Отиди на
Форум "Наука"

Диод


Joro-01

Recommended Posts

  • Модератор Инженерни науки

Електронен компонент предназначен да пропуска ток в една посока. Ако трябва да се унагледи с елемент в хидравликата/ пневматиката - това е клапа.

Вакуумен диод - преди появата на полупроводниците диодът е представлявал вакуумна лампа с два /условно/ електрода - анод и катод. Едисон го е открил случайно, опитвайки се да усъвършенства лампата си. Катодът се подгрява и излъчва електрони - явлението е извесно като термоелектронна емисия. За целта катодът представлява /съдържа/ нагреваема жица, която се захранва от отделна слаботокова верига, така че от лампов диод могат да стърчат три или дори четири крачета. Емитираните електрони се насочват към анода под действие на подадено в права посока външно напрежение. При подаване на обратно напрежение ток няма да протече - анодът не излъчва електрони, а излъчените привлечени от полето ще си стоят около катода. Въпреки размерите и консумацията си вакуумните привори /диоди, триоди, генератори и фотоелектронни прибори/ си имат своите предимства се ползват и днес. Но това - по натам.

Полупроводников диод - състои се от два типа полупроводник - p и n. Полуроводник n тип - наречен още донор - има електрон в повече - създава се чрез легилране /вкарване на примес/ - в кристал от чист силиций се вкарва фосфор, който е пет валентен. От атома на фосфора тръгват 5 връзки /това са 5 електрона във валентния слай фосфора/ от които 4 образуват ковалентни връзки към околните силициеви атоми и една /един електрон/ остава свободна. Свободнният електрон вече се явява токов носител в n полупроводнита. Полупроводникът p тип се прави по аналогичен начин но се легира с елемент с три електрона във валентния слай, примерно бор. Тук имаме липса на връзка - дупка - това е токов носител в p полупроводницитер наречени още акцептори.

Диодът е съединение на двата типа полупроводник. Границата помежду им се нарича p-n преход.При стайна тмпература част от електроните и дупките в тесни гранични области от двете страни на прехода рекомбинират, в резултат на което се получава тясна обеднена на токови носители зона. Напррежения от 0,5-0,7 V /за Si диод/ в права посока предизвикват скокообразно /нелинейно/ падане на съпротивлението и диодът се отпушва - през него започва да тече ток. Отрицателният потенциал отблъсква отрицателните електроните към p областта, където рекомбинират с дупките. Напрежение в права посока означава в посоката в която диодът пропуска - миинус към n областта и плюс към p.

При прилагане на обратно напрежение - "+" към n - предизвикма миграция на токовите носители /електроните/ към "+", аналогиче процес протича и в p областта. Дебелината на обеднената зона се увеличава ззначетелно, съпротивлението на диода скача над 1000 пъти. Ако приложим нужното напрежение ще стигнем точката на пробив - диодът ще пропуска ток но вече ще е безполезен.

Видове диоди

Делението ще е по предназначение:

- обикновени за които стана вече дума - те се правят за различни напрежения. Ползва се предимно за изправяне на тока - с един диод - еднополупериоден изправител, изходното напрежение е с една посока но пулсира, 4 диода /чеирипътен изправител/ - схема Грец - изправя и двата полупериода, 6-пътен - аналог на Грец, но за трифазен ток, такова има дори и в колите /днешните коли ползван не динамо а трифазен алтернатор/, диоди се ползват и за защити - на електронни вериги от индуктивни товари..

Може ви тук е мястото да спомена, че има и тунелни диоди /Шотки диод/, които работят при високи напрежения и честоти.

- Ценерови диоди - особеното при тях е че при определено папрежение настъпва обратим пробив в обратна посока. Служат за стабилизиране на тока и за защити.

- Светодиоди - при рекомбинация на електрони и дупки се отделя енергия, която при определени условия се излъчва като светлина. Използват се за индикатори, дисплеи - точкови матрици и седемсегментни индикатори /осмици/, осветление и в оптоелектронни прибори /оптрони/.

- Лазерни диоди /полупроводникови лазери/ - различават се от светодиодите доколкото излъчват кохерентна светлина. Активна среда се явява p-n преходът, ролята на оптичен резонатор /двете огледала при лазерите/ тук се изпълнява от успоредни на прехода слоеве с различна оптическа плътност /при хетерогенен галиево алумино арсениден лазелен диод/, полирани стени/дори не ги полират, просто са сцепени - някои от тези кристали имат добра цепителност/.. Коректно е да се каже, че има и лазер с напомпване от светодиоди и те се водят полупроводникови, макар, че приличат повече на рубиновия или итриевоалуминиевгранатен лазер...

***

Няколко думи за полупроводиците - Мателиали които по отношение на електрпроводимостта попадат някъде между проводници и изолтори. Полупроводниците са два вида - собствени и примесни. По името личи, че първото е просто вещество (силиций, германий...), а второто - химично съединение.

Проводниците провеждат ток благодарение на налични токови носители. В металите това са свободни електрони. Тоест - елементи с малък брой електрони /до 3/ в най външният си слой са склонни да ги отдават /нужна е много малка енергия да ги освободи/ са проводници. Si примерно с четирите си електрона, не е проводник, но не е и изолатор. Нужна е малко по-висока енергия за откъсване на електрон /от порядъка на електронволт - eV/, изолаторите - имат по над 5 електрона в най външната си електронна обвиввка /валентната зона/, трудно ги отдават. За откъсване на електрон от валентната зона на изолатора е необходима енергия /известна още като йонизационна енергия/ около и над 6 eV.

Улисах се, а времето напредна, ще продължа по някое време..

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

Само за секунда.

Тук в тази ужасна жега из невиделица идват големи бури и после пак жега.

Процесът е май към крайностите. Не вали седмици наред а после падне цялото средно количество за час два.

Незнам позната ли е картината когато редица светкавици едновременно удрят(излизат) в Лос Аджелес.

Това е на каталога на шотки диоди. Това са такива диоди/ценери които за пико секунди могат да замелят или поне ограничат пика даже и светкавичен удар. Има такива апаратури които се предлагат да се подключат към захранването пред скъпите прибори.

Но това е като застраховка за смърт.

Кой обича да плаща занапред, че ако умре случайно други да получат пари?

Давал съм оферти за милиони но такава кутийка за 50 000 не съм могъл да продам. Считоводитер менъджерите винаги са изтривали този ред.

Но веднъж в една местност където годишно има ужасно много светкавизи удари гръм в приборът ни. Упитваха да управят работата в гаранционен срок но не им се мина. ДЗИ не им плати, защото срещу природни бедствия няма и не бяха направили всичко всевъзможно да минамилизират щетите(макар, че знаеха в каква зона живеят).

След ремонта местната застрахователна само така беше съгласна да сключи дагава ако си купят такъв прибор.

Значи благодарение на шотки диодите (има вече и мощни) могат блокове питания да стават все по-малки и малки.

Това е им голямото предимсво с-у полевите -скороста.

:post-70473-1124971712:

Link to comment
Share on other sites

  • Потребители

Имаше един виц от епохата на социализма, а май и не е виц, а си е истинска случка: Тодор Живков открива завод за полупроводници и гордо заявява: "Тази година откриваме завод за полупроводници, а догодина ще открием завод за цели проводници". :tooth:

По принцип всеки проводник, който се използва в нашия реален свят се явява и съпротинление. По тази причина проводници се считат тези, които имат относително ниско съпротивление. "Жицата" обаче пропуска ток и в двете посоки. Диодът пропуска ток само в едната посока, а в обратната посока съпротивлението е толкова високо, че той на практика се явява изолатор. Но отново в нашия реален свят диодите имат определени параметри и ако те бъдат превишени, е възможно да настъпи пробив и този елемент да загуби предназначението си на полупроводник.

По тази причина и устройствата за предпазване от токов удар имат степен на поносимост, но може да се каже, че покриват по-типичните житейски събития.

Link to comment
Share on other sites

  • Модератор Инженерни науки

Благодаря за високата оценка, колеги!

КГ125, смятам да го кажа, макар според мен да е излишно - ако наистина нещо от писанията ми или цели такива стават, цитирайте, ползвайте свободно, ако има къде. Аз от това не мога да бъда ощетен. Но преди това една проверчица за правописни грешки няма да е излишна.

sirius, втората част от поста ти я възприемам още и като много добри идея и пожелание. Струва си да се помисли. То сега му е времето да мисля такива - като съм в отпуска :)

Link to comment
Share on other sites

  • Глобален Модератор

Ти само пиши, след лятото ще има броеве на списанието ;) ;) ;) Пък и останалите - пробвайте перото, няма да сбъркате;)

Редактирано от КГ125
Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

Имаше един виц от епохата на социализма, а май и не е виц, а си е истинска случка: Тодор Живков открива завод за полупроводници и гордо заявява: "Тази година откриваме завод за полупроводници, а догодина ще открием завод за цели проводници". :tooth:

Само един ли?

"Другарки и другари!

Днес на 1/3 от света е победил социализмът. Надявам се че след години, ще победи на 1/4, 1/5, даже на 1/6!!!!!

:w00t::w00t::w00t:

Link to comment
Share on other sites

  • Модератор Инженерни науки

Skubi,

Благодаря за точното включване. Макар и мимоходом съм подал некоректна информация за Шотки диодите - писал съм, че работят при високи напрежения и честоти. Да се чете високи честоти. Извинение за грешката. Други такива няма. Тези диоди са бързи и имат по-малък пад на напрежение в права посока. Не са ценерови диоди освен ако няма направено нещо хибридно, за което не знам...

Поради факта че Тяхното предимство е бързодействието, обратното им напрежение /на пробив/ е около 250 V. Едни други неспоменати убягнали ми диоди са за високи напрежения /лавинни, PIN/ ще ги бистрим в слидващ пост.

Нещата за които говори Scubi, обаче ме заитресеуваха като принцип. Знам че има нещо като предпазители но полупроводникови. Те биха огле да са такива диоди. Изгарят необратимо /пробиват/, но достатъчно бързо и пазят останалата електроника. И пак не е сигурно. Ако се постави предпазител със стопяема жичка при пренапрежение (особено от мълнии/атмосферно електричество) за времето докато се стопи жичката ще се повреди всичко полупроводниково, което има да се поврежда.

Scubi, ти ме заитересува. Но не като клиент. Ти ги правиш тези неща /кутииките/ или си дистрибутор? Цената ми се вижда височка, каквото и къквато надежност да пази. Кажи повече.

Link to comment
Share on other sites

  • 3 седмици по-късно...
  • Потребител

Ето малко повече инфо и за тунелните диоди - http://www.google.bg...FaLNpVjI5XlDHgw. Има го в съкратен вариант и в нашата уикипедия. За мен беше интересно да прочета и за Лео Есаки - носител на Нобелова награда по физика през 1973 г. за наблюдаване на тъй наречения "тунелен преход". Въз основа на това квантово явление е изобретен и диодът на Есаки emoticons.png

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

Skubi,

Благодаря за точното включване. Макар и мимоходом съм подал некоректна информация за Шотки диодите - писал съм, че работят при високи напрежения и честоти. Да се чете високи честоти. Извинение за грешката. Други такива няма. Тези диоди са бързи и имат по-малък пад на напрежение в права посока. Не са ценерови диоди освен ако няма направено нещо хибридно, за което не знам...

Поради факта че Тяхното предимство е бързодействието, обратното им напрежение /на пробив/ е около 250 V. Едни други неспоменати убягнали ми диоди са за високи напрежения /лавинни, PIN/ ще ги бистрим в слидващ пост.

Нещата за които говори Scubi, обаче ме заитресеуваха като принцип. Знам че има нещо като предпазители но полупроводникови. Те биха огле да са такива диоди. Изгарят необратимо /пробиват/, но достатъчно бързо и пазят останалата електроника. И пак не е сигурно. Ако се постави предпазител със стопяема жичка при пренапрежение (особено от мълнии/атмосферно електричество) за времето докато се стопи жичката ще се повреди всичко полупроводниково, което има да се поврежда.

Scubi, ти ме заитересува. Но не като клиент. Ти ги правиш тези неща /кутииките/ или си дистрибутор? Цената ми се вижда височка, каквото и къквато надежност да пази. Кажи повече.

Здрасти!

На времето бях дистрибутор /Контракс/ продадох няколко към по скъпите тел централи и копи машини. Но не бяха масово заради цената и менталинтета ни. Не им се купуваше нещо което нищо не прави, ами ще се развали непопраувемо ако стане събитие. Все едно като застраховката за живот. Сега плащаш,че когато умреш друг да се радва на паричките ти.....

Наистина първите се появиха с телекомуникацията успоредно. Заради въздушните жици рискът на удър от грамотевици нарастна.

http://www.telefonmuzeum.hu/modules/gallery2/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=3979&g2_serialNumber=8

Те съдържаха по един бушон/висок ток/ и един газов бушон/високо напрежение/ по на всяка жица.

Сегашните са от полупроводници които чрез саможертване спасяват много по-скъпото съоражение поставено на ел. или комуникационната мрежа.

Най добре е в такива зони /застрашени от много годишни удари/ да се ползва UPC Power systems защото в тях в краен случай там е акумулаторът който филтрира доста добре.

Е ако удърът дойде чрез земя /заради лошо или не качествено свързване/ тогава край. Спасение няма....

:post-70473-1124971712::post-70473-1124971712::post-70473-1124971712:

Редактирано от Skubi
Link to comment
Share on other sites

  • Модератор Инженерни науки

Интересно... :post-70473-1124971712::hmmm:

Високите напрежения особено от атмосферно електричество трудно се филтрират. Според мен може да се избягнат чрез оптика. Зависи къде де...

Редактирано от Joro-01
Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

Интересно... :post-70473-1124971712::hmmm:

Високите напрежения особено от атмосферно електричество трудно се филтрират. Според мен може да се избягнат чрез оптика. Зависи къде де...

При директен удър в едно съоражение рядко има оцеляване. Гори всичко. Но когато удари в един трансворматор и всички съоражения в квартирата подключени на тази фаза изгорят....

Е хладилник, ще го смениш. Плазма телевизор хммм също. Но изгубените данни в компютерът? Годишен отчет или дипломна работа готова за отпечатване? Има загуби които не могат да се минимализират.

За опткитата съм съгласен, но и на тях са нужни репетитори. Не съм в течение на техниката, до колкото знам вече могат да точат 3000 км монолитна нишка, но и тя е къса за да може без загуба данни да свърже Европа с Америка. Затова е нужен репетитър който работи с ток. Там ако удари...

Предсави си, няколко милиона връзки /говор и данни/ се прекъсват.... само на една нишка. И тези кабели не са само една нишка.

По практика знам.

В месноста Кунфехерто удари светкавица директно в трасформатора, и в домовете на главната улица които бяха на дясната страна изгоряха всички електронни прибори на хората, докато на лявата нямаше нито една повреда....

Там трябваше на една тел. станция от ~милиона да сменям няколко платки от които само една струваше колкото едно предпазително устройство, което от спестене не го бяха купили/макар, че фигурираше в офертата/ и застрахователното не им ги плати.

:post-70473-1124971712::post-70473-1124971712::post-70473-1124971712:

Link to comment
Share on other sites

  • Модератор Инженерни науки

Репетиторът предполагам служи да усили и преизлъчи сигнала, подобно на ретранслаторите. Защото сигналът се губи колкото и да е прозрачно влакното - светлина все пак се поглъща. Има начин и захранване да тече по оптика, не знам доколко ще е ефективно. Четох и за материали, които усилват оптичен сигнал /да кажем изцяло оптичен аналог на транзистора/, като ползват пак светлина енергия - не знам има ли ги работещи.

Аз имах предвид друго - метеорологини станции или някакъв друг вид постоянно монтирана на полето мониторингова апаратиура. В моя случай те изгаряха от електромагнитния импулс на паднала на 60 м светкавица. Кабелите на сензорите стават източници на киловолтово напрежение и входовете на апарата горят. Тогава ми мина идеята станцията да се захранва само със светлина. Сензорите за валжеж, скорост и посока на вятъра ползват оптика - оптрони. Температура и влажност могат да се направят само с оптика. Слаба електроника ще чете и записва /предава/ данните. Ще се захранва с фотоволтаици и няма да има никакви дълги проводници към нея.

Редактирано от Joro-01
Link to comment
Share on other sites

  • Потребители

Joro, то хубаво това, което пишеш, ама много скъпо става. Ще се използва предимно от фирми и само за най-отговорната им апаратура, иначе наистина оптичното развързване си е супер решение. Доколкото разбрах от първите постове на Scubi, той има предвид потребителски решения.

Има едни разклонители, които са рекламирани като притежаващи мълниезащита. Не знам дали и колко са тествани на много високи напрежения. Съдейки по цената...хм.

Иначе, ако с комшиите се разберете, може да си смените мълниезащитата на блока/входа и да си поделите разходите (за този който живее в блок). Мисля, че този вариант би бил по-удачен.

А персонално всеки да си вземе мерки за пикове в напрежението от ел.мрежата.

И за да не бягам много от темата с диодите - има обърнати диоди, диоди на Гън, лавинни диоди, фотодиоди, варистори и...кой знае колко видове съм изпуснал още

Link to comment
Share on other sites

  • Модератор Инженерни науки

Joro, то хубаво това, което пишеш, ама много скъпо става. Ще се използва предимно от фирми и само за най-отговорната им апаратура, иначе наистина оптичното развързване си е супер решение. Доколкото разбрах от първите постове на Scubi, той има предвид потребителски решения.

Има едни разклонители, които са рекламирани като притежаващи мълниезащита. Не знам дали и колко са тествани на много високи напрежения. Съдейки по цената...хм.

Иначе, ако с комшиите се разберете, може да си смените мълниезащитата на блока/входа и да си поделите разходите (за този който живее в блок). Мисля, че този вариант би бил по-удачен.

А персонално всеки да си вземе мерки за пикове в напрежението от ел.мрежата.

И за да не бягам много от темата с диодите - има обърнати диоди, диоди на Гън, лавинни диоди, фотодиоди, варистори и...кой знае колко видове съм изпуснал още

Благодаря

.. и лавинн фотодиоди... Мислех снощи да драсна за тях /фотодиоди и светодиоди предимно, но и за това че фотоволтаиците са диоди, както и Пелтие-Зеебек устройствата - когато не говорим за метални, а за полупроводникови/ но така си остана.. Варисторът беше диод с голяма площ на прехода, който в обратна посока се ползва като капацитет /кондензатор/, лавинният май имаше диопълнителен слой, какво правеше не помня /може да се види, а и допускам съдейки по името/.. Благодаря. Ще ги погледна.

Разклонител от някакво пренапрежение може да пази, ама чак с мълниезащита...

Редактирано от Joro-01
Link to comment
Share on other sites

  • Модератор Инженерни науки

Засега давам това, ако се сетя нещо /едва ли/ ще пиша

То целият сайт е мн интересен.

Редактирано от Joro-01
Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

Репетиторът предполагам служи да усили и преизлъчи сигнала, подобно на ретранслаторите. Защото сигналът се губи колкото и да е прозрачно влакното - светлина все пак се поглъща. Има начин и захранване да тече по оптика, не знам доколко ще е ефективно. Четох и за материали, които усилват оптичен сигнал /да кажем изцяло оптичен аналог на транзистора/, като ползват пак светлина енергия - не знам има ли ги работещи.

Аз имах предвид друго - метеорологини станции или някакъв друг вид постоянно монтирана на полето мониторингова апаратиура. В моя случай те изгаряха от електромагнитния импулс на паднала на 60 м светкавица. Кабелите на сензорите стават източници на киловолтово напрежение и входовете на апарата горят. Тогава ми мина идеята станцията да се захранва само със светлина. Сензорите за валжеж, скорост и посока на вятъра ползват оптика - оптрони. Температура и влажност могат да се направят само с оптика. Слаба електроника ще чете и записва /предава/ данните. Ще се захранва с фотоволтаици и няма да има никакви дълги проводници към нея.

Да. Много пъти е достатъчно мълнията да мине само, например ако удари в гръмоотвода, по пътя към земята всичко успоредно с гръмоотвода се индуктира ток.

Има различни трикове с-у това, но когато незнаят....

Например в Швейцария в такива месности кабелите /ел мрежа, тел, оптика/ се копаят в земята. И не само копаят но и в най-застрашените места се вкарват/също закопани/ в железни тръби. Инсталациите със сенсорите също може да се посторои също и цоклите да са противо високо напрежение защиштени.....

Но вечният проблем е как можеш един главен шчетоводител/ икономичен директор/, финансов менъджър да убедиш в това?

Виж БДС какво предлага за ел. апаратури работещи на високо планинските райони или карта от метерологическият институт за средно годишният брой удари на светкавици.

Зафир

Унгарски Стандарт

:post-70473-1124971712::post-70473-1124971712::post-70473-1124971712:

Но товоа е малко оф.

Сега падна на главата ми един каталог от 1980 година.:biggrin:

Да се върна на темата, полупроводниците които са презначени за предпазители на високо напрежение се наричат TransZorb, и са производство/патент?/ на Генерал Семикондуктор.

:book::book::book:

Редактирано от Skubi
Link to comment
Share on other sites

  • Модератор Инженерни науки

За съжаление БДС трябва да го купя за да го видя :) Не го открих свободен... За директорие е ясно, че трудно се убеждават и мислят всичко за даденост.

За мълниезащита

Предполагам няколко вида диоди /или схеми от ткакива/ могат да вършат тази работа но ние вече ги споменахме. Пиша всичко за което се сетя после ще проверя. Функциите на някои може да се припокриват, но разликата е в напреженията при които работят и в този смисъл може да не ставар за защита от пренапрежения от мълнии. Някои от описаните са за еднократно ползванел, други си работят.

- Шотки;

- Тунелен;

- Ценеров;

- Лавинен;

- Динистрори - това макар, че го споменах в темата за транзистори се води диод;

- Може да греша - ICP - почти съм сигурен че е полупроводников, може обаче да се припокрива с някои от горните. Еднократен.

Редактирано от Joro-01
Link to comment
Share on other sites

  • Модератор Инженерни науки

Ето малко за светодиодите, мисля си заслужава:

http://www.ecse.rpi.edu/~schubert/Light-Emitting-Diodes-dot-org/LED-slide-show.pdf

Редактирано от Joro-01
Link to comment
Share on other sites

  • 2 седмици по-късно...

Напиши мнение

Може да публикувате сега и да се регистрирате по-късно. Ако вече имате акаунт, влезте от ТУК , за да публикувате.

Guest
Напиши ново мнение...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Зареждане...

За нас

Вече 15 години "Форум Наука" е онлайн и поддържа научни, исторически и любопитни дискусии с учени, експерти, любители, учители и ученици.

 

За контакти:

×
×
  • Create New...