На электрических схемах светодиоды обозначаются следующим образом:
СВЕТОДИОД. СВЕТОДИОД. Стабилитрон
Я постараюсь объяснить принцип работы диодов, светодиодов и стабилитронов на пальцах. Опытные инженеры-электронщики могут пропустить эту статью, так как ничего нового для себя не откроют. Я не буду углубляться в теорию электронно-дырочной проводимости pn-перехода. Я считаю, что такой подход к науке только запутает новичков. Это чистая теория, практически не имеющая связи с практикой. Однако для тех, кто интересуется теорией, я предлагаю эту статью. Я приглашаю всех заинтересованных следить за этой статьей.
Это вторая статья из серии, посвященной электронике. Я также рекомендую первую статью, в которой объясняется, что такое электрический ток и напряжение.
Диод – это полупроводниковый прибор, который имеет 2 клеммы для подключения. Проще говоря, он производится путем соединения двух полупроводников с различными типами примесей, называемых донором и акцептором, n и p соответственно, так что диод содержит внутри pn-переход. Выводы, обычно состоящие из луженой меди, называются анодом (A) и катодом (K). Эти термины существуют со времен электронных ламп и используются в письменном виде для обозначения направленности диода. Гораздо более простым является графическое обозначение. Названия выводов диода запомнятся сами собой при практическом использовании.
Как я уже писал ранее, мы не будем использовать теорию проводимости электронов и дырок в диоде. Мы просто заключим эту теорию в черный ящик с двумя клеммами для подключения. Примерно таким же образом программисты инкапсулируют свою работу со сторонними библиотеками, не вдаваясь в подробности того, как они работают. Или, например, когда мы пользуемся пылесосом, мы не вдаемся в подробности того, как он устроен внутри, он просто работает, и нас волнует одно из свойств пылесоса – всасывание пыли.
Давайте рассмотрим свойства диода, самые очевидные:
- От анода к катоду, это направление мы называем прямым, диод проводит ток.
- От катода к аноду, в обратном направлении, диод не пропускает ток. (На самом деле, он не пропускает, но об этом подробнее позже).
- Когда ток течет в прямом направлении, напряжение на диоде падает.
СВЕТОДИОДНЫЙ ДИОД
Внутренняя конструкция полностью отличается от конструкции диода, но обладает теми же свойствами. Только он также загорается, когда ток течет в прямом направлении.
Разница с диодом заключается в некоторых свойствах. Наиболее важным из них является падение напряжения проводимости. Оно значительно выше, чем 0,65 В у обычного диода, и зависит в основном от цвета светодиода. От красных светодиодов, у которых среднее падение напряжения составляет 1,8 В, до белых или синих светодиодов, у которых падение составляет около 3,5 В. Для невидимого спектра, однако, значения шире.
По сути, падение напряжения здесь – это минимальное напряжение зажигания светодиода. При более низком напряжении в источнике питания не будет тока, и светодиод просто не загорится. Эффективные светодиоды могут иметь падение напряжения в десятки вольт, но это лишь означает, что внутри кристалла находится множество последовательно-параллельных диодных сборок.
Но сейчас давайте поговорим об индикаторных светодиодах как о самых простых. Они выпускаются в различных корпусах, обычно полукруглых, диаметром 3, 5, 10 мм.
Каждый диод загорается в зависимости от протекающего через него тока. По сути, это токовый прибор. Падение напряжения получается автоматически. Ток мы устанавливаем сами. Современные индикаторные диоды более-менее начинают светиться при 1 мА, но уже при 10 мА они жгут глаза. Для сильноточных диодов необходимо проконсультироваться с документацией.
Применение светодиодов
С помощью подходящего резистора можно установить требуемый ток, протекающий через диод. Разумеется, необходим источник постоянного тока, например, батарея 4,5 В или другой источник питания.
В качестве примера установим ток 1 мА через красный светодиод с падением напряжения 1,8 В.
Из чего состоит диод
В нашем мире есть вещества, которые являются отличными проводниками электричества. К ним относятся такие металлы, как серебро, медь, алюминий, золото и др. Эти вещества называются проводниками. Существуют также вещества, которые плохо проводят электричество – фарфор, пластмасса, стекло и т.д. Они называются диэлектриками или изоляторами. Между проводниками и диэлектриками находятся полупроводники. В основном это германий и кремний.
Когда германий или кремний смешивается с небольшим количеством мышьяка или индия, образуется полупроводник N-типа, если он смешивается с мышьяком; или полупроводник P-типа, если он смешивается с индием.
Если эти два полупроводника P-типа и N-типа сварить вместе, то на их стыке образуется PN-переход. Это и есть структура диода. Это означает, что диод состоит из PN-перехода.
Полупроводник P-типа в диоде является анодом, а полупроводник N-типа – катодом.
Давайте откроем советский диод Д226 и посмотрим, что находится внутри, обработав часть корпуса шлифовальным кругом.
Это PN-переход.
Как найти анод и катод диода
1) На некоторых диодах катод помечен полоской.которая отличается по цвету от корпуса
2) Можно проверить диод с помощью мультиметра и выяснить, что является катодом, а что анодом. Одновременно можно проверить работоспособность диода. Этот способ является железным ;-). В этой статье вы узнаете, как проверить диод мультиметром.
Легко запомнить, где находятся анод и катод, если вспомнить воронку для наливания жидкостей в узкие горлышки бутылок. Воронка очень похожа на схему диода. Налейте в воронку жидкость и она очень хорошо льется, а если вы перевернете ее вверх дном, попробуйте налить через узкое горлышко воронки ;-).
Диод
Это электронный компонент, который проводит электричество только в одном направлении – от анода к катоду. Диод также называют выпрямителем, поскольку он преобразует переменный ток в пульсирующий постоянный.
Полупроводниковый диод состоит из пластины полупроводникового материала (кремния или германия), одна сторона которой проводит ток p-типа, то есть принимает электроны. Другая сторона отдает электроны и называется соответственно донорной стороной и имеет n-тип проводимости. На внешней поверхности пластины имеются металлические контактные слои, к которым припаиваются выводы электродов диода.
Где используются диоды
- Диодные мосты. Они могут содержать от 4 до 12 диодов, соединенных последовательно. Они используются в однофазных и трехфазных цепях, где действуют как выпрямители. В большинстве случаев диодные мосты устанавливаются в генераторах переменного тока автомобилей. Они не только повышают надежность, но и уменьшают размеры устройства.
- Диодные детекторы. Это конструкции, в которых объединены не только несколько диодов, но и конденсаторы. Таким образом, можно отделить низкочастотную модуляцию от соответствующих сигналов. Такие детекторы часто используются в конструкции радиоприемников и телевизоров.
- Диодная защита от искрения. Для ее создания используются специальные диодные барьеры, которые ограничивают напряжение в существующей электрической цепи. Они подключаются к специальным токоограничивающим резисторам, которые необходимы для контроля величины протекающего тока.
- Выключатели на основе диодов. Эти устройства дополнены конденсаторами и коммутируют высокочастотные сигналы. Для управления работой используется управляющий сигнал, высокочастотное разделение и использование постоянного тока.
Диодная система кодирования
1-ele.Код материала для полупроводника2.
Тип подкласса3eL.
Серийный номер4eL.
Буква модификации
| A – германий | A – детектор, смесительный диод | 100 – 999 прибор общего назначения | Модификации прибора |
| B – кремний | B – варикап | Z10. A99 устройства промышленного и специального назначения | |
| C – арсенид галлия | С – транзистор малой мощности и низкой частоты | ||
| Р – сульфид кадмия | D – транзистор высокой мощности и низкой частоты | ||
| E – туннельный диод | |||
| F – транзистор малой мощности и высокой частоты | |||
| G – несколько устройств в одном корпусе | |||
| H – магнитодиод | |||
| K – генератор Холла | |||
| L – мощный высокочастотный транзистор | |||
| M – модуляторы и умножители Холла | |||
| P – фотодиод, фототранзистор | |||
| Q – излучающие устройства | |||
| R – устройство прорывной области | |||
| S – переключающий транзистор малой мощности | |||
| T – устройство управления или переключения мощности | |||
| U – мощный переключающий транзистор | |||
| X – умножительный диод | |||
| Y – мощный выпрямительный диод | |||
| Z – стабилитрон |
| Цвет полосы (точки) |
1-й элемент |
2-й элемент |
1-й элемент |
2-й элемент |
3-й элемент |
4-й элемент |
5-й элемент |
1-й элемент |
2-й элемент |
3-й элемент |
4-й элемент |
| Золото | |||||||||||
| серебро | |||||||||||
| Черный | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | – | AA | X | 0 | ||
| Коричневый | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | A | 1 | 1 | ||
| Красный | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | B | BA | S | 2 | 2 |
| Оранжевый | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | C | 3 | 3 | ||
| Желтый | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | D | T | 4 | 4 | |
| Зеленый | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | E | V | 5 | 5 | |
| Синий | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | F | W | 6 | 6 | |
| Фиолетовый | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | G | 7 | 7 | ||
| Серый | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | H | Y | 8 | 8 | |
| Белый | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 | I | Z | 9 | 9 | |
| Пример обозначение |
 |
 |
 |
||||||||
| 10 В | 1N66 | BAT85 | |||||||||
| Двойной второй элемент указывает на наличие запятой между цифрами |  |
 |
|||||||||
| 7,5 В | 1N237A | ||||||||||
 |
 |
||||||||||
| 3,9 В | 1N1420G | ||||||||||
 |
 |
 |
|||||||||
Как проверить диод
Проверьте диод Вы можете проверить диод с помощью обычного мультиметра – см. как пользоваться мультиметром в этой статье, переключите тестер в режим проверки непрерывности. Подключите щупы датчика к электродам диода, черный щуп – к катоду
(на современных корпусах диодов катод обозначен кольцом), красный щуп подключите к аноду (как вы уже знаете, диод пропускает напряжение только в одном направлении) сопротивление диода будет небольшим, то есть цифры на приборе будут значительными.
Если мы переключим щуп в противоположном направлении
то сопротивление будет очень большим, практически бесконечным. Если понимать так, как я написал, то диод в порядке, если сопротивление очень большое в обоих случаях, то "диод разомкнутой цепи" неисправен и не пропускает напряжение вообще, если сопротивление очень мало, то диод неисправен и пропускает напряжение в обоих направлениях.
Как проверить диодный мост
Если диодный мост собран из отдельных диодов, каждый диод следует проверять отдельно, как описано выше. Нет необходимости выпаивать каждый диод из схемы, но лучше отсоединить плюсовой или минусовой провод выпрямителя от схемы.
Если необходимо проверить диодную сборку, где диоды находятся в одном корпусе и их невозможно достать, действуйте следующим образом,
Подключите один щуп мультиметра к плюсу диодной сборки, а другим коснитесь выводов сборки, на которые подается переменный ток. В одном направлении блок должен показывать низкое сопротивление, при переключении щупов в противоположном направлении – очень высокое сопротивление. Затем также проверьте выпрямитель по отношению к минусовому выходу. Если показания низкие или высокие в обоих направлениях, то неисправна диодная сборка. Такой способ проверки используется при ремонте электроники.
Высокочастотные диоды, импульсные диоды, туннельные диоды, варикапы широко используются в бытовых и специальных устройствах. Чтобы понять и получить представление о правильном применении и расположении диодов, необходимо углублять свои знания, изучать специализированную литературу и, конечно, не стесняться задавать вопросы.