 |
2. Типы диодов
|
|
|
|
Диоды бывают электровакуумными, газонаполненными (газотроны, игнитроны, стабилитроны), полупроводниковые и др.
Специальные диоды:
• стабилитроны (диод Зенера), используют обратную ветвь характеристики диода с обратимым пробоем для стабилизации напряжения;
• туннельные диоды (диоды Лео Эсаки). Диоды, существенно использующие квантово – механические эффекты. Имеют область “отрицательного сопротивления” на вольт – амперной характеристике. Применяют как усилители, генераторы и пр.;
• варикапы (диоды Джона Джеумма), используется то, что запертый р–n переход обладает большой ёмкостью, причём ёмкость зависит от приложенного обратного напряжения. Применяются в качестве конденсаторов переменной ёмкости;
• светодиоды (диоды Генри Раунда), в отличие от обычных диодов, при рекомбинации электронов и дырок в переходе излучают свет в видимом диапазоне, а не в инфракрасном. Однако, выпускаются и с излучениям в ИК диапазоне, а с недавних пор – и в УФ;
• полупроводниковые лазеры, по устройству близки к светодиодам, однако имеют оптический резонатор, излучают когерентный свет;
• фотодиод – открываются под действием света (заперт);
• солнечный элемент, подобен фотодиоду, но работает без смещения. Падающий на p–n переход свет вызывает движение электронов и генерацию частоты в СВЧ диапазоне.
• диод Шоттки – диод с малым падением напряжения при прямом включении;
• лавинный диод – диод, основанный на лавинном пробое обратного участка вольт- амперной характеристики. Применяется для защиты цепей от перенапряжений;
|
|
|
• лавинно – пролётный диод – диод, основанный на лавинном умножении носителей заряда. Применяется для генерации колебания в СВЧ технике;
• магнитодиод – диод, вольт- амперная характеристика которого существенно зависит от значения индукции магнитного поля и расположения его вектора относительно плоскости p–n перехода;
Магнитодиод КД304Г
• стабисторы, при работе используется участок ветви вольт- амперной характеристики, соответствующий “прямому напряжению” на диоде;
• смесительный диод предназначен для перемножения двух высокочастотных (ВЧ) сигналов;
• pin диод – содержит область собственной проводимости между сильнолегированными областями. Используется в СВЧ-технике, силовой электронике, как фотодетектор.
Диодные переключатели применяются для коммутации ВЧ сигналов. Управление осуществляется постоянным током, разделение ВЧ и управляющего сигнала с помощью конденсаторов и индуктивностей.
Диодные детекторы – диоды в сочетании с конденсаторами, применяются для выделения низкочастотной (НЧ) модуляции из амплитудно-модулированного радиосигнала или других модулированных сигналов. Применяются в радиоприёмных устройствах: радиоприёмниках, телевизорах и т. п., используется квадратичный участок вольт-амперной характеристики диода.
На территории СССР система условных обозначений неоднократно претерпевала изменения. В настоящее время на радиорынках можно встретить полупроводниковые диоды, выпущенные на заводах СССР и с системой обозначений согласно отраслевого стандарта ГОСТ 11 336. 919-81, базирующегося на ряде классификационных признаков изделий.
3. Обозначение
Первый элемент буквенно – цифрового кода обозначает исходный материал (полупроводник), на основе которого изготовлен диод, например:
|
|
|
• Г или 1 – германий или его соединения;
• К или 2 – кремний или его соединения;
• А или 3 – соединения галлия (например, арсенид галлия);
• И или 4 – соединения индия (например, фосфид индия).
Второй элемент – буквенный индекс, определяющий подкласс приборов:
• Д – для обозначения выпрямительных, импульсных, магнитодиодов и термодиодов;
• Ц – выпрямительных столбов и блоков;
• В – варикапов;
• И – туннельных диодов;
• А – СВЧ диодов;
• С – стабилитронов, в том числе стабисторов и ограничителей;
• Л – излучающие оптоэлектронные приборы, генераторы шума;
• О – оптопары;
• Н – диодные тиристоры;
• Б – с объёмным эффектом;
• К – стабилизаторы тока.
Третий элемент (справочное) – цифра (или в случае оптопар – буква), определяющая один из основных признаков прибора (параметр, назначение или принцип действия).
Четвёртый элемент – число, обозначающее порядковый номер разработки технологического типа изделия.
Пятый элемент – буквенный индекс, условно определяющий классификацию по параметрам диодов, изготовленных по единой технологии.
Кроме того, система обозначений предусматривает (в случае необходимости) введение в обозначение дополнительных знаков для выделения отдельных существенных конструктивно – технологических особенностей изделий.
Пример: ГД412А – диод универсальный, для устройств широкого применения, германиевый, выпрямительный, номер разработки 12, группа А.
4. Назначение диодов
Выпрямительные – для выпрямления переменного тока ( I~ ) низкой частоты (до 50кГц), основной элемент – кремний.
Высокочастотные – для выпрямления токов в широком диапазоне (до 100МГц), для модуляции, детектирования и т. д.
Импульсные – для преобразования импульсных сигналов (в детекторах видеосигналов TV, логических устройствах и т. д. ).
Схема импульсной диодной сборки, диодный мост
5. Транзисторы – электропреобразовательный полупроводниковый прибор с одним или несколькими переходами, пригодный для усиления мощности, имеющий три и более вывода.
|
|
|
Биполярный транзистор – транзистор, в котором используются заряды носителей обеих полярностей. В отличие от полупроводниковых диодов биполярные транзисторы имеют два электронно-дырочных перехода. Основанием прибора служит пластина полупроводника, называемая базой. С двух сторон в нее вплавлена примесь, создающая области с проводимостью, отличной от проводимости базы. Таким образом, получают транзистор типа p–n–p, когда крайние области являются полупроводниками с электронной проводимостью, а средняя – полупроводником с дырочной проводимостью, и транзистор типа n− p− n, когда крайние области являются полупроводниками с дырочной проводимостью, а средняя – полупроводником с электронной проводимостью. Нижнюю область называют эмиттером, а верхнюю коллектором. На границах областей с различной проводимостью образуются два перехода. Переход, образованный вблизи эмиттера, называют эмиттерным, вблизи коллектора – коллекторным. При использовании транзистора в схемах на его переходы подают внешние напряжения. В зависимости от полярности этих напряжений каждый из переходов может быть включен либо в прямом, либо в обратном направлении.
Соответственно различают три режима работы транзистора:
–режим отсечки, когда оба перехода заперты;
–режим насыщения, когда оба перехода открыты;
–активный режим, когда эмиттерный переход частично открыт, а коллекторный заперт.
Если же эмиттерный переход смещен в обратном направлении, а коллекторный – в прямом, то транзистор работает в обращённом (инверсном) включении.
В основном транзистор используют в активном режиме, где для смещения эмиттерного перехода в прямом направлении на базу транзистора типа p–n–p подают отрицательное напряжение относительно эмиттера. Напряжение на коллекторе обычно в несколько раз больше напряжения на эмиттере.
6. Классификация транзисторов.
Транзисторы классифицируются по исходному материалу, рассеиваемой мощности, диапазону рабочих частот, принципу действия и т. д. По исходному материалу их делят на две группы: германиевые и кремниевые. Германиевые транзисторы работают в интервале температур от – 60 до + 85°С, кремниевые – от – 60 до + 150°С.
|
|
|
По диапазону частот: низких, средних, высоких частот.
По классу мощности: малые, средние, большие.
Транзисторы малых мощностей:
– ВЧ и НЧ усилители;
– малошумящие усилители;
– переключатели насыщенные, ненасыщенные, малотоковые.
Транзисторы больших мощностей:
– усилители;
– генераторы;
– переключатели.
7. Обозначения транзисторов :
Первый элемент – материал (может стоять М– модернизирован, разработан до 1964 года. ):
Г– германий; К– кремний; А – соединение галлия.
Второй элемент – подкласс прибора: Т– биполярные; П– полевые;
Третий – назначение (справочные данные);
4 и 5 – порядковый номер разработки и технологический тип;
6 – деление технологического типа (справочное)
Пример: ГТ –115А – широкое применение, германиевый, биполярный, низкочастотный, маломощный, № разработки – 15, группа А.
Проверка работоспособности проводится измерением токов, протекающих через переход в прямом и обратном направлении.
8. Техника безопасности для транзисторов
Для повышения надежности и долговечности:
– снижать рабочую температуру транзистора (оптимально: – 5…+400C);
– выбирать U и I не превышающие 0, 7 max допустимых;
– отводить тепло при пайке;
– мощные приборы крепить на радиаторах;
– изгиб выводов производить на расстоянии 10мм от корпуса;
– жёсткие выводы изгибать запрещается;
– температура и время пайки – 260°С и 2÷ 3сек;
– необходимо исключить возможность подачи напряжения питания обратной (ошибочной) полярности, которым может быть пробит один из переходов транзистора, т. е. в цепь питания транзистора последовательно включают полупроводниковый диод;
– транзисторы не следует размещать в сильных магнитных полях – защищать во время пайки прибор от статического электричества путём заземления оборудования, измерительных приборов, паяльников, применять заземлённые браслеты и инструменты;
– выводы базы должны подсоединяться первыми, а отключаться последними. Запрещается подавать напряжение на транзистор с отключенной базой.
|
|
|
