випрямний міст
Ще одне включення, яке можна розглянути з застосування діода - це включення через випрямний міст. Воно характерно тим, що через діоди протікають обидві напівхвилі напруги, які для навантаження будуть позитивної напівхвилі, т.к будуть протікати через навантаження в одному напрямку. Змінна напруга ми зможемо побачити тільки на початковому джерелі живлення, а ось на навантаженні буде тільки постійна напруга. За своїм значенням воно буде дорівнює значенню змінному, що, власне в таких випадках і потрібна. Підключивши до навантаження осцилограф, ми побачимо випрямлені доданими мостом напівхвилі змінної напруги. Це показано на верхньому графіку (див. Ріс.3в). А на рис.4 продемонстровано рух електронів від джерела живлення через діодний міст і навантаження. З урахуванням того, що полярність змінної напруги змінюється (про що говорилося в розділі "Про змінний струм і напруга"), то ми умовно показали це рухом електрона синього і зеленого кольору. Видно, що не дивлячись на зміну полярності джерела напруги, струм через саму навантаження тече завжди в одному напрямку. Значить, обидві напівхвилі змінної напруги, проходячи через діодний міст, матимуть на навантаженні одну і ту ж полярність постійної напруги.
Су ществует також і схема застосування всього 2-х діодів для випрямлення змінного струму з використанням трансформатора з відведенням від середньої точки. У ній правильна робота діодів здійснюється за рахунок того, що застосовується трансформатор має дві однакові вторинні обмотки с, відповідно, рівними напруженнями. Один напівперіод працює одна обмотка, а інший - інша. Цей варіант ви зможете знайти і розібрати самі. Але на практиці, однак, застосовується набагато частіше саме розглянута вище схема.
Якщо ви не збираєтеся застосовувати діоди в високочастотних ланцюгах, а це окремі серії діодів, то необхідно знати два основних параметри випрямних діодів:
1) Максимальний струм в прямому напрямі. Іпр. Це той самий струм, який і буде проходити через навантаження при відкритому стані діода. У більшості застосовуваних діодів ця величина складає від 0,1 до 10А. Бувають і більш потужні. Однак треба враховувати, що в будь-якому випадку, коли через діод протікає прямий струм Іпр, то на ньому "осідає" невелика напруга. Величина його залежить від величини струму, що протікає, але в загальному випадку це приблизно близько 1В. Називається ця величина прямим падінням напруги і зазвичай позначається як Uпр або Uпад. Для кожного діода вона наводиться в довіднику.
2) Максимально зворотна напруга. Uобр. Це найбільша напруга, в зворотному напрямку, при якому діод все ще зберігає свої вентильні властивості. Загалом, це всього-на-всього, змінна напруга, яке ми можемо підключити до його висновків. І при виборі діодів для того ж мостового випрямляча саме на цю величину і потрібно орієнтуватися. При перевищенні значення цієї напруги відбувається незворотний пробою діода як і при перевищенні прямого струму I пр. Ця величина також є в довідниках по диодам.
Варто відзначити ще один різновид, якщо можна так сказати, діодів - це стабілітрони. Трохи інформації про них далі.
Читати далі. стабілітрон
Інша група діодів - це стабілітрони. Їх призначення - це не випрямлення струму, а стабілізація напруги. У них теж є p-n перехід. На відміну від діода стабілітрон підключається в зворотному напрямку. Його вольт-амперна характеристика і умовне позначення показані на рис.5. З рис.5 видно, що при деякому значенні напруги на висновках стабилитрона меншого, ніж Umin, ток практично дорівнює нулю. При напрузі Umin стабілітрон відкривається, і через нього починає протікати струм. Ділянка напруги від Umin до Umax, тобто між точками 1 і 2 на графіку, є робочим ділянкою опорного діода (стабилитрона). Мінімальна і максимальна значення можуть відрізнятися хіба що на десяті частки вольта. Цим значенням відповідають мінімальний і максимальний струми стабілізації. Основні параметри стабілітрона - це:
1) Напруга стабілізації Uст. Виробляються стабілітрони з напругою стабілізації найчастіше від 6 до 12В, але є і від 2 до 6В, а також і більш редкоіспользуемие понад 12 і до 300В;
2) Мінімальний струм стабілізації IСТ.МИН. Це найменший струм, що протікає через стабілітрон, в результаті чого на ньому з'являється його паспортне стабілізовану напругу. Зазвичай це 4. 5мА;
3) Максимальний струм стабілізації. Це найбільший струм через стабілітрон, який під час роботи не можна перевищувати, тому що настає неприпустиме нагрівання стабилитрона. У малопотужних моделях це найчастіше 20. 40мА.
Чим крутіше ділянку 1 - 2 вольт-амперної характеристики стабілітрона, тим краще він стабілізує напругу.
Конкретне застосування стабілізаторів напруги з розрахунками приведено в розділах "Розрахунок параметричного стабілізатора" і "Безперервний компенсаційний стабілізатор напруги".
Існують і інші різновиди діодів. Це імпульсні діоди, СВЧ-діоди, стабістори, варикапи, тунельні діоди, що випромінюють діоди, фотодіоди. Але приймемо за факт те, що вони все-таки використовуються не в простих електропристроях, а в найчистішої води радіоелектронних, тому загострювати свою на них увагу ми не будемо. Тим більше, що вивчивши основні властивості розглянутих діодів, інформацію про вищеназваних можна без праці подивитися в технічній літературі.
А на закінчення, трохи інформації про маркування напівпровідникових діодів. Осіановімся на українських.
Перший символ - буква (для приладів загального застосування) або цифра (для приладів спеціального призначення), яка вказує вихідний напівпровідниковий матеріал, з якого виготовлений діод: Г (або 1) - германій; К (або 2) - кремній; А (або 3) - GaAS. Другий символ - буква, що позначає підклас діода: Д - випрямні, високочастотні (універсальні) і імпульсні; В - варикапи; С - стабілітрони; Л - світлодіоди. Третій символ - цифра, яка вказує призначення діода (у стабілітронів - потужність розсіювання): наприклад, 3 - комутаційний, 4 - універсальний і т.д. Четвертий і п'ятий символи - 2-х значне число, яке вказує порядковий номер розробки (у стабілітронів - номінальна напруга стабілізації). Шостий символ - буква, що позначає параметричну групу приладу (у стабілітронів - послідовність розробки).
Кілька прикладів маркування:
ГД412А - германієвого (Г) діод (Д), універсальний (4), номер розробки 12, група А; КС196В - кремнієвий (К) стабілітрон (С), потужність розсіювання не більше 0,3Вт (1), номінальну напругу стабілізації 9,6В, третя розробка (В).
Для напівпровідникових діодів з малими розмірами корпусу використовується кольорове маркування у вигляді міток, що наносяться на корпус приладу.