Označení diod: referenční kniha, tabulka označení, dekódování

Dioda je elektronické zařízení se dvěma (někdy i třemi) elektrodami s jednosměrnou vodivostí. Elektroda připojená ke kladnému pólu zařízení se nazývá anoda a elektroda připojená k zápornému pólu se nazývá katoda. Pokud je na zařízení přivedeno stejnosměrné napětí, pak je v otevřeném stavu, ve kterém je odpor nízký a proud teče bez překážek. Pokud je přivedeno zpětné napětí, je zařízení kvůli vysokému odporu uzavřeno. Zpětný proud je přítomen, ale je tak malý, že se běžně předpokládá, že je nulový.

Obecná klasifikace

Diody se dělí do velkých skupin – nepolovodičové a polovodičové.

Nepolovodičové

Jednou z nejstarších odrůd jsou elektronkové (elektrické vakuové) diody. Jsou to rádiové elektronky se dvěma elektrodami, z nichž jedna je vyhřívaná vláknem. V otevřeném stavu se náboje přesouvají z povrchu žhavené katody k anodě. Při opačném směru pole přejde zařízení do zavřené polohy a neprochází prakticky žádný proud.

Dalším typem nepolovodičových součástek jsou plynem plněné, z nichž se dnes používají pouze modely s obloukovým výbojem. Gastrony (zařízení s tepelnými katodami) jsou plněny inertními plyny, rtuťovými parami nebo parami jiných kovů. Speciální oxidové anody používané v plynem plněných diodách jsou schopny odolat vysokému proudovému zatížení.

Polovodič

Polovodičová zařízení jsou založena na principu pn přechodu. Existují dva typy polovodičů – typ p a typ n. Polovodiče typu P se vyznačují přebytkem kladných nábojů a polovodiče typu n přebytkem záporných nábojů (elektronů). Pokud jsou polovodiče těchto dvou typů umístěny vedle sebe, pak blízko hranice, která je odděluje, existují dvě úzké nabité oblasti, které se nazývají pn přechod. Takové zařízení se dvěma typy polovodičů s různou vodivostí nečistot (neboli polovodič a kov) a pn přechodem se nazývá polovodičová dioda. Právě polovodičová diodová zařízení jsou v moderních zařízeních pro různé účely nejvíce žádaná. Pro různé oblasti použití bylo vyvinuto mnoho modifikací takových zařízení.

Typy diod podle velikosti přechodu

Na základě velikosti a charakteru pn přechodu se rozlišují tři typy zařízení – rovinné, bodové a mikroslitiny.

Rovinné části představují jednu polovodičovou destičku, ve které jsou dvě oblasti s různou vodivostí nečistot. Nejoblíbenější produkty jsou vyrobeny z germania a křemíku. Výhodou těchto modelů je schopnost pracovat při významných stejnosměrných proudech a v podmínkách vysoké vlhkosti. Vzhledem ke své vysoké kapacitě bariéry mohou pracovat pouze při nízkých frekvencích. Jejich hlavní aplikací jsou střídavé usměrňovače instalované v napájecích zdrojích. Tyto modely se nazývají usměrňovače.

Bodové diody mají extrémně malou plochu přechodu pn a jsou přizpůsobeny pro práci s nízkými proudy. Vysokofrekvenční se jim říká proto, že se používají hlavně k převodu modulovaných kmitů významné frekvence.

Modely mikroslitin se získávají fúzí monokrystalů polovodičů typu p a n. Podle principu činnosti jsou taková zařízení rovinná, ale jejich vlastnosti jsou podobné bodovým.

Materiály pro výrobu diod

Při výrobě diod se používá křemík, germanium, arsenid gallia, fosfid india a selen. Nejběžnější jsou první tři materiály.

Čištěný křemík je relativně levný a snadno zpracovatelný materiál, který je nejrozšířenější. Křemíkové diody jsou vynikající diody pro všeobecné použití. Jejich předpětí je 0,7 V. U germaniových diod je tato hodnota 0,3 V. Germanium je vzácnější a dražší materiál. Proto se germaniová zařízení používají v případech, kdy křemíková zařízení nemohou účinně zvládnout technický úkol, například v nízkoenergetických a přesných elektrických obvodech.

Typy diod podle frekvenčního rozsahu

Podle provozní frekvence se diody dělí na:

• nízká frekvence – do 1 kHz;
• vysokofrekvenční a ultravysokofrekvenční – do 600 MHz, na takovýchto frekvencích se používají především bodová zařízení; Kapacita přechodu by měla být nízká – ne více než 1-2 pF; účinné v širokém rozsahu frekvencí, včetně nízkých frekvencí, proto jsou univerzální;
• Pulzní diody se používají v obvodech, ve kterých je základním faktorem vysoká rychlost. Podle výrobní technologie se tyto modely dělí na bodové, slitinové, svařované a difúzní.

Typy diod podle typu konstrukce

Zenerovy diody (Zenerovy diody)

Zenerovy diody (Zenerovy diody) jsou schopny zachovat výkonnostní charakteristiky v režimu elektrického průrazu. Nízkonapěťová zařízení (napětí do 5,7 V) využívají tunelový průraz a vysokonapěťová zařízení využívají lavinový průraz. Stabilizátory zajišťují stabilizaci nízkého napětí.

Stabilizátory

Stabistor neboli normistor je polovodičová dioda, ve které se přímá větev charakteristiky proud-napětí používá ke stabilizaci napětí (tedy v oblasti propustného předpětí napětí na stabistoru slabě závisí na proudu). Charakteristickým rysem stabilizátorů oproti zenerovým diodám je jejich nižší stabilizační napětí (cca 0,7–2 V).

Schottkyho diody

Schottkyho diody jsou zařízení používaná jako usměrňovače, násobiče a ladicí zařízení, fungují na bázi kontaktu kov-polovodič. Konstrukčně se jedná o destičky vyrobené z nízkoodporového křemíku, na které je nanesen vysoce odolný film se stejným typem vodivosti. Na film je vakuově nastříkána kovová vrstva.

Varicaps

Varikapy plní funkce kapacity, jejíž hodnota se mění se změnami napětí. Hlavní charakteristikou tohoto zařízení je kapacitní napětí.

Tunelové diody

Tyto polovodičové diody mají klesající podíl na charakteristice proud-napětí, ke kterému dochází v důsledku tunelovacího efektu. Modifikací tunelového zařízení je reverzní dioda, ve které je záporná odporová větev slabě vyjádřena nebo chybí. Zpětná větev zpětné diody odpovídá přední větvi tradičního diodového zařízení.

Tyristory

Na rozdíl od klasické diody má tyristor kromě anody a katody ještě třetí řídicí elektrodu. Tyto modely se vyznačují dvěma stabilními stavy – otevřeným a uzavřeným. Tyto části se na základě konstrukce dělí na dinistory, tyristory a triaky. Při výrobě těchto produktů se používá především křemík.

triaky

Triaky (symetrické tyristory) jsou typem tyristoru, který se používá pro spínání ve střídavých obvodech. Na rozdíl od tyristoru, který má katodu a anodu, je nesprávné nazývat hlavní (výkonové) svorky triaku katodou nebo anodou, protože vzhledem ke struktuře triaku jsou obě současně. Triak zůstává otevřený tak dlouho, dokud proud protékající hlavními svorkami překročí určitou hodnotu nazývanou přídržný proud.

dinisté

Dinistor neboli diodový tyristor je zařízení, které neobsahuje řídicí elektrody. Místo toho jsou řízeny napětím aplikovaným mezi hlavní elektrody. Jejich hlavní aplikací je ovládání výkonných zátěží pomocí slabých signálů. Dinistory se také používají při výrobě spínacích zařízení.

Diodové můstky

Diodové můstky jsou 4, 6 nebo 12 diod, které jsou vzájemně propojeny. Počet diodových prvků je dán typem obvodu, který může být jednofázový, třífázový, celomůstkový nebo polomůstkový. Můstky plní funkci usměrnění proudu. Často se používá v generátorech automobilů.

Fotodiody

Navrženo pro přeměnu světelné energie na elektrický signál. Princip fungování je podobný jako u solárních baterií.

LED diody

Tato zařízení po připojení k elektrickému proudu vyzařují světlo. LED diody, které mají širokou škálu barev a výkonu luminiscence, se používají jako indikátory v různých zařízeních, zářiče světla v optočlenech a používají se v mobilních telefonech pro podsvícení klávesnice. Vysoce výkonná zařízení jsou žádaná jako moderní světelné zdroje v lucernách.

Infračervené diody

Infračervené diody jsou typem LED, které vyzařují světlo v infračerveném rozsahu. Používá se v bezkabelových komunikačních linkách, přístrojovém vybavení, zařízeních dálkového ovládání a ve video monitorovacích kamerách pro sledování území v noci. Infračervená zařízení generují světlo v rozsahu, který není viditelný pro lidské oko. Můžete to zjistit pomocí fotoaparátu mobilního telefonu.

Gunnovy diody

Tento typ mikrovlnné diody je vyroben z polovodičového materiálu se složitou strukturou vodivostního pásu. Typicky se při výrobě těchto zařízení používá arsenid gallia s elektronickou vodivostí. V tomto zařízení není žádný pn přechod, to znamená, že charakteristiky zařízení jsou vlastní a nevznikají na hranici spojení dvou různých polovodičů.

Magnetodody

V takových zařízeních se charakteristika proudového napětí mění pod vlivem magnetického pole. Zařízení se používají v bezkontaktních tlačítkách určených pro zadávání informací, pohybových senzorech, zařízeních pro sledování a měření neelektrických veličin.

Laserové diody

Tato zařízení, která mají složitou krystalovou strukturu a složitý princip fungování, poskytují vzácnou příležitost generovat laserový paprsek v každodenních podmínkách. Díky svému vysokému optickému výkonu a široké funkčnosti jsou zařízení účinná ve vysoce přesných měřicích přístrojích pro domácí, lékařské a vědecké aplikace.

Lavinové a lavinové tranzitní diody

Principem činnosti zařízení je lavinové zmnožení nosičů náboje při zpětném předpětí pn přechodu a jejich překonání letového prostoru v určitém časovém úseku. Jako výchozí materiály se používá arsenid galia nebo křemík. Zařízení jsou navržena především k produkci ultravysokofrekvenčních oscilací.

PIN diody

Zařízení PIN mezi oblastmi p a n mají svůj vlastní nedopovaný polovodič (oblast i). Široká nedopovaná oblast neumožňuje použití tohoto zařízení jako usměrňovače. PIN diody jsou však široce používány jako směšovací, detektorové, parametrické, spínací, omezovací, ladicí a generátorové diody.

triody

Triody jsou elektronky. Má tři elektrody: termionickou katodu (přímou nebo nepřímo vyhřívanou), anodu a řídicí mřížku. Dnes byly triody téměř zcela nahrazeny polovodičovými tranzistory. Výjimkou jsou oblasti, kde je potřeba konverze signálů s frekvencí řádově stovky MHz – GHz vysokého výkonu s malým počtem aktivních součástek a rozměry a hmotnost nemají velký význam.

Oblasti použití diod

Moderní výrobci nabízejí širokou škálu diod přizpůsobených pro konkrétní aplikace.

Usměrňovací diody

Usměrňovací diody se používají k usměrnění sinusoidy střídavého proudu. Jejich princip činnosti je založen na vlastnosti zařízení přejít při zpětném předpětí do uzavřeného stavu. V důsledku činnosti diodového zařízení jsou odříznuty záporné půlvlny proudové sinusoidy. Na základě ztrátového výkonu, který závisí na nejvyšším povoleném propustném proudu, se usměrňovací diody dělí na tři typy – nízkopříkonové, středně výkonné a vysoce výkonné.

• Nízkoproudé diody lze použít v obvodech, ve kterých proud nepřesahuje 0,3 A. Výrobky jsou lehké a kompaktní, protože jejich pouzdro je vyrobeno z polymerních materiálů.
• Diody středního výkonu mohou pracovat v proudovém rozsahu 0,3-10,0 A. Ve většině případů mají kovové pouzdro a pevné přívody. Vyrábějí se převážně z čištěného křemíku. Na straně katody je vytvořen závit pro fixaci na chladiči.
• Výkonné (výkonové) diody pracují v obvodech s proudem větším než 10 A. Jejich pouzdra jsou vyrobena z kovokeramického a kovoskla. Design – pin nebo tablet. Výrobci nabízejí modely určené pro proudy do 100 000 A a napětí do 6 kV. Jsou vyrobeny převážně z křemíku.

Diodové detektory

Taková zařízení se získávají kombinací diod s kondenzátory v obvodu. Jsou navrženy tak, aby extrahovaly nízké frekvence z modulovaných signálů. Přítomný ve většině domácích zařízení – rádia a televize. Fotodiody se používají jako detektory záření, převádějící světlo dopadající na fotocitlivou oblast na elektrický signál.

Omezovací zařízení

Ochranu proti přetížení zajišťuje řetězec několika diod, které jsou připojeny na napájecí sběrnice v opačném směru. Za standardních provozních podmínek jsou všechny diody zavřené. Když však napětí překročí přípustný cíl, spustí se jeden z ochranných prvků.

Diodové spínače

Spínače jsou kombinací diod, které se používají k okamžité změně vysokofrekvenčních signálů. Takový systém je řízen stejnosměrným elektrickým proudem. Vysokofrekvenční a řídicí signály jsou odděleny pomocí kondenzátorů a tlumivek.

Diodová ochrana proti jiskrám

Účinná ochrana proti jiskrám je vytvořena kombinací napěťově omezující bočníkové diodové bariéry s proudově omezujícími odpory.

Parametrické diody

Používají se v parametrických zesilovačích, které jsou podtypem rezonančních regeneračních zesilovačů. Princip činnosti je založen na fyzikálním efektu, který spočívá v tom, že když signály o různých frekvencích dorazí na nelineární kapacitu, část výkonu jednoho signálu může být směrována ke zvýšení výkonu jiného signálu. Prvek navržený tak, aby obsahoval nelineární kapacitu, je parametrická dioda.

Směšovací diody

Směšovací zařízení se používají k transformaci mikrovlnných signálů na mezifrekvenční signály. Transformace signálu se provádí díky nelinearitě parametrů směšovací diody. Jako směšovací mikrovlnné diody se používají zařízení se Schottkyho bariérou, varikapy, reverzní diody a Mottovy diody.

Multiplikační diody

Tato mikrovlnná zařízení se používají v násobičích frekvence. Mohou pracovat v rozsahu vlnových délek decimetrů, centimetrů a milimetrů. Jako multiplikační zařízení se zpravidla používají zařízení na bázi křemíku a arsenidu galia, často se Schottkyho jevem.

Ladicí diody

Princip činnosti ladicích diod je založen na závislosti bariérové ​​kapacity pn přechodu na hodnotě zpětného napětí. Jako ladicí zařízení se používají zařízení z křemíku a arsenidu galia. Tyto části se používají v zařízeních pro ladění frekvence v mikrovlnném rozsahu.

Generátorové diody

Pro generování signálů v mikrovlnném rozsahu jsou požadovány dva hlavní typy zařízení: lavinové diody a Gunnovy diody. Některé generátorové diody, když jsou zapnuty v určitém režimu, mohou vykonávat funkce multiplikačních zařízení.

Označení diod

Označení polovodičových diodových součástek zahrnuje čísla a písmena/

• První písmeno charakterizuje výchozí materiál. Například K – křemík, G – germanium, A – arsenid galia, I – fosfid india.
• Druhé písmeno je třída nebo skupina diody.
• Třetí prvek, obvykle digitální, označuje použití a elektrické vlastnosti modelu.
• Čtvrtým prvkem je písmeno jedna (od A do Z), které označuje možnost vývoje.

Příklad: KD202K – křemíková usměrňovací difúzní dioda.

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 se používají v televizorech, rádiích a dalších podobných zařízeních. Prvky chrání zařízení před přetížením vstupu, falešnou polaritou zapojení a chrání klíče před přerušením elektromotorické síly samoindukce při vypnutí. Pro výběr požadovaného typu slouží označení diod.

Definice a typy diod

Dioda je elektronická dvouelektrodová součástka, jejíž vodivost se mění v závislosti na polaritě přiváděného napětí. Voltampérová charakteristika je nelineární a asymetrická, na rozdíl od termistorů a žárovek.

Prvek se skládá z následujících částí:

• krabice ve tvaru vakuové baňky z kovu, keramiky, skla;
• katoda pro emisi volných elektronů;
• anoda pro příjem nosičů;
• ohřívač – horké vlákno;
• krystal křemíku nebo germania s hranicí (p-n přechod).

Podle technologických vlastností a struktura je rozdělena do následujících typů:

• bod (rovinný);
• impuls;
• usměrňovače;
• univerzální;
• v samostatné kategorii: tyristory, fotodiody a LED.

Existují plynem plněné skupiny vakuových elektrod, stabilizátory výboje a polovodičová zařízení. Ty poslední se používají nejčastěji.

Pojďme si otestovat své znalosti. Kladný pól diody se nazývá:
Hlasovalo: 1669

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 vyšší předpětí 0,7 V (germanium má 0,3 V), je snadněji zpracovatelný a rozšířenější.
• 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 nezvládají tento úkol, například v přesných a nízkoenergetických obvodech.

Přechodová oblast

Levá vrstva (n) umožňuje průchod záporných elektronů a vpravo (p) vyznačující se děrovou vodivostí. Proud je generován při změně polohy děr. Když se vrstvy s různou vodivostí dotknou, v důsledku difúze se elektrony přesunou do p-oblasti a díry 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 vodivosti nečistot;
• bod s malou přechodovou oblastí pro slabé 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 sekce 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.

Přípustné zpětné napětí znamená hodnotu, kdy se pn přechod porouchá. Indikátor závisí na specifickém odporu, šířce přechodu a teplotě vodiče. Zvyšte přípustné zpětné napětí zapojením diod do série.

Alfanumerické označení diod

Označení ukazuje číslo šarže a datum vydání, což pomáhá sledovat modernější modely. Kromě toho jsou uvedeny technické charakteristiky pro sestavení odpovědných obvodů.

V SSSR prošel systém značení mnoha změnami, dnes je založen na klasifikačních vlastnostech:

• první písmeno označuje materiál, například K znamená křemík, G znamená germanium, 3 nebo A znamená gallium, I znamená indium;
• druhé písmeno je podtřída prvků: D – tepelné diody různých typů, C – usměrňovače, V – varikapy, N – diodové tyristory;
• třetí prvek je označen číslem, které definuje funkci zařízení;
• čtvrté je číslo udávající číslo vývoje;
• 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 přenosu elektřiny.

Diody se vyznačují svou činností v aktuálním frekvenčním prostředí:

• střední;
• vysoký;
• super vysoká.

Podle výkonu existují také kategorie: střední, nízká, vysoká. Katodové a anodové vývody jsou označeny šipkou a znaménkem plus nebo mínus.

Starý systém

Běžná schémata zahrnují označení pro řadu GD germaniových diod, jako je GD-9, což 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.

Řada OA také znamená podobné diody, například OA48 – taková kódování byla ve vývoji britského koncernu Mallard. Kódovací schéma JIS je pro polovodiče a označení začíná na IS.

Barevné kódování

Pro použití diod standardní typ krabice s označením SOD123. Na jednom konci je vyražený nebo barevný kalibrační proužek. Kohler mluví o kódu, kde existuje záporná polarita pro rozšíření p-n přechodu.

Barevné kódování diod bere v úvahu:

• indikátory zpětného a pracovního napětí;
• hodnota maximálního proudu p-n přechodem;
• vysílací výkon a další ukazatele.

Typ krabičky nemá rozhodující vliv na činnost diody. Důležitou charakteristikou je míra odvodu tepla z roviny prvku.

Domácí diody

Ruští výrobci používají barevné kódování včetně teček a pruhů. Kombinaci můžete dešifrovat odkazem na specializované referenční knihy. V tomto případě je nalezen výrobní materiál, účel diody a ukazatele výkonu.

Moderní výrobci diod označují své výrobky na diagramu s ohledem na požadavky GOST 20.859.1 – 1989. Existuje standardizovaná tabulka pro domácí barevné značení.

Obsahuje označení materiálu a podle norem lze písmeno K (křemík) nahradit číslicí 1. Druhé písmeno znamená, že se jedná o usměrňovač (D) na bázi varikapu (V), zenerovy diody (C), nebo tunelové diody (I).

Importované diody

Diody vyrobené v zahraničí mají také barevnou škálu jako označení. Pro čtení se používají digitální a písmenné symboly, které se dešifrují pomocí speciální tabulky.

Následující symbol se používá pro diodu, když je uvolněna:

• JEDEC je 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 často zahraniční výroby. Jejich struktura je vyrobena ve formě desky, na jejímž povrchu 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 představují elektronické součástky mikroskopických rozměrů. Při montáži jsou připájeny na měděnou stranu desky a diody jsou vybaveny pouze krátkými vývodnými kontakty. Srovnávací charakteristiky písmenných a číslicových označení jsou uvedeny v tabulkách.

Symbol na diagramu

Polarita diody je někdy obtížné určit ze značení a není snadné identifikovat správné póly prvku.

K tomuto účelu slouží schémata možnosti značení polarity:

• ukažte trojúhelník, jehož vrchol směřuje ke katodě;
• zjednodušte symbol tím, že jej zobrazíte jako vodorovnou čáru směřující ke katodě;
• Jeden proužek označuje záporný pól, dvojitý ukazuje opačný.