Dioda se používá téměř ve všech napájecích zdrojích elektronických zařízení. V kombinaci s kondenzátory se používají pro nízkofrekvenční změny parametrů nosného modulačního signálu. Detektory na bázi diod jsou instalovány v televizorech, rádiích a dalších podobných zařízeních. Prvky chrání zařízení před přetížením vstupu, falešnou polaritou připojení a chrání klíče před zhroucením elektromotorické síly samoindukce při vypnutí. Pro výběr požadovaného typu slouží označení diod.
Definice a typy diod
Dioda je elektronická dvouelektrodová část, jejíž vodivost se mění v závislosti na polaritě přiváděného napětí. Proudově napěťová charakteristika je nelineární, asymetrická, na rozdíl od termistorů a žárovek.
Prvek skládá se z dílů:
- krabice ve tvaru vakuové baňky z kovu, keramiky, skla;
- katodu pro emitování volných elektronů;
- anoda pro příjem médií;
- ohřívač – horké vlákno;
- krystal křemíku nebo germania s hranicí (p-n přechod).
Podle technologických vlastností a struktura je rozdělena do typů:
- bod (rovinný);
- impuls;
- usměrňovače;
- univerzální;
- v samostatné kategorii: tyristory, fotodioda a LED.
Existují plynem plněné, elektrické vakuové skupiny, stabilizátory výboje, polovodičová zařízení. Ty poslední se používají nejčastěji.
Materiál výroby
Při výrobě se používá germanium, křemík, arsenid gallia, fosfid india a selen. Nejčastěji se používají první tři typy.
Vlastnosti materiálů:
- Krystaly z německo mají vysoký koeficient vodivosti při nízkém napětí, materiál je drahý a vzácný.
- Silikon má zvýšené předpětí 0,7 V (germanium má 0,3 V), je jednodušší na zpracování a běžnější.
- Chemická kombinace arsen a galium Vyznačuje se vysokou průraznou silou elektrického pole, pracuje se zvýšeným výkonem a zařízení jsou odolnější vůči záření.
Germanium se používá, když křemíkové diody nevyhovují tomuto úkolu, například v přesných a nízkoenergetických obvodech.
Přechodová oblast
Levá vrstva (n) umožňuje průchod záporných elektronů a vpravo (p) vyznačující se děrovou vodivostí. Proud vzniká při změně polohy otvorů. Když se vrstvy s různou vodivostí dotknou, v důsledku difúze se elektrony přesunou do p-oblasti a díry se přesunou do n-zóny. Nakonec mezní vrstva n-zóny přijímá kladný náboj a podobná vrstva p-oblasti dostává záporný náboj.
Typy diod podle velikosti přechodu:
- rovinný ve formě jedné desky se dvěma zónami vedení nečistot;
- bod s malou přechodovou oblastí pro nízké proudy;
- mikroslitiny se spojenými monokrystaly typu n a p.
Mezi hranicemi se objeví elektrické pole – bariéra pro proudové nosiče a v pn přechodu se objeví oblast s nízkou koncentrací náboje. Při změně směru vnějšího elektrického pole dochází k transformaci potenciálových bariér a hodnoty odporu, proto se pn přechod vyznačuje vlastnostmi ventilu.
Technické parametry
Rozsah provozních teplot ukazuje závislost odporu diody na změnách teploty. Pro krystaly germania je rozsah -60° – +70°C a pro krystaly křemíku -60° – +125°C. S klesající teplotou se zvyšuje riziko mechanického poškození a zvyšuje se zpětný a propustný odpor diody.
Povolené zpětné napětí znamená hodnotu, kdy dojde k poruše pn přechodu. Indikátor závisí na měrném odporu, šířce přechodu a teplotě vodiče. Zvyšují přípustné zpětné napětí zapojením diod do série.
Alfanumerické označení diod
Označení ukazuje číslo šarže a den vydání, která pomáhá sledovat modernější modely. Kromě toho jsou uvedeny technické specifikace pro sestavení odpovědných obvodů.
V SSSR prošel systém označování mnoha změnami, dnes je založen na klasifikačních vlastnostech:
- první písmeno znamená materiál, například K znamená křemík, G – germanium, 3 nebo A – gallium, I – indium;
- druhé písmeno je podtřídou prvků: D – tepelné diody různých typů, C – usměrňovače, V – varikapy, N – diodové tyristory;
- třetí prvek je označen číslem, které určuje znak zařízení;
- čtvrté je číslo ukazující vývojové číslo;
- na pátém místě je klasifikační index založený na ukazatelích jedné odrůdy.
Pro zvýraznění konstrukčních prvků jsou k dispozici další značky.
Nový systém
Podle moderních standardů jsou diody rozděleny do skupin podle frekvence zesílení elektrického přenosu.
Diody se rozlišují podle jejich provozu v aktuálním frekvenčním prostředí:
- střední;
- vysoký;
- ultra vysoká.
Výkon je také rozdělen do kategorií: střední, nízký, vysoký. Vývody katody a anody jsou doprovázeny šipkou a znaménkem plus nebo mínus.
Starý systém
Mezi běžné konstrukce patří řada germaniových diod GD, například GD-9 je starší kódovací systém.
Velké organizace nebo výrobní koncerny vytvořily svá vlastní schémata označení diod:
- JEDEC 1N4148 – například HP dioda 1901-0044;
- vojenská dioda CV448 Mullard typ OA81 (UK) – typ GEX230151 GEC.
OA-série také znamená podobné diody, například OA48 – taková kódování byla vyvinuta britským koncernem Mallard. Kódovací schéma JIS je pro polovodiče a označení začíná na IS.
Barevné kódování
Pro použité diody standardní typ krabice označený SOD123. Na jednom konci je vyražený nebo barevný proužek. Kohler mluví o kódu, kde existuje záporná polarita pro rozšíření pn přechodu.
Barevné kódování diod bere v úvahu:
- indikátory zpětného a provozního napětí;
- hodnota omezovacího proudu pn přechodem;
- vysílací výkon a další ukazatele.
Typ krabičky není při činnosti diody rozhodující. V tomto případě je důležitou charakteristikou stupeň odvodu tepla z roviny prvku.
Domácí diody
Ruští výrobci používají barevně odlišené nápisy, které obsahují tečky a pruhy. Kombinaci můžete dešifrovat odkazem na specializované referenční knihy. V tomto případě najdou materiál výroby, účel diody a ukazatele výkonu.
Moderní výrobci diod v diagramu označují produkty s přihlédnutím k požadavkům GOST 20.859.1 – 1989. Existuje standardizovaná tabulka pro domácí barevné značení.
Obsahuje označení materiálu a podle norem lze písmeno K (křemík) nahradit číslem 1. Druhé písmeno znamená, že výrobek je usměrňovač (D) na bázi varikapu (B), a zenerova dioda (C) a tunelová dioda (I).
Importované diody
Diody vyráběné v zahraničí mají jako označení také barevnou škálu. Pro čtení se používají digitální a abecední symboly, které se dešifrují pomocí speciální tabulky.
Při uvolnění použijte symbol diody:
- JEDEC – americká základna;
- PRO-ELECTRON 1 evropští výrobci.
V Evropě první písmeno označuje typ výrobní suroviny, následuje informace o účelu a typu prvku.
Sériové číslo označuje způsob aplikace:
- pro všeobecné použití;
- ve speciálních systémech.
Dekódování symbolů evropského systému:
SMD diody
Prvky jsou častěji zahraniční výroby. Jejich struktura je vyrobena ve formě desky, na jejíž povrchové rovině je upevněný čip. Výrobky jsou tak malé, že neumožňují označení čísly a písmeny (aplikace označení na povrch). Pokud jsou modely větší, všechny parametry jsou uvedeny písmeny, číslicemi a barvou.
SMD modely jsou reprezentovány elektronickými součástkami mikroskopických rozměrů. Při montáži jsou připájeny na měděnou stranu desky, zatímco diody jsou vybaveny pouze krátkými vývodovými kontakty. Srovnávací charakteristiky abecedního a digitálního označení jsou uvedeny v tabulkách.
Symbol na diagramu
Polaritu diody je někdy obtížné určit značením a není snadné určit správné póly prvku.
K tomuto účelu slouží schémata možnosti značení polarity:
