6. Характеристики діодів

Is — струм насичення (тепловий струм) Rб — опір бази діода Rа — активний опір RД — диференційний опір Cб — бар'єрна ємність СД — дифузійна ємність Rтп к — тепловий опір перехід-корпус КВ — коефіцієнт випростування φк — контактна різниця потенціалів

Допустимі зворотні напруги кремнієвих діодів — 1000—1500 В, а германієвих 100—400 В. Інтервал робочих температур кремнієвого діода — від −60 oC до +150 oC; а для германієвого — від −60 oC до +85 oC. Тому зараз в основному використовують кремнієві діоди.

7. Використання

Діоди широко використовуються в електротехніці, електроніці, та радіотехніці. З різною метою, в залежності від їх характеристик.

Властивість діода — проводити струм лише в одному напрямку, застосовують у випрямлячах — для перетворення змінного струму на постійний.

Діоди використовуються при демодуляції амплітудно-модульованого радіосигналу, тобто виділення низькочастотної складової з високочастотного сигналу.

Разом із іншими електронними компонентами, діоди можуть використовуватися для створення AND і OR логічних елементів.

Світлодіоди використовуються як джерела світла, а фотодіоди — як його індикатори.

Робота діодів чутлива до радіоактивних променів, що дозволяє використовувати їх у якості детекторів іонізуючого випромінювання, зокрема детекторів елементарних частинок. Одна така частинка має енергію в сотні тисяч і мільйони електронвольт. Проходячи через напівпровідник вона створює значну концентрацію носіїв заряду. Неосновні носії заряду легко проходять через p-n перехід діода, підключеного у зворотньому напрямку, створюючи струм, вимірюючи який можна оцінити характеристики частинки.

Постійне опромінення впливає на характеристики діода, а тому діоди можна використовувати не тільки для детектування частинок, а й для вимірювання доз опромінення. Для цієї мети особливо зручні PIN-діоди, в яких p- та n-області розділені широкою ділянкою ізолятора (нелегованого напівпровідника). Завдяки ширині такої області, радіаційні пошкодження детектувати легше.

Діоди використовуються, також, для вимірювання температури, оскільки падіння напруги на діоді (при прямому включенні) залежить від температури.

Варікапи виконують роль керованої напругою ємності.

Діоди з від'ємною вольт-амперною характеристикою є нелінійними елементами схем генераторів високочастотних коливань.

Інше використання діодів — у клавіатурі електронних музичних інструментів. Для зменшення кількості проводів ці інструменти часто використовують плати клавіатурних матриць. Контролер клавіатури сканує рядки й стовпчики, щоб визначити, яку клавішу натиснув музикант. Виникає проблем а в тому, що при одночасному натисненні на декілька клавіш, струм може текти в зворотньому напрямку й викликати фантомні ноти. Щоб запобігти цьому, клавітатурні матриці мають діод під кожною клавішею.

Діод - двохелектродний електронний прилад, володіє різною провідністю залежно від напряму електричного струму. Електрод діода, підключений до позитивного полюса джерела струму, коли діод відкритий (тобто має маленький опір), називають анодом, підключений до негативного полюса-катодом. Діоди бувають електровакуумними, газонаповненими (газотрони, стабілітрони), напівпровідниковими і ін В наш час[Коли?] в переважній більшості випадків застосовуються напівпровідникові діоди. Лампові діоди представляють собою радіолампу з двома робочими електродами, один з яких підігрівається ниткою розжарення. Завдяки цьому, частина електронів залишає поверхню розігрітого електрода (катода) і під дією електричного поля рухається до іншого електрода - аноду. Якщо ж поле спрямоване в протилежну сторону, електричне поле перешкоджає цим електронам та струму (практично) нет.Діоди широко використовуються для перетворення змінного струму в постійний (точніше, в односпрямований пульсуючий). Діодний випрямляч (Тобто 4 діода для однофазної схеми, 6 для трифазної полумостовой схеми або 12 для трифазної полномостовой схеми, з'єднаних між собою за схемою) - основний компонент блоків живлення практично всіх електронних пристроїв.

Діодний трифазний випрямляч на трьох паралельних напівмости застосовується в автомобільних генетарторах, він перетворює змінний трифазний струм генератора в постійний струм бортової мережі автомобіля. Застосування генератора змінного струму в поєднанні з доданими випрямлячем замість генератора постійного струму з щітково - колекторним вузлом дозволило значно зменшити розміри автомобільного генератора і підвищити його надійність. Це викликано тією особливістю даних випрямлячів, що при перевищенні гранично допустимого струму, відбувається вигоряння селену (ділянками), не призводить (до певного ступеня) ні до втрати випрямних властивостей, ні до короткого замикання - пробою. В високовольтних випрямлячах застосовуються селенові високовольтні стовпи з безлічі послідовно з'єднаних селенових випрямлячів і кремнієві високовольтні стовпи з безлічі послідовно з'єднаних кремнієвих діодів. Діоди в поєднанні з конденсаторами застосовуються для виділення низькочастотної модуляції з амплітудно-модульованого радіосигналу або інших модульованих сигналів. Діодні детектори застосовуються майже у всіх радіоприймальних пристроях: .. Діоди застосовуються також для захисту різних пристроїв від неправильної полярності включення і т. п. Відома схема діодним захисту схем постійного струму з індуктивностями від стрибків при вимиканні харчування. Діод включається паралельно котушці так, що в «робочому» стані діод закритий. У такому випадку, якщо різко вимкнути збірку, виникне струм через діод і сила струму буде зменшуватися повільно (ЕРС індукції буде дорівнює падінню напруги на діоді), і не виникне потужного стрибка напруги, що приводить до іскрять контактам і вигоряє полупроводникам. Применяются для комутації високочастотних сигналів . Управління здійснюється постійним струмом, поділ ВЧ і керуючого сигналу з допомогою конденсаторів і індуктивностей.