Разновидности полупроводниковых диодов


светодиоды

фотодиоды

стабилитроны


Полупроводниковый диоды в силу своих свойств имеют некоторые разновидности, которые мы и рассмотрим в этом разделе:

Светодиод  Некоторые полупроводники обладают интересным свойством:при прохождении через их p-n переход, они начинают излучать свет.

Цвет свечения (длина волны максимума спектра излучения) определяется типом используемых полупроводниковых материалов, образующих p-n-переход.

По сравнению с привычной нам всем лампой накаливания светодиоды обладают рядом приемуществ:

1. Светодиоды не имеют никаких стеклянных колб и нитей накаливания, что обеспечивает высокую механическую прочность и надежность(ударная и вибрационная устойчивость)
2. Отсутствие разогрева и высоких напряжений гарантирует высокий уровень электро- и пожаробезопасности
3. Безынерционность делает светодиоды незаменимыми, когда требуется высокое быстродействие
4. Миниатюрность
5. Долгий срок службы (долговечность)
6. Высокий КПД,
7. Относительно низкие напряжения питания и потребляемые токи, низкое энергопотребление
8. Большое количество различных цветов свечения, направленность излучения
9. Регулируемая интенсивность

Вкратце каким образом устроен светодиод, как он работает можно почитать здесь

на схемах светодиод обозначается так:
светодиод
Фотодиод  Еще один оптический прибор на основе p-n перехода. Обычно используется в двух видах:
* как гальванический элемент: преобразовывает получаемую световую энергию в электрическую.
* как фоторэле: "открывается" (увеличивет проводимость) при увеличении освещенности кристалла. Получил большое распространенние в различных датчиках.

Обозначение фотодиода на схемах:
обозначение светодиода
обозначение фотодиода
Электронный элемент, в основе которого используется фотодиод в паре со светодиодом получил название оптопара (или оптрон) очень широко применяется в технике в цепях, где требуется гальваническая развязка. Например используется в импульсных блоках питания для организации обратной связи между входом и выходом.

В качестве фотоэлемента в оптроне также применяются фототранзисторы или фоторезисторы

Схемное обозначение оптрона:
оптрон
Еще один элемент на основе полупроводникового диода- стабилитрон. Его основное предназначение- поддержание напряжения источника питания на заданном уровне. Происходит это следующим образом:

Одним из основных параметров полупроводникового диода является обратное напряжение пробоя. При превышенни максимального уровня напряжения он "пробивается"- начинает работать в режиме очень малого сопротивления.
Но в отличие от диода, который после электрического пробоя можно смело выбросить, стабилитроны просто открываются при определенном напряжении ( порог срабатывания у каждого стабилитрона имеет фиксированное значение ) и закрываются при понижении этого напряжения.
Это свойство с успехом используется в электронных устройствах для поддержания (стабилизации) напряжения на одном уровне: стабилитрон включается в цепь в обратном направлении и при увеличении допустимого напряжения просто открывается и весь "излишек" пропускает через себя.
Конечно, в этом случае необходима установка в цепь баластного резистора (разница напряжений должна-же где-то "осаживаться"!). Такая схема называется простейший стабилизатор:

устройство стабилитрона
Так- же во многих устройствах в цепях питания стабилитроны довольно часто используются просто в качестве предохранителей: при превышении допустимого значения происходит пробой стабилитрона, что защищает остальные, более дорогостоящие, элементы от выхода их из- строя.

Управляемые диоды: тиристоры, симисторы

По- сути тиристор является ключом: то есть под действием управляющего напряжения отпирается или запирается.
В основном используется в устройствах автоматики, где требуется управление мощными устройствами при посредствии слабого сигнала.

Устройство тиристора представляет собой четырёхслойный полупроводник структуры p-n-p-n, содержащий три последовательно соединённых p-n-перехода. Крайние выводы, так- же как и в обыкновенном полупроводниковом диоде, называются анод и катод.
устройство тиристора
Обычно тиристоры бывают двух разновидностей: пропускающие ток в одном направлении (от анода к катоду) и пропускающие ток в обоих направлениях.
Прибор, пропускающий в двух направлениях называются симистор (или триак)

Обозначение тиристора на схемах:
обозначение тиристора
Каку проверить тиристор читаем здесь
следующий полупроводниковый прибор: транзистор
интернет-магазин


немного теории