasi, tegangan stabilon saat dinilai saat ini;

ΔUST. - Menyebarkan nilai nominal tegangan stabilisasi, penyimpangan tegangan pada stabilon dari nilai nominal;

Redf.st. - Resistensi diferensial stabil, rasio kenaikan tegangan stabilisasi pada stabilon terhadap kenaikan arus saat ini dalam rentang frekuensi tertentu;

α st adalah koefisien suhu stabilisasi, rasio perubahan relatif dalam tegangan stabilisasi dengan perubahan absolut pada suhu sekitar pada arus stabilisasi konstan.

Parameter maksimum yang diizinkan. Ini termasuk: maksimum Ist.max.minimum Ist.min. Arus stabilisasi, arus searah maksimum yang diijinkan IMAX., disipasi daya maksimum yang diijinkan Pmax..

Prinsip pengoperasian stabilizer tegangan semikonduktor paling sederhana (Gbr.1.5) didasarkan pada penggunaan nonlinier karakteristik volt-ampere dari stabilon (lihat Gambar 1.3). Untuk penggunaan stabilizer semikonduktor adalah pembagi tegangan yang terdiri dari a resistor restriktif ROGT dan Silicon Zejabitron VD. RNH memuat terhubung ke stabilitron,

Dalam hal ini, tekanan pada beban sama dengan tegangan pada stabitron

U r n \u003d u vd \u003d u art(1.10)

dan tegangan input didistribusikan antara ROGT dan vd.

U vh \u003d u r ogr + u art(1.11)

Arus ROGT Menurut hukum pertama Kirchhoff, sama dengan jumlah beban dan arus stabilion

I r ogr \u003d i st + i n (1.12)

Nilai ROGT Itu dipilih sedemikian rupa sehingga arus melalui stabilitas sama dengan nominal, I.E. sesuai dengan tengah desktop.

I st. Catatan \u003d (i st. Min + i art (1.13)

Halo pembaca yang budiman dari situs sesaga.ru. Pada bagian pertama artikel, kami menemukan apa yang semikonduktor dan bagaimana arus terjadi di dalamnya. Hari ini kita akan melanjutkan topik dan berbicara tentang prinsip operasi dioda semikonduktor.

Sebuah dioda adalah perangkat semikonduktor dengan satu P-N dengan transisi yang memiliki dua output (anoda dan katoda), dan dimaksudkan untuk meluruskan, mendeteksi, stabilisasi, modulasi, pembatasan dan konversi sinyal listrik.

Menurut tujuan fungsionalnya, dioda dibagi menjadi memperbaiki, universal, impuls, dioda gelombang mikro, stabilod, varis, switching, dioda terowongan, dll.

Secara teoritis, kita tahu bahwa dioda dalam satu arah melewati arus, dan tidak ada yang lain. Tapi bagaimana, dan bagaimana dia melakukannya, mereka tahu dan mengerti tidak banyak.

Dioda skematis dapat diwakili sebagai kristal yang terdiri dari dua semikonduktor (daerah). Satu area kristal memiliki konduktivitas tipe P, dan yang lainnya adalah konduktivitas tipe N.

Pada gambar itu, lubang yang berlaku di wilayah tipe-p dikondisikan secara kondisional dengan lingkaran merah, dan elektron yang berlaku di area tipe-N berwarna biru. Kedua area ini adalah anoda elektroda dioda dan katoda:

Anoda adalah elektroda dioda positif di mana operator muatan utama adalah lubang.

Katoda adalah elektroda dioda negatif di mana elektron adalah operator muatan utama.

Lapisan logam kontak diterapkan pada permukaan luar daerah, di mana kawat kesimpulan dari elektroda dioda disolder. Perangkat semacam itu mungkin hanya di salah satu dari dua negara:

1. Buka - ketika dihabiskan dengan baik; 2. Ditutup - ketika dia tidak menghabiskan arus.

Switching langsung pada dioda. Arus searah.

Jika sumber tegangan konstan terhubung ke elektroda dioda: untuk menarik anoda "plus" dan pada penarikan katoda "minus", maka dioda akan berubah menjadi dalam keadaan terbuka dan arus akan mengalir, nilai yang akan tergantung pada tegangan yang diterapkan dan sifat-sifat dioda.

Dengan polaritas koneksi ini, elektron dari wilayah tipe N akan terburu-buru menuju lubang di area tipe-P, dan lubang-lubang dari area tipe P bergerak ke arah elektron ke area tipe-N. Di antarmuka wilayah, yang disebut transisi lubang elektron atau P-N, mereka akan bertemu, di mana saling penyerapan atau rekombinasi.

Sebagai contoh. Opsional muatan operator di wilayah elektron tipe N, mengatasi P-N, transisi jatuh ke area tipe lubang lubang di mana mereka menjadi non-inti. Inound tidak berdasar, elektron akan diserap oleh operator utama di lubang lubang - lubang. Dengan cara yang sama, lubang-lubang yang jatuh ke domain elektronik N-tipe menjadi pembawa biaya yang tidak mengikat di bidang ini, dan juga akan diserap oleh operator utama - elektron.

Kontak dioda, terhubung ke kutub negatif dari sumber tegangan konstan, akan memberikan area tipe-N dengan jumlah elektron yang praktis tidak terbatas, pengisian ulang elektron menurun di area ini. Dan kontak, terhubung ke kutub positif dari sumber tegangan, mampu mengambil jumlah elektron yang sama dari area tipe P, yang memulihkan konsentrasi lubang di wilayah tipe-P. Dengan demikian, konduktivitas P-N dari transisi akan besar dan resistansi saat ini akan sedikit, yang berarti bahwa arus akan mengalir melalui dioda, yang disebut arus searah dioda dari dioda IPR.

Reverse Switching pada dioda. Membalikkan arus.

Kami mengubah polaritas sumber tegangan konstan - dioda akan berada dalam keadaan tertutup.

Dalam hal ini, elektron di wilayah tipe N akan pindah ke kutub positif dari catu daya, bergerak menjauh dari PN transisi, dan lubang, di area tipe-P, juga akan dibedakan dari PN dari PN transisi, pindah ke tiang sumber daya negatif. Akibatnya, batas-batas daerah seperti yang diperluas, yang membentuk zona lubang dan elektron yang habis, yang akan memiliki resistensi besar terhadap arus.

Tetapi, karena di masing-masing area dioda ada pembawa muatan non-penambangan, maka pertukaran kecil elektron dan lubang antara daerah akan terjadi. Oleh karena itu, melalui dioda akan mengalir arus berkali-kali kurang dari garis lurus, dan arus seperti itu disebut dioda Reverse Current (IBR). Sebagai aturan, dalam praktiknya, arus balik P-N dari transisi diabaikan, dan ternyata transisi P-N hanya memiliki konduktivitas satu sisi.

Tegangan langsung dan terbalik dioda.

Tegangan di mana dioda terbuka dan arus searah dipanggil langsung (UPR), dan tegangan polaritas invers di mana dioda ditutup dan arus balik disebut sebaliknya (UEB).

Dengan tegangan langsung (UPR), resistansi dioda tidak melebihi beberapa lusin ohm, tetapi dengan resistensi tegangan terbalik (URB) meningkat ke beberapa puluhan, ratusan bahkan ribuan kiloma. Ini tidak sulit untuk memastikan jika mengukur resistansi dioda yang berlawanan dengan ohmmeter.

Resistansi transisi diode P-N tidak konstan dan tergantung pada tegangan langsung (UPR), yang diumpankan ke dioda. Semakin ketegangan ini, semakin ketahanan memiliki transisi P-N, semakin besar arus langsung dari IPR mengalir melalui dioda. Dalam keadaan tertutup pada dioda, hampir semua tetes tegangan, oleh karena itu, arus balik yang melewati itu kecil, dan resistansi P-N dari transisi besar.

Sebagai contoh. Jika Anda menghidupkan dioda ke dalam sirkuit AC, itu akan terbuka dengan batas semi-semi positif pada anoda, secara bebas melewati arus searah (IPR), dan tutup dengan batas semi-negatif pada anoda, hampir tidak ada arus lewat yang berlawanan arah - Reverse Current (IBO). Sifat-sifat dioda ini digunakan untuk mengubah AC ke konstan, dan dioda tersebut disebut penyearah.

Karakteristik volt-ampere dioda semikonduktor.

Ketergantungan saat ini melewati transisi P-N dari nilai dan polaritas tegangan yang diterapkan untuk digambarkan sebagai kurva yang disebut karakteristik volt-ampere dari dioda.

Grafik di bawah ini menunjukkan kurva seperti itu. Sumbu vertikal di bagian atas menunjukkan nilai-nilai arus searah (IPR), dan di bagian bawah arus balik (iobod). Menurut sumbu horizontal, nilai-nilai tegangan langsung UPR adalah ditunjukkan di sisi kanan, dan di sisi kiri tegangan terbalik (UEB).

Karakteristik volt-ampere terdiri dari dua cabang: cabang langsung, di bagian kanan atas, sesuai dengan arus langsung (bandwidth) melalui dioda, dan cabang terbalik, di bagian kiri bawah yang sesuai dengan kebalikan (tertutup) saat ini melalui dioda.

Cabang langsung menjadi dingin, menekan sumbu vertikal, dan mengkarakterisasi peningkatan cepat dalam arus searah melalui dioda dengan peningkatan tegangan langsung. Cabang berjalan hampir paralel dengan sumbu horizontal dan mencirikan peningkatan lambat di belakang arus. Pendingin ke sumbu vertikal adalah cabang langsung dan semakin dekat ke cabang terbalik horizontal, semakin baik sifat-sifat rekaman dioda. Kehadiran arus balik kecil adalah kurangnya dioda. Dari kurva volt-ampere, dapat dilihat bahwa arus langsung dioda (IPR) adalah ratusan kali lebih banyak terbalik (IBO).

Dengan peningkatan tegangan langsung melalui P-N, transisi arus pada awalnya meningkat secara perlahan, dan kemudian sebidang lancar saat ini dimulai. Ini dijelaskan oleh fakta bahwa dioda Jerman terbuka dan mulai melakukan arus pada tegangan langsung 0,1 - 0,2b, dan silikon pada 0,5 - 0,6V.

Sebagai contoh. Dengan tegangan langsung UPR \u003d 0.5V, arus langsung dari HKU adalah 50mA (titik "A" pada grafik), dan sudah pada tegangan UPR \u003d 1B meningkat menjadi 150mA (titik "b" pada grafik).

Tetapi peningkatan saat ini mengarah pada memanaskan molekul semikonduktor. Dan jika jumlah panas yang dirilis akan lebih besar dari kristal secara alami, baik menggunakan perangkat pendingin khusus (radiator), maka perubahan ireversibel dapat terjadi pada molekul konduktor sampai penghancuran kisi kristal dapat terjadi. Oleh karena itu, arus langsung P-N dari transisi terbatas pada tingkat yang tidak termasuk struktur semikonduktor yang terlalu panas. Untuk melakukan ini, gunakan resistor restriktif yang termasuk dalam seri dengan dioda.

Dalam dioda semikonduktor, besarnya tegangan langsung UPR dengan semua nilai arus operasi tidak melebihi: untuk Jerman - 1b; untuk Silicon - 1.5V.

Dengan peningkatan tegangan balik (UEB) yang diterapkan pada transisi P-N, arus meningkat sedikit, seperti yang ditunjukkan oleh cabang terbalik dari karakteristik sampel. Misalnya. Ambil dioda dengan parameter: UEB MAX \u003d 100b, iBox \u003d 0,5 mA, di mana:

Urever Max adalah tegangan terbalik konstan maksimum, di; IOB max - maksimum terbalik saat ini, MCA.

Dengan peningkatan bertahap dalam tegangan pengembalian ke nilai 100V, dapat dilihat seberapa sedikit menumbuhkan arus balik (titik "dalam" pada grafik). Tetapi dengan peningkatan lebih lanjut dalam tegangan, selama maksimum, di mana dioda PN dihitung, ada peningkatan tajam dalam arus balik (garis putus-putus), pemanasan kristal semikonduktor dan, sebagai hasilnya, terjadi PN kerusakan transisi.

Masalah transisi p-n.

Pylon transisi adalah fenomena peningkatan tajam dalam arus balik ketika tegangan terbalik dari nilai kritis tertentu tercapai. Ada transisi p-n tribute listrik dan termal. Pada gilirannya, kerusakan listrik dibagi menjadi terowongan dan Avalanche Trobs.

Kerusakan listrik.

Perincian listrik terjadi sebagai akibat dari dampak medan listrik yang kuat dalam transisi P-N. Breakdown seperti itu reversibel, yaitu, itu tidak merusak transisi, dan dengan penurunan tegangan terbalik, properti dioda disimpan. Sebagai contoh. Dalam mode ini, stabils berfungsi - dioda yang dirancang untuk menstabilkan tegangan.

Kerusakan terowongan.

Breakdown terowongan terjadi sebagai hasil dari fenomena efek terowongan, yang memanifestasikan dirinya dalam kenyataan bahwa dengan ketegangan kuat dari medan listrik yang bertindak dalam transisi PN dengan ketebalan kecil, beberapa elektron menembus (meresap) melalui transisi dari Wilayah tipe P ke wilayah tipe-N tanpa mengubah energinya. Transisi tipis P-N hanya mungkin dengan konsentrasi pengotor dalam molekul semikonduktor.

Bergantung pada daya dan tujuan dioda, ketebalan transisi elektron-lubang mungkin dalam kisaran 100 nm (nanometer) hingga 1 μm (mikrometer).

Untuk kerusakan terowongan, peningkatan tajam dalam arus balik ditandai dengan tegangan terbalik kecil - biasanya agak volt. Berdasarkan efek ini, dioda terowongan berfungsi.

Karena sifat-sifatnya, dioda terowongan digunakan dalam amplifier, generator osilasi relaksasi sinusoidal dan mengganti perangkat pada frekuensi hingga ratusan dan ribuan megahertz.

Kerusakan longsoran.

Kerusakan longsoran adalah bahwa di bawah aksi medan listrik yang kuat, pembawa muatan non-inti di bawah aksi panas dalam transisi PN dipercepat dengan sangat banyak sehingga mampu merobohkan salah satu elektron valensi dari atom dan mentransfernya ke zona konduksi dengan membentuk sepasang lubang elektron. Pembawa pengisian yang dihasilkan juga akan mulai mempercepat dan menghadapi atom lain, membentuk pasang lubang elektron berikut. Proses mengakuisisi karakter longsor, yang mengarah pada peningkatan tajam dalam arus belakang dengan tegangan yang hampir tidak berubah.

Dioda yang menggunakan efek kerusakan longsor digunakan dalam unit penyearah yang kuat yang digunakan dalam industri metalurgi dan kimia, transportasi kereta api dan produk listrik lainnya di mana tegangan balik diizinkan.

Kerusakan panas.

Breakdown Panas terjadi sebagai akibat dari overheating P-N dari transisi pada saat arus saat ini dan dengan sink pendingin yang tidak memadai yang tidak memastikan stabilitas mode transisi termal.

Dengan peningkatan tegangan terbalik yang diterapkan pada P-N (UEB), pembuangan daya dalam transisi tumbuh. Hal ini mengarah pada peningkatan suhu transisi dan daerah tetangga semikonduktor, osilasi atom-atom kristal ditingkatkan, dan ikatan elektron valensi dengan mereka melemah. Ada kemungkinan transisi elektron ke zona konduksi dan pembentukan lubang elektron uap tambahan. Dengan kondisi buruk, perpindahan panas dari P-N transisi terjadi kenaikan suhu seperti longsor, yang mengarah pada penghancuran transisi.

Pada hal ini, mari kita selesaikan, dan di bagian selanjutnya, pertimbangkan perangkat dan karya memperbaiki dioda, jembatan dioda.

Sumber:

1. Borisov v.g. Radio muda. 1985. Goryunov n.n. Nosov y.r - dioda semikonduktor. Parameter, metode pengukuran. 1968.

sesaga.ru.

Parameter utama dioda, arus dioda langsung, tegangan dioda terbalik

Parameter utama dioda adalah arus langsung dioda (IPR) dan tegangan dioda terbalik maksimum (UEB). Perlu bahwa mereka perlu mengetahui apakah tugasnya adalah mengembangkan penyearah baru untuk catu daya.

Dioda langsung saat ini

Arus langsung dioda dapat dengan mudah dihitung jika total arus diketahui mengkonsumsi beban catu daya baru. Kemudian, untuk memastikan keandalan, perlu sedikit meningkatkan nilai ini dan ternyata arus untuk memilih dioda untuk penyearah. Misalnya, catu daya harus menahan arus 800 mA. Oleh karena itu, kami memilih dioda yang memiliki arus langsung dioda sama dengan 1A.

Reverse Voltage Diode.

Tegangan dioda terbalik maksimum adalah parameter yang tidak hanya bergantung pada nilai tegangan pada input, tetapi juga dari jenis penyearah. Untuk menjelaskan pernyataan ini, pertimbangkan gambar-gambar berikut. Mereka menunjukkan semua skema dasar penyearah.

Ara. satu

Seperti yang kami katakan sebelumnya, tegangan pada output penyearah (pada kondensor) sama dengan tegangan saat ini dari gulungan sekunder transformator, dikalikan dengan √2. Dalam penyearah altariodik tunggal (Gbr. 1), ketika tegangan pada diode anoda memiliki potensi positif relatif terhadap Bumi, kapasitor filter dibebankan ke tegangan yang melebihi tegangan aktif pada input penyearah 1.4 kali. Selama setengah periode berikutnya, tegangan pada anoda dioda relatif negatif terhadap Bumi dan mencapai nilai amplitudo, dan pada katoda - relatif positif terhadap Bumi dan memiliki arti yang sama. Pada setengah periode ini ke Dode, tegangan terbalik diterapkan, yang diperoleh dengan koneksi berurutan belitan transformator dan kondensor filter yang dibebankan. Itu. Tegangan dioda terbalik harus setidaknya tegangan amplitudo ganda dari transformator sekunder atau 2,8 kali lebih tinggi dari nilai aktifnya. Ketika menghitung pembatas seperti itu, Anda perlu memilih dioda dengan tegangan terbalik maksimum sebesar 3 kali lebih tinggi dari nilai aktif tegangan bolak-balik.

Ara. 2.

Gambar 2 menunjukkan penyearah dua kawat dengan output titik rata-rata. Juga, seperti pada yang sebelumnya, dioda harus dipilih dengan tegangan terbalik 3 kali lebih tinggi dari nilai input aktif.

Ara. 3.

Kalau tidak, kasus dalam kasus penyearah bipoperiodik jembatan. Seperti yang Anda lihat pada Gambar. 3, di masing-masing semi-dimensi, tegangan dua kali lipat diterapkan pada dua dioda non-konduktif dan terhubung berturut-turut.

katod-anod.ru.

Prinsip operasi dan pengangkatan dioda

Dioda adalah salah satu varietas perangkat yang dirancang pada basis semikonduktor. Ini memiliki satu transisi P-N, serta kesimpulan anodik dan katoda. Dalam kebanyakan kasus, ini dimaksudkan untuk modulasi, meluruskan, transformasi dan tindakan lain dengan sinyal listrik yang masuk.

Prinsip operasi:

Tindakan arus listrik pada katoda, pemanas mulai menusuk, dan elektroda akan memancarkan elektron.
Ada medan listrik antara kedua elektroda.
Jika anoda memiliki potensi positif, ia mulai menarik elektron untuk dirinya sendiri, dan bidang Arisen adalah katalis dari proses ini. Dalam hal ini, pembentukan arus emisi terjadi.
Ada muatan negatif spasial antara elektroda, yang dapat mengganggu pergerakan elektron. Ini terjadi jika potensi anoda ternyata terlalu lemah. Dalam hal ini, bagian-bagian elektron gagal mengatasi dampak muatan negatif, dan mereka mulai bergerak ke arah yang berlawanan, kembali ke katoda.
Semua elektron yang mencapai anoda dan belum kembali ke katoda, menentukan parameter arus katoda. Oleh karena itu, indikator ini langsung tergantung pada potensi anoda positif.
Aliran semua elektron yang bisa sampai ke anoda disebut arus anoda, yang indikatornya di dioda selalu sesuai dengan parameter arus katoda. Kadang-kadang kedua indikator bisa nol, itu terjadi dalam situasi di mana anoda memiliki muatan negatif. Dalam hal ini, bidang yang timbul antara elektroda tidak mempercepat partikel, tetapi, sebaliknya, itu melambat dan kembali ke katoda. Dioda dalam hal ini tetap dalam keadaan terkunci, yang mengarah pada pembukaan rantai.

Alat

Berikut ini adalah deskripsi terperinci dari perangkat dioda, studi tentang informasi ini diperlukan untuk memahami lebih lanjut prinsip-prinsip tindakan elemen-elemen ini:

Perumahan adalah balon vakum, yang dapat terbuat dari kaca, logam atau varietas keramik yang tahan lama.
Di dalam silinder ada 2 elektroda. Yang pertama adalah katoda gulung yang dimaksudkan untuk memastikan proses emisi elektron. Desain katoda paling sederhana adalah utas dengan diameter kecil yang meningkat dalam proses fungsi, tetapi hari ini elektroda panas tidak langsung lebih umum. Mereka adalah silinder yang terbuat dari logam dan memiliki lapisan aktif khusus yang mampu memancarkan elektron.
Di dalam katoda gas tidak langsung, ada elemen spesifik - kawat, yang meningkat di bawah pengaruh arus listrik, itu disebut pemanas.
Elektroda kedua adalah anoda, perlu untuk mengambil elektron yang diproduksi oleh katoda. Untuk ini, harus memiliki relatif positif terhadap potensi elektroda kedua. Dalam kebanyakan kasus, anoda ini juga memiliki bentuk silinder.
Kedua elektroda vakum perangkat sepenuhnya identik dengan emiten dan dasar dari berbagai elemen semikonduktor.
Untuk pembuatan kristal dioda, silikon atau germanium paling sering digunakan. Salah satu bagiannya dilakukan secara elektrik dengan tipe P dan memiliki kurangnya elektron, yang dibentuk oleh metode buatan. Sisi berlawanan dari kristal juga memiliki konduktivitas, tetapi tipe-N dan memiliki kelebihan elektron. Ada perbatasan antara dua area, yang disebut transisi P-N.

Fitur-fitur seperti perangkat internal memberikan dioda dengan properti utama mereka - kemungkinan arus listrik hanya dalam satu arah.

Tujuan

Di bawah ini adalah bidang utama aplikasi dioda, atas contoh tujuan utama mereka menjadi jelas:

Jembatan dioda adalah 4, 6 atau 12 dioda, saling berhubungan, jumlahnya tergantung pada jenis skema, yang mungkin merupakan fase tunggal, tiga fase setengah afasna atau tiga fase. Mereka melakukan fungsi penyearah, opsi ini paling sering digunakan dalam generator otomotif, karena pengenalan jembatan serupa, serta penggunaan node kolektor sikat bersama dengan mereka, sebagian besar telah mengurangi dimensi perangkat ini dan meningkatkan keandalannya . Jika senyawa dilakukan secara berurutan dalam satu arah, ia meningkatkan indikator tegangan minimum yang akan diperlukan untuk membuka seluruh jembatan dioda.
Detektor dioda diperoleh dengan penggunaan gabungan perangkat ini dengan kondensor. Hal ini diperlukan agar Anda dapat memilih modulasi dengan frekuensi rendah dari berbagai sinyal termodulasi, termasuk variasi modulasi amplitudo dari sinyal radio. Detektor seperti itu adalah bagian dari desain banyak konsumen rumah tangga, seperti televisi atau penerima radio.
Memastikan perlindungan konsumen dari polaritas yang salah ketika input sirkuit dari kelebihan beban atau penekanan tombol dari kerusakan gaya elektromotif yang timbul selama induksi diri, yang terjadi ketika beban induktif terputus. Untuk memastikan keamanan sirkuit dari kelebihan beban, rantai yang terdiri dari beberapa dioda yang memiliki koneksi ke ban makan dalam arah yang berlawanan digunakan. Pada saat yang sama, input ke mana perlindungan dipastikan harus terhubung ke tengah rantai ini. Selama fungsi skema yang biasa, semua dioda berada dalam keadaan tertutup, tetapi jika mereka dicatat bahwa potensi input melampaui batas tegangan yang diizinkan, salah satu elemen pelindung diaktifkan. Karena ini, potensi yang diizinkan ini menerima batasan dalam tegangan suplai yang diizinkan dalam jumlah tegangan drop-down langsung pada perangkat pelindung.
Switch yang dibuat berdasarkan dioda digunakan untuk mengganti sinyal dengan frekuensi tinggi. Manajemen sistem semacam itu dilakukan dengan menggunakan arus listrik langsung, pemisahan frekuensi tinggi dan pasokan sinyal kontrol, yang disebabkan oleh induktansi dan kondensor.
Membuat percikan dioda. Hambatan dioda shunt digunakan, yang memberikan keamanan dengan membatasi tegangan di sirkuit listrik yang sesuai. Dalam kombinasi dengan mereka, resistor pembatas saat ini digunakan, yang diperlukan untuk membatasi indikator arus listrik yang melewati jaringan, dan meningkatkan tingkat perlindungan.

Penggunaan dioda dalam elektronik saat ini sangat luas, karena sebenarnya tidak ada spesies modern peralatan elektronik tanpa elemen-elemen ini.

Dimasukkan langsung dioda

Pada transisi P-N dioda dapat mempengaruhi tegangan yang disuplai dari sumber eksternal. Indikator seperti itu sebagai besarnya dan polaritas akan mempengaruhi perilakunya dan dilakukan melalui arus listrik.

Berikut ini menjelaskan secara rinci opsi di mana plus terhubung ke wilayah tipe P, dan kutub negatif ke wilayah tipe-N. Dalam hal ini, inklusi langsung akan terjadi:

Di bawah pengaruh tegangan dari sumber eksternal, medan listrik dibentuk dalam transisi P-N, dan arahannya akan menjadi relatif terhadap bidang difusi internal.
Tegangan bidang akan secara signifikan mengurangi bahwa itu akan menyebabkan penyempitan tajam dari lapisan penguncian.
Di bawah pengaruh proses ini, sejumlah besar elektron akan mempengaruhi kemampuan untuk berpindah bebas dari wilayah P ke wilayah N, serta dalam arah yang berlawanan.
Aliran arus drift selama proses ini tetap sama, karena mereka langsung hanya bergantung pada jumlah operator bermuatan non-inti yang terletak di area transisi P-N.
Elektron memiliki peningkatan tingkat difusi, yang mengarah pada injeksi operator non-inti. Dengan kata lain, jumlah lubang akan meningkat di wilayah N, dan peningkatan konsentrasi elektron akan dicatat di wilayah P.
Tidak adanya keseimbangan dan peningkatan jumlah operator non-inti membuatnya masuk ke semikonduktor dan bercampur dengan strukturnya, yang pada akhirnya mengarah pada penghancuran sifat elektroniknya.
Semikonduktor mampu memulihkan keadaan netralnya, ini disebabkan oleh persiapan tuduhan dari sumber eksternal yang terhubung, yang berkontribusi pada tampilan arus searah di sirkuit listrik eksternal.

Membalikkan dimasukkannya dioda.

Sekarang metode inklusi lain akan dipertimbangkan, di mana polaritas perubahan sumber eksternal, dari mana tegangan ditransmisikan:

Perbedaan utama dari inklusi langsung terletak pada kenyataan bahwa medan listrik yang dihasilkan akan memiliki arah yang sepenuhnya bertepatan dengan arah bidang difusi internal. Dengan demikian, lapisan pengunci tidak akan dipersempit, tetapi, sebaliknya, Expand.
Lapangan yang terletak di P-N-transisi akan memiliki efek percepatan pada sejumlah operator muatan non-inti untuk alasan ini, indikator arus draff akan tetap tidak berubah. Ini akan menentukan parameter arus yang dihasilkan, yang melewati P-N-transisi.
Ketika tegangan kembali meningkat, arus listrik yang mengalir melalui transisi akan berusaha untuk mencapai indikator maksimum. Ini memiliki nama khusus - saturasi arus.
Sesuai dengan hukum eksponensial, dengan peningkatan suhu bertahap, indikator saturasi saat ini akan meningkat.

Tegangan langsung dan terbalik

Tegangan yang mempengaruhi dioda dibagi menjadi dua kriteria:

Tegangan langsung adalah yang dioda ditemukan dan arus searah dimulai melalui itu, dan indikator resistansi instrumen sangat rendah.
Tegangan sebaliknya adalah yang memiliki polaritas terbalik dan menyediakan penutupan dioda dengan bagian melalui itu. Indikator resistansi perangkat pada saat yang sama mulai tumbuh tajam dan signifikan.

Resistansi transisi P-N adalah indikator yang terus berubah, pertama-tama, tegangan langsung dipengaruhi oleh langsung pada dioda. Jika tegangan meningkat, indikator resistansi transisi akan menurun secara proporsional.

Ini mengarah pada peningkatan parameter arus searah yang melewati dioda. Ketika perangkat ini ditutup, itu sebenarnya mempengaruhi semua tegangan, untuk alasan ini, indikator arus balik yang melewati dioda tidak signifikan, dan resistansi transisi mencapai parameter puncak.

Dioda kerja dan karakteristik volt-ampere-nya

Di bawah karakteristik volt-ampere dari instrumen ini adalah garis kurva, yang menunjukkan apa arus listrik mengalir melalui transisi P-N, dari volume dan polaritas tegangan yang mempengaruhi itu.

Jadwal seperti itu dapat digambarkan sebagai berikut:

Sumbu yang terletak secara vertikal: area atas sesuai dengan nilai arus searah, area bawah dari parameter arus belakang.
Sumbu horizontal: area yang terletak di sebelah kanan dimaksudkan untuk nilai tegangan langsung; Di sebelah kiri parameter tegangan terbalik.
Cabang langsung dari karakteristik volt-ampere mencerminkan arus listrik throughput melalui dioda. Ini diarahkan ke atas dan lewat di sekitar sumbu vertikal, karena menampilkan peningkatan arus listrik langsung, yang terjadi ketika tegangan yang sesuai meningkat.
Cabang kedua (terbalik) sesuai dan menampilkan kondisi arus listrik tertutup, yang juga melewati perangkat. Dia sedemikian rupa sehingga pasuskan secara paralel dengan sumbu horizontal. Coperher, cabang ini cocok untuk vertikal, semakin tinggi fitur penyearah dioda tertentu.
Menurut grafik, dimungkinkan untuk mengamati bahwa setelah pertumbuhan tegangan langsung mengalir melalui transisi P-N, peningkatan lambat dalam indikator arus listrik terjadi. Namun, secara bertahap, kurva mencapai area di mana lompatan terlihat, setelah itu semakin meningkatnya indikatornya terjadi. Ini dijelaskan oleh pembukaan dioda dan melakukan arus pada tegangan langsung. Untuk perangkat yang terbuat dari Jerman, ini terjadi pada tegangan sama dengan 0,1V ke 0.2V (nilai maksimum 1b), dan untuk elemen silikon, angka yang lebih tinggi diperlukan dari 0,5V ke 0,6V (nilai maksimum).
Peningkatan indikator saat ini yang ditampilkan dapat menyebabkan overheating molekul semikonduktor. Jika disipasi panas terjadi karena proses alami dan pengoperasian radiator akan kurang dari tingkat pelepasannya, struktur molekul dapat dihancurkan, dan proses ini akan memiliki karakter yang tidak dapat diubah. Untuk alasan ini, perlu membatasi parameter arus searah untuk mencegah overheating bahan semikonduktor. Untuk ini, resistor khusus yang memiliki koneksi serial dengan dioda ditambahkan ke skema.
Menjelajahi cabang terbalik, dapat dicatat bahwa jika tegangan terbalik mulai meningkat, yang diterapkan pada transisi P-N, maka peningkatan parameter saat ini sebenarnya terganggu. Namun, dalam kasus-kasus di mana tegangan mencapai parameter yang lebih unggul daripada norma yang diizinkan, indikator lompat mendadak dapat terjadi, yang overheats semikonduktor dan akan berkontribusi pada istirahat transisi P-N berikutnya.

Kerusakan utama dioda

Kadang-kadang instrumen tipe ini gagal, ini dapat terjadi karena depresiasi alami dan data penuaan dari unsur-unsur atau karena alasan lain.

Total dibedakan 3 jenis kesalahan umum:

Tes transisi mengarah pada fakta bahwa dioda alih-alih perangkat semikonduktor pada dasarnya menjadi konduktor paling biasa. Dalam keadaan seperti itu, itu merampas sifat utamanya dan mulai melewati arus listrik secara mutlak. Breakdown seperti itu mudah dideteksi menggunakan multimeter standar yang mulai memberi makan bip dan menunjukkan level resistansi rendah di dioda.
Ketika proses sebaliknya, proses kebalikan terjadi - perangkat berhenti untuk melewati arus listrik ke segala arah, yaitu, itu menjadi isolator esensinya. Untuk keakuratan menentukan istirahat, perlu untuk menggunakan penguji dengan pelamar berkualitas tinggi dan pekerja, jika tidak, mereka kadang-kadang dapat salah untuk mendiagnosis kegagalan fungsi ini. Di varietas semikonduktor paduan, kerusakan seperti itu sangat jarang.
Kebocoran, di mana sesak tubuh instrumen terganggu, sebagai akibatnya tidak berfungsi dengan baik.

P-N Transition Breakdown

Hal-hal sepele seperti itu terjadi dalam situasi di mana indikator arus listrik terbalik mulai tiba-tiba dan tumbuh tajam, ini disebabkan oleh fakta bahwa tegangan tipe yang sesuai mencapai nilai tinggi yang tidak dapat diterima.

Beberapa spesies biasanya berbeda:

Suppos termal yang disebabkan oleh peningkatan tajam dalam suhu dan kepanasan berikutnya.
Trifles listrik yang timbul dari arus ke transisi.

Jadwal karakteristik Volt-Ampere memungkinkan Anda mempelajari proses ini secara visual dan perbedaan di antara mereka.

Kerusakan listrik

Konsekuensinya yang disebabkan oleh gangguan listrik tidak dapat dipulihkan, karena tidak menghancurkan kristal itu sendiri. Oleh karena itu, dengan penurunan tegangan bertahap, Anda dapat mengembalikan seluruh properti dan parameter pengoperasian dioda.

Pada saat yang sama, sampel jenis ini dibagi menjadi dua varietas:

Kerusakan terowongan terjadi ketika tegangan tinggi melewati transisi yang sempit, yang memungkinkan untuk melewatinya secara terpisah oleh elektron. Biasanya mereka muncul jika ada sejumlah besar kotoran yang berbeda dalam molekul semikonduktor. Selama gangguan seperti itu, arus balik mulai tumbuh tajam dan cepat, dan tegangan yang sesuai rendah.
Varietas longsanche breakdows dimungkinkan karena efek bidang yang kuat yang mampu overclocking operator pengisian dengan level batas karena yang mereka bordir dari atom sejumlah elektron valensi yang kemudian terbang ke daerah yang dilakukan. Fenomena ini adalah karakter seperti longsor, jadi jenis kerusakan dan menerima nama seperti itu.

Kerusakan panas

Terjadinya rincian semacam itu dapat terjadi dalam dua alasan utama: heat sink yang tidak mencukupi dan overheating dari transisi P-N, yang terjadi karena aliran melalui arus listrik dengan indikator yang terlalu tinggi.

Peningkatan rezim suhu dalam transisi dan daerah tetangga menyebabkan konsekuensi berikut:

Peningkatan fluktuasi pada atom termasuk dalam kristal.
Kontak elektron ke area yang dilakukan.
Peningkatan suhu yang tajam.
Kehancuran dan deformasi dari struktur kristal.
Kegagalan dan kerusakan penuh dari seluruh komponen radio.

slarkenergy.ru.

Rectifier Diode | Volt-infon

Gambar 1. Karakteristik voltampear dari dioda penyearah.

Karakteristik voltamper dari dioda penyearah

Gambar di kuadran pertama terletak langsung, di posisi ketiga - cabang terbalik dari karakteristik dioda. Cabang langsung dari karakteristik dihapus di bawah aksi tegangan langsung, terbalik, masing-masing, tegangan balik pada dioda. Tegangan langsung pada dioda disebut tegangan sedemikian rupa sehingga potensi listrik yang lebih tinggi dibentuk pada katoda dalam kaitannya dengan anoda, dan jika kita berbicara tanda tanda - di katoda minus (-), pada anoda plus (+), seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.

Gambar 2. Skema untuk mempelajari baterai dioda dengan inklusi langsung.

Gambar 1 menunjukkan simbol-simbol berikut:

IP - dioda saat ini bekerja;

UD - penurunan tegangan pada dioda;

UO - tegangan dioda terbalik;

Tegangan UPR - Breakdown;

IU - arus bocor, atau arus dioda terbalik.

Konsep dan karakteristik.

Arus operasi dioda (IR) adalah arus listrik langsung, waktu yang lama melewati dioda di mana perangkat tidak terpapar dengan kehancuran suhu yang ireversibel, dan karakteristiknya tidak menjalani perubahan kualitatif yang signifikan. Dalam buku referensi dapat diindikasikan sebagai arus maksimum langsung. Penurunan tegangan pada dioda (UD) adalah tegangan pada output dioda, yang terjadi ketika arus operasi langsung dilewatkan melalui itu. Dalam buku referensi dapat diindikasikan sebagai tegangan langsung pada dioda.

Arus langsung mengalir dengan dimasukkan langsung dioda.

Tegangan dioda terbalik (UO) adalah tegangan terbalik yang diijinkan pada dioda yang diterapkan untuk waktu yang lama, di mana penghancuran transisi P-N yang tidak dapat diubah terjadi. Dalam buku referensi, itu dapat disebut tegangan terbalik maksimum.

Tegangan breakdown (UPR) adalah tegangan terbalik pada dioda, di mana kerusakan listrik yang tidak dapat diubah dari P-N transisi terjadi, dan, sebagai hasilnya, output instrumen.

Reverse Diode Current, atau Leakage Current (IU) - Reverse Current, yang tidak menyebabkan penghancuran ireversibel (kerusakan) P-N dari transisi dioda.

Ketika memilih RECTIFYING DIODE biasanya dipandu oleh karakteristik di atas.

Dioda kerja.

Seluk-beluk transisi P-N, topik artikel terpisah. Kami menyederhanakan tugas, dan mempertimbangkan pekerjaan dioda dari posisi konduktivitas satu sisi. Jadi, dioda bekerja sebagai konduktor di garis lurus, dan sebagai dielektrik (isolator) saat menyalakan. Pertimbangkan dua skema pada Gambar 3.

Gambar 3. Membalikkan (a) dan langsung (b) beralih dioda.

Gambar menunjukkan dua opsi untuk satu skema. Pada Gambar 3 (a), posisi switch S1 dan S2 menyediakan kontak listrik dari anoda dioda dengan catu daya minus, dan katoda melalui bola lampu HL1 dengan plus. Seperti yang telah kita putuskan, itu adalah penyertaan dioda yang berlawanan. Dalam mode ini, dioda akan berperilaku sebagai elemen isolasi listrik, rantai listrik akan hampir terbuka, lampu tidak akan terbakar.

Saat mengubah posisi kontak S1 dan S2, Gambar 3 (b), kontak listrik dari anoda dioda VD1 disediakan dengan plus catu daya, dan katoda melalui bola lampu adalah minus. Pada saat yang sama, kondisi dimasukkan langsung dioda dilakukan, ia terbuka dan melaluinya, seperti melalui konduktor, arus beban (lampu) mengalir.

Jika Anda baru mulai mempelajari elektronik, Anda dapat sedikit membingungkan kompleksitas dengan sakelar pada Gambar 3. Lakukan analogi sesuai dengan deskripsi di atas, berdasarkan pola gambar yang disederhanakan 4. Latihan ini akan memungkinkan Anda untuk memahami dan menavigasi ke prinsip membangun dan membaca sirkuit listrik.

Gambar 4. Diagram penerangan balik dan langsung dari dioda (disederhanakan).

Pada Gambar 4, perubahan polaritas pada output dioda dipastikan dengan mengubah posisi dioda (belok).

Dioda konduksi searah

Gambar 5. Diagram tegangan sebelum dan sesudah penyearah dioda.

Kami menyimpulkan bahwa potensi listrik dari saklar S2 selalu sama dengan 0. Kemudian perbedaan tegangan-Su1-S2 dan + US1-S2 akan dipasok ke anoda dioda tergantung pada posisi sakelar S1 dan S2. Diagram tegangan bolak-balik dari bentuk persegi panjang ditunjukkan pada Gambar 5 (diagram atas). Dengan perbedaan tegangan negatif pada anoda dioda, dikunci (berfungsi sebagai elemen isolasi), dan itu tidak mengalir melalui lampu HL1 dan tidak terbakar, dan tekanan pada lampu hampir sama dengan nol. Dengan perbedaan tegangan positif, dioda tidak terkendali (bertindak sebagai konduktor listrik) dan pada rantai konsisten lampu dioda mengalir saat ini. Tegangan pada lampu meningkat ke UHL1. Tegangan ini sedikit kurang dari tegangan catu daya, karena bagian tegangan turun pada dioda. Untuk alasan ini, perbedaan tegangan dalam elektronik dan teknik listrik kadang-kadang disebut "penurunan tegangan". Itu. Dalam hal ini, jika lampu dianggap sebagai beban, itu akan menjadi tegangan beban, dan pada dioda - penurunan tegangan.

Dengan demikian, periode perbedaan tegangan negatif tampaknya diabaikan oleh dioda, dipotong, dan melalui aliran arus beban hanya selama periode perbedaan tegangan positif. Konversi voltase bolak-balik seperti itu ke unipolar (berdenyut atau konstan) yang disebut meluruskan.

volt-info.ru.

1.Polnutric dioda, prinsip operasi, karakteristik:

Diode semikonduktor adalah perangkat semikonduktor dengan dua elektroda, yang memiliki konduktivitas satu sisi. Dioda semikonduktor mencakup sekelompok instrumen yang luas dengan transisi P-N, kontak logam dari logam - semikonduktor, dll. Dioda semikonduktor electroplating yang paling umum adalah yang paling umum. Berfungsi untuk mengkonversi dan menghasilkan osilasi listrik. Salah satu perangkat elektronik modern utama. Prinsip tindakan dioda semikonduktor: di jantung prinsip tindakan dioda semikonduktor - sifat-sifat transisi elektron-lubang, khususnya, asimetri kuat karakteristik volt-amp relatif terhadap nol. Dengan demikian membedakan inklusi langsung dan terbalik. Dalam inklusi langsung, dioda memiliki resistan listrik kecil dan melakukan arus listrik dengan baik. Sebaliknya - pada tegangan, resistansi kerusakan tegangan yang lebih besar sangat besar dan tumpang tindih. Karakteristik:

2.Polnutric dioda, inklusi langsung dan terbalik, wah:

Inklusi langsung dan terbalik:

Dengan perputaran langsung pada transisi P-N, tegangan eksternal membuat bidang dalam transisi, yang berlawanan dengan arah bidang difusi dalam. Ketegangan bidang jatuh yang dihasilkan, yang disertai dengan penyempitan lapisan pengunci. Akibatnya, sejumlah besar operator muatan utama dapat difusi pindah ke wilayah yang berdekatan (arus drift tidak berubah, karena itu tergantung pada jumlah operator non-inti yang muncul pada batas transisi), I.E. Melalui transisi akan membocorkan arus yang dihasilkan, ditentukan dalam komponen difusi utama. Arus difusi tergantung pada ketinggian penghalang potensial dan karena menurun secara eksponensial meningkat.

Peningkatan difusi operator pengisian melalui drive transisi ke peningkatan konsentrasi lubang di area tipe-N dan elektron di wilayah tipe-P. Peningkatan konsentrasi pembawa non-inti karena pengaruh tegangan eksternal yang diterapkan pada transisi disebut injeksi operator non-inti. Operator non-perumahan non-ekuilibrium berdifusi di kedalaman semikonduktor dan melanggar secara elektronik. Pemulihan keadaan netral semikonduktor terjadi karena penerimaan operator muatan dari sumber eksternal. Ini adalah penyebab arus dalam rantai luar, yang disebut langsung.

Ketika transisi P-N dihidupkan ke arah yang berlawanan, tegangan balik eksternal membuat medan listrik yang bertepatan dalam arah difusi, yang mengarah pada peningkatan penghalang potensial dan meningkatkan lebar lapisan penguncian. Semua ini mengurangi arus difusi dari operator utama. Untuk operator non-inti, bidang dalam transisi P-N tetap meningkat, dan oleh karena itu arus drift tidak berubah.

Dengan demikian, aliran arus yang dihasilkan, ditentukan terutama oleh penyimpangan operator non-inti, akan mengalir melalui transisi. Karena jumlah yang melayang pembawa non-inti tidak tergantung pada tegangan yang diterapkan (itu hanya mempengaruhi kecepatan mereka), kemudian dengan peningkatan tegangan terbalik arus melalui transisi ke batas nilai, yang disebut arus saturasi. Semakin besar konsentrasi konsentrasi donor dan akseptor, semakin kecil arus saturasi, dan dengan peningkatan suhu arus kejenuhan meningkat sesuai dengan hukum eksponensial.

Grafik menunjukkan adonan untuk daya langsung dan terbalik pada dioda. Mereka juga mengatakan cabang langsung dan terbalik dari karakteristik volt-ampere. Langsung Cabang (IPR dan UPR) menampilkan karakteristik dioda dengan inklusi langsung (yaitu, ketika "plus" disajikan pada anoda). Cabang Balik (IBR dan UEBS) menampilkan karakteristik dioda ketika bagian belakang dihidupkan (yaitu, ketika "minus" disajikan pada anoda).

Garis tebal biru adalah karakteristik dioda Jerman (GE), dan garis tipis hitam adalah karakteristik dioda silikon (SI). Angka itu tidak menunjukkan unit pengukuran untuk sumbu arus dan tegangan, karena tergantung pada merek spesifik dioda.

Untuk memulainya, kami mendefinisikan, seperti untuk setiap sistem koordinat datar, empat sudut koordinat (kuadran). Biarkan saya mengingatkan Anda bahwa yang pertama adalah kuadran, yang terletak di kanan atas (yaitu, di mana kami memiliki huruf GE dan SI). Selanjutnya, kuadran dihitung berlawanan arah jarum jam.

Jadi, kuadran II dan IV kosong. Ini karena kita dapat menghidupkan dioda hanya dengan dua cara - secara langsung atau ke arah yang berlawanan. Situasinya tidak mungkin ketika, misalnya, arus balik mengalir melalui dioda dan pada saat yang sama itu termasuk dalam arah maju, atau dengan kata lain, tidak mungkin untuk menyerahkan "ditambah" dan "minus" ke satu kesimpulan. . Lebih tepatnya, itu mungkin, tetapi kemudian akan menjadi korsleting. Tetap untuk mempertimbangkan hanya dua kasus - mengarahkan kembali pada inklusi dioda-intensif dioda.

Jadwal inklusi langsung ditarik di kuadran pertama. Dapat dilihat bahwa semakin banyak tegangan, semakin besar arus. Selain itu, hingga beberapa saat tegangan tumbuh lebih cepat dari saat ini. Tetapi kemudian fraktur datang, dan tegangannya hampir tidak berubah, dan arus mulai tumbuh. Untuk sebagian besar dioda, fraktur ini terjadi pada kisaran 0,5 ... 1 v. Ini adalah ketegangan ini, seperti yang mereka katakan "tetes" pada dioda. Ini 0,5 ... 1 in dan ada penurunan tegangan pada dioda. Peningkatan lambat saat ini ke tegangan 0,5 ... 1B berarti bahwa di bagian arus ini melalui dioda hampir bahkan tidak langsung.

Jadwal switching terbalik ditarik di kuadran ketiga. Dapat dilihat bahwa pada area signifikan saat ini hampir tidak berubah, dan kemudian meningkatkan longsoran seperti. Jika Anda menambah, tegangan, misalnya, hingga beberapa ratus volt, maka "Perjalanan" tegangan tinggi ini, dan arus melalui dioda akan mengalir. Itu hanya "kerusakan" adalah proses yang ireversibel (untuk dioda). Artinya, "kerusakan" seperti itu akan mengarah pada kelelahan dioda dan bahkan berhenti melewatkan arus ke segala arah, atau sebaliknya - akan melewati arus ke segala arah.

Karakteristik dioda spesifik selalu menunjukkan tegangan terbalik maksimum - yaitu tegangan yang dapat menahan dioda tanpa "kerusakan" saat menyala dalam arah yang berlawanan. Ini perlu untuk memperhitungkan ketika mengembangkan perangkat di mana dioda digunakan.

Membandingkan karakteristik dioda silikon dan Jerman, dapat disimpulkan bahwa dalam transisi p-n dioda silikon langsung dan terbalik arus kurang dari di dioda Jerman (dengan nilai tegangan yang sama pada output). Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa Silicon lebih besar dari lebar zona terlarang dan untuk transisi elektron dari zona valensi ke zona konduktivitas, mereka perlu memberikan energi tambahan yang lebih besar.

studfiles.net.

Tegangan terbalik maksimum pada dioda ditentukan oleh rumus

Urg. Mach \u003d 1.045us.

Dalam sejumlah aplikasi praktis untuk memperbaiki AC dan kontrol daya yang halus, transduser thyristor digunakan ditransmisikan ke beban. Pada saat yang sama, arus kontrol kecil memungkinkan Anda untuk mengontrol arus beban besar.

Contoh penyearah thyristor yang dikendalikan dengan sederhana ditunjukkan pada Gambar. 7.10.

Ara. 7.10. Thyristor Diagram Rectifier

Pada Gambar. 7.11 Diagram waktu yang menjelaskan prinsip mengatur nilai rata-rata tegangan yang diluruskan.

Ara. 7.11. Grafik sementara penyearah thyristor

Dalam skema ini, diasumsikan bahwa tegangan input URH untuk thyristor yang dapat disesuaikan dibentuk, misalnya, penyearah dua kawat. Jika pulsa kontrol UOW amplitude yang cukup diumpankan pada awal setiap periode semi (bagian O-A pada diagram ur), tegangan output akan mengulangi tegangan penyearah dua kawat. Jika Anda menggeser pulsa kontrol oleh tengah setiap titik semi, maka pulsa output akan memiliki durasi sama dengan seperempat periode semi (bagian B-C). Pemindahan lebih lanjut dari kontrol nadi akan mengarah pada penurunan lebih lanjut dalam amplitudo rata-rata pulsa output (Bagian D - E).

Dengan demikian, memberi makan pulsa kontrol ke thyristor, menggeser fase relatif terhadap tegangan input, seseorang dapat mengubah tegangan sinusoid (arus) ke dalam urutan pulsa dengan durasi, amplitudo, dan polaritas, yaitu, Anda dapat mengubah nilai aktif dari tegangan (arus) dalam batas luas.

7.3 Smoothing Filter.

Skema yang dianggap meluruskan memungkinkan untuk mendapatkan tegangan pulsa unipolar, yang tidak selalu berlaku untuk menyalakan perangkat elektronik yang kompleks, karena, karena riak besar, mereka mengarah pada ketidakstabilan operasi mereka.

Untuk pengurangan yang signifikan dalam pulsasi, filter smoothing digunakan. Parameter paling penting dari filter smoothing adalah koefisien smoothing S, ditentukan oleh rumus S \u003d 1 / 2, di mana 1 dan 2 adalah koefisien riak di inlet dan outlet filter, masing-masing. Koefisien riak menunjukkan berapa kali filter mengurangi riak. Dalam sirkuit praktis, koefisien riak di outlet filter dapat mencapai nilai 0,00003.

Elemen utama filter adalah elemen jet - wadah dan induktor (tersedak). Pertimbangkan pada awal prinsip operasi filter smoothing paling sederhana, diagram yang ditunjukkan pada Gambar. 7.12.

Ara. 7.12. Skema filter smoothing paling sederhana dengan penyearah galeri tunggal

Dalam skema ini, penghancuran stres pada beban setelah penyearah dioda Polyoode tunggal dilakukan dengan menggunakan kapasitor dengan sejajar terhubung dengan beban RN.

Diagram sementara yang menjelaskan pengoperasian filter semacam itu ditunjukkan pada Gambar. 7.13. Pada bagian T1 - T2, tegangan input membuka dioda, dan kondensor dibebankan. Ketika tegangan input mulai berkurang, dioda ditutup dengan tegangan yang terakumulasi pada kapasitor UC (Bagian T1 - T2). Pada interval ini, sumber tegangan input terputus dari kapasitor dan beban, dan kapasitor dibuang melalui resistansi beban RN.

Ara. 7.13. Grafik Filter Filter Sementara dengan Penyearah Parice Tunggal

Jika kapasitasnya cukup besar, kapasitas wadah melalui RN akan terjadi dengan konstanta waktu besar  \u003d RNA, dan oleh karena itu, pengurangan tegangan pada kondensor akan kecil, dan efek smoothing signifikan. Di sisi lain, semakin besar kapasitas yang lebih pendek dari segmen T1 - T2 di mana dioda terbuka dan arus mengalir I meningkat (untuk arus beban rata-rata tertentu) dengan penurunan perbedaan T2 - T1. Mode operasi semacam itu dapat menyebabkan kegagalan dioda penyearah, dan, sebagai tambahan, cukup berat dan untuk transformator.

Saat menggunakan pembatas dua-bicara, nilai berdenyut pada output filter kapasitif berkurang, karena kondensor selama penampilan pulsa ke nilai yang lebih kecil, yang diilustrasikan dengan baik pada Gambar. 7.14.

Ara. 7.14. Nyeri smoothing dari penyearah Bippetier

Untuk menghitung nilai riak pada output filter kapasitif, kami akan menghasilkan perkiraan pulsasi dari tegangan output dari kurva berbentuk gergaji, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 7.15.

Ara. 7.15. Perkiraan tegangan berdenyut

Mengubah tuduhan pada kondensor ditentukan oleh ekspresi

ΔQ \u003d ΔUC \u003d I NT1,

di mana T1 adalah periode berdenyut, yaitu nilai rata-rata arus beban. Memperhitungkan fakta bahwa itu adalah \u003d isr / rn, kita dapatkan

Dari Gambar. 7.15 Mengikuti itu

pada saat yang sama, amplituda ganda berdenyut ditentukan oleh ekspresi

Sifat smoothing memiliki filter induktif, dan filter yang mengandung induktansi dan wadah memiliki sifat smoothing terbaik, terhubung seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 7.16.

Ara. 7.16. Menyaring filter dengan induktansi dan kapasitas

Dalam skema ini, kapasitansi kapasitor dipilih sedemikian rupa sehingga resistan reaktif secara signifikan kurang tahan beban. Keuntungan dari filter seperti itu adalah mengurangi besarnya input pulsation ΔU menjadi besarnya, di manaω adalah frekuensi riak.

Dalam praktiknya, berbagai jenis filter f-figuratif dan berbentuk P tersebar luas, yang konstruksinya disajikan pada Gambar. 7.17.

Pada arus beban kecil, F bekerja dengan baik - penyearah berbentuk, disajikan pada Gambar. 7.16.

Ara. 7.17. Filter opsi konstruksi

Dalam skema yang paling bertanggung jawab, beberapa skema penyaringan digunakan (Gbr. 7.17 g).

Seringkali, choke digantikan oleh resistor, yang sedikit mengurangi kualitas filtrasi, tetapi secara signifikan mengurangi filter (Gbr. 7.17 b, c).

Karakteristik eksternal utama dari penyearah dengan filter adalah ketergantungan nilai rata-rata tegangan output USR (tegangan pada beban) dari arus output rata-rata.

Dalam skema yang dipertimbangkan, peningkatan arus keluaran mengarah pada penurunan USR karena peningkatan penurunan tegangan pada gulungan transformator, dioda, memasok kabel, elemen filter.

Kemiringan karakteristik luar pada arus rata-rata tertentu ditentukan oleh resistansi keluaran sinar, ditentukan oleh rumus:

Icr - set. Semakin kecil kuantitas, semakin kecil tegangan output tergantung pada arus output, semakin baik sirkuit penyearah dengan filter. Pada Gambar. 7.18 menunjukkan ketergantungan khas USR dari ICR untuk opsi penyaringan yang berbeda.

Ara. 7.18. Ketergantungan khas USR dari ICRS untuk berbagai skema penyaringan

studfiles.net.

Apa tegangan sebaliknya? - Perbaikan konstruksi interior

Tegangan balik.

Tegangan balik adalah jenis sinyal energi yang dihasilkan dengan mengubah polaritas arus listrik. Ketegangan seperti itu sering terjadi ketika polaritas terbalik diumpankan ke dioda, memaksa dioda untuk merespons, beroperasi di arah yang berlawanan. Fungsi terbalik ini juga dapat membuat tegangan breakdown di dalam dioda, karena ini sering mengarah pada kerusakan sirkuit yang diterapkan tegangan.

Tegangan balik terjadi ketika sumber sinyal daya ke rantai diterapkan terbalik. Ini berarti bahwa sumber timah positif terhubung ke konduktor rangkaian yang didasarkan atau negatif dan sebaliknya. Transmisi tegangan ini seringkali tidak dimaksudkan, karena sebagian besar sirkuit listrik tidak mampu melakukan voltase pemrosesan.

Ketika tegangan minimum diumpankan ke diagram atau ke dioda, ini dapat menyebabkan fakta bahwa skema atau dioda akan bekerja dalam urutan terbalik. Ini dapat menyebabkan reaksi, seperti mesin kipas kotak, berputar secara tidak benar. Elemen akan terus berfungsi dalam kasus seperti itu.

Ketika besarnya tegangan diterapkan pada rantai terlalu besar, sinyal untuk sirkuit yang diterima, bagaimanapun, ini disebut tegangan meninju. Jika sinyal input, yang terbalik, melebihi tegangan yang diijinkan untuk memelihara rantai, skema ini dapat rusak di luar sisanya digunakan. Titik di mana rantai rusak mengacu pada nilai tegangan kerusakan. Tegangan breakdown ini memiliki sepasang nama lain, tegangan terbalik puncak atau tegangan pukulan terbalik.

Tegangan terbalik dapat menyebabkan tegangan breakdown, yang juga mempengaruhi pengoperasian komponen lain dari sirkuit. Di luar dioda yang merusak dan fungsi rangkaian tegangan terbalik, itu juga dapat menjadi tegangan terbalik puncak. Dalam kasus seperti itu, skema tersebut tidak dapat berisi jumlah daya input dari sinyal, yang telah berubah menjadi terbalik, dan dapat membuat tegangan kerusakan antara isolator.

Tegangan kerusakan ini, yang dapat terjadi melalui komponen sirkuit, dapat menyebabkan kerusakan komponen atau isolator kawat. Itu dapat mengubahnya menjadi konduktor pensinyalan dan merusak rantai, melakukan tegangan ke berbagai bagian sirkuit yang seharusnya tidak mengambilnya, yang mengarah pada ketidakstabilan di seluruh rantai. Ini dapat menyebabkan lengkungan tegangan dari komponen ke komponen, yang juga bisa cukup kuat untuk menyalakan berbagai komponen sirkuit dan menyebabkan api.

Sistem TT dalam voltase instalasi listrik hingga 1000V

U arr. M Ah \u003d 1.045u Rabu.

Contoh penyearah thyristor yang dikendalikan dengan sederhana ditunjukkan pada Gambar. 7.10.

Ara. 7.10. Thyristor Diagram Rectifier

Pada Gambar. 7.11 Diagram waktu yang menjelaskan prinsip mengatur nilai rata-rata tegangan yang diluruskan.

Ara. 7.11. Grafik sementara penyearah thyristor

Dalam skema ini, diasumsikan bahwa tegangan input U W untuk thyristor yang dapat disesuaikan dibentuk, misalnya, penyearah dua-bicara. Jika pulsa kontrol U dalam amplitude yang cukup diumpankan pada awal setiap setengah periode (bagian O-A pada diagram UD), tegangan output akan mengulangi tegangan penyearah dua daya. Jika Anda menggeser pulsa kontrol oleh tengah setiap titik semi, maka pulsa output akan memiliki durasi sama dengan seperempat periode semi (bagian B-C). Pemindahan lebih lanjut dari kontrol nadi akan mengarah pada penurunan lebih lanjut dalam amplitudo rata-rata pulsa output (Bagian D - E).

7.3 Smoothing Filter.

Untuk pengurangan yang signifikan dalam pulsasi, filter smoothing digunakan. Parameter paling penting dari filter smoothing adalah koefisien smoothing S, ditentukan oleh rumus s \u003d  1 /  2, di mana  1 dan  2 - koefisien riak pada inlet dan output filter. Koefisien riak menunjukkan berapa kali filter mengurangi riak. Dalam sirkuit praktis, koefisien riak di outlet filter dapat mencapai nilai 0,00003.

Elemen utama filter adalah elemen jet - wadah dan induktor (tersedak). Pertimbangkan pada awal prinsip operasi filter smoothing paling sederhana, diagram yang ditunjukkan pada Gambar. 7.12.

Ara. 7.12. Skema filter smoothing paling sederhana dengan penyearah galeri tunggal

Dalam skema ini, penghancuran stres pada beban setelah penyearah dioda alpiperium tunggal dilakukan menggunakan kapasitor dengan sejajar dengan beban R n.

Diagram sementara yang menjelaskan pengoperasian filter semacam itu ditunjukkan pada Gambar. 7.13. Pada bagian T1 - T2, tegangan input membuka dioda, dan kondensor dibebankan. Ketika tegangan input mulai berkurang, dioda ditutup oleh tegangan yang terakumulasi pada kondensor U C (Bagian T1 - T2). Pada interval ini, sumber tegangan input terputus dari kapasitor dan beban, dan kapasitor dibuang melalui resistansi beban R n.

Ara. 7.13. Grafik Filter Filter Sementara dengan Penyearah Parice Tunggal

Jika kapasitasnya cukup besar, pelepasan wadah melalui R n akan terjadi dengan konstanta waktu besar  \u003d R n C, dan oleh karena itu penurunan tegangan pada kondensor akan kecil, dan efek smoothing signifikan. Di sisi lain, semakin besar kapasitas yang lebih pendek dari segmen T1 - T2 di mana dioda terbuka dan aliran arus mengalir I  meningkat (untuk arus beban rata-rata tertentu) dengan penurunan perbedaan T2 - T1 . Mode operasi semacam itu dapat menyebabkan kegagalan dioda penyearah, dan, sebagai tambahan, cukup berat dan untuk transformator.

Ara. 7.14. Nyeri smoothing dari penyearah Bippetier

Untuk menghitung nilai riak pada output filter kapasitif, kami akan menghasilkan perkiraan pulsasi dari tegangan output dari kurva berbentuk gergaji, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 7.15.

Ara. 7.15. Perkiraan tegangan berdenyut

Mengubah tuduhan pada kondensor ditentukan oleh ekspresi

ΔQ \u003d ΔUC \u003d i n t 1

di mana T 1 adalah periode berdenyut, I N adalah nilai rata-rata arus beban. Memperhitungkan fakta bahwa saya n \u003d dan cp / r n, kita dapatkan

Dari Gambar. 7.15 Mengikuti itu

pada saat yang sama, amplituda ganda berdenyut ditentukan oleh ekspresi

Sifat smoothing memiliki filter induktif, dan filter yang mengandung induktansi dan wadah memiliki sifat smoothing terbaik, terhubung seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 7.16.

Ara. 7.16. Menyaring filter dengan induktansi dan kapasitas

Dalam skema ini, kapasitansi kapasitor dipilih sedemikian rupa sehingga resistan reaktif secara signifikan kurang tahan beban. Keuntungan dari filter semacam itu adalah mengurangi besarnya input riak ΔU ke nilai
dimanaω adalah frekuensi riak.

Dalam praktiknya, berbagai jenis filter f-figuratif dan berbentuk P tersebar luas, yang konstruksinya disajikan pada Gambar. 7.17.

Pada arus beban kecil, F bekerja dengan baik - penyearah berbentuk, disajikan pada Gambar. 7.16.

Ara. 7.17. Filter opsi konstruksi

Dalam skema yang paling bertanggung jawab, beberapa skema penyaringan digunakan (Gbr. 7.17 g).

Seringkali, choke digantikan oleh resistor, yang sedikit mengurangi kualitas filtrasi, tetapi secara signifikan mengurangi filter (Gbr. 7.17 b, c).

Karakteristik eksternal utama dari penyearah dengan filter adalah ketergantungan nilai rata-rata tegangan output U CP (tegangan pada beban) dari arus output rata-rata.

Dalam skema yang dipertimbangkan, arus output yang meningkat mengarah pada penurunan U CP karena peningkatan penurunan tegangan pada gulungan transformator, dioda, kabel pengeboran, elemen filter.

Kecenderungan karakteristik eksternal pada arus rata-rata tertentu ditentukan oleh resistansi output dari output R, ditentukan oleh rumus:

Saya cp - set. Semakin kecil nilai R Out, semakin kecil tegangan output tergantung pada arus output, semakin baik penyearah dengan filter. Pada Gambar. 7.18 menunjukkan ketergantungan khas dari U CP dari I CP untuk berbagai opsi penyaringan.

Ara. 7.18. Ketergantungan khas U CP dari I CP untuk skema penyaringan yang berbeda

Dioda disebut perangkat semikonduktor dengan satu transisi P-N, yang memiliki dua pintu keluar (katoda dan anoda), itu dimaksudkan untuk stabilisasi, pelurusan, modulasi, deteksi, konversi dan membatasi sinyal listrik membalikkan arus.

Dalam tujuan fungsionalnya, dioda dibagi menjadi impuls, penyearah, universal, stabilod, dioda gelombang mikro, terowongan, variskap, switching dioda, dan sejenisnya.

Secara teori, kita tahu bahwa dioda melewati arus hanya dalam satu toron. Namun, tidak banyak yang tahu dan jelas seperti apa dia melakukannya. Secara skematis, dioda dapat dibayangkan sebagai kristal yang terdiri dari 2 daerah (semikonduktor). Salah satu bidang kristal ini memiliki konduktivitas N-Type, dan yang lainnya adalah konduktivitas tipe P.

Angka tersebut adalah lubang yang berlaku di area tipe-N, yang ditunjukkan dalam lingkaran biru, dan elektron yang berlaku di area tipe-P - merah. Kedua area ini adalah elektroda dan anoda dioda katoda:

Katoda adalah elektroda dioda negatif, operator muatan utama yang merupakan elektron.

Anode adalah elektroda dioda positif, operator muatan utama yang ada lubang.

Pada permukaan luar daerah, lapis logam kontak diterapkan ke mana kawat kesimpulan elektroda dioda disolder. Perangkat semacam ini mungkin secara eksklusif di salah satu dari dua negara:

1. Ditutup - Ini adalah saat itu tidak menghabiskan arus;

2. Buka - Ini adalah saat dihabiskan dengan baik.

Dioda akan berada dalam keadaan tertutup jika polaritas sumber tegangan konstan diterapkan.

Dalam hal ini, elektron dari area tipe N akan mulai bergerak ke kutub positif dari catu daya, pindah dari PN transisi, dan lubang, di area tipe-P, juga akan dihapus dari PN dari transisi dengan pindah ke kutub negatif. Pada akhirnya, batas-batas area akan berkembang, yang dibentuk oleh zona bersatu dengan elektron dan lubang, yang akan memiliki resistensi aliran besar.

Namun, di masing-masing bidang dioda ada operator muatan non-inti, dan pertukaran elektron dan lubang kecil antara area akan tetap terjadi. Oleh karena itu, melalui dioda akan mengalir berkali-kali lebih sedikit arus daripada lurus, dan arus ini disebut membalikkan dioda.. Dalam praktiknya, sebagai aturan, arus balik P-N dari transisi diabaikan, dan ternyata transisi P-N hanya memiliki konduktivitas satu sisi.

Melakukan. - Yang paling sederhana pada perangkat dalam keluarga mulia perangkat semikonduktor. Jika Anda mengambil piring semikonduktor, misalnya, Jerman, dan di babak kirinya memperkenalkan pengotor akseptor, dan di donor yang tepat, maka di satu sisi, masing-masing tipe p semiconductor diperoleh, dari tipe N. dalam tengah kristal, ternyata, yang disebut Transisi p-nSeperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.

Pada gambar yang sama menunjukkan penunjukan grafis bersyarat dioda dalam skema: penarikan katoda (elektroda negatif) sangat mirip dengan tanda "-". Jadi lebih mudah diingat.

Secara total, dalam kristal seperti itu, dua zona dengan berbagai konduktivitas, dari mana dua kesimpulan keluar, sehingga perangkat menerima nama dioda.Karena awalan "DI" berarti dua.

Dalam hal ini, dioda ternyata semikonduktor, tetapi perangkat seperti itu diketahui sebelumnya: misalnya, di era lampu elektronik ada dioda lampu yang disebut Kenotron. Sekarang dioda seperti itu turun ke sejarah, meskipun penganut suara "lampu" percaya bahwa dalam amplifier lampu, bahkan penyearah tegangan anoda harus ada lampu!

Gambar 1. Struktur penunjukan dioda dan dioda dalam diagram

Di persimpangan semikonduktor dengan P dan N, konduktor ternyata P-N Transition (P-N Junction)yang merupakan dasar dari semua perangkat semikonduktor. Tetapi berbeda dengan dioda, yang hanya satu transisi yang memiliki dua p-n transisi, dan, misalnya, terdiri dari empat transisi.

P-N transisi saat istirahat

Bahkan jika transisi P-N, dalam hal ini, dioda tidak terhubung di mana saja, proses fisik yang menarik muncul di dalamnya, yang ditunjukkan pada Gambar 2.

Gambar 2. Dioda saat istirahat

Di wilayah N ada kelebihan elektron, ia membawa muatan negatif, dan di area P. Bersama-sama tuduhan ini membentuk medan listrik. Karena biaya variasi memiliki properti yang menarik, elektron dari zona dan menembus ke zona Z yang bermuatan positif, mengisi beberapa lubang. Sebagai hasil dari gerakan seperti itu di dalam semikonduktor, meskipun sangat kecil (unit nanoamper), tetapi masih arus.

Sebagai hasil dari gerakan ini, kepadatan zat pada sisi P meningkat, tetapi pada batas tertentu. Partikel biasanya cenderung menyebar secara merata di seluruh volume zat, sama seperti bau roh yang menyebar ke seluruh ruangan (difusi), oleh karena itu, cepat atau lambat, elektron kembali ke zona N.

Jika sebagian besar konsumen listrik, arahan arus tidak memainkan peran, - bola lampu bersinar, ubin dipanaskan, maka arah arus memainkan peran besar untuk dioda. Fungsi utama dioda dilakukan dalam satu arah. Properti ini disediakan dan disediakan oleh transisi P-N.

Menghidupkan dioda ke arah yang berlawanan

Jika Anda menghubungkan catu daya ke dioda semikonduktor, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3, arus melalui transisi P-N tidak akan lulus.

Gambar 3. Pengalihan dioda terbalik pada

Seperti yang dapat dilihat pada gambar, kutub positif dari sumber daya terhubung ke wilayah N, dan P adalah area negatif. Akibatnya, elektron dari wilayah n bergegas ke kutub positif sumber. Pada gilirannya, biaya positif (lubang) di wilayah P tertarik oleh kutub negatif dari catu daya. Oleh karena itu, di wilayah P-N transisi, seperti yang dapat dilihat pada gambar, kekosongan terbentuk, tidak ada arus, tidak ada operator biaya.

Dengan peningkatan tegangan catu daya, elektron dan lubang semakin tertarik oleh medan baterai listrik, di wilayah transisi P-N dari pembawa muatan tetap kurang dan kurang. Oleh karena itu, pada giliran yang berlawanan pada arus melalui dioda tidak berjalan. Dalam kasus seperti itu, adat untuk mengatakan itu dioda semikonduktor dikunci dengan tegangan terbalik.

Peningkatan kepadatan zat di dekat kutub baterai mengarah ke munculnya difusi- Keinginan untuk distribusi seragam zat sepanjang volume. Apa yang terjadi ketika baterai terputus.

Membalikkan diode semikonduktor

Di sini, sudah waktunya untuk mengingat operator non-inti yang dilupakan secara kondisi. Faktanya adalah bahwa bahkan dalam keadaan tertutup melalui dioda melewati arus sedikit, yang disebut sebaliknya. Ini membalikkan arus Dan itu dibuat oleh operator non-inti yang dapat bergerak dengan cara yang sama seperti utama, hanya ke arah yang berlawanan. Secara alami, gerakan seperti itu terjadi selama tegangan terbalik. Arus balik biasanya kecil, karena jumlah operator non-inti yang tidak signifikan.

Dengan peningkatan suhu kristal, jumlah operator non-penambangan meningkat, yang mengarah pada peningkatan arus belakang, yang dapat menyebabkan penghancuran P-N dari transisi. Oleh karena itu, suhu operasi untuk perangkat semikonduktor, dioda, transistor, mikrosirit terbatas. Untuk mencegah overheating, dioda dan transistor yang kuat dipasang pada heat sink - radiator..

Menghidupkan dioda ke arah maju

Menunjukkan pada Gambar 4.

Gambar 4. Beralih langsung pada dioda

Sekarang Anda akan mengubah polaritas sumber untuk memasukkan: minus terhubung ke wilayah n (katoda), dan ditambah ke wilayah p (anoda). Dengan inklusi ini di N, elektron akan ditolak dari minus baterai, dan bergerak menuju P-N transisi. Di wilayah P, akan ditolak lubang bermuatan positif dari output positif baterai. Elektron dan lubang bergegas ke arah satu sama lain.

Partikel bermuatan dengan polaritas yang berbeda dikumpulkan di dekat P-N transisi, bidang listrik terjadi di antara mereka. Oleh karena itu, elektron mengatasi transisi P-N dan terus bergerak melalui zona p. Pada saat yang sama, beberapa dari mereka bergabung dengan lubang, tetapi kebanyakan dari mereka terburu-buru ke plus baterai, arus ID melewati dioda.

Arus ini disebut arus searah. Ini terbatas pada data teknis dioda, beberapa nilai maksimum. Jika nilai ini terlampaui, ada bahaya outlet dioda. Namun, harus dicatat bahwa arah arus searah pada gambar bertepatan dengan pergerakan elektron yang diterima secara umum, terbalik.

Anda juga dapat mengatakan bahwa dengan arahan langsung inklusi, resistansi listrik dioda relatif kecil. Dengan mundur, resistansi ini akan berkali-kali lebih banyak, arus melalui dioda semikonduktor tidak berjalan (arus balik sedikit tidak diterima di sini). Dari semua hal di atas, kita dapat menyimpulkan bahwa dioda berperilaku seperti katup mekanis konvensional: berbalik ke satu arah - air mengalir, berubah menjadi yang lain - aliran berhenti. Untuk dioda properti ini mendapat nama valve semikonduktor.

Untuk mencari secara detail dalam semua kemampuan dan sifat dioda semikonduktor, Anda harus berkenalan dengannya volt - karakteristik ampere. Sangat menyenangkan untuk belajar tentang berbagai desain dioda dan properti frekuensi, tentang kelebihan dan kekurangan. Ini akan diceritakan pada artikel selanjutnya.