Принцип работы диода: устройство, хаpaктеристика, как пропускает ток при прямом и обратном включении > Для семей участников СВО (отзывы, цены, где купить)
+7(977)9328978 Лучшее. Экономное. Доступное    
Рюкзак со светящимся экраном, на который можно закачать свою картинку

Принцип работы диода: устройство, хаpaктеристика, как пропускает ток при прямом и обратном включении

Принцип работы диода: устройство, хаpaктеристика, как пропускает ток при прямом и обратном включении

Диоды – самые простые полупроводники с двумя электродами, проводящие ток в одном направлении.

Они способны стабилизировать, выпрямлять, модулировать, ограничивать, преобразовать ток, поэтому установлены почти во всех бытовых электроприборах.

Основные хаpaктеристики диода: постоянный прямой и обратный электроток, прямое и обратное напряжение, прямое и обратное сопротивление, их максимально допустимые значения.

При монтаже в любом устройстве учитываются максимально допустимые значения параметров.

Содержание

  • 1 Устройство
  • 2 Сферы применения и назначение
  • 3 Работа диода и его вольт амперная хаpaктеристика
  • 4 Прямое включение диода
  • 5 Обратное включение диода
  • 6 Прямое и обратное напряжение
  • 7 Основные неисправности диодов
    • 7.1 Пробой p-n перехода
    • 7.2 Электрический пробой
    • 7.3 Тепловой пробой
  • 8 Основные выводы

Устройство

В корпус, изготовленный в виде вакуумного баллона из керамики, стекла или металла, устанавливается:

  • кристалл;
  • анод;
  • катод;
  • подогреватель.

Кристаллы производятся из кремния или германия. Анод (плюс) и катод (минус) цилиндрической формы, помещаются внутри баллона. Подогреватель – нить внутри катода, которая раскаляется при подаче электротока, нагревая его. После достижения определенного уровня температуры активный слой на катоде генерирует нужные для работы электроны.

Сферы применения и назначение

По выполняемой работе диоды разделяются на универсальные, СВЧ, импульсные, выпрямительные, переключающие, стабилитроны, варикапы.

Они устанавливаются в электрооборудование:

  • преобразователи частоты, детекторы, логарифматоры;
  • выпрямители тока;
  • стабилизаторы;
  • ограничители колебаний вольтажа;
  • переключатели;
  • цепи, проводящие ток в единственном направлении;
  • лампочки индикации;
  • приборы, требующие отображения информации на дисплеях;
  • LED телевизоры.

Справка! Светодиоды монтируется в осветительные матрицы (ленты, лампы).

Работа диода и его вольт амперная хаpaктеристика

По конструкции диод является кристаллом с двумя областями, обладающими различной проводимостью (p и n). Область с p-проводимостью анод (+), с n-проводимостью – катод (-). В аноде заряд в дырках, в катоде – в электронах. Кристалл покрыт металлом с выводами.

Строение определяет 2 положения:

  • открытое;
  • закрытое.

В открытом положении проводимость электротока хорошая, в закрытом – очень плохая.

Вольт-амперной хаpaктеристикой называется график. На вертикальной оси отражается основной и противоположный ток, на горизонтальной – основной и противоположный вольтаж.

Прямой электроток повышается быстро параллельно увеличению вольтажа. Противоположный ток увеличивается медленнее.

При слишком большом прямом электротоке молекулы кристалла нагреваются. Если нет системы охлаждения, существует вероятность разрушения кристаллической решетки. В схемах прямой поток ограничивается резистором, подключенным последовательно.

Справка! От электротока прямое напряжение не зависит. Для кремневых полупроводников оно не превышает 1,5 В, для изделий из германия – 1 В.

Прямое включение диода

Диод открывается после подключения напряжения, параметры основного тока зависят от хаpaктеристик кристалла и вольтажа. Из n-области в p-область устремляются электроны, из p-области в n-область – дырки. Частицы встречаются на границе (p-n переходе), запускается процесс поглощения (рекомбинации), сопротивление и вольтаж снижаются.

Читайте также  Как работает и какая бывает светодиодная лента SMD 5050

Вокруг p-n образуется поле, которое направляется в противоположную сторону. Электроны перемещаются и возвращаются, появляется дрейфующий ток с неизменными параметрами, зависящими только от количества заряженных частиц. Одновременно растет обратное напряжение, переходя в стадию насыщения.

Основной ток увеличивается стремительнее при повышении температуры во время работы прибора.

Обратное включение диода

Если плюс блока питания присоединяется к минусу полупроводника, а минус – к плюсу, работа диода прекращается (он закрывается). Заряженные частицы начинают отдаляться от области p-n, она расширяется, повышается сопротивление

При увеличении обратного напряжения до 100 В растет электроток в противоположном направлении. Рост резко увеличивается, если вольтаж превышает максимально допустимый для границы p-n. Обратный ток нагревает кристалл в диоде, переход пробивается, нормальная работа прибора прекращается. После выключения напряжения рядом с полюсами образуется диффузия.

Внимание! Во время нормальной работы противоположный электроток небольшой, поэтому им пренебрегают, считая полупроводниковый диод элементом с односторонней проводимостью.

Прямое и обратное напряжение

Во время работы (в открытом состоянии) в диоде основное напряжение, от его величины зависит сопротивление и величина электротока. В процессе закрывания через полупроводник проходит ток в противоположном направлении, создается напряжение, способствующее росту сопротивления до нескольких тысяч кОм.

Если работа полупроводника проходит на переменном напряжении, он открывается на плюсовой полуволне и закрывается на минусовой. Это свойство позволяет использовать полупроводники в выпрямителях.

Основные неисправности диодов

Внимание! Если диодные полупроводники перестали работать, сначала необходимо выяснить, не закончился ли срок их эксплуатации.

Если это не так, неисправность вызвала другая причина:

  • нарушение герметичности;
  • разрыв перехода, превративший прибор в изолятор:
  • тепловой пробой;
  • электрический пробой:
  • туннельный;
  • лавинный.

При нарушении герметичности возникает протечка, мешающая нормальному функционированию.

Пробой p-n перехода

Пробоем называют увеличение электротока в противоположном направлении после достижении во время работы показателя обратного напряжения, являющегося максимально допустимым для прибора. Если он превышается, противоположный поток электротока резко увеличивается при незначительном изменении вольтажа. После обрыва перехода направление потока всего одно, полупроводник превращается в проводник.

Читайте также  Основные виды поломок светодиодной ленты и как их устранить своими руками

Определить эту неисправность можно при помощи мультиметра, определяющего сопротивление и подающего сигнал при прохождении электротока.

Электрический пробой

Электрический туннельный или лавинный пробой можно устранить, если вовремя принять необходимые меры.

Причина электрического пробоя – сильный электроток в переходе или перегрев при отсутствии отвода тепла.

Туннельный пробой образуется, если во время работы на диод подается слишком высокое напряжение. Растет значение противоположного электротока, вольтаж снижается, электроны проходят через барьер, если его высота меньше их энергии.

Эту неисправность может вызвать:

  • слишком маленькая толщина области p-n (меньше длины пробега электрона);
  • обратный ток насыщения более 108 В/м;
  • наличие свободных мест в области дырок, в которую переходят электроны.

Лавинный пробой – увеличение во время работы противоположного электротока при небольшом увеличении вольтажа. Причина образования – повышение ионизации в p-n области, вызывающее увеличение количества частиц, носящих заряд. Электроны теряют свои обычные хаpaктеристики.

Важно! Пробои туннельного и лавинного типа обратимы, так как не повреждают полупроводник (при своевременном уменьшении вольтажа свойства сохраняются).

Тепловой пробой

Эту неисправность чаще всего вызывает недостаточный отвод тепла, способствующего перегреву перехода во время работы.

В результате:

  • в кристалле растет амплитуда колебаний атомов;
  • электроны взаимодействуют с проводимой областью;
  • быстро повышается температура;
  • запускается процесс изменения структуры кристалла.

Полупроводник разрушается, причем процесс необратимый.

Основные выводы

Полупроводниковые диоды – радиоэлементы с единственным p-n переходом, присутствующие пpaктически во всех бытовых электроприборах. Чтобы работа полупроводников длилась дольше, необходимо обладать знаниями о принципе работы диодов, причинах неисправностей и способах их предотвращения.

Чаще всего работа полупроводников нарушается при изменениях температуры в окружающей среде или переходе. Если температура слишком высокая, увеличивается количество энергоносителей в переходе, снижается сопротивление, растет объем противоположного тока. После достижения максимально допустимого уровня запускается процесс разрушения кристалла.

Чтобы предотвратить сокращение сроков работы, необходимо следить за температурой среды и чистотой приборов. При необходимости следует организовать дополнительную систему отвода тепла. Повышение температуры в переходе предотвращается соблюдением требований к уровню вольтажа и тока, определенному для конкретного прибора. Даже при малейшем превышении существует вероятность разрушения кристалла.

ПредыдущаяСветодиодыТаблица сравнения светового потока светодиодов и ламп накаливания и другие показатели эффективности освещенияСледующаяСветодиодыПодключения RGB светодиодной ленты: популярные схемы



Комментарии:

Расположение проводки в панельном доме и устройство внутренних электросетей

Расположение проводки в панельном доме и устройство внутренних электросетей Во время ремонта квартиры достаточно часто становится вопрос как делать проводку в панельном доме? Ведь от этого вопроса зависит не просто удобство и красота в квартире, но и безопасность проживания в ней. Ведь в отличии от других инженерных сетей, электрическая сеть представляет немалую опасность и пренебрегать правилами ее монтажа выйдет себе дороже....

03 02 2026 20:17:59

Как подключить светодиод правильно: распиновка и схема подключения диода в цепь постоянного и переменного тока через резистор и без своими руками

Как подключить светодиод правильно: распиновка и схема подключения диода в цепь постоянного и переменного тока через резистор и без своими руками Узнайте, как определяется полярность диодов и параметры ограничительного резистора, какие схемы используются для подключения светодиодов, какая из них самая удобная, как подключить светодиод к имеющимся в доме источникам питания. Читайте, что необходимо учесть при покупке диодов, продукция каких производителей самая качественная....

02 02 2026 5:19:42

Подсветка для велосипеда: как прикрепить светодиодную ленту на колесо и раму своими руками

Подсветка для велосипеда: как прикрепить светодиодную ленту на колесо и раму своими руками Читайте, для чего на велосипед устанавливается подсветка и какой эффект от этого ожидается в результате. Узнайте, какие могут быть использованы виды и варианты подсветки для велосипеда. Выясните, каким образом можно самостоятельно украсить свой велосипед....

01 02 2026 22:17:39

Как отрезать светодиодную ленту: можно ли и как правильно разрезать и укоротить лед ленту на 12 и 220 Вольт

Как отрезать светодиодную ленту: можно ли и как правильно разрезать и укоротить лед ленту на 12 и 220 Вольт Читайте, как отрезать светодиодную ленту различной конструкции. Узнайте, чем отличается стандартная светодиодная полоса от установленной в силикон. Как поступить, если на плате нет линии, указывающей место разреза. Что кроме разрезания на отрезки важно при самостоятельном монтаже освещения или подсветки....

31 01 2026 3:17:36

Люстра на кухню своими руками: из чего и как можно сделать абажур или весь светильник самому

Люстра на кухню своими руками: из чего и как можно сделать абажур или весь светильник самому Читайте, что можно использовать для создания люстры на кухню своими руками. Варианты изготовления абажура. Советы и безопасность при работе....

30 01 2026 11:22:40

Реклама на светодиодных экранах

На сегодняшний день многие крупные мегаполисы изобилуют таким немаловажным элементом, как светодиодные экраны, которые не только служат украшением города...

29 01 2026 14:54:35

Лампа ближнего света Лансер: какой цоколь подходит и как поменять

Лампа ближнего света Лансер: какой цоколь подходит и как поменять Узнайте, какие лампы используются для ближнего света в фарах Мицубиси Лансер 10. Сохраните для себя списки популярных и эффективных моделей подобных светильников. Читайте, как производится замена ближнего света на Лансере 10, какие пpeдoxpaнители отвечают за эти лампы, и где их можно найти....

27 01 2026 12:54:44

Диммер для светодиодных ламп 220В своими руками

Диммер для светодиодных ламп 220В своими руками С помощью диммера можно регулировать яркость светодиодного освещения. Рассмотрим основные схемы для сбора диммера своими руками и принцип их работы...

25 01 2026 14:53:44

Лампа ближнего света Газель: какие стоят в базовой комплектации и Бизнес, Next

Лампа ближнего света Газель: какие стоят в базовой комплектации и Бизнес, Next Читайте здесь, какая лампа ближнего света стоит на Газели версий 1994 – 2002 гг. и 2003-2010 гг. выпуска, Бизнес и Некст, какие их лучшие модели для замены сегодня существуют и чем они различаются, а также что нужно учесть при их замене в каждой конкретной модели автомобиля....

24 01 2026 8:38:23

Почему кабельную продукцию лучше покупать оптом?

Почему кабельную продукцию лучше покупать оптом? Большинство людей, вне зависимости от рода занятий, знают, что такое кабель и провода. Но мало кто задумывается о том, как эти изделия можно использовать в быту...

23 01 2026 20:24:12

Схема освещения квартиры

Схема освещения квартиры Электросхема освещения в квартире зависит от многих факторов. Это и суммарная нагрузка квартиры, и типы потребителей, и место расположения электроустановочных устройств, и тип проводки и ваши требования к электробезопасности. Но несмотря на кажущуюся сложность данного вопроса в нем вполне можно разобраться самостоятельно, а дабы упростить вам эту задачу мы постараемся объяснить основные аспекты....

22 01 2026 4:17:14

Светодиодные лампы как основное освещение: преимущества и недостатки

Светодиодные лампы как основное освещение: преимущества и недостатки Наша сегодняшняя тема — светодиодное освещение: его преимущества и недостатки на фоне традиционных источников света, экономичность и виды светильников....

21 01 2026 8:11:14

Кто изобрел первую в мире электрическую лампочку: кто первый придумал и запатентовал лампу накаливания, в каком году изобретение появилось в России

Кто изобрел первую в мире электрическую лампочку: кто первый придумал и запатентовал лампу накаливания, в каком году изобретение появилось в России Смотрите здесь, кто изобрел лампочку накаливания. Читайте, как эволюционировал осветительный прибор, и когда он появился в России. Узнайте, кто на самом деле является отцом лампочки с нитью накала...

20 01 2026 10:14:14

Как помыть хрустальную люстру (не снимая в домашних условиях)

Как помыть хрустальную люстру (не снимая в домашних условиях) Как и чем чистить хрустальную люстру. Процесс мытья люстры. Как помыть люстру не снимая. Что нельзя делать при мойке хрустальной люстры? Профилактика загрязнения....

19 01 2026 17:57:58

Настольная лампа для маникюра: советы по выбору

Настольная лампа для маникюра: советы по выбору Настольная лампа для маникюра и критерии ее выбора: на что обратить внимание во время покупки. Особенности и назначение маникюрных ламп....

17 01 2026 23:49:28

Светодиодные лампы h11 — галогенная лампа h11 ближнего света. Лучшие желтые лампы h11

Светодиодные лампы h11 — галогенная лампа h11 ближнего света. Лучшие желтые лампы h11 Светодиодные лампы h11 — какие лампы h11 ближнего света лучшие. Отзывы на лампы ближнего света и противотуманные фары с лампами h11. Светодиодные и галогеновые лампы h11....

16 01 2026 6:10:28

Тахогенераторы Постоянного Тока: Принцип Работы, Применение

Тахогенераторы Постоянного Тока: Принцип Работы, Применение Сегодня мы с вами поговорим про тахогенераторы постоянного тока - устройства, внесшие огромную лепту в прогресс человечества. Расскажем о принципах работы и вариантах использования...

15 01 2026 4:52:47

Лампа ближнего света Форд Фокус 2: лампочки каких видов и с каким цоколем подходит в фары дорестайлингового и рестайлингового фф

Лампа ближнего света Форд Фокус 2: лампочки каких видов и с каким цоколем подходит в фары дорестайлингового и рестайлингового фф Узнайте, какие особенности ламп ближнего света имеются у автомобилей Форд Фокус разных годов выпуска. Выясните, какие модели ламп наилучшим образом подходят для установки в ближний свет, определите для себя порядок действий для того или иного типа машины....

14 01 2026 20:34:42

Схема подключения проводов в распределительной коробке: рассмотрим подробно

Схема подключения проводов в распределительной коробке: рассмотрим подробно Правильное подключение проводов в распределительной коробке является весомым фактором надежности вашей электрической сети. А если учитывать, что в распределительных коробках сконцентрировано более 50% всех соединений, то этот элемент вашей электрической сети дома или квартиры становится особенно важным....

13 01 2026 18:38:57

Провод обмоточный: разновидности и их хаpaктеристики

Провод обмоточный: разновидности и их хаpaктеристики Для их создания используют провод обмоточный. Расскажем о его видах и марках, особенностях и применении разных типов....

12 01 2026 20:33:44

Светодиод Пиранья: красный и белый, особенности, размер чипа

Светодиод Пиранья: красный и белый, особенности, размер чипа Читайте, что представляют собой светодиоды Пиранья, какими особенностями и преимуществами они обладают. Узнайте, где используются эти устройства, уточните для себя их технические хаpaктеристики и специфику подключения....

11 01 2026 12:42:28

Реле Переменного Тока: Особенности Работы, Разновидности

Реле Переменного Тока: Особенности Работы, Разновидности Реле переменного тока – прибор для коммутации в автоматическом режиме для электрических цепей по управляющему сигналу. В статье расскажем о разновидностях и рабочих хаpaктеристиках...

07 01 2026 4:21:10

Система адаптивного освещения: что это, как устроен такой свет фар в автомобиле

Система адаптивного освещения: что это, как устроен такой свет фар в автомобиле Читайте, что представляет собой система адаптивного освещения автомобиля. Узнайте, как она устроена, принцип работы, разновидности комплексов адаптивной подсветки. Основные достоинства и недостатки, стоимость и прочие особенности системы....

06 01 2026 19:25:16

Как повесить люстру на натяжной потолок своими руками: особенности крепления светильника, порядок установки

Как повесить люстру на натяжной потолок своими руками: особенности крепления светильника, порядок установки Смотрите здесь, как правильно повесить люстру на натяжной потолок. Особенности монтажа своими руками. Что нужно учесть перед установкой светильник на полотно....

05 01 2026 2:34:31

Led — освещение в квартире: виды светильников и расчет освещенности

Led — освещение в квартире: виды светильников и расчет освещенности Сегодня нам с читателем предстоит познакомиться со светодиодными источниками света и решить, какое освещение в квартире лучше — светодиодное, люминесцентное или традиционное, с использованием ламп накаливания и галогенок. Кроме того, мы ознакомимся с разновидностями led-светильников и научимся рассчитывать мощность освещения в зависимости от назначения помещения. Приступим....

04 01 2026 19:49:33

Электрическая проводка в новостройке: прокладка и монтаж

Электрическая проводка в новостройке: прокладка и монтаж Монтаж электропроводки в новостройке дело хоть и хлопотное, но зато вы точно можете быть уверены, что все сделано правильно и на совесть. И чтобы все получилось именно так, не нужно каких-то специфических знаний и огромного опыта, достаточно просто продумать все аспекты до мелочей и понимать, что такое ноль, фаза и защитное заземление. А мы вам, по мере сил, поможем не упустить не единой мелочи....

03 01 2026 18:34:32

Гофра для проводов: как правильно выбрать

Гофра для проводов: как правильно выбрать Гофрированная трубка для проводов, в последнее время находит все большее применение. Ее используют, как дополнительное средство защиты проводников от механических воздействий....

02 01 2026 3:29:43

Проводка в частном доме: как сделать правильно

Проводка в частном доме: как сделать правильно 45) Проводка в частном доме: как сделать правильно...

01 01 2026 16:43:20

Искусственное освещение: разновидности по функциональному назначению

Искусственное освещение: разновидности по функциональному назначению Искусственное освещение: стандарты и нормативы для жилых помещений. Что такое система искусственного освещения и ее хаpaктеристики. История развития искусственных источников света. Типовые параметры некоторых источников искусственного света....

30 12 2025 18:16:11

Лампы светодиодные для уличного освещения и области их применения

Лампы светодиодные для уличного освещения и области их применения В этой статье мы поговорим про лампы светодиодные уличного освещения, и про то, как их можно применять и гармонично вписывать в архитектуру и ландшафт....

29 12 2025 3:30:51

Цоколь Е27: конструкция, хаpaктеристики, применение

Цоколь Е27: конструкция, хаpaктеристики, применение Цоколь Е27: все о конструкции и применении. Совместимость с разными типами ламп. Преимущества и недостатки....

28 12 2025 15:48:12

Бактерицидная лампа: инструкция по применению, как работает, как пользоваться, что убивает лампа

Бактерицидная лампа: инструкция по применению, как работает, как пользоваться, что убивает лампа Бактерицидная лампа — что это такое? Хаpaктеристика и разновидности. Зачем используют лампу? Инструкция по применению и правила безопасности. Плюсы и минусы лампы....

27 12 2025 9:28:50

Как подключить зеркало с подсветкой в ванной своими руками: схема соединения

Как подключить зеркало с подсветкой в ванной своими руками: схема соединения Подключение зеркала с подсветкой в ванной — какая бывает, в чем отличие внутренней от внешней. Как самому установить зеркало с встроенной подсветкой, особенности подключения в зависимости от типа источника света. Распространенные ошибки....

26 12 2025 23:16:23

0

0 0...

25 12 2025 1:11:56

для влажных помещений: настенные и потолочные осветительные приборы для помещений и повышенной влажностью, требования к индексу IP

 для влажных помещений: настенные и потолочные осветительные приборы для помещений и повышенной влажностью, требования к индексу IP Читайте здесь, каким должен быть светильник для влажных помещений, чем он отличается от стандартного прибора освещения, какие разновидности существуют и какие требования предъявляются к степени их защиты, как они различаются по способу монтажа, каким производителям подобных светильников можно доверять....

24 12 2025 21:10:28

Как включить подсветку клавиатуры на ноутбуке Asus, Lenovo, Acer или HP, драйвер

Как включить подсветку клавиатуры на ноутбуке Asus, Lenovo, Acer или HP, драйвер Включение подсветки клавиатуры на ноутбуке — как узнать, есть ли такая функция. Описание включения в зависимости от производителя, комбинация клавиш для Asus, Lenovo, Acer, HP и других моделей. Почему подсветка не работает, причины и их решение....

23 12 2025 16:29:18

Освещение в музеях: непростая задача, которая требует точности в расчетах

Освещение в музеях: непростая задача, которая требует точности в расчетах Сегодня мы поговорим о такой сложной и интересной теме, как проектирование освещения в музеях. Очень важно, чтобы от воздействия светового излучения, никак не пострадали раритетные экспонаты, о чем мы и поговорим в этой статье....

22 12 2025 0:51:47

Светодиодное освещение: какое бывает, виды источников освещения, что такое диодная иллюминация помещений

Светодиодное освещение: какое бывает, виды источников освещения, что такое диодная иллюминация помещений Узнайте, что представляет собой светодиодное освещение. Читайте, как устроены ЛЕД светильники, каковы их свойства, достоинства и недостатки. Уточните для себя параметры и особенности конструкции светодиодных приборов....

21 12 2025 10:33:24

Оголенный провод и риски, связанные с ним

Оголенный провод и риски, связанные с ним Все мы знаем, что если ты дотронулся оголенного провода под напряжением, то это чревато самыми печальными последствиями даже по истечению нескольких часов после происшествия. Поэтому таких проводов стоит опасаться. Но что делать, если он у вас в квартире или доме?...

19 12 2025 20:53:46

Ларгус замена лампы ближнего света: как поменять перегоревшую лампочку в фаре

Ларгус замена лампы ближнего света: как поменять перегоревшую лампочку в фаре Узнайте, как производится замена ламп ближнего света на Ладе Ларгус. Читайте, как выбрать подходящий светильник, выясните порядок разборки блок-фар. Сохраните себе пошаговую инструкцию по замене ламп ближнего света Лады Ларгус....

18 12 2025 22:56:43

Точечные светодиодные светильники: информация по выбору и расположению

Точечные светодиодные светильники: информация по выбору и расположению Точечные светодиодные светильники – лучший способ освещения. Узнайте все о выборе и расположении у нас....

16 12 2025 14:30:51

Еще:
товары -1 :: товары -2 :: товары -3 :: товары -4 :: товары -5 ::