Силовые диоды
Содержание
Цепи переменного электротока характеризуются циклическим подъемом и падением его силы, что может быть графически отражено через синусоидальную кривую. Когда стоит цель преобразовать ток в постоянный, используются специальные детали – выпрямители, примером которых являются силовые диоды, подключаемые в электроцепь последовательно. Для выбора подходящего устройства зарубежного или отечественного производства электрику нужно иметь представление об их основных типах и характеристиках.
Внешний вид детали
Как классифицируются
Справочник по выпрямительным диодам может быть составлен по ряду критериев. Если отталкиваться от наибольшей величины прямого электротока, можно выделить категории деталей с малым значением мощности (предназначены для работы с током до 300 миллиампер), средним (от 300 мА до 10 А) и выпрямительные диоды большой мощности (более 10 А). Мощные диоды с кремниевыми компонентами обладают значительно меньшим значением обратного тока, по сравнению с деталями из германия. Это позволяет добиться больших значений возможного обратного напряжения в полупроводниковых элементах, превышающего 1,5 киловольт (у германиевых изделий оно довольно малое – не более 400 вольт).
По особенностям функционирования можно выделить следующие типы диодных устройств:
- Импульсные – используются в маломощных электросхемах с соответствующей подачей напряжения. Основными их характеристиками являются наибольший электроток восстановления (это обратный ток, протекающий по устройству следом за переключением), время восстановления (по его прошествии происходит переход в режим обратного напряжения) и время установки (в этот период прямой электроток течет по диоду до того, как установится нужное напряжение).
- Обращенные – отличаются тем, что прямое включение показывает значительно большие резистивные свойства, чем обратное. Применяют их с целью выпрямить сигналы с малой амплитудой (менее 100 вольт).
- Изделия Шоттки – отличаются малым показателем инерционности. Особенность их устройства такова, что внутри диода не происходит накопления и рассасывания неосновных носителей. Поскольку их полупроводниковый слой имеет небольшую величину сопротивления, при последовательном подключении деталь обладает низкой резистивностью. Варикапы Шоттки хорошо подходят для использования на источниках питания импульсного типа, реализующих выпрямление напряжения с частотой более одного мегагерца. Они могут работать с электротоками большой силы – более 10 ампер.
Диодные компоненты Шоттки
Конструкция силового диода
Данные детали производятся в разных вариантах исполнения. Точечные устройства собираются из пластинки малых габаритов (до 1,5 мм2 площади) германия или кремния и иголки из стали, требуемой для формирования p-n-перехода в месте соприкосновения (электроток через него чаще бывает малым – менее 100 миллиампер). Данные изделия обладают скромными значениями емкости и мощности, из-за чего применяются для электроцепей с высокими частотами. Есть и плоскостные изделия, отличающиеся большими размерами контактного перехода в силу конструкции – в ней задействована пара пластинок с разными значениями электропроводности. Через такие детали может проходить значительный ток, порой до 6 килоампер.
Конструкцию, создающую p-n-переход, размещают в корпусе устройства, предохраняющем ее от воздействия внешней среды и создающем отведение тепловой энергии. Изделия с малой мощностью размещают в корпусе из пластмассы с гнущимися внешними выводами, средней и высокой – в металлостеклянном. Некоторые мощные диоды имеют металлокерамическое исполнение. На корпусе указывается маркировка, при этом импортные детали и варикапы российского производства имеют различные символьные системы. У иностранных изделий чаще используется маркировка из нескольких разноцветных полос (значения цветов указываются в прилагаемой документации), у российских – цифро-буквенная.
Тиристоры
Данные детали находят широкое применение в приборах для выпрямления и преобразования электротока, сварочных аппаратах, устройствах запуска и контроля скорости работающего на электричестве транспорта, различных радиоэлектронных и коммутационных установках. Применяются они и в конструкциях, предназначенных для компенсации реактивной мощностной нагрузки.
Тиристорная деталь
Силовые полупроводниковые диоды
Данные изделия широко применяются в трансформаторах электрической энергии и разного рода силовых установках. Подключение диода в электроцепь может преследовать множество целей, но первоочередными обычно являются выпрямление тока и предохранение от коммутационных перегрузок. Распространены диоды таблеточной формы, в которых полюсами являются уплощенные основания. Определить «плюс» и «минус» в таких изделиях можно по отметкам на корпусе. Используют их в силовых установках, требующих малой зарядной дозы для восстановления, в высокочастотных условиях (2 килогерца и выше), в статических трансформаторах электрической энергии. Есть и диоды штыревого типа, в них роль катода исполняет вывод, а анода – основание, сделанное из меди. Применяют их чаще в условиях невысокой частоты (менее 500 Гц). Некоторые диоды используют в генераторах автомобилей, тракторов, выпрямительных блоках сварочного оборудования, системах возбуждения.
Где находят применение диоды
Помимо собственно преобразования нестабильного тока в постоянную форму, диоды имеют ряд других вариантов использования. К числу типичных примеров таких компонентов относятся светодиоды, используемые в разных электротехнических приборах, фонарях, телевизорах. Варикапы также применяются в детекторных аппаратах, логарифмических усилителях и иных установках, работающих с нелинейной обработкой аналоговых сигналов. Здесь они выполняют преобразовательную функцию либо формируют некоторый параметр. При встречно-параллельном подключении пары элементов можно сформировать блок ограничения сигнала. С точки зрения функционального наполнения, серьезной разницы между сборкой и единичными диодными компонентами не наблюдается. Вышедший из строя элемент подлежит замене равноценным ему.
Схема, содержащая силовые диоды
Силовые диодные компоненты заточены под трансформацию синусоидального тока в постоянный. Поскольку такая необходимость возникает часто, эти радиодетали используются в широком спектре приборов и схем. Разные варианты исполнения рассчитаны на эксплуатацию при различных показателях силы и частоты тока.
Видео
