Що таке діод: визначення, особливості, схема застосування

Що таке діод? Це елемент, який отримав різну провідність. Вона залежить від того, як саме тече електричний струм. Застосування пристрою залежить від ланцюга, якій потрібно обмеження проходження даного елемента. У цій статті ми розповімо про пристрій діода, а також про те, які види існують. Розглянемо схему і те, де застосовуються ці елементи.

Історія появи

Так вийшло, що працювати над створенням діодів стало одразу два вчених: британець і німець. Слід зауважити, що їх відкриття трохи відрізнялися. Перший заснував винахід на лампових триодах, а другий - на твердотільних. На жаль, у той час наука не змогла зробити прорив у цій сфері, проте для роздумів було дано дуже багато приводів. Через кілька років знову були відкриті діоди (формально). Томас Едісон запатентував винахід. На жаль, у всіх своїх роботах при житті це йому не знадобилося. Тому подібну технологію розвивали інші вчені у різні роки. До початку XX століття ці винаходи були названі випрямлячами. І тільки через час Вільям Иклз використовував два слова: di і odos. Перше слово переводиться як два, а друге – шлях. Мова, на якому було дано назву, є грецьким. І якщо переводити вираз повністю, то "діод" означає "два шляхи".

Принцип роботи та основні відомості про діодах

Діод у своїй будові має електроди. Мова йде про аноді і катоді. Якщо перший має позитивний потенціал, то діод називається відкритим. Таким чином, опір стає маленьким, а струм проходить. Якщо ж позитивний потенціал є у катода, то діод не розкритий. Він не пропускає електричний струм і має великий показник опору.

Як влаштований діод

В принципі, що таке діод, ми розібралися. Тепер потрібно зрозуміти, як він влаштований. Корпус часто виготовляється зі скла, металу або кераміки. Найчастіше замість останньої використовуються певні сполуки. Під корпусом можна помітити два електрода. Найбільш простий матиме нитка невеликого діаметру. Всередині катода розташовується дріт. Вона вважається підігрівачем, так як має в своїх функціях підігрів, який здійснюється за законами фізики. Нагрівається діод за рахунок роботи електричного струму.

При виготовленні використовується кремній або германій. Одна сторона приладу має брак електродів, друга - їх надлишок. За рахунок цього створюються спеціальні межі, які забезпечує перехід типу p-n. Завдяки йому струм проводиться в тому напрямку, в якому це необхідно.

Характеристики діодів

Діод на схемі вже показано, тепер слід дізнатися, на що потрібно звертати увагу при покупці пристрою. Як правило, покупці орієнтуються лише з двох нюансів. Мова йде про максимальну силу струму, а також зворотному напрузі на максимальних показниках.

Використання діодів в побуті

Досить часто діоди використовують в автомобільних генераторах. Те, який діод вибрати, слід вирішувати самому. Потрібно зауважити, що в машинах використовуються комплекси з декількох приладів, які визнані називатися діодним мостом. Нерідко подібні пристрої вбудовуються в телевізори і в приймачі. Якщо використовувати їх разом з конденсаторами, то можна домогтися виділення частот і сигналів. Для того щоб захистити споживача від електричного струму, нерідко пристрою вбудовується комплекс з діодів. Така система захисту вважається досить дієвою. Також потрібно сказати, що блок живлення частіше всього у будь-яких приладів використовує такий пристрій. Таким чином, світлодіодні діоди зараз досить поширені.

Види діодів

Розглянувши, що таке діод, необхідно підкреслити, які види існують. Як правило, прилади поділяються на дві групи. Першою вважається напівпровідникова, а друга не напівпровідникової. На даний момент популярною є перша група. Назва пов'язана з матеріалами, з яких такий пристрій виготовлено: або з двох напівпровідників, або зі звичайного металу з напівпровідником. На даний момент розроблено ряд особливих видів діодів, які використовуються в унікальних схемах і приладах.

Діод Зенера, або стабілітрон

Цей вид використовується в стабілізації напруги. Справа в тому, що такий діод при виникненні пробою різко збільшує струм, при цьому точність максимально велика. Відповідно, характеристики діода такого типу досить дивні.

Тунельний

Якщо простими словами пояснити, що це за діод, то слід сказати, що цей вид створює негативний тип опору на вольт-амперних характеристиках. Найчастіше таке пристосування використовується в генераторах і підсилювачах.

Звернений діод

Якщо говорити про даному типі діодів, то цей пристрій може змінювати напругу в мінімальну бік, працюючи у відкритому режимі. Це пристрій є аналогом діода тунельного типу. Хоч і працює воно трохи по іншому ознакою, але засноване воно саме на цьому ефекті.

Варикап

Даний пристрій є напівпровідниковим. Воно характеризується тим, що має підвищену ємність, якою можна керувати. Залежить це від показників зворотної напруги. Нерідко такий діод застосовується при настроювання і калібрування контурів коливального типу.

Світлодіод

Даний тип діода випромінює світло, але тільки в тому випадку, якщо струм тече в прямому напрямку. Найчастіше саме це пристрій використовується скрізь, де слід створити освітлення при мінімальних витратах електроенергії.

Фотодіод

Цей пристрій має повністю зворотні характеристики, якщо говорити про попередньому описаному варіанті. Таким чином, він виробляє заряди, тільки якщо на нього потрапляє світло.

Маркування

Потрібно зауважити, що особливістю всіх пристроїв є те, що на кожному з елементів є спеціальне позначення. Завдяки їм, можна дізнатися характеристику діода, якщо він відноситься до напівпровідниковому типу. Корпус складається з чотирьох складових частин. Тепер слід розглянути маркування.
На першому місці завжди буде стояти літера або цифра, яка говорить про матеріал, з якого виготовлений діод. Таким чином, параметри діода буде впізнати нескладно. Якщо вказана літера Г, К, А чи, то це означає германій, кремній, арсенід галію і індій. Іноді замість них можуть вказуватися цифри від 1 до 4 відповідно. На другому місці буде вказуватися тип. Він також має різні значення і свої характеристики. Можуть бути випрямні блоки (Ц), варикапы (В), тунельні (І) і стабілітрони (З), випрямлячі (Д), надвисокочастотні (А). Передостаннє місце займає цифра, яка буде вказувати на область, в якій застосовується діод. На четвертому місці буде встановлено число від 01 до 99. Воно буде вказувати на номер розробки. Крім цього, на корпус виробник може наносити різні позначення. Однак, як правило, їх використовують тільки на пристроях, що створюються для певних схем. Для зручності діоди можуть маркуватися графічними зображеннями. Мова йде про точках, смужках. Логіки в цих малюнках немає ніякої. Тому для того, щоб зрозуміти, що мав на увазі виробник, доведеться ознайомитися з інструкцією.

Триоды

Цей вид електродів є аналогом діода. Що таке тріод? Він трохи по комплексу своєму схожий на описувані вище пристрої, однак має інші функції і конструкцію. Основна відмінність між діодом і триодом буде полягати в тому, що у нього є три висновки, і найчастіше його самого називають транзистором. Принцип роботи розрахована на те, що, використовуючи невеликий сигнал, буде виводитися струм в ланцюг. Діоди і транзистори використовуються практично в кожному пристрої, яке має електронний тип. Мова йде також і про процесорах.

Плюси і мінуси

Лазерний діод, як і будь-який інший, має переваги і недоліки. Для того щоб підкреслити достоїнства даних пристроїв, необхідно їх конкретизувати. Крім цього, складемо і невеликий список мінусів. З плюсів слід відзначити невелику вартість діодів, відмінний ресурс роботи, високий показник служби експлуатації, ще можна використовувати дані пристрої при роботі з змінним струмом. Також потрібно відзначити невеликі розміри, які дозволяють розміщувати пристрої на будь-якій схемі. Що стосується мінусів, то слід виділити, що не існує на даний момент пристроїв напівпровідникового типу, які можна використовувати в приладах з високою напругою. Саме тому доведеться вбудовувати старі аналоги. Також потрібно зауважити, що на діоди дуже згубно позначаються висока температура. Вона скорочує термін експлуатації.

Трохи цікавих відомостей про діодах

Перші екземпляри мали зовсім невелику точність. Саме тому характеристики пристроїв були досить поганими. Лампи-діоди доводилося розпаковувати. Що ж це означає? Деякі пристрої могли отримувати абсолютно різні властивості, навіть виготовлені в одній партії. Після відсіву негідних засобів елементи проходили маркування, в якій описувалися їх реальні характеристики. Всі діоди, які виготовлені зі скла, отримали особливість: вони чутливі до світла. Таким чином, якщо прилад може відкриватися, тобто має кришку, то вся схема буде працювати абсолютно по-різному, залежно від того, відкрито простір для світла або закрито.