Что же представляет собой полупроводник? Это не проводник, как металлический провод, не диэлектрик, как изоляция, а нечто среднее. Полупроводники изготавливают из кремния, который содержится в песке. Кремний в обычном состоянии является диэлектриком, но после специальной обработки приобретает особые свойства, позволяющие при определенных условиях пропускать электрический ток.
В диоде используют сочетание двух типов полупроводников с разными характеристиками. Это сочетание открывает новое полезное свойство — в одном направлении диод пропускает ток, а в другом — нет. Благодаря такому поведению диоды широко применяются при монтаже охранного оборудования — для развязки концевиков дверей, «отсекания» импульсов определенной полярности, шунтирования обмоток реле с целью уменьшения выбросов индукции при срабатывании.
Условное обозначение выпрямительного диода
Диод можно сравнить с клапаном, пропускающим воду в одну сторону и препятствующим ее обратному движению.
Аналог диода — водяной клапан
Ток через диод проходит в направлении стрелочки в условном обозначении.
Диод пропускает ток только в одном направлении
У диода два вывода — анод и катод. Если потенциал на аноде больше потенциала на катоде, диод открыт (ток течет), если наоборот — закрыт (ток не течет).
Виды выпрямительных диодов
Чтобы определить, где находится анод, а где — катод, на корпус выпрямительных диодов наносится маркировка в виде условного обозначения или полоски у катода.
Основным параметром выпрямительного диода является допустимый ток, который диод, не перегреваясь, может пропустить в прямом направлении. Важны и такие характеристики, как допустимое обратное напряжение, прямое падение напряжения на диоде (поскольку диод не идеальный, он обладает малым сопротивлением), прямой импульсный ток, обратный ток утечки. Эти параметры обычно указываются в справочниках.
Помимо обычных выпрямительных диодов при монтаже охранного оборудования находят применение и другие полупроводниковые приборы, по строению сходные с обычным выпрямительным диодом. Это так называемые стабилитроны и светодиоды.
Стабилитрон
Стабилитрон ("Zener Diode") по своим функциям похож на диод. Аналогично диоду он пропускает ток в одном направлении и задерживает в другом. Но в определенный момент при обратном направлении тока наступает электрический пробой, и сопротивление стабилитрона резко падает. Электрический пробой в данном случае является обратимым (если не наступает тепловой пробой вследствие слишком большой силы тока).
Это обстоятельство, в силу закона Ома, позволяет поддерживать напряжение на участке цепи после стабилитрона практически на одном заданном уровне независимо от величины входного напряжения.
Условное изображение стабилитрона на «наших» и «импортных» схемах
Основной параметр стабилитрона — напряжение стабилизации (Uстаб) — напряжение на выходе, которое стабилитрон старается поддерживать. Другим немаловажным параметром является мощность, которая определяется током потребления конкретной схемы.
Использование стабилитрона для стабилизации выходного напряжения
Стабилитроны внешне похожи на выпрямительные диоды и различаются только маркировкой.
Миниатюрный стабилитрон в стеклянном корпусе
Диод. Схема-памятка