Lánky a užitečné informace od společnosti Decomo |

Diody tohoto typu jsou nejběžnější. Jejich hlavní aplikací, jak název napovídá, je usměrnění střídavého proudu. Lze je také použít ve stejnosměrných obvodech např. k ochraně před vysokým napětím, přepólováním spojů, zpětným proudem při připojení indukční zátěže atd.

Diody tohoto typu se vyrábějí v širokém rozsahu provozních proudů: od několika mA až stovky a dokonce tisíce А.

Kromě běžných se vyrábějí i rychle působící s odpovídajícím označením, které se vyznačují kratší dobou trvání přechodných procesů.

<strong>Provozní frekvenční rozsah usměrňovacích diod:</strong>

Pro rychlé jednání:

<strong>Hlavní parametry usměrňovacích diod:</strong>

• Maximální povolené zpětné napětí;

Maximální zpětné napětí, při kterém nedochází k průrazu diody.

• Průměrný usměrněný proud;

Průměrná hodnota usměrněného proudu (proud vpřed), při které může dioda pracovat po dlouhou dobu bez zhoršení jejích charakteristik.

• Maximální hodnota zpětného proudu;

• Maximální hodnota propustného napětí;

Typicky je maximální dopředné napětí 1 B.

• Maximální přípustný ztrátový výkon;
• Rozsah provozních teplot;

Pro křemík (Si) je maximální rozsah:

Pro germanium (Ge):

• Kapacita bariéry.

<strong>Schottkyho dioda</strong>

Tento typ diody je pojmenován po německém fyzikovi Walteru Schottkym.

Z hlediska funkcí se jedná o běžnou diodu, nicméně oproti běžným usměrňovacím diodám má některé vlastnosti.

Bariéra ve Schottkyho diodě je spíše kov-polovodičový přechod než p-n přechod. Více informací o Schottkyho bariéře[hyperlink]zde[/hyperlink]. Toto řešení umožnilo výrazně snížit úbytek napětí při přímém zapojení diody. Pro srovnání: v křemíkové usměrňovací diodě je to asi 0.7 V a ve Schottkyho diodě – 0.1-0.3 V.

Vzhledem k tomu, že přechod je mezi kovem (tj. vodičem) a polovodičem, je bariérová kapacita Schottkyho diody výrazně menší než u konvenčních diod, a proto je také výrazně kratší doba přechodu (tj. doba zotavení). To umožňuje rozšířit rozsah provozních frekvencí na:

Životní pravidlo: „za každou výhodu je třeba zaplatit hromadou nevýhod“ bohužel platí i pro diody.

I když zpětné napětí krátkodobě překročí maximální přípustnou hodnotu, Schottkyho dioda nevratně selže, na rozdíl od klasických křemíkových pn diod, které přejdou do reverzibilního režimu elektrického průrazu za předpokladu, že výkon rozptýlený krystalem diody nepřekročí přípustné hodnoty.

Schottkyho diody se vyznačují zvýšenými (ve srovnání s klasickými křemíkovými pn diodami) zpětnými proudy, které mají hodnotu řádově Tuto skutečnost je nutné vzít v úvahu při výpočtu odvodu tepla v případě Schottkyho diod pracujících s vysokými proudy.

Na základě výhod Schottkyho diod je jejich hlavní oblastí použití pulzní obvody a vysokofrekvenční usměrňovače.

<strong>Hlavní parametry Schottkyho diod:</strong>

• Maximální povolené zpětné napětí;

Maximální zpětné napětí, při kterém nedochází k průrazu diody. Obvykle je tato hodnota nižší než u konvenčních usměrňovacích diod.

• Maximální trvalý dopředný proud;

Maximální hodnota trvalého propustného proudu, při které může dioda pracovat po dlouhou dobu bez zhoršení jejích charakteristik.

• Maximální pulzní dopředný proud

Maximální hodnota pulzního dopředného proudu, při které může dioda pracovat po dlouhou dobu bez zhoršení jejích charakteristik. Je to prioritnější parametr než trvalý stejnosměrný proud v pulzních obvodech.

• Maximální hodnota zpětného proudu;

• Maximální hodnota propustného napětí;
• Maximální přípustný ztrátový výkon;
• Rozsah provozních teplot;
• Kapacita bariéry.

Dioda je elektronická součástka, která umožňuje proudění elektrického proudu pouze jedním směrem. Skládá se ze dvou hlavních částí: anody a katody. Diody se používají k usměrnění střídavého proudu, jako ochranné prvky proti přepólování a také k převodu vysokofrekvenčních signálů. Dnes si povíme podrobněji o diodách, jejich typech a principech fungování.

Termín “dioda” (řecky “di” – dva a “odos” – cesta) byl vytvořen v roce 1919 fyzikem Williamem Henry Icklesem. Diody jsou jednou z nejpoužívanějších elektronických součástek v různých zařízeních, jako jsou detektory, logaritmátory, extremátory, frekvenční měniče a další zařízení, která vyžadují nelineární zpracování analogových signálů. V takových zařízeních hrají diody důležitou roli jako zpětnovazební prvky nebo hlavní provozní zařízení. Diody našly uplatnění i ve spínacích zařízeních, které slouží ke spínání proudu nebo napětí.

Je důležité to vědětjód se skládá z následujících hlavních prvků:

• Uzavřené pouzdro , jejichž materiálem může být keramika, kov, sklo, plast atd.
• Katoda – je tenký závit nebo kovový váleček, který se během provozu zahřívá a vyzařuje elektrony.
• Anoda – konstrukce podobná katodě, ale má kladný potenciál a používá se ke sběru elektronů.
• Krystal — vyrobené z germania nebo křemíku nebo jejich sloučenin; jedna část krystalu má vodivost typu p s nedostatkem elektronů a druhá má vodivost typu n s přebytkem elektronů hranice mezi těmito dvěma oblastmi krystalu se nazývá pn přechod.

Princip činnosti diody je založen na vlastnosti pn přechodu, který vzniká na rozhraní dvou nepodobných polovodičů s různou koncentrací nečistot (typ p a n). Když je na diodu přivedeno propustné napětí (anoda připojená ke kladnému pólu, katoda k zápornému pólu), elektrické pole uvnitř pn přechodu pomáhá většině nosičů náboje (elektrony a díry) překonat potenciálovou bariéru, která způsobí, že proud protéká dioda od anody ke katodě. Tento proces se nazývá předpětí nebo dopředný proud.

Pokud je na diodu přivedeno zpětné napětí (anoda na mínus, katoda na plus), elektrické pole bude bránit pohybu hlavních nosičů náboje a proud procházející diodou bude zanedbatelný. I při opětovném zapnutí diodou však může protékat malý zpětný proud, způsobený pohybem menšinových nosičů náboje (díry v n-polovodiči a elektrony v p-polovodiči). Tento proces se nazývá zpětné předpětí nebo zpětný proud.

Dioda tedy funguje jako jednosměrný ventil pro proud, který mu umožňuje proudit pouze jedním směrem (od anody ke katodě) a blokuje jej v opačném směru. Tato vlastnost diody se využívá v různých elektronických obvodech jako je usměrnění střídavého proudu, detekce rádiového signálu atd.

Hlavní vlastnosti diod:

• Maximální dopředný proud , které může dioda vést bez přehřátí nebo poškození. Dopředné proudy se mohou lišit od miliampérů až po desítky ampérů v závislosti na velikosti a konstrukci diody.
• Maximální zpětné napětí , které lze aplikovat na diodu, aniž by došlo k poškození nebo poškození. Zpětné napětí je typicky několik desítek až stovek voltů pro konvenční křemíkové usměrňovací diody.
• Stabilizační napětí – to je napětí na svorkách diody, při kterém se začíná měnit její odpor.
• Poruchové napětí – to je napětí, při kterém dojde k průrazu diody, to znamená, že její odpor prudce klesne na nulu.
• Moc – to je množství energie, které je dioda schopna rozptýlit bez přehřátí a poškození.
• Čas pro zotavení je doba potřebná k tomu, aby se dioda vrátila do stavu nízké vodivosti po odstranění zpětného napětí. Doba zotavení se může lišit od stovek nanosekund do několika mikrosekund v závislosti na typu diody.
• Kapacita diody – kapacita mezi anodou a katodou diody, která se může lišit od několika do tisíců pikofaradů v závislosti na konstrukci diody a její pracovní frekvenci.
• Teplotní odolnost – parametr charakterizující schopnost diody odvádět teplo. O se obvykle uvádí ve stupních Celsia na watt a může se lišit od desítek do stovek stupňů na watt v závislosti na pouzdru diody.

Elektronické zařízení, které využívá vakuum k přenosu elektrických signálů. Skládá se z anody a katody oddělené vakuovou komorou. Anoda je kladná elektroda a katoda je záporná elektroda. Katoda je obvykle vlákno nebo deska, která při zahřívání emituje elektrony. Jsou jedním z prvních usměrňovacích zařízení, které umožňují přeměnu střídavého proudu (AC) na stejnosměrný proud (DC). Vakuové diody se zrodily v éře vakuové techniky, kdy se hledaly elektrody pro použití v různých elektronických zařízeních.

V současné době jsou vakuové diody v moderních elektronických systémech používány jen zřídka kvůli jejich velkým rozměrům, vysoké spotřebě energie a krátké životnosti, ale hrají významnou roli v historii elektroniky a nadále jsou předmětem výzkumu v určitých oblastech.

Dioda se skládá z keramického nebo skleněného těla se dvěma elektrodami a malým množstvím nízkotlakého plynu. Princip činnosti zařízení je založen na efektu výboje plynu: když se mezi elektrodami vytvoří dostatečně vysoké napětí, dochází k ionizaci plynu. To vede k vytvoření plazmatu sestávajícího z kladně a záporně nabitých částic. Výboj vytváří procházející proud pouze v jednom směru a zajišťuje usměrnění střídavého proudu.

Plynové výbojové diody mají také mnoho nevýhod, které omezují jejich použití v moderní elektronice, od velkých velikostí po nízké spínací rychlosti.

Tyto diody dokážou efektivně regulovat a řídit tok elektrické energie, mají vysoké maximální zpětné napětí (průrazné napětí), vysokou propustnost a pokles napětí v dopředném směru, čímž zajišťují stabilní napájení různých komponent a systémů. Například usměrňovače se často používají ve střídačích k přeměně stejnosměrného proudu na střídavý proud o dané frekvenci a napětí. Slouží k ovládání směru otáčení elektromotorů a zajištění jejich stabilního provozu. Používají se v solárních panelech k přeměně generovaného stejnosměrného proudu na střídavý proud pro provoz v elektrických sítích.

Speciální typ diody, která má velmi krátkou dobu zotavení, tedy dobu, za kterou dokáže přepnout z otevřené do zavřené a zpět. Tato vlastnost dělá spínací diody ideální pro použití v obvodech, které vyžadují rychlé přepínání mezi dvěma stavy. Například v obvodech řízení motoru, ve frekvenčních měničích, v digitálních obvodech atd.
Konstrukce pulzní diody se liší od konstrukce konvenční usměrňovací diody. Má kratší oblast přechodu pn, což umožňuje rychlejší přepínání. Navíc má menší kapacitu, což také zlepšuje jeho výkon.

Spínací diody však mohou mít vzhledem ke své konstrukci nižší jmenovité napětí a proud než běžné usměrňovací diody. Proto nejsou vhodné pro použití jako usměrňovače v napájecích zdrojích nebo regulátory napětí.

Tunelové diody jsou třídou polovodičových diod, jejichž princip fungování je založen na kvantově mechanickém efektu tunelování. Když je napětí na tunelové diodě menší než prahová hodnota, je proud skrz diodu velmi malý, protože většina elektronů nemůže překonat potenciální bariéru. Když se napětí zvýší nad prahovou hodnotu, proud se prudce zvýší v důsledku tunelování elektronů. To vede k tomu, že charakteristika proud-napětí má tvar N, což způsobuje záporný diferenciální odpor.

Jednou z hlavních aplikací tunelových diod je jejich použití jako zesilovacích prvků. Mohou zesilovat signály ve frekvenčním rozsahu od několika kilohertzů do několika gigahertzů. Díky svým jedinečným vlastnostem tunelové diody umožňují vytvářet kompaktní a efektivní zesilovací zařízení. Kromě toho se tyto diody také často používají pro zpracování analogového signálu, jako jsou omezovače, amplitudové modulátory a generátory ramp.

Princip činnosti lavinové diody je založen na jevu lavinového průrazu. Když napětí na diodě dosáhne určité úrovně, dojde v polovodiči k lavinovitému zmnožení nosičů náboje, což vede k prudkému nárůstu proudu diodou. To umožňuje diodě rychle přepínat z vypnuté do zapnuté a zpět, omezuje napětí na stanovenou úroveň a chrání obvod před poškozením.

Jsou široce používány v napájecích zdrojích, napájecích zdrojích, telekomunikačních systémech, lékařských zařízeních a dalších elektronických zařízeních, která vyžadují spolehlivou ochranu před vnějšími přepětími a vnitřními přepětími způsobenými elektrostatickými výboji nebo silnými elektrickými impulsy.

Světelné diody (LED), známé jako LED, jsou elektronické součástky, které přeměňují elektrickou energii na světlo. Skládají se z polovodičového čipu, který je umístěn mezi dvěma vodiči.
Princip činnosti je založen na jevu elektroluminiscence. Když elektrický proud prochází LED, elektrony a díry (kladné náboje) se setkávají na přechodu polovodiče. V tomto okamžiku nastává proces rekombinace, tj. elektrony se pohybují na nižší energetickou hladinu a emitují světelnou energii ve formě fotonů. Jinak se v tomto okamžiku elektřina přemění na optické záření.

Barva LED závisí na materiálu polovodičového krystalu. Například LED diody založené na GaAsP mohou vyzařovat červené, žluté nebo zelené světlo, zatímco LED diody založené na InGaN mohou vyzařovat modré nebo fialové světlo.

LED diody mají oproti tradičním světelným zdrojům řadu výhod, mají:

1. vysoká účinnost přeměny elektrické energie na světlo
2. malá spotřeba energie
3. dlouhá životnost
4. malé velikosti.

Jejich spolehlivost, účinnost a schopnost vytvářet různé barevné efekty z nich udělaly nedílnou součást moderní osvětlovací a elektronické techniky.

Jsou to polovodičová zařízení schopná převádět světelný signál na elektrický signál. Takové diody jsou založeny na fotoelektrickém jevu objeveném Albertem Einsteinem na začátku dvacátého století. Když foton světla interaguje s polovodičovým materiálem, energie ze světla se může přenést na elektrony ve valenčním pásmu polovodiče a přesunout je do vodivého pásma. Výsledné nosiče náboje vytvářejí elektrický proud, který lze měřit a používat pro různé účely.

Použití fotodiod je velmi rozmanité: používají se ve fotoelektrických senzorech, fotoelektrických spínačích a optoelektronických systémech; široce používané ve fotodetektorech pro určování intenzity světla a detekci signálů. Používají se také v systémech řízení osvětlení, solárních panelech, optických komunikacích, lékařské technice, automatizovaném parkování a dalších aplikacích, kde je vyžadována detekce nebo měření světla.

Dnes jsme pochopili většinu typů a charakteristik diod a prozkoumali jejich principy fungování. Přihlaste se k odběru našich aktualizací – stále existuje mnoho nejen užitečných, ale také fascinujících článků o elektrotechnice, osvětlení a interiérovém designu.

Připomínáme také, že společnost Dekomo je agregátor osvětlení, takže na našem webu naleznete více než 12 kategorií osvětlení a elektroinstalace, které vám pomohou dokončit projekt na klíč – doporučujeme seznámit se s naším katalogem. A pokud potřebujete pomoc s výběrem správného světla pro váš projekt, můžete vždy poslat žádost e-mailem – [email protected]

Přejete si obdržet ceník?

Vyplňte formulář zpětné vazby, naši manažeři vás budou kontaktovat!