ВАХ діода

Електровакуумний діод являє собою прилад, що працює за рахунок контролю інтенсивності нагріву позитивного і негативного полюсів пристрою. Вхід пристрою при подачі електричного струму нагрівається, після чого з'являється ефект виходу електронів з металу. Якщо подавати електричний струм з негативним напругою, здійснюється процес зворотний термоелектронної емісії. За рахунок цього йде випрямлення потужності, яка подається на радіодеталей.

Вольтамперная характеристика вакуумного діода

Дана характеристика складається з класичних трьох ступенів:

1. Нелінійна частина. Вольт амперна характеристика діода в місці подачі струму зростає невеликими темпами. Це пояснюється ефектом протидії полю анода негативного напруги вільних електронів. На даній ділянці ток анода вкрай низький. Вплив напруги на силу експоненціально.
2. Друга частина кривої описується законом ступеня 3/2. Вплив електрики на аноді від напруги, що подається в даному випадку записується формулою трьох друге, в якій напруга на аноді множиться на константу, характеристики габаритів електрода.
3. Напруга насичення. Якщо напруга на аноді продовжує збільшуватися пропорційно попередніх показників, швидкість збільшення вихідного струму знижується. Підвищити потужність на виході неможливо через відсутність вільних електронів.

Як працює діод

Діод – напівпровідниковий пристрій, що має однобічну провідність. Ця характеристика з'являється через особливості pn переходу і опору на його кінцях. Одностороння провідність позначає, що радіодеталей пропустить електричний струм тільки в тому випадку, якщо на аноді (вході) буде більший потенціал. Якщо потужність вище на катоді, з'являється зворотний струм. Однак через високий ступінь опору величини такого електричного струму критично малі. Таким чином будується вольт амперна характеристика напівпровідникового пристрою.

Принцип функціонування діода вакуумного типу

При подачі електрики на вихід електровакуумного діода електрони залишають поверхню через ефект термоелектронної емісії. При цьому з накопиченням вільних заряджених частинок в атмосфері з'являється область, яка характеризується негативним потенціалом. Характерною особливістю вакуумного приладу є те, що в цей час поверхні анода почнуть позитивно заряджатися. Через це наступним заряджених частинок буде потрібно більш високий рівень заряду для відриву. В результаті перехідних процесів навколо катода формується хмара заряджених частинок.Цікаво. Незначна частина електронів повертається на вихід радіодеталі. При температурі, яка відповідає необхідній, і стабілізації хмари вихід і повернення заряджених частинок з катода зрівнюються, чим забезпечують стабільний рух заряджених частинок.

Електричний струм у вакуумі

Щоб з'явилася можливість передавати струм в вакуумі, потрібно додати в простір вільні заряджені частинки за допомогою явищ емісії:

• Термоелектронна – являє собою процес звільнення заряджених частинок металами під час нагрівання. Швидкість процесу залежить від площі, умов нагрівання і властивостей матеріалу. Коли кінетична енергія перевищує міць електронних зв'язків, відбувається звільнення частинок;
• Фотоелектронна – виникає під дією освітлення.
• Автоелектронна емісія відбувається через вплив електричного поля.

Пряме і зворотне напруга діода

Рівень потужності, при якому прилад відкритий, і через нього тече електрику, називається струм. Зворотна напруга – негативна потужність, яка тече з катода на анод.У разі прямого напруги рівень перешкоди руху заряджених частинок не вище 100 Ом, однак при зворотній напрузі рівень опору зростає в кілька сотень разів і може досягати мільйонів Ом.

Зворотне включення діода, зворотний струм

Зворотний струм виникає, коли напруга на катоді вище, ніж на аноді. У такій ситуації заряджені частинки з області n переходу почнуть зміщуватися до позитивної частини деталі і пересуватися до негативного полюса. Це призводить до виникнення області, яка містить малу кількість заряджених частинок, через що підвищиться опір. Однак протягом електронів буде тривати.

Пряме включення діода, прямий струм

При підключенні до анода більшої напруги, ніж на катоді, виникає прямий струм. В такому випадку агрегат знаходиться у відкритому стані. Підсумкове значення на виході залежить від технічних характеристик і рівня напруги на вході. При цьому вільні ділянки з області n типу пересуваються до заряджених частинок з Р типу і, навпаки. На місці pn переходу відбувається зустріч дірок і електронів, і здійснюється рекомбінація.

ВАХ і випрямний діод

ВАХ діода складається з декількох квадрантів:

• У першому випадку приладу властива висока провідність, яка відповідає додається напруги;
• У другій частині радіоелектронний пристрій отримує струм до стану насичення, потім скидається;
• В подальшому сегменті присутній зворотна гілка ВАХ діода. Апроксимація даного стану свідчить про низьку провідності.

Ідеалізована ВАХ напівпровідникового діода

Дана характеристика властива ідеального діода. Головним завданням такого пристрою є пропуск електрики виключно в одну сторону. В такому випадку опір ідеального радіоелементу дорівнює нулю в разі підключення позитивного заряду до анода, і може дорівнювати нескінченності при зворотному способі включення в ланцюг.

Практичне використання випрямного діода

Використовують пристрої в таких вузлах:

• БП силових агрегатів автомобілів і кораблів;
• У диодном мосту;
• У пристроях для випрямлення змінного струму і гальванічних ємностей;
• У трансформаторах для передачі електрики за допомогою високовольтної лінії.

Вибір випрямних діодів

Під час підбору випрямних деталей потрібно враховувати велику кількість чинників:

• Частота струму;
• Значення вхідного електричного струму;
• Параметр вхідного напруги в вольтах;
• Стійкість до умов зовнішнього середовища ..

Що означає маркування

Типова маркування:

• Перший символ – Д – діод;
• Другий – нумерація, яка відповідає типу елемента, матеріалу і способу застосування;
• Третій – різновид пристрою.

Вольт амперна характеристика діода показує основні параметри діода. За допомогою графіка можна отримати точну інформацію про залежність значення напруги на виході діода від напруги на вході. Існує кілька видів діодів: ідеальний і реальний, випрямний і стабілітрон, кремнієвий і германієвого, а також світлодіод і вакуумний. Відмінності між ними – у виконуваній роботі. При цьому формула вихідної напруги в ланцюзі буде незначно відрізнятися. Так як лабораторні умови зустрічаються рідко, то можливі незначні похибки під час включення і подальшого виконання функцій пристроєм. ВАХ напівпровідникового агрегату істотно відрізняється від типу до типу, відмінні характеристики можуть бути значними.

Відео