что внутри диода в 200

Устройство и работа выпрямительного диода. Диодный мост.

18 Июн 2013г | Раздел: Радио для дома

Здравствуйте уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Продолжаем знакомиться с полупроводниковыми диодами. В предыдущей части статьи мы с Вами разобрались с принципом работы диода, рассмотрели его вольт-амперную характеристику и выяснили, что такое пробой p-n перехода.
В этой части мы рассмотрим устройство и работу выпрямительных диодов.

Выпрямительный диод – это полупроводниковый диод, предназначенный для преобразования переменного тока в постоянный. Однако, это далеко не полная область применения выпрямительных диодов: они широко используются в цепях управления и коммутации, в схемах умножения напряжения, во всех сильноточных цепях, где не предъявляется жестких требований к временным и частотным параметрам электрического сигнала.

Общие характеристики выпрямительных диодов.

В зависимости от значения максимально допустимого прямого тока выпрямительные диоды разделяются на диоды малой, средней и большой мощности:

малой мощности рассчитаны для выпрямления прямого тока до 300mA;
средней мощности – от 300mA до 10А;
большой мощности — более 10А.

По типу применяемого материала они делятся на германиевые и кремниевые, но, на сегодняшний день наибольшее применение получили кремниевые выпрямительные диоды ввиду своих физических свойств.

Кремниевые диоды, по сравнению с германиевыми, имеют во много раз меньшие обратные токи при одинаковом напряжении, что позволяет получать диоды с очень высокой величиной допустимого обратного напряжения, которое может достигать 1000 – 1500В, тогда как у германиевых диодов оно находится в пределах 100 – 400В.

Технология изготовления и конструкция выпрямительных диодов.

Конструкция выпрямительных диодов представляет собой одну пластину кристалла полупроводника, в объеме которой созданы две области разной проводимости, поэтому такие диоды называют плоскостными.

Технология изготовления таких диодов заключается в следующем:
на поверхность кристалла полупроводника с электропроводностью n-типа расплавляют алюминий, индий или бор, а на поверхность кристалла с электропроводностью p-типа расплавляют фосфор.

Под действием высокой температуры эти вещества крепко сплавляются с кристаллом полупроводника. При этом атомы этих веществ проникают (диффундируют) в толщу кристалла, образуя в нем область с преобладанием электронной или дырочной электропроводностью. Таким образом получается полупроводниковый прибор с двумя областями различного типа электропроводности — а между ними p-n переход. Большинство распространенных плоскостных кремниевых и германиевых диодов изготавливают именно таким способом.

Для защиты от внешних воздействий и обеспечения надежного теплоотвода кристалл с p-n переходом монтируют в корпусе.
Диоды малой мощности изготавливают в пластмассовом корпусе с гибкими внешними выводами, диоды средней мощности – в металлостеклянном корпусе с жесткими внешними выводами, а диоды большой мощности – в металлостеклянном или металлокерамическом корпусе, т.е. со стеклянным или керамическим изолятором. Пример выпрямительных диодов германиевого (малой мощности) и кремниевого (средней мощности) показан на рисунке ниже.

Кристаллы кремния или германия (3) с p-n переходом (4) припаиваются к кристаллодержателю (2), являющемуся одновременно основанием корпуса. К кристаллодержателю приваривается корпус (7) со стеклянным изолятором (6), через который проходит вывод одного из электродов (5).

Маломощные диоды, обладающие относительно малыми габаритами и весом, имеют гибкие выводы (1) с помощью которых они монтируются в схемах.
У диодов средней мощности и мощных, рассчитанных на значительные токи, выводы (1) значительно мощнее. Нижняя часть таких диодов представляет собой массивное теплоотводящее основание с винтом и плоской внешней поверхностью, предназначенное для обеспечения надежного теплового контакта с внешним теплоотводом (радиатором).

Электрические параметры выпрямительных диодов.

У каждого типа диодов есть свои рабочие и предельно допустимые параметры, согласно которым их выбирают для работы в той или иной схеме:

Iобр – постоянный обратный ток, мкА;
Uпр – постоянное прямое напряжение, В;
Iпр max – максимально допустимый прямой ток, А;
Uобр max – максимально допустимое обратное напряжение, В;
Р max – максимально допустимая мощность, рассеиваемая на диоде;
Рабочая частота, кГц;
Рабочая температура, С.

Здесь приведены далеко не все параметры диодов, но, как правило, если надо найти замену, то этих параметров хватает.

Схема простого выпрямителя переменного тока на одном диоде.

Разберем схему работы простейшего выпрямителя, которая изображена на рисунке:

На вход выпрямителя подадим сетевое переменное напряжение, в котором положительные полупериоды выделены красным цветом, а отрицательные – синим. К выходу выпрямителя подключим нагрузку (Rн), а функцию выпрямляющего элемента будет выполнять диод (VD).

При положительных полупериодах напряжения, поступающих на анод диода диод открывается. В эти моменты времени через диод, а значит, и через нагрузку (Rн), питающуюся от выпрямителя, течет прямой ток диода Iпр (на правом графике волна полупериода показана красным цветом).

При отрицательных полупериодах напряжения, поступающих на анод диода диод закрывается, и во всей цепи будет протекать незначительный обратный ток диода (Iобр). Здесь, диод как бы отсекает отрицательную полуволну переменного тока (на правом графике такая полуволна показана синей пунктирной линией).

В итоге получается, что через нагрузку (Rн), подключенную к сети через диод (VD), течет уже не переменный, поскольку этот ток протекает только в положительные полупериоды, а пульсирующий ток – ток одного направления. Это и есть выпрямление переменного тока.

Но таким напряжением можно питать лишь маломощную нагрузку, питающуюся от сети переменного тока и не предъявляющую к питанию особых требований, например, лампу накаливания.
Напряжение через лампу будет проходить только во время положительных полуволн (импульсов), поэтому лампа будет слабо мерцать с частотой 50 Гц. Однако, за счет тепловой инертности нить не будет успевать остывать в промежутках между импульсами, и поэтому мерцание будет слабо заметным.

Если же запитать таким напряжением приемник или усилитель мощности, то в громкоговорителе или колонках мы будем слышать гул низкого тона с частотой 50 Гц, называемый фоном переменного тока. Это будет происходить потому, что пульсирующий ток, проходя через нагрузку, создает в ней пульсирующее напряжение, которое и является источником фона.

Этот недостаток можно частично устранить, если параллельно нагрузке подключить фильтрующий электролитический конденсатор (Cф) большой емкости.

Заряжаясь импульсами тока во время положительных полупериодов, конденсатор (Cф) во время отрицательных полупериодов разряжается через нагрузку (Rн). Если конденсатор будет достаточно большой емкости, то за время между импульсами тока он не будет успевать полностью разряжаться, а значит, на нагрузке (Rн) будет непрерывно поддерживаться ток как во время положительных, так и во время отрицательных полупериодов. Ток, поддерживаемый за счет зарядки конденсатора, показан на правом графике сплошной волнистой красной линией.

Но и таким, несколько сглаженным током тоже нельзя питать приемник или усилитель потому, что они будут «фонить», так как уровень пульсаций (Uпульс) пока еще очень ощутим.
В выпрямителе, с работой которого мы познакомились, полезно используется энергия только половины волн переменного тока, поэтому на нем теряется больше половины входного напряжения и потому такое выпрямление переменного тока называют однополупериодным, а выпрямители – однополупериодными выпрямителями. Эти недостатки устранены в выпрямителях с использованием диодного моста.

Диодный мост.

Диодный мост – это небольшая схема, составленная из 4-х диодов и предназначенная для преобразования переменного тока в постоянный. В отличие от однополупериодного выпрямителя, состоящего из одного диода и пропускающего ток только во время положительного полупериода, мостовая схема позволяет пропускать ток в течение каждого полупериода. Диодные мосты изготавливают в виде небольших сборок заключенных в пластмассовый корпус.

Из корпуса сборки выходят четыре вывода напротив которых расположены знаки «+», «—» или «

», указывающие, где у моста вход, а где выход. Но не обязательно диодные мосты можно встретить в виде такой сборки, их также собирают включением четырех диодов прямо на печатной плате, что очень удобно.

Например. Вышел из строя один из диодов моста, если будет стоять сборка, то ее смело выкидываем, а если мост будет собран из четырех диодов прямо на плате — меняем неисправный диод и все готово.

На принципиальных схемах диодный мост обозначают включением четырех диодов в мостовую схему, как показано в левой части нижнего рисунка: здесь, диоды являются как бы плечами выпрямительного моста.
Такое графическое обозначение моста можно встретить еще в старых журналах по радиотехнике. Однако, на сегодняшний день, в основном, диодный мост обозначают в виде ромба, внутри которого расположен значок диода, указывающий только на полярность выходного напряжения.

Теперь рассмотрим работу диодного моста на примере низковольтного выпрямителя. В таком выпрямителе, с использованием четырех диодов, во время каждой полуволны работают поочередно два диода противоположных плеч моста, включенных между собой последовательно, но встречно по отношению ко второй паре диодов.

Со вторичной обмотки трансформатора переменное напряжение поступает на вход диодного моста. Когда на верхнем (по схеме) выводе вторичной обмотки возникает положительный полупериод напряжения, ток идет через диод VD3, нагрузку Rн, диод VD2 и к нижнему выводу вторичной обмотки (см. график а). Диоды VD1 и VD4 в этот момент закрыты и через них ток не идет.

В течение другого полупериода переменного напряжения, когда плюс на нижнем (по схеме) выводе вторичной обмотки, ток идет через диод VD4, нагрузку Rн, диод VD1 и к верхнему выводу вторичной обмотки (см. график б). В этот момент диоды VD2 и VD3 закрыты и ток через себя не пропускают.

В результате мы видим, что меняются знаки напряжения на вторичной обмотке трансформатора, а через нагрузку выпрямителя идет ток одного направления (см. график в). В таком выпрямителе полезно используются оба полупериода переменного тока, поэтому подобные выпрямители называют двухполупериодными.

И в заключении отметим, что работа двухполупериодного выпрямителя по сравнению с однопериодным получается намного эффективней:

1. Удвоилась частота пульсаций выпрямленного тока;
2. Уменьшились провалы между импульсами, что облегчило задачу сглаживания пульсаций на выходе выпрямителя;
3. Среднее значение напряжения постоянного тока примерно равно переменному напряжению, действующему во вторичной обмотке трансформатора.

А если такой выпрямитель дополнить фильтрующим электролитическим конденсатором, то им уже смело можно запитывать радиолюбительскую конструкцию.

Ну вот, мы с Вами практически и закончили изучать диоды. Конечно, в этих статьях дано далеко не все, а только основные понятия, но этих знаний Вам уже будет достаточно, чтобы собрать свою радиолюбительскую конструкцию для дома, в которой используются полупроводниковые диоды.

А в качестве дополнительной информации посмотрите видеоролик, в котором рассказывается, как проверить диодный мост мультиметром.

1. Борисов В.Г — Юный радиолюбитель. 1985г.
2. Горюнов Н.Н., Носов Ю.Р — Полупроводниковые диоды. Параметры, методы измерений. 1968г.
3. Пасынков В.В., Чиркин Л.К — Полупроводниковые приборы: Учеб. для вузов по спец. «Полупроводники и диэлектрики» и «Полупроводниковые и микроэлектронные приборы» — 4-е изд. перераб. и доп. 1987г.

Источник

Чисто серебряные силовые диодыПодробнее

Кремниевые монстры ушедшей эпохи. Подробнее

Золото, серебро в силовых диодах и тиристорахПодробнее

СЕРЕБРО ВОЛЬФРАМ В СИЛОВЫХ ТИРИСТОРАХ. Подробнее

Чисто серебряные силовые тиристорыПодробнее

Что внутри диода Д226Подробнее

ИЗВЛЕКАЕМ ИЗ ЭЛЕКТРО ЯЩИКА СССР РАДИОДЕТАЛИ.РЭС-10 СЕРЕБРО ПАЛЛАДИЙ МЕДЬ ТИРИСТОРЫ ДИОДЫ. ВОЛЬФРАМ.Подробнее

РАЗБОРКА ДИОДОВ // В КАКИХ ДИОДАХ ЕСТЬ ЗОЛОТО? (2-я часть)Подробнее

Разборка силового тиристораПодробнее

Что находится внутри диода. Подробнее

РАЗБОРКА ДИОДОВ // В КАКИХ ДИОДАХ ЕСТЬ ЗОЛОТО? (1-я часть)Подробнее

Что внутри Диода Д1011А. Подробнее

МЕГА ОБЗОР ДИОДОВ СОДЕРЖАЩИХ ДРАГОЦЕННЫЕ МЕТАЛЛЫПодробнее

Медь с советских диодов и тиристоровПодробнее

Добываем медь! Разбор диодов тиристоров.Подробнее

Источник

Диод силовой В200-9

Диод В200-9 – силовой выпрямительный диод штыревой конструкции общего назначения. Преобразовывают постоянный и переменный ток до 200 ампер частотой до 500 Гц в цепях с напряжением 900 В (9 кл).

Для отвода тепла диоды собирают с охладителями при помощи резьбового соединения. Чтобы обеспечить надежный тепловой и электрический контакт с охладителем, при сборке необходимо соблюдать соответствующее усилие зажатия M_d (для В200-9 усилие зажатия составляет 50 Нм). Также для лучшего отвода тепла при сборке может использоваться теплопроводящая паста КПТ-8.

Применяются силовые диоды в качестве выпрямительных и размагничивающих диодов, для предотвращения пагубного воздействия коммутационных перенапряжений, в низковольтных выпрямителях сварочного и гальванического оборудования, в неуправляемых или полууправляемых выпрямительных мостах, а также в электрогенераторах промышленности и транспорта.

Диоды изготавливаются для эксплуатации в умеренном, холодном (УХЛ) или тропическом (Т) климате; категория размещения – 2. Применяются в схемах питания электрофизических установок и в преобразователях электроэнергии.

Подробные характеристики, расшифровка маркировки, полярность, размеры, применяемые охладители указаны ниже. Гарантия работы поставляемых нашей компанией диодов составляет 2 года с момента их приобретения, что подкрепляется соответствующими документами по качеству.

Окончательная цена на диоды В200-9 зависит от класса, количества, сроков поставки, производителя, страны происхождения и формы оплаты.

Подробные характеристики диодов В200-9:

Расшифровка маркировки силовых диодов В200-9:

Полярность (цоколевка), размеры диода В200:

Предельные прямые вольт-амперные характеристики при температуре перехода Т_j = 25°С (1) и Т_j = Т_jm (2):

Таблица возможной замены диодов:

Диоды В10, В25, В50, В200						Вариант замены
Тип		IF(AV) (TC)	Класс	Габариты*	Масса	Тип		IF(AV) (TC)	Класс	Габариты*	Масса
	В10	10А (100ºC)	16	120х14хМ8	45 г		Д112-10X	10А (150ºC)	16	29х11хМ5	6 г
	В25	25А (100ºC)	16	150х16хМ10	84 г		Д112-25X	25А (150ºC)	16	29х11хМ5	6 г
	В50	50А (100ºC)	16	175х15хМ20	190 г		Д132-50X	50А (150ºC)	16	49х14хМ8	27 г
	В200	200А (100ºC)	16	277х15хМ20	460 г		Д161-200X	200А (145ºC)	18	226х16хМ20	265 г

*Примечание: общая длина, мм × длина шпильки, мм × резьба.

Источник

Диод силовой В200-12

Диод В200-12 – силовой выпрямительный диод штыревой конструкции общего назначения. Преобразовывают постоянный и переменный ток до 200 ампер частотой до 500 Гц в цепях с напряжением 1200 В (12 кл).

Для отвода тепла диоды собирают с охладителями при помощи резьбового соединения. Чтобы обеспечить надежный тепловой и электрический контакт с охладителем, при сборке необходимо соблюдать соответствующее усилие зажатия M_d (для В200-12 усилие зажатия составляет 50 Нм). Также для лучшего отвода тепла при сборке может использоваться теплопроводящая паста КПТ-8.

Применяются силовые диоды в качестве выпрямительных и размагничивающих диодов, для предотвращения пагубного воздействия коммутационных перенапряжений, в низковольтных выпрямителях сварочного и гальванического оборудования, в неуправляемых или полууправляемых выпрямительных мостах, а также в электрогенераторах промышленности и транспорта.

Диоды изготавливаются для эксплуатации в умеренном, холодном (УХЛ) или тропическом (Т) климате; категория размещения – 2. Применяются в схемах питания электрофизических установок и в преобразователях электроэнергии.

Подробные характеристики, расшифровка маркировки, полярность, размеры, применяемые охладители указаны ниже. Гарантия работы поставляемых нашей компанией диодов составляет 2 года с момента их приобретения, что подкрепляется соответствующими документами по качеству.

Окончательная цена на диоды В200-12 зависит от класса, количества, сроков поставки, производителя, страны происхождения и формы оплаты.

Подробные характеристики диодов В200-12:

Расшифровка маркировки силовых диодов В200-12:

Полярность (цоколевка), размеры диода В200:

Предельные прямые вольт-амперные характеристики при температуре перехода Т_j = 25°С (1) и Т_j = Т_jm (2):

Таблица возможной замены диодов:

Диоды В10, В25, В50, В200						Вариант замены
Тип		IF(AV) (TC)	Класс	Габариты*	Масса	Тип		IF(AV) (TC)	Класс	Габариты*	Масса
	В10	10А (100ºC)	16	120х14хМ8	45 г		Д112-10X	10А (150ºC)	16	29х11хМ5	6 г
	В25	25А (100ºC)	16	150х16хМ10	84 г		Д112-25X	25А (150ºC)	16	29х11хМ5	6 г
	В50	50А (100ºC)	16	175х15хМ20	190 г		Д132-50X	50А (150ºC)	16	49х14хМ8	27 г
	В200	200А (100ºC)	16	277х15хМ20	460 г		Д161-200X	200А (145ºC)	18	226х16хМ20	265 г

*Примечание: общая длина, мм × длина шпильки, мм × резьба.

Источник