ダイオードがあります。 半導体ダイオードの構造と動作。 ダイオードの主な種類は非半導体と半導体です

- 一方向導電性を持つ 2 つ (場合によっては 3 つ) の電極を備えた電子デバイス。 デバイスの正極に接続されている電極をアノード、負極に接続されている電極をカソードと呼びます。 直流電圧がデバイスに印加されると、デバイスはオープン状態になり、抵抗が低くなり、電流が妨げられずに流れます。 逆電圧が印加されると、デバイスは抵抗が高いため閉じます。 逆電流は存在しますが、非常に小さいため、従来はゼロであると想定されていました。

一般的分類

ダイオードは、非半導体と半導体という大きなグループに分けられます。

非半導体

最も古い品種の1つは、 ランプ（真空）ダイオード。 これらは 2 つの電極を備えたラジオ管で、そのうちの 1 つはフィラメントによって加熱されます。 開放状態では、電荷は加熱された陰極の表面から陽極に移動します。 磁界の方向が反対の場合、デバイスは閉位置になり、実際には電流が流れません。

別のタイプの非半導体デバイスは次のとおりです。 ガスが入った、今日ではアーク放電モデルのみが使用されています。 ガストロン (熱陰極を備えた装置) には、不活性ガス、水銀蒸気、または他の金属の蒸気が充填されています。 ガス充填ダイオードに使用される特殊な酸化物アノードは、高電流負荷に耐えることができます。

半導体

半導体デバイスはpn接合原理に基づいています。 半導体にはp型とn型の2種類があります。 P 型半導体は過剰な正電荷を特徴とし、N 型半導体は過剰な負電荷 (電子) を特徴とします。 これら 2 種類の半導体が互いに隣接して配置されている場合、それらを分離する境界近くには、pn 接合と呼ばれる 2 つの狭い帯電領域が存在します。 このように、不純物の導電率が異なる2種類の半導体（または半導体と金属）とpn接合を備えたデバイスを「デバイス」といいます。 半導体ダイオード。 さまざまな目的の現代のデバイスで最も需要が高いのは半導体ダイオードデバイスです。 このような装置の多くの改良が、さまざまな応用分野に向けて開発されてきました。

半導体ダイオード

接合サイズ別のダイオードの種類

p-n 接合のサイズと性質に基づいて、プレーナ、ポイント、マイクロアロイの 3 種類のデバイスが区別されます。

平面部品は、不純物導電率が異なる 2 つの領域が存在する 1 つの半導体ウェーハを表します。 最も人気のある製品はゲルマニウムとシリコンで作られています。 このようなモデルの利点は、かなりの直流電流および高湿度の条件でも動作できることです。 バリア容量が高いため、低周波数でのみ動作できます。 主な用途は、電源に組み込まれる AC 整流器です。 これらのモデルは整流器と呼ばれます。

ポイントダイオード p-n 接合面積が非常に小さく、低電流で動作するように適応されています。 これらは主に重要な周波数の変調振動を変換するために使用されるため、高周波と呼ばれます。

マイクロアロイ p型半導体とn型半導体の単結晶を融合させたモデルです。 動作原理によれば、このようなデバイスは平面ですが、その特性はポイントデバイスに似ています。

ダイオードを作るための材料

ダイオードの製造には、シリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、リン化インジウム、セレンが使用されます。 最も一般的なのは最初の 3 つのマテリアルです。

精製シリコン- 比較的安価で加工が容易な材料で、最も広く使用されています。 シリコン ダイオードは優れた汎用ダイオードです。 バイアス電圧は 0.7 V です。ゲルマニウム ダイオードでは、この値は 0.3 V です。ゲルマニウムは希少で高価な材料です。 したがって、ゲルマニウムデバイスは、シリコンデバイスが技術的課題に効果的に対処できない場合、たとえば、低電力で高精度の電気回路などに使用されます。

周波数範囲ごとのダイオードの種類

動作周波数に応じて、ダイオードは次のように分類されます。

• 低周波 – 最大 1 kHz。
• 高周波および超短波 - 最大 600 MHz。 このような周波数では、ポイント型デバイスが主に使用されます。 接合容量は低く、1 ～ 2 pF 以下である必要があります。 低周波を含む広い周波数範囲で効果を発揮するため、汎用的です。
• パルスダイオードは、高速性が基本的な要素となる回路で使用されます。 製造技術に応じて、このようなモデルはポイント、合金、溶接、拡散に分類されます。

ダイオードの応用分野

最新のメーカーは、特定の用途に合わせて調整された幅広いダイオードを提供しています。

整流ダイオード

これらのデバイスは、交流正弦波を整流するために使用されます。 その動作原理は、逆バイアスがかかると閉状態になるデバイスの特性に基づいています。 ダイオードデバイスの動作の結果、電流正弦波の負の半波が遮断されます。 最大許容順電流に依存する電力損失に基づいて、整流ダイオードは、低電力、中電力、および高電力の 3 つのタイプに分類されます。

• 低電流ダイオード電流が0.3A以下の回路で使用できます。本体に高分子材料を使用しているため、軽量かつコンパクトです。
• 中出力ダイオード 0.3 ～ 10.0 A の電流範囲で動作できます。ほとんどの場合、金属ケースと堅い端子が付いています。 これらは主に精製されたシリコンから製造されます。 カソード側にはヒートシンクに固定するためのネジが切ってあります。
• 強力な（パワー）ダイオードは、10 A を超える電流が流れる回路で動作します。そのケースは金属セラミックと金属ガラスでできています。 デザイン - ピンまたはタブレット。 メーカーは、最大 100,000 A の電流と最大 6 kV の電圧向けに設計されたモデルを提供しています。 これらは主にシリコンから作られています。

ダイオード検出器

このようなデバイスは、回路内でダイオードとコンデンサを組み合わせることによって得られます。 これらは、変調された信号から低周波数を抽出するように設計されています。 ほとんどの家庭用機器 (ラジオやテレビ) に存在します。 フォトダイオードは放射線検出器として使用され、感光領域に入射した光を電気信号に変換します。

制限装置

過負荷保護は、電源バスに逆方向に接続された複数のダイオードのチェーンによって提供されます。 標準的な動作条件では、すべてのダイオードが閉じています。 ただし、電圧が許容目標を超えると、いずれかの保護素子が作動します。

ダイオードスイッチ

スイッチはダイオードを組み合わせたもので、高周波信号を瞬時に切り替えるために使用されます。 このようなシステムは直流電流によって制御されます。 高周波信号と制御信号はコンデンサとインダクタを使用して分離されます。

ダイオードスパーク保護

効果的なスパーク保護は、電圧制限シャントダイオードバリアと電流制限抵抗を組み合わせることで実現されます。

パラメトリックダイオード

これらは、共振再生アンプのサブタイプであるパラメトリック アンプで使用されます。 動作原理は物理的効果に基づいており、異なる周波数の信号が非線形容量に到達すると、ある信号のパワーの一部が別の信号のパワーを増加させることができるという事実に基づいています。 非線形容量を含むように設計された素子はパラメトリック ダイオードです。

ミキシングダイオード

ミキシングデバイスは、マイクロ波信号を中間周波数信号に変換するために使用されます。 信号変換は、混合ダイオードのパラメータの非線形性により実行されます。 ショットキーバリア、バリキャップ、リバースダイオード、モットダイオードを備えたデバイスが、混合マイクロ波ダイオードとして使用されます。

乗算ダイオード

これらのマイクロ波デバイスは周波数逓倍器に使用されます。 デシメートル、センチメートル、ミリメートルの波長範囲で動作できます。 一般に、シリコンおよびガリウム砒素デバイスは、多くの場合ショットキー効果を伴う増倍デバイスとして使用されます。

同調ダイオード

同調ダイオードの動作原理は、pn 接合のバリア容量の逆電圧値への依存性に基づいています。 シリコンおよびガリウム砒素デバイスは、調整デバイスとして使用されます。 これらの部品は、マイクロ波範囲の周波数調整装置に使用されます。

発電ダイオード

マイクロ波範囲で信号を生成するには、アバランシェ ダイオードとガン ダイオードという 2 つの主なタイプのデバイスが必要です。 一部の発電機ダイオードは、特定のモードでスイッチをオンにすると、乗算デバイスの機能を実行できます。

設計の種類ごとのダイオードの種類

ツェナーダイオード（ツェナーダイオード）

これらのデバイスは、絶縁破壊モードでも性能特性を維持できます。 低電圧デバイス (最大 5.7 V の電圧) はトンネル降伏を使用し、高電圧デバイスはアバランシェ降伏を使用します。 スタビライザーは低電圧を安定化します。

スタビライザー

スタビスタまたはノルミスタは、電流電圧特性の直接分岐を使用して電圧を安定化する半導体ダイオードです (つまり、順バイアス領域では、スタビスタの電圧は電流にほとんど依存しません)。 ツェナー ダイオードと比較した安定器の特徴は、安定化電圧が低い (約 0.7 ～ 2 V) ことです。

ショットキーダイオード

整流器、乗算器、同調器として使用されるデバイスは、金属と半導体の接触に基づいて動作します。 構造的には、低抵抗シリコンのウエハ上に同種の導電性を有する高抵抗膜を塗布したものである。 金属層がフィルム上に真空スプレーされます。

バリキャップ

バリキャップは静電容量の機能を果たし、その値は電圧の変化とともに変化します。 このデバイスの主な特性は静電容量と電圧です。

トンネルダイオード

これらの半導体ダイオードには、トンネル効果によって生じる電流電圧特性の立ち下がり部分があります。 トンネルデバイスの変形は逆ダイオードであり、負性抵抗ブランチが弱く発現されるか、または存在しません。 逆方向ダイオードの逆方向分岐は、従来のダイオード デバイスの順方向分岐に対応します。

サイリスタ

従来のダイオードとは異なり、サイリスタにはアノードとカソードに加えて 3 番目の制御電極があります。 これらのモデルは、開いた状態と閉じた状態という 2 つの安定状態によって特徴付けられます。 これらの部品は、設計に基づいて、ダイニスタ、サイリスタ、トライアックに分類されます。 これらの製品の製造には主にシリコンが使用されています。

トライアック

トライアック (対称サイリスタ) は、交流回路のスイッチングに使用されるサイリスタの一種です。 カソードとアノードがあるサイリスタとは異なり、トライアックの構造上、両方が同時に存在するため、トライアックの主 (電力) 端子をカソードまたはアノードと呼ぶのは誤りです。 トライアックは、主端子に流れる電流が保持電流と呼ばれる特定の値を超える限り、開いたままになります。

ディニスター

ダイニスタ、またはダイオード サイリスタは、制御電極を含まないデバイスです。 代わりに、それらは主電極間に印加される電圧によって制御されます。 主な用途は、弱い信号を使用して強力な負荷を制御することです。 ディニスタはスイッチング デバイスの製造にも使用されます。

ダイオードブリッジ

これらは、互いに接続された 4、6、または 12 個のダイオードです。 ダイオード素子の数は、単相、三相、フルブリッジ、ハーフブリッジなどの回路のタイプによって決まります。 ブリッジは電流を整流する機能を実行します。 車の発電機によく使われます。

フォトダイオード

光エネルギーを電気信号に変換するように設計されています。 動作原理は太陽電池と似ています。

LED

これらのデバイスは、電流に接続されると発光します。 幅広い発光色と出力を持つ LED は、さまざまな機器のインジケーターやフォトカプラの発光体として使用され、携帯電話のキーボードのバックライトとして使用されます。 ランタンの最新の光源として高出力デバイスが求められています。

赤外線ダイオード

赤外線領域で発光するLEDの一種です。 これは、ケーブル不要の通信回線、計器、遠隔制御装置、および夜間に領域を監視するためのビデオ監視カメラで使用されます。 赤外線放射デバイスは、人間の目には見えない範囲の光を生成します。 携帯電話のカメラを使用して検出できます。

ガンダイオード

このタイプのマイクロ波ダイオードは、複雑な伝導帯構造を持つ半導体材料で作られています。 通常、これらのデバイスの製造には電子伝導性のガリウムヒ素が使用されます。 このデバイスには pn 接合がありません。つまり、デバイスの特性は固有のものであり、2 つの異なる半導体の接続の境界には発生しません。

マグネトダイオード

このようなデバイスでは、磁場の影響により電流電圧特性が変化します。 このデバイスは、情報の入力、モーションセンサー、制御デバイス、および非電気量の測定を目的とした非接触ボタンに使用されます。

レーザーダイオード

これらのデバイスは複雑な結晶構造と複雑な動作原理を備えており、日常の状況でレーザービームを生成する貴重な機会を提供します。 高い光出力と幅広い機能により、このデバイスは家庭用、医療用、科学用の高精度測定器に有効です。

アバランシェおよびアバランシェ輸送ダイオード

デバイスの動作原理は、pn 接合の逆バイアス中の電荷キャリアのなだれ増倍と、特定の時間内に電荷キャリアが飛行空間を克服することです。 ガリウムヒ素またはシリコンが出発原料として使用されます。 このデバイスは主に超高周波発振を生成するように設計されています。

PINダイオード

p 領域と n 領域の間にある PIN デバイスには、独自のアンドープ半導体 (i 領域) があります。 アンドープ領域が広いため、このデバイスを整流器として使用することはできません。 ただし、PIN ダイオードは、ミキシング、ディテクタ、パラメトリック、スイッチング、リミティング、チューニング、ジェネレータ ダイオードとして広く使用されています。

三極管

三極管は真空管です。 これには、熱イオン陰極 (直接または間接加熱)、陽極、および制御グリッドの 3 つの電極があります。 現在、三極管はほぼ完全に半導体トランジスタに置き換えられています。 例外は、数百 MHz ～ GHz 程度の高出力周波数の信号の変換が少数の能動部品で必要とされ、寸法や重量がそれほど重要ではない領域です。

ダイオードのマーキング

半導体ダイオードデバイスのマーキングには数字と文字が含まれます。

• 最初の文字はソース素材を特徴づけます。 たとえば、K – シリコン、G – ゲルマニウム、A – ガリウムヒ素、I – インジウムリン。
• 2 番目の文字はダイオードのクラスまたはグループです。
• 3 番目の要素は通常デジタルであり、モデルのアプリケーションと電気的特性を示します。
• 4 番目の要素は文字 1 (A から Z) で、開発オプションを示します。

例: KD202K – シリコン整流拡散ダイオード。

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これは、ダイオードブリッジを通過する交流電圧の両方の半波が、負荷で同じ極性の直流電圧を持つことを意味します。
ダイオード2個だけで中点からタップ付きトランスを使って交流を整流する方式もあります。 その中で、使用される変圧器には等しい電圧を備えた2つの同一の二次巻線があるという事実により、ダイオードの正しい動作が実行されます。 1 つの巻線は 1 つの半サイクルの間動作し、もう 1 つの巻線は他の半サイクルの間動作します。 このオプションは自分で見つけて逆アセンブルできます。 しかし、実際には、上で説明したスキームの方がはるかに頻繁に使用されます。
高周波回路でダイオードを使用せず、これらが別個の一連のダイオードである場合は、整流ダイオードの 2 つの主なパラメータを知っておく必要があります。
1)最大順電流、Ipr。 これは、ダイオードが開いているときに負荷に流れる電流と同じです。 使用されるほとんどのダイオードでは、この値の範囲は 0.1 ～ 10A です。 さらに強力なものもあります。 ただし、いずれの場合でも、直流電流 Ipr がダイオードを流れると、小さな電圧がダイオードに「安定」することを考慮する必要があります。 その値は流れる電流量によって異なりますが、一般的には1V程度です。 この値は直流電圧降下と呼ばれ、通常は Upr または Udrop と呼ばれます。 各ダイオードについては参考書に記載されています。
2)最大逆電圧、ウオブ。 これは、ダイオードがバルブ特性を維持できる逆方向の最高電圧です。 一般に、これは端子に接続できる単なる交流電圧です。 同じブリッジ整流器にダイオードを選択する場合、まさにこの値に注目する必要があります。 この電圧値を超えると、順電流 Ipr を超える場合と同様に、ダイオードの不可逆降伏が発生します。 この値はダイオードの参考書にも記載されています。
いわば別のタイプのダイオード、つまりツェナーダイオードに注目する価値があります。 以下にそれらについてのちょっとした情報を記載します。
ダイオードの別のグループはツェナー ダイオードです。 その目的は電流を整流することではなく、電圧を安定させることです。 また、pn 接合もあります。 ダイオードとは異なり、ツェナーダイオードは逆方向に接続されます。 その電流電圧特性と記号を図5に示します。 図 5 から、Umin 未満のツェナー ダイオード端子の特定の電圧値では、電流は実質的にゼロに等しいことが明らかです。 電圧 Umin でツェナー ダイオードが開き、電流が流れ始めます。 Umin から Umax までの電圧セクション、つまり グラフ上の点 1 と点 2 の間は、基準ダイオード (ツェナー ダイオード) の動作セクションです。 最小値と最大値は 10 分の 1 ボルトしか変わらない場合があります。 これらの値は、最小および最大の安定化電流に対応します。 ツェナー ダイオードの主なパラメータは次のとおりです。
1)安定化電圧Ust。 ツェナー ダイオードは、ほとんどの場合 6 ～ 12 V の安定化電圧で製造されますが、2 ～ 6 V のものもあり、まれに 12 を超えて最大 300 V のものも使用されます。
2)最小安定化電流 Ist.min。 これはツェナー ダイオードを流れる最小の電流であり、その結果、銘板に安定化された電圧がツェナー ダイオードに現れます。 通常は 4...5mA です。
3M 最大安定化電流。 これはツェナー ダイオードを流れる最大電流であり、ツェナー ダイオードの許容できない加熱が発生するため、動作中にこの値を超えてはなりません。 低電力モデルでは、これはほとんどの場合 20 ～ 40 mA です。
ツェナー ダイオードのボルトアンペア特性のセクション 1 ～ 2 が急峻であればあるほど、電圧の安定性が向上します。
電圧安定化装置の具体的な応用例と計算については、「パラメトリック安定化装置の計算」および「連続補償電圧安定化装置」のセクションで説明します。
他の種類のダイオードもあります。 これらは、パルス ダイオード、マイクロ波ダイオード、スタビスタ、バリキャップ、トンネル ダイオード、発光ダイオード、フォトダイオードです。 しかし、それらは単純な電気機器ではなく、純粋な無線電子機器に今でも使用されているという事実として受け入れてください。そのため、それらには焦点を当てません。 さらに、検討中のダイオードの基本特性を研究すると、上記に関する情報は技術文献で簡単に見つけることができます。
結論として、半導体ダイオードのマーキングに関する情報をいくつか紹介します。 ロシア語を話しましょう。
最初の文字は文字 (汎用デバイスの場合) または数字 (専用デバイスの場合) で、ダイオードが作られるソース半導体材料を示します。 G (または 1) - ゲルマニウム。 K (または 2) - シリコン; A (または 3) - GaAS。 2 番目の記号はダイオードのサブクラスを示す文字です。D - 整流器、高周波 (ユニバーサル)、およびパルス。 B - バリキャップ。 C - ツェナーダイオード。 L - LED。 3 番目の文字は、ダイオードの目的 (ツェナー ダイオードの場合 - 消費電力) を示す数字です。たとえば、3 - スイッチング、4 - ユニバーサルなどです。 4 番目と 5 番目の文字は、開発のシリアル番号を示す 2 桁の数字です (ツェナー ダイオードの場合 - 定格安定化電圧)。 6 番目の文字は、デバイスのパラメトリック グループを示す文字です (ツェナー ダイオードの場合は開発順序)。
マーキングの例:
GD412A - ゲルマニウム (G) ダイオード (D)、ユニバーサル (4)、開発番号 12、グループ A; KS196V - シリコン (K) ツェナー ダイオード (S)、消費電力 0.3 W 以下 (1)、定格安定化電圧 9.6 V、第 3 開発 (V)。
ハウジングサイズが小さい半導体ダイオードの場合、デバイス本体に塗布されるマークの形でカラーマーキングが使用されます。

ダイオードは、2 つの接点を持つ最も単純な半導体または真空デバイスです。この要素の主な特性は、いわゆる一方向導電率です。

これは、極性に応じて半導体の導電率が大きく異なることを意味します。 電流の方向を変えることでダイオードを開いたり閉じたりすることができます。 このプロパティは、回路設計のさまざまな分野で広く使用されています。

動作原理は次のとおりです。
無線要素は、統合された動作接点 (アノードとカソード) を備えた電流接合部で構成されます。
電極（アノード - プラス、カソード - マイナス）に直流電圧を印加すると、接合が開き、ダイオードの抵抗が無視できるほどになり、直流と呼ばれる電流が流れます。

極性が逆になると、つまりアノードに負の電位、カソードに正の電位が印加されると、接合抵抗は無限大になると考えられるほど増加します。 電流（逆方向）は実質的にゼロです。

ダイオードの主な種類は非半導体と半導体です

最初のタイプは、半導体が大規模に使用される前の、ラジオ管の時代に広く使用されていました。 ラジオコンポーネントの本体であるフラスコには、特殊なガスまたは真空が入っている場合があります。 ガス充填（真空）ダイオードの信頼性と出力は満足のいくものではありませんが、その寸法が大きく、性能を達成するためにウォームアップが必要であるため、その用途は制限されます。

機能するには、電極の1つである陰極を予熱する必要がありました。 その後ランプ内で電子放出が起こり、作用電極間に電流が（一方向に）流れます。

これは面白い！ 真空管の古風な性質にもかかわらず、優れた音楽の愛好家はこれらの要素を使用して組み立てられたアンプを好みます。 半導体方式よりも自然できれいな音が得られると考えられます。

アンプは真空ダイオードから組み立てられています

半導体ダイオード。 動作要素は、統合された電極接点を備えた半導体材料です。

水晶はどのような条件でも動作できる（電流が水晶の本体に直接流れる）ため、真空や特殊なガス環境に置く必要はありません。 すべての半導体材料は壊れやすいため、機械的な保護のみが必要です。

ダイオードとは何ですか? 異なる導電性を持たせた素子です。 それは電流がどの程度正確に流れるかによって決まります。 デバイスの使用方法は、この要素の追従を制限する必要がある回路によって異なります。 この記事では、ダイオードの設計と、どのような種類が存在するかについて説明します。 図とこれらの要素が使用されている場所を見てみましょう。

出演履歴

たまたま、英国人とドイツ人の2人の科学者がダイオードの作成に取り組み始めました。 彼らの発見はわずかに異なることに注意する必要があります。 1 つ目は真空管三極管に基づいた発明であり、2 つ目はソリッドステート三極管に基づいています。

残念ながら、当時科学はこの分野で画期的な進歩を遂げることができませんでしたが、反省すべき理由はたくさんありました。

数年後、ダイオードが（正式に）再び発見されました。 トーマス・エジソンはこの発明の特許を取得しました。 残念ながら、これは彼の生涯のすべての作品において役に立ちませんでした。 したがって、同様の技術が他の科学者によって長年にわたって開発されました。 20 世紀初頭まで、これらの発明は整流器と呼ばれていました。 そしてしばらくして、ウィリアム・イークルズは di と odos という 2 つの単語を使用しました。 最初の単語は 2 として変換され、2 番目の単語はパスになります。 名前が付けられた言語はギリシャ語です。 この表現を完全に翻訳すると、「ダイオード」は「2 つのパス」を意味します。

ダイオードの動作原理と基礎知識

ダイオードの構造には電極があります。 アノードとカソードについて話しています。 最初のダイオードが正の電位を持つ場合、ダイオードはオープンと呼ばれます。 したがって、抵抗が小さくなり、電流が流れます。 カソードの電位が正の場合、ダイオードは開きません。 電流を通しにくく、抵抗値が高いのが特徴です。

ダイオードはどのように機能するのでしょうか?

原理的には、ダイオードとは何かを理解しました。 次に、それがどのように機能するかを理解する必要があります。

本体はガラス、金属、セラミックでできていることが多いです。 ほとんどの場合、後者の代わりに特定の化合物が使用されます。 ハウジングの下に 2 つの電極が見えます。 最も単純なものは、小さな直径のネジを備えています。

カソードの中にワイヤーが入っています。 その機能には物理法則に従って発生する加熱が含まれるため、ヒーターとみなされます。 ダイオードは電流が流れると発熱します。

製造にはシリコンやゲルマニウムも使用されます。 デバイスの一方の側には電極が不足しており、もう一方の側には過剰な電極があります。 このため、p-n 遷移によって提供される特別な境界が作成されます。 そのおかげで、電流は必要な方向に流れます。

ダイオード特性

ダイオードはすでに図に示されていますが、デバイスを購入するときに何に注意する必要があるかを知る必要があります。

原則として、購入者は 2 つのニュアンスのみに従ってください。 最大電流と最大レベルでの逆電圧について話しています。

日常生活でのダイオードの使用

自動車の発電機にはダイオードがよく使用されます。 どのダイオードを選択するかは自分で決める必要があります。 このマシンは、ダイオードブリッジとして認識されるいくつかのデバイスの複合体を使用していることに注意してください。 多くの場合、そのようなデバイスはテレビや受信機に組み込まれています。 コンデンサと併用すると周波数と信号の分離が可能になります。

消費者を電流から保護するために、多くの場合、ダイオードの複合体がデバイスに組み込まれます。 この保護システムは非常に効果的であると考えられています。 また、あらゆるデバイスの電源にはそのようなデバイスが最も頻繁に使用されることも言う必要があります。 したがって、LED ダイオードは現在非常に一般的です。

ダイオードの種類

ダイオードとは何かを検討した後、どのようなタイプが存在するかを強調する必要があります。 原則として、デバイスは 2 つのグループに分けられます。 1 つ目は半導体とみなされ、2 つ目は非半導体とみなされます。

現時点では、最初のグループが人気です。 この名前は、そのようなデバイスを製造する材料 (2 つの半導体、または通常の金属と半導体のいずれか) に関連付けられています。

現在、独自の回路やデバイスで使用される特別なタイプのダイオードが多数開発されています。

ツェナーダイオード、またはツェナーダイオード

このタイプは電圧安定化に使用されます。 実際、そのようなダイオードは、故障が発生すると、精度が可能な限り高い一方で、電流を急激に増加させます。 したがって、このタイプのダイオードの特性は非常に驚くべきものです。

トンネル

これがどのような種類のダイオードであるかを簡単に説明すると、このタイプは電流電圧特性に負のタイプの抵抗を作成すると言う必要があります。 多くの場合、このようなデバイスは発電機や増幅器で使用されます。

逆ダイオード

このタイプのダイオードについて話すと、このデバイスはオープンモードで動作中に電圧を最小側に変更できます。 このデバイスはトンネル型ダイオードの類似物です。 動作方法は少し異なりますが、上記の効果に正確に基づいています。

バリキャップ

このデバイスは半導体です。 容量が増えてコントロールできるのが特徴です。 これは逆電圧インジケーターによって異なります。 多くの場合、このようなダイオードは、発振型回路のセットアップおよび校正時に使用されます。

発光ダイオード

このタイプのダイオードは、電流が順方向に流れた場合にのみ発光します。 ほとんどの場合、このデバイスは最小限のエネルギー消費で照明を作成する必要がある場所で使用されます。

フォトダイオード

前述のオプションについて言えば、このデバイスはまったく逆の特性を持っています。 したがって、光が当たったときにのみ電荷を生成します。

マーキング

すべてのデバイスの特徴として、各要素には特別な指定があることに注意してください。 これらのおかげで、半導体型であればダイオードの特性を知ることができます。 身体は4つのコンポーネントで構成されています。 次に、マーキングを考慮する必要があります。

まず第一に、ダイオードが作られている材料を示す文字または数字が常に存在します。 したがって、ダイオードのパラメータを簡単に見つけることができます。 G、K、A、または I の文字が示されている場合、これはゲルマニウム、シリコン、ガリウムヒ素、インジウムを意味します。 場合によっては、それぞれ 1 から 4 までの数字が代わりに示される場合があります。

2 位はタイプを示します。 また、それぞれに異なる意味や特徴があります。 整流器ユニット (C)、バリキャップ (V)、トンネル ダイオード (I) およびツェナー ダイオード (C)、整流器 (D)、マイクロ波 (A) が存在する場合があります。

最後から 2 番目の位置には、ダイオードが使用される領域を示す数字が入ります。

4位には01～99の数字が設定され、開発番号を示します。 さらに、メーカーはボディにさまざまなマーキングを施すことができます。 ただし、原則として、特定の回路用に作成されたデバイスでのみ使用されます。

便宜上、ダイオードにグラフィックイメージを付けることができます。 ドットとストライプについて話しています。 これらの図にはロジックはありません。 したがって、メーカーが何を念頭に置いていたかを理解するには、説明書を読む必要があります。

三極管

このタイプの電極はダイオードに似ています。 三極管とは何ですか? これは、上記のデバイスと複雑な点では似ていますが、機能と設計が異なります。 ダイオードと三極管の主な違いは、ダイオードには 3 つの端子があり、通常はトランジスタ自体と呼ばれることです。

動作原理は、小さな信号を使用して回路に電流を出力するように設計されています。 ダイオードとトランジスタは、ほぼすべての電子デバイスで使用されています。 プロセッサーについても話しています。

長所と短所

他のレーザーダイオードと同様に、レーザーダイオードにも長所と短所があります。 これらのデバイスの利点を強調するには、それらを指定する必要があります。 さらに、欠点の小さなリストを作成します。

利点としては、ダイオードの低コスト、優れた耐用年数、長い耐用年数が挙げられ、交流で作業する場合にもこれらのデバイスを使用できます。 また、デバイスのサイズが小さいため、あらゆる回路に配置できることにも注意してください。

マイナス面に関しては、現時点では高電圧のデバイスに使用できる半導体タイプのデバイスがないことを強調する必要があります。 そのため、古いアナログを組み込む必要があります。 高温はダイオードに非常に悪影響を与えることにも注意してください。 寿命が短くなります。

最初のコピーは精度がほとんどありませんでした。 これが、デバイスのパフォーマンスが非常に悪かった理由です。 LED ランプは開梱する必要がありました。 これはどういう意味ですか？ 一部のデバイスは、同じバッチで製造された場合でも、まったく異なる特性を受け取る可能性があります。 不適切なデバイスを選別した後、要素にマークが付けられ、実際の特性が説明されました。

ガラスで作られたすべてのダイオードには、光に敏感であるという特別な特徴があります。 したがって、デバイスが開くことができる場合、つまり蓋がある場合、光の空間が開いているか閉じているかに応じて、回路全体の動作がまったく異なります。

力学では、空気または液体を一方向にのみ通過させる装置があります。自転車や車のタイヤに空気を入れる方法を思い出してください。 ポンプホースを外したときにホイールから空気が出なかったのはなぜですか? なぜなら、カメラの、ポンプホースを挿入するピペットの中に、とても興味深い小さなものがあるからです - 。 したがって、空気は一方向にのみ通過し、他の方向への通過は遮断されます。

エレクトロニクスも油圧や空圧と同じです。 しかし、ジョーク全体は、電子機器が液体や空気の代わりに電流を使用するということです。 たとえて言えば、水の入ったタンクは充電されたコンデンサー、ホースはワイヤー、インダクターはブレードの付いた車輪です。

すぐに加速したり、急に停止したりすることはできません。

では、電子機器における乳首とは何でしょうか？ そして、無線要素をニップルと呼びます。 そしてこの記事では彼についてもっと詳しく知ることができます。

半導体ダイオードは、一方向にのみ電流を流し、反対方向の電流を遮断する素子です。 これは乳首の一種です ;-)。

一部のダイオードは抵抗とほぼ同じに見えます。

また、少し異なって見えるものもあります。

ダイオードには SMD バージョンもあります。

ダイオードには2つの端子があります、抵抗器と似ていますが、これらの端子には抵抗器とは異なり、特定の名前が付いています。 アノードとカソード(文盲の電子技術者が言うように、プラスとマイナスではありません)。 しかし、どれがどれであるかをどのように判断するのでしょうか? 次の 2 つの方法があります。

1) 一部のダイオードについて カソードはストライプで示されていますボディカラーと違う

2) できます マルチメーターを使用してダイオードをチェックしますどこにカソードがあり、どこにアノードがあるかを調べます。同時に、その機能を確認してください。 この方法は鉄壁です ;-)。 マルチメーターを使用してダイオードをチェックする方法については、この記事を参照してください。

アノードにプラスを、カソードにマイナスを印加すると、ダイオードが「開き」、電流が静かに流れます。 しかし、アノードにマイナスを、カソードにプラスを印加すると、ダイオードには電流が流れません。 乳首の一種 ;-)。 図では、単純なダイオードは次のように指定されています。

ボトルの細い口に液体を注ぐための漏斗を覚えていれば、どこに陽極があり、どこに陰極があるかを思い出すのは非常に簡単です。 ファンネルはダイオード回路に非常に似ています。 漏斗に注ぐと、液体は非常によく流れますが、逆さまにする場合は、漏斗の狭い首から注いでみてください ;-)。

ダイオードの特性

KD411AMダイオードの特性を見てみましょう。 インターネットで「データシート KD411AM」と入力してその特性を調べます。

ダイオードのパラメータを説明するには、それも必要です

1) 逆最大電圧 そうですね。 - これは、電流が流れるときに、逆方向に接続されたときにダイオードが耐えることができる電圧です。 そうですね。– ダイオードが逆接続されている場合の電流強度。ダイオードの逆電圧を超えると、いわゆるアバランシェ降伏が発生し、その結果、電流が急激に増加し、ダイオードが完全に熱破壊する可能性があります。 研究中のダイオードでは、この電圧は 700 ボルトです。

2) 最大順電流 私はprします は、ダイオードを順方向に流れることができる最大電流です。 私たちの場合、それは2アンペアです。

3) 最大周波数 Fd を超えてはなりません。 この場合、最大ダイオード周波数は 30 kHz になります。 周波数が高い場合、ダイオードは正しく動作しません。

ダイオードの種類

ツェナーダイオード

これらは同じダイオードです。 名前から見ても、ツェナー ダイオードが何かを安定化させることは明らかです。 あ 電圧を安定させます。 ただし、ツェナーダイオードが安定化を行うには、1 つの条件が必要です。彼らは ダイオードとは逆に接続する必要があります。 アノードはマイナス、カソードはプラスです。奇妙ですよね？ しかし、それはなぜでしょうか? それを理解しましょう。 ダイオードの電流電圧特性 (CVC) では、正の分岐が順方向に使用されますが、ツェナー ダイオードでは CVC 分岐の他の部分が逆方向に使用されます。

以下のグラフには 5 ボルトのツェナー ダイオードが表示されます。 現在の強さがどれだけ変化しても、私たちは 5 ボルトを受け取ります ;-)。 かっこいいですね。 しかし、落とし穴もあります。 電流の強さはダイオードの説明よりも大きくてはなりません。そうでない場合、ジュールレンツの法則により、高温により故障します。 ツェナーダイオードの主なパラメータは次のとおりです。 安定化電圧(ウス)。 ボルト単位で測定されます。 グラフには、5 ボルトの安定化電圧を持つツェナー ダイオードが表示されます。 ツェナーダイオードが動作する電流範囲もあります。 これは最小電流と最大電流です(I 最小、I 最大). アンペアで測定されます。

ツェナー ダイオードは通常のダイオードとまったく同じように見えます。

図では、次のように示されます。

LED

LED- 可視光と不可視光を発する特別なクラスのダイオード。 不可視光線とは、赤外線または紫外線の範囲の光のことです。 しかし、産業界にとっては、可視光を備えた LED が依然として大きな役割を果たしています。 それらは、ディスプレイ、看板、電飾バナー、建物のデザイン、さらには照明にも使用されます。 LED は他のダイオードと同じパラメータを持っていますが、通常、最大電流ははるかに低くなります。

逆電圧を制限する (うーん) 10ボルトに達する可能性があります。 最大電流 ( アイマックス) 単純な LED の場合、約 50 mA に制限されます。 さらに照明についても。 したがって、従来のダイオードを接続する場合は、抵抗を直列に接続する必要があります。 抵抗は簡単な式で計算できますが、理想的には可変抵抗器を使用し、希望のグローを選択し、可変抵抗器の値を測定し、そこに同じ値の定抵抗器を置く方が良いでしょう。

LED照明ランプは消費電力がわずかであり、安価です。

多数の LED で構成される LED ストリップは大きな需要があります。 とても素敵に見えます。

図では、LED は次のように指定されています。

LEDはインジケーターと照明に分かれていることを忘れないでください。 インジケータ LED は弱い光を持ち、電子回路で発生するプロセスを示すために使用されます。 弱い発光と低消費電流が特徴です。

さて、照明LEDはLEDランプだけでなく中国の提灯にも使用されているものです。

LED は電流デバイスです。つまり、通常の動作には電圧ではなく定格電流が必要です。 定格電流では、LED は LED の種類 (定格電力、色、温度) に応じて一定量低下します。 以下は、定格電流でさまざまな色の LED でどのような電圧降下が発生するかを示したプレートです。

LED を確認する方法については、この記事をご覧ください。

サイリスタ

サイリスタ 3 番目の端子 (制御電極) を使用して導電率が制御されるダイオードです。 (UE）。 サイリスタの主な用途は、制御電極に供給される弱い信号を使用して強力な負荷を制御することです。サイリスタはダイオードまたはトランジスタに似ています。 サイリスタには非常に多くのパラメータがあるため、それらを説明するのに十分な記事はありません。メインパラメータ – 私はOS、水曜日。– サイリスタの健康に害を及ぼすことなく、サイリスタを順方向に流れる電流の平均値。重要なパラメータはサイリスタの開放電圧です - ( うーい）、制御電極に供給され、サイリスタが完全に開きます。

これがパワー サイリスタ、つまり大電流で動作するサイリスタの外観です。

図では、三極サイリスタは次のようになります。

サイリスタにも種類があります ディニスターとトライアック。 ディニスターには制御電極がなく、通常のダイオードのように見えます。 ディニスタは、その両端の電圧が特定の値を超えると、直接接続された自身に電流を流し始めます。トライアックは三極サイリスタと同じですが、オンになると双方向に電流が流れるため、交流回路で使用されます。

ダイオードブリッジとダイオードアセンブリ

メーカーはまた、複数のダイオードを 1 つのハウジングに押し込み、それらを特定の順序で接続します。 このようにして、私たちは得ます ダイオードアセンブリ. ダイオード ブリッジは、ダイオード アセンブリの種類の 1 つです。

図について ダイオードブリッジは次のように表されます。

バリキャップ、ガンダイオード、ショットキーダイオードなど、他の種類のダイオードもあります。 それらすべてを説明するには、永遠であっても十分ではありません。