Что такое диод
Диод — полупроводниковый прибор с одним p-n-переходом, пропускающий ток преимущественно в одном направлении. Это свойство односторонней проводимости лежит в основе выпрямления, детектирования, защиты и коммутации. При прямом смещении диод открыт (падение ~0,7 В у кремниевых, ~0,3 В у Шоттки), при обратном — закрыт (течёт лишь малый ток утечки) до напряжения пробоя.
Вольт-амперная характеристика
ВАХ диода нелинейна: в прямом направлении ток растёт экспоненциально после порогового напряжения, в обратном — почти не течёт до пробоя. Именно нелинейность делает диод детектором и смесителем (см. детектирование).
Типы диодов
| Тип | Назначение |
|---|---|
| Выпрямительные | преобразование переменного тока в постоянный |
| Шоттки | малое падение, высокая скорость — импульсные БП, ВЧ |
| Стабилитроны (Зенера) | стабилизация напряжения по обратному пробою |
| Варикапы | управляемая напряжением ёмкость — перестройка контуров |
| Светодиоды (LED) | излучение света при прямом токе |
| Туннельные, PIN, Ганна | СВЧ и специальные применения |
Основные параметры
- Максимальный прямой ток и обратное напряжение — предельные режимы.
- Прямое падение напряжения — потери в открытом состоянии.
- Быстродействие (время восстановления) — важно на высоких частотах и в импульсных схемах.
- Обратный ток утечки.
Применение
Выпрямители (мосты) в блоках питания, детекторы АМ, защита от переполюсовки и выбросов (обратный диод у реле), стабилизаторы на стабилитронах, перестройка частоты варикапами, индикация светодиодами. Для светодиода обязателен токоограничивающий резистор — его номинал считает калькулятор гасящего резистора; параметры стабилитрона — калькулятор стабилитрона.
Частые вопросы
Зачем стабилитрону обратное включение?
Стабилитрон работает в режиме управляемого обратного пробоя: при достижении напряжения стабилизации он поддерживает его почти постоянным независимо от тока (в рабочих пределах). Поэтому его включают обратно, последовательно с балластным резистором.
Чем диод Шоттки лучше обычного?
У него меньше прямое падение (~0,3 В против ~0,7 В) и выше скорость переключения, поэтому он эффективнее в импульсных преобразователях и на высоких частотах. Минус — больший обратный ток утечки и меньшее допустимое обратное напряжение.
Итоги
Диод проводит ток в одном направлении, и на этом строятся выпрямление, детектирование, стабилизация и защита. Тип диода (выпрямительный, Шоттки, стабилитрон, варикап, светодиод) выбирают под задачу, а параметры — прямой ток, обратное напряжение и быстродействие — определяют пригодность в конкретной схеме.
Смотрите также: Биполярные транзисторы · Детектирование · Стабилитрон · Резистор для LED.