Светодиодные ленты. Виды и типы. Применение и питание

Светодиодные кристаллы отличаются малыми размерами и незначительным током потребления. Благодаря этому их научились размещать на тонких и узких подложках. Конструкция оказалась столь удачной, что сразу прижилась и получила широкое распространение. Сейчас светодиодные ленты используют в дизайне, рекламных целях и для бытовых нужд. Сложно найти сферу, где они не могут заменить обычную лампочку.

Типы

По способу монтажа светодиодов ленты делятся на DIP и SMD. Поверхностный монтаж SMD означает, что светодиоды и резисторы припаяны к плате сверху. Название DIP предполагает, что светодиоды помещены в корпус, из которого идут 2 выхода с каждой стороны.

Говоря простым языком, SMD лента имеет плоский вид, а DIP представляет собой цепочку из маленьких цилиндров.

После аббревиатуры SMD идут четыре цифры. Они указывают на размер припаянного светодиодного чипа. Например, маркировка SMD 5630 означает, что чип имеет размеры 5,6 мм на 3 мм.

Наибольшим спросом пользуются светильники SMD 3528 и 5050, испускающие белый свет. С обратной стороны платы предусмотрена липкая подложка, с помощью которой источник света приклеивают к потолку или стенам. Простой монтаж добавляет изделию популярности.

В DIP источниках используют цилиндрические светодиоды, которые для герметичности заливают силиконом. Обычно указывается размер светодиода в миллиметрах. DIP 5 мм, означает, что диаметр каждого светодиода составляет 5 мм. DIP ленты находят широкое применение в подсветке рекламных вывесок и для тюнинга автомобилей.

Виды

В освещении большое значение имеет цвет. Он влияет на работоспособность, создает настроение, выполняет декоративные функции. По цвету LED ленты бывают:

• Одноцветными (монохромными).

• Многоцветными.

Монохромные ленты делают из светодиодов одного типа. Они могут излучать белый, синий, зеленый, красный или желтый цвет – но только какой-то один. Встречаются нестандартные цвета, например, розовый или оранжевый. Выпускают ленты с инфракрасным и ультрафиолетовым излучением. Они находят применение в теплицах, оранжереях, медицинских учреждениях.

Белый цвет тоже имеет свои оттенки. Он бывает холодным с синеватым отливом, мягким и теплым, чуть желтоватым, и нейтральным.

Если в один чип вмонтировано три светодиодных кристалла (красный, желтый и синий), то такой источник света называют RGB.

Напряжение питания и мощность светодиодных лент

Ленту подключают к сети через блок питания, который регулирует напряжение и силу тока. Стандартные светодиодные ленты рассчитаны на работу от напряжения 12 В, реже предусмотрено питание 24 В, встречаются также модели на 36 В. Чтобы управлять интенсивностью свечения, создавать различные световые эффекты, подключают контроллер.

Мощность светодиодной ленты указывают в Ваттах на метр или в Ваттах на бобину. Покупая блок питания, надо обращать на это внимание. Если требуется установить 2-х метровый отрезок мощностью 4,8 Ватт/м, то блок питания должен иметь мощность не менее 9,6*1,25=12 Ватт. Здесь 1,25 – коэффициент запаса.

По мере того как возрастает плотность светодиодов, на ленте выделяется больше тепла, что приводит к ее перегреву. Для светодиодов перегревание недопустимо, и чтобы справится с проблемой, производители увеличивают напряжение питания, тем самым понижая проходящий ток.

Высокомощные светодиодные ленты необходимо крепить на алюминиевом профиле, который будет выполнять функцию радиатора, отводя тепло.

В последние годы на выставках светового оборудования были представлены ленты с рабочим напряжением 220 Вольт. Они уже есть в продаже и позволяют включать осветительный прибор напрямую в сеть.

Чем качественнее используют кристаллы для светодиодного источника, тем дольше он служит. Поэтому важно приобретать световое оборудование у надежных проверенных производителей.

Светодиодные ленты с защитой от внешнего воздействия

Светодиодные ленты бывают незащищенными от влаги и водонепроницаемыми. Чтобы обеспечить герметичность, их покрывают силиконовой оболочкой. Герметизированная лента обозначается RTW.

Особое значение для источников света имеет степень защиты от внешнего воздействия. Согласно международным стандартам ее обозначают буквами IP от слов International Protection и цифрами после них:

• Первая цифра указывает на степень защиты от механического воздействия (посторонних предметов) и на безопасность для человека, в случае если он прикоснется к ленте.
• Вторая цифра указывает на защищенность от влаги.

Цифра 0 говорит о том, что защиты нет. Чем больше цифра, тем сильнее защищено устройство. Первая цифра 6 говорит о полной защищенности от пыли, а вторая цифра 6 указывает на то, что устройству не страшно попадание струи воды под любым углом.

Если вы хотите закрепить ленту на улице, то разумно будет остановить выбор на степени защиты, начиная от IP43. Для помещений с высокой влажностью показатель увеличивается до IP67 и IP68.

Плотность размещения светодиодов и направленность свечения

Стандартная плотность светодиодов на ленте составляет 30 и 60 штук на метр. Если плотность увеличивается в 2 раза, то это обозначают как «х2». Если же светодиоды на ленте размещаются в 2 ряда, то ставят маркировку «2х2». В этом случае плотность возрастает до 120 и 240 штук на метр.

Встречаются модели, в которых диоды размещают в 3 и 4 ряда, создавая яркое равномерное белое свечение. Чтобы такие ленты не перегревались, их размещают на медных подложках.

В зависимости от расположения светодиодов на подложке, меняется направленность света. Выпускают фронтальные ленты, в которых свет направлен от плоскости монтажа, и торцевые с боковым свечением, в которых свет распространяется вдоль плоскости.

Наибольшим спросом пользуются фронтальные модели, рассеивающие свет на 120 градусов. Боковое освещение не так популярно, его применяют в основном в декоративных целях для подчеркивания контуров объектов.

Применение лент

Монохромные светодиодные ленты с белым свечением востребованы в интерьерном освещении в качестве основного источника. Для внутренней и внешней подсветки применяют многоцветные RGB ленты. С их помощью создают праздничное новогоднее освещение, делают сияющие занавеси, оформляют салоны автомобилей, производят внешний тюнинг. Подсвечивают полки, зеркала, статуэтки, напольные вазы.

Широко используются светодиоды в торговой сфере. С их помощью освещают витрины, рекламные стенды, прилавки торговых точек. Эффектно выглядят ювелирные изделия в свете голубоватых и ярких лучей.

Если вы покупаете ленты для улицы, то выбирайте герметичный вариант, залитый герметиком или в силиконовой трубке.

В быту LED светильники часто используется для подсветки подвесных потолков и карнизов. Их прикрепляют в пространстве за карнизом, чтобы в темное время визуально увеличивать высоту комнаты.

Герметичный осветительный прибор можно использовать в помещениях с высокой влажностью, в производственных цехах и лабораториях. Диапазон рабочей температуры светодиодной ленты составляет -25…+40 °C. Герметичные блоки питания работают при таких же температурах, в менее защищенных устройствах нижний порог повышается до +5 °C.

Светодиодные ленты активно используют лучшие световые дизайнеры мира. Они разрабатывают проекты подсветки сооружений, используя чисто белый и цветной свет. Преимущества светодиодного освещения состоит в том, что его можно сделать направленным. Это позволяет ночью избежать засветки неба, предоставляя возможность человеку наблюдать за звездами.

Похожие темы:

Виды светодиодных лент

Светодиодная лента — источник света, собранный на основе светодиодов. Представляет собой гибкую печатную (монтажную) плату, на которой равноудалённо друг от друга расположены светодиоды.

Светодиодные ленты популярны, поскольку простота и удобство работы с ними позволяют реализовать множество идей. Причем сделать это можно не только быстро, но и относительно дёшево и без особых знаний. Ленты легко гнутся и повторяют очертания интерьера или предметов. Они могут использоваться в качестве подсветки и для основного освещения. В этой статье мы рассмотрим какие бывают светодиодные ленты.

Устройство

Светодиодная лента – это линейный источник света. Конструктивно она представляет собой гибкую печатную плату на клейком основании. На ней расположены светодиоды. Она нарезается кратными отрезками по линии отреза, она наносится между контактными площадками.

Важно:

Не заламывайте ленту и не изгибайте её в одном месте – все повороты должны происходить плавно, а повороты под прямым углом делайте с помощью специальных коннекторов. Минимальный радиус изгиба от 2 до 5 сантиметров (в зависимости от модели).

В зависимости от количества светодиодов на 1 метр отличается кратность нарезки по длине. Например, для 12В светодиодной ленты кратность нарезки зависит от количества светодиодов на метр – обычно это 3 штуки в секции. На рисунке ниже выделена 1 секция, там же видна и линия разреза – на ней изображена полоса и ножницы.

Если лента с большим количеством светодиодов, например, 120 штук на 1 метр, то их располагают в два ряда. Ниже вы видите 24В LED-ленту. У неё в одной секции 6 светодиодов, а в изображенной модели 2 ряда по 6 на одном отрезке.

Изделия, рассчитанные на 220 вольт тоже можно разрезать, но там секции гораздо длиннее, а именно кратность реза равна 1 метру или 60 светодиодам, а модели где 120 светодиодов на 1 метр можно резать через каждые 50 см. Часто встречается комплект поставки из 2 метров 220В ленты и адаптера для питания (это обычный диодный мост – выпрямитель напряжения).

Светодиодные ленты, рассчитанные на 5 вольт, имеют кратность нарезки 1 светодиод. Их можно запутывать от USB или адаптеров для зарядки мобильных телефонов.

Но количество светодиодов в одной секции может отличаться, это зависит от схемы их соединения.

Классификация и маркировка

Разновидностей LED-лент достаточно много и у каждой есть свои особенности. Они отличаются по типу светодиодов и их количества, от этого зависит и световой поток, и потребляемая мощность изделия. Также есть различия по напряжению питания, влагозащите и прочим параметрам.

По напряжению питания ленты можно разделить на такие виды:

— 220В;

— 24В;

— 12В;

— 5В.

Наиболее распространены 220 и 12-вольтовые типы led-ленты. Например, 12-вольтовые бывают на:

— 30;

— 60;

— 120 штук на 1 метр.

На рисунке ниже вы видите длину отрезка для разной плотности светодиодов.

Количество светодиодов в одном метре зависит как от питающего напряжения, так и от конструкции конкретного изделия.

Но количество светодиодов на 1 метр не является основным в вопросе влияния на излучаемый световой поток и потребляемую мощность. На это влияет и тип светодиодов, они бывают таких типоразмеров:

— 3528;

— 2835;

— 5050;

— 5630;

— 5730.

На самом деле видов используемых светодиодов много, и в продаже можно найти ленты с любым их типом. Их характеристики мы рассматривали в статье Виды, характеристики и маркировка SMD-светодиодов.

Последним отличием присущим всем видам лент является класс пылевлагозащиты IPxx. Где вместо xx – цифры и чем они больше, тем большая защита от влаги обеспечена изделию. Типовые варианты:

— IP20-23 – фактически защита отсутствует, такую ленту можно использовать в сухих и не пыльных местах.

— IP65 – наиболее распространена, допускается попадание капель и струй воды, а значит и эксплуатация на улице и в сырых местах.

— IP67 – напоминает по конструкции шнур дюралайт, на концах ленты устанавливаются заглушки для её герметичности. Может использоваться в воде. Может обозначаться как Waterproof, WP или W65.

— IP68 – самый защищенный вариант, также может использоваться в воде, допускает освещать бассейны и водоёмы, располагая изделие на дне. Может обозначаться как ExtraWaterproof, EWP или W68.

Маркировка выглядит и расшифровывается следующим образом.

RGB-ленты

Многоцветные светодиодные ленты или RGB чаще всего выполняются на светодиодах типа 5050. Они отличаются от остальных видов тем, что в их корпусе расположено три кристалла типа тех, что используются для 3528. На рисунке ниже вы видите сравнение белых светодиодов 3528 и 5050.

Благодаря этому получается использовать три основных цвета для формирования множества оттенков: красный, зелёный и синий. На рисунке ниже изображен внешний вид RGB 5050.

Соответственно ленты с RGB-светодиодами подключаются 4-мя проводами. Общий плюс и минус от каждого из цветов. Для их работы нужно использовать специальный RGB-контроллер.

Кроме лент с трёхцветными светодиодами бывают RGB-ленты с одноцветными светодиодами, в таком случае принцип их работы подобен, отличие лишь в том, что могут использоваться светодиоды отличные типоразмером от 5050, а значит и выдавать иные показатели светового потока (более яркие или наоборот тусклые) в них светодиоды чередуются по цветам.

Но в последнее время появилось больше моделей, к ним можно отнести RGBW и RGBWW, они также бывают в разных исполнениях. Вариант первый – четырёхконтактные светодиоды 5050 пример такого решения вы можете видеть ниже, но помните в этом случае они уже используют 5 проводов для подключения — общий плюс и минуса от красного, зелёного, синего и белого каналов. Нужен также и RGBW контроллер. Такое решение позволяет добиться большего варианта оттенков подсветки и её яркости в частности в белом цвете.

Другой вариант – когда используются трёх контактные 5050, поочередно чередующиеся многоцветные RGB-чипы и обычные белые холодного или тёплого свечения (это видно на фото – цвет люминофора отличается).

RGBWW можно расшифровать как Red, Green, Blue, Warm white + white, тогда один светодиод излучает нейтральный или холодный белый, а другой тёплый. Также требует следующего вида контроллеров – пятиканальных, в данном случае для подключения используется 6 проводов.

Адресная светодиодная лента

Отдельный тип ленты, который позволяет делать не просто подсветку, а целые светодиодные мониторы – это адресная светодиодная лента. Её отличие заключается в том, что вы можете управлять цветом свечения каждого светодиода по отдельности. Её часто называют «умная светодиодная лента» или «smart led strip».

Их производят в лентах или модулях на основе микросхем WS2811, что изображено на рисунке ниже.

Или же на базе чипов WS2812B – это светодиод с упомянутой выше микросхемой, но в одном корпусе типоразмера 5050.

Также есть модель WS2812S с шестью выводами для раздельного питания светодиода и микросхемы.

В продаже можно найти и интересные модули разных форм, как например кольцевой изображенный ниже.

Ленты также возможно отрезать по линии с отметкой.

Так они выглядят «в бою»:

Интересно:

Есть выводные 5мм светодиоды совместимые по протоколу с предыдущими, их маркировка PL9823.

Чтобы представить, как такое устройство может работать посмотрите видео:

Особенность устройства заключается в том, что вы передаёте на вход DIN пачку из 24 бит, по 8 бит на значение для ШИМ-управления каждым из цветов – после чего подаётся сигнал они передаются на DO (DOUT), который соединяется со следующим светодиодом. Получается нечто подобное сдвиговому регистру и последовательному вводу данных. При этом ШИМ работает на частоте 400 Гц, что незаметно глазу, но всё же заметно при съемке видео.

Стоит отметить, что здесь передача данных происходит по одному проводу, поэтому нельзя организовать классические пачки из единиц и нулей. Поэтому длинна импульса определяет, что примет чип – ноль или единицу.

Подробнее это рассмотрено в видео:

Нюанс: Цвета идут в порядке «зелёный-красный-синий», а не как обычно «красный-зелёный-синий».

Недостатком является то, что если один из светодиодов сгорит – то перестанут светиться и те что расположены в цепи после него, так как данные дальше передаваться не будут.

Поэтому (а может и по другим причинам) была разработана следующая модификация – это чипы WS2813, они также с шестью выводами.

Внимательные могли заметить, что появился «BIN». Он соединяется с DIN предыдущего светодиода, таким образом при появлении сгоревшего пиксела (светодиода в ленте или матрице) данные в любом случае передаются, подробнее этот вопрос рассмотрен на этом видео.

Есть и контроллеры для подобных лент. С их помощью можно управлять свечением светодиодов со смартфона.

Не менее интересна и модель контроллера на плате ESP8266, о которой мы говорили в этой статье — Способы дистанционного управления микроконтроллером.

Ранее ЭлектроВести писали о видах светодиодов и их характеристиках.

По материалам electrik.info.

Виды и типы светодиодных лент

Светодиодная лента – это уникальная конструкция, поражающая своей практичностью и легкостью монтажа. Возможность реализации с ее помощью различных декоративных и осветительных конструкция способствовало резкому росту спроса на этот вид светодиодных (LED) изделий. Сегодня LED лента – неотъемлемая часть любого дизайнера при организации подсветки, начиная с уютных интерьеров и заканчивая крупными коммерческими проектами. На современном рынке представлено огромное множество светодиодных лент, условно разделить которые можно на несколько видов, основываясь на области их применения и технических параметрах.

Классификация по цвету свечения

Цветовой оттенок свечения – это, пожалуй, первый параметр в любом светодиодном изделии. По этому параметру LED ленты делятся на две группы: одноцветные и многоцветные.

Одноцветные ленты, при подаче напряжения питания, излучают только один цвет, как правило, это белый, синий, красный, желтый или зелёный. Но помимо этих основных цветов, можно встретить экземпляры малинового, бирюзового или фиолетового свечения. Ленты белого цвета дополнительно подразделяются исходя из цветовой температуры (теплой, нейтральной или холодной). Из нестандартных вариантов стоит отметить изделия ультрафиолетового и инфракрасного свечения. Многоцветные ленты конструируются с применением многокристальных светодиодов, в которых каждый кристалл излучает строго определенный цвет. Наиболее распространенными являются лены на основе RGB и RGBW светодиодов.

Аббревиатура из английских букв указывает на цвета свечения светодиодов: R – красный, G – зеленый, B – синий, W – белый.

Подключаются многоцветные ленты через специальный контроллер, который служит для регулировки тока питания цветовых каналов.

Вид применяемых светодиодов

Как правило, вид применяемого излучающего диода определяется размером чипа и маркируется четырёхзначным числом. Сегодня наиболее часто применяются светодиоды 5730, 2835, 3528 и 5050. Две первые цифры указывают на длину чипа, две вторые – на его ширину. Обозначения указываются в миллиметрах.

Направленность свечения

По направленности свечения все светодиодные ленты делятся на два вида: фронтальные и торцевые. Наибольшее распространение нашли LED ленты фронтального свечения с углом рассеивания 120°. Профильные экземпляры могут иметь меньший угол рассеивания, чтобы сфокусировать пучок света на определённом предмете.

Гибкие светодиодные полосы торцевого (бокового) свечения менее популярны, т.к. излучают свет под углом 90° относительно основания. В остальном они схожи с фронтальными аналогами.

Плотность монтажа

Световой поток и нагрев светодиодной ленты напрямую связан с количеством установленных светоизлучающих диодов в одном погонном метре. Сегодня стандартная классификация предусматривает 30, 60, 90, 120, 240 светоизлучающих диодов на метр. Погоня за увеличением светового потока, привела к появлению лент с чипами, размещенными в 2,3 и даже 4 ряда. Многорядные образцы нередко производят с применением светодиодов с разным цветом свечения. Такое сочетание предоставляет дополнительные возможности в управлении.

Вдоль всей полосы, через 5-10 см, указываются линии разреза в виде значка ножниц. Исключение составляют ленты с питанием от 220В. В них, последовательную цепочку образуют светодиоды количеством 60 шт. Поэтому разрез можно производить с кратностью 50 см (при плотности 120 шт./м) или 100 см (при плотности 60 шт./м).

Напряжение питания

Напряжения имеет большое значение в питании любого электронного изделия, поэтому все виды светодиодных полос условно классифицируются и по данному параметру. Первоначально ленты выпускали только под блок питания (БП) с выходным напряжением 12В, но, с появлением мощных светодиодов, сильно выросла токовая нагрузка на печатные проводники, что стало причиной их частого перегрева. Выходом из ситуации стало введение новых стандартов питания:

• от БП постоянного тока напряжением 24В и 36В;
• от сети переменного тока напряжением 220В.

Ленты, рассчитанные на питание от переменной сети 220В, подключаются через выпрямитель. Как правило, в комплектацию входит унифицированный кабель с вмонтированным диодным мостом и соответствующим коннектором.

Классификация по мощности

Мощность указывается в Ваттах на погонный метр или на полную бобину и зависит от типа светодиодов, их плотности и напряжения питания. Существуют стандартные значения мощности для лент с SMD элементами разного типа, запитанными от БП 12В.

Затрагивая такой параметр как мощность, было бы не правильно не упомянуть дешевые изделия китайского производства. Реальная мощность изделий с чипами китайских брендов иногда в 2 раза не дотягивает до фирменных образцов. Результат – низкая светоотдача. Зачастую мощность потребления соответствует заявленной, но световой поток значительно ниже указанному в характеристиках. Этот факт также объясняется монтажом элементов низкого качества.

Степень защиты

Виды светодиодных лент отличаются типом исполнения, а именно, способностью противостоять негативным воздействиям пыли и влаги. Класс защиты приводится на упаковке в виде двух цифр, расположенных после сокращения IP. Например, лента с открытым монтажом деталей относится к классу IP20 и не имеет какой-либо герметизации. И, наоборот, полностью изолированная лента имеет наивысшую степень защиты IP68 и рассчитана на нормальную работу в воде.

Основание всех светодиодных лент покрыто клеевым слоем, который обеспечивает надёжный контакт с большинством типов поверхностей. Применяя ленту без декоративного профиля, нужно обратить внимание на цвет её основания, т.к. в выключенном состоянии она будет выделяться из общего интерьера. Её подложка может быть белого, серого, коричневого цвета или иметь прозрачную основу.

Кроме рассмотренных видов лент производители светодиодной продукции выпускают также экземпляры с более широкими возможностями. Сюда можно отнести светодиодные комплекты по реализации сложных динамических эффектов и с возможностью синхронизации для одновременного управления несколькими светящимися участками.

Светодиодная лента — подробный обзор, виды, характеристики

Содержание:

Светодиодные ленты — это уникальный источник света, способный реализовать самые смелые задумки по организации сценариев освещения.

Конструктивно светодиодная лента представляет собой гибкую печатную плату из меди компактных размеров — высотой 2-3 мм и шириной 8-10 мм. К плате припаяны светодиоды с углом рассеивания 120°. С обратной стороны снабжена самоклеющимся слоем для монтажа на поверхность основы.

Схема устройства открытой монохромной ленты белого цвета

Гибкость и компактность ленты наделяет ее широчайшей функциональностью. Она незаменима для освещения труднодоступных мест и ограниченных пространств, используется как дизайнерский акцент для выделения потолочных конструкций, ниш, ступеней, контурной подсветки пола и предметов интерьера. Так же применяют как самостоятельный источник света для шкафов, рекламных конструкций, прозрачных световых панелей.

Виды светодиодной ленты

Всё многообразие светодиодных лент можно условно разделить на несколько основных групп в зависимости от ключевых характеристик и области применения. По цвету свечения делятся на монохромные и многоцветные RGB-ленты. По степени защищенности различают открытые и герметичные. Еще можно выделить типы «Бегущий огонь» и бокового свечения.

Изучим каждую группу подробнее.

Монохромные

Монохромная лента белого цвета

Монохромные ленты отличаются тем, что дают только один цвет свечения. Палитра ограничена шестью цветами — белым, красным, синим, зеленым, желтым, оранжевым и розовым.

Ограниченность цветовой гаммы компенсируется экономической выгодой — монохромные ленты самый доступный по цене вариант. Основное применение — контурная подсветка навесных конструкций, ниш, полок, лестниц.

Многоцветные RGB

RGB светодиодная лента

Многоцветные RGB ленты позволяют принудительно изменять цвет свечения в широком диапазоне оттенков. Подобный эффект достигается за счет совмещения в одной ленте по сути трёх цветных: красной (Red), зеленой (Green) и синей (Blue). Оптическое смешение этих цветов и даёт многообразие палитры.

За регулировку цвета отвечает специальный контроллер. Базовые модели контроллеров способны передавать около 3 миллионов цветов. Продвинутые — до 16 миллионов. Кроме этого контроллер позволяет настраивать алгоритмы автоматической смены цвета, управлять яркостью свечения и дистанционно включать/выключать подсветку.

RGBW — светодиодная лента

Особой разновидностью многоцветных лент является RGBW. В ней к RGB-светодиодам добавлен диод «холодного» белого цвета (около 6000 кельвин). Отдельный белый канал может работать в независимом режиме или же дополнять цветные, смягчая их интенсивность.

Открытые

В базовом исполнении светодиодные ленты выпускаются открытыми. Все элементы — печатная плата, светодиоды, резисторы — ничем не защищены.

Открытая светодиодная лента белого цвета

В таком виде светодиодная лента уязвима к воздействию влаги или механическим повреждениям, но зато отличается низкой ценой . Поэтому этот тип применяют в качестве скрытой подсветки в мебели и декоративных конструкциях интерьера. Или же ее закладывают в специальные световые короба, выполняющие функцию внешней защитной оболочки.

Герметичные

Для защиты светодиодов от внешнего воздействия — влаги, пыли или предметов покрупнее — на ленту наносят слой прозрачного герметика, не проводящего ток.

Герметичная светодиодная лента класса IP65

Варьируя состав и толщину герметика, производители выпускают изделия разной степени защищенности.

Класс защищенности присваивается по системе Ingress Protection Rating (IP), соответствующей международному стандарту IEC 60529. Первая цифра в кодировке — защита от проникновения предметов. Вторая цифра — защита от влаги.

Класс	Защита от предметов	Защита от влаги
IP33	от крупных предметов диаметром более 2,5 мм	от дождя и брызгов, падающих под углом 60°
IP65	полная защита контакта от пыли	от водяных струй с любого направления
IP67	полная защита контакта от пыли	от кратковременного погружения в воду на 1 метр

Сфера применения герметичных лент — это в первую очередь помещения с повышенной влажностью (ванные комнаты, бани, сауны, бассейны). За счет того, что герметик защищает еще и от механических воздействий — случайных ударов, упавших предметов или наступания ногой, такие ленты подходят для монтажа в полу или на ступенях лестниц.

Ленты «Бегущий огонь»

В светодиодных лентах типа «Бегущий огонь» за счет особой конструкции печатной платы, в которую вмонтированы адресные микросхемы управления, можно задавать цвет и яркость каждого светодиода в отдельности.

Светодиодная RGB-лента «Бегущий огонь»

В результате с помощью контроллера можно создавать сценарии освещения, которые недоступны обычным монохромным и RGB-лентам. Например, создать эффекты переливающихся цветов или мерцания, огней, бегущих в разных направления и с разной интенсивностью.

«Бегущий огонь» излюбленный способ декорирования и организации освещения в развлекательных заведениях, клубах и ресторанах.

Ленты бокового свечения

В лентах бокового свечения применяются цилиндрические светодиоды, которые припаяны к торцу платы.

Лента бокового свечения

Торцевое расположение светодиодов изменяет направление света — светодиоды светят вдоль освещаемой плоскости. Подобные ленты часто используются для подсветки плазменных экранов и мониторов, а также в рекламных конструкциях.

Технические характеристики светодиодной ленты

Чтобы подобрать светодиодную ленту, максимально соответствующую текущей задаче по освещению, необходимо правильно определить технические параметры. К ним относятся рабочее напряжение, вид светодиодов, число на метр ленты, цвет свечения, цвет основы, класс защищенности и параметры резки.

Рабочее напряжение

Стандартное рабочее напряжение составляет 12В. Такие ленты комплектуются блоком питания постоянного тока.

У ленты с мощными светодиодами, которые создают повышенную нагрузку на печатную плату, рабочее напряжение выше — 24 или 36В. Некоторые модификации способны работать и с напряжением 220В от бытовой сети.

Виды светодиодов

Вид светодиодов определяется их размером, который обозначается четырехзначным числом — 2835, 3528, 5060, 5730 и другие.

Виды диодов

Первые две цифры означают длину светодиода в миллиметрах, вторые две цифры — ширину в миллиметрах. Так, наиболее распространенные светодиоды 3528 и 5050 имеют соответственно размеры 35х28 мм и 50х50 мм.

Число светодиодов на 1 метр

Плотность светодиодов на один метр длины определяет в первую очередь яркость свечения. Чем больше светодиодов, тем ярче будет светить лента.

Варианты плотности светодиодов типа 3528 на каждые 5 см

Различные модификации выпускаются со следующим количеством светодиодов на метр — 30, 60, 90, 120 и 240.

Цвет свечения

По цвету свечения светодиодные ленты делятся на монохромные — белые теплого и холодного свечения, синие, красные, зеленые, желтые, оранжевые и розовые, а также многоцветные RGB и RGBW.

Подбирать цвет свечения нужно исходя из будущих сценариев освещения, которые будут использоваться в помещении.

Цвет основы

Основа — покрытие лицевой стороны гибкой печатной платы. Встречаются модификации с прозрачной, белой, серой и коричневой основой.

Цвет основы влияет на то, как светодиодная лента выглядит в выключенном состоянии. Поэтому его нужно учитывать при открытом монтаже. Если же изделие устанавливается в скрытые полости или закрывается матовым световым коробом, то цветом основы можно пренебречь.

Класс защищенности

В ассортименте светодиодных лент по степени защиты от механических воздействий и влаги наиболее распространены классы IP20, IP33, IP65, IP67, IP68.

Минимальный класс IP20 имеют обычные открытые ленты. Они справляются с небольшим физическим контактом — их можно трогать, нажимать, протирать от пыли. Но контакт с водой им противопоказан. Наивысший класс IP68 — это ленты, залитые толстым слоем герметика, защищающего даже от ударных нагрузок и позволяющего монтировать освещение на дне бассейна.

Параметры резки

Параметр резки определяется шагом, с которым можно разделять ленту на модули с минимальной длиной свечения (МДС). Его еще называют кратность резки.

Параметры резки

С основными показателями кратности резки наиболее распространенных типов светодиодных лент можно ознакомиться в таблице ниже.

Вид светодиодной ленты	Кратность резки
SMD 3528 60 LED 12V	3 светодиода – 5 см
SMD 3528 120 LED 12V	6 светодиодов – 5 см
SMD 3528 240 LED 24V	12 светодиодов – 5 см
SMD 5050 30 LED 12V	3 светодиода – 10 см
SMD 5050 60 LED 12/24V	6 светодиодов – 10 см
SMD 5050 120 LED 24V	12 светодиодов – 10 см

Маркировка светодиодных лент

Маркировка светодиодной ленты как VIN автомобиля. В ней закодирована вся основная информация и технические характеристики.

К примеру, маркировка LED-CW-SMD3528/30 IP20 расшифровывается так:

Элемент маркировки	Значение	Другие варианты
LED	Источник света — светодиод
CW	Цвет свечения — белый	R — красный G — зеленый B — синий RGB — многоцветный
SMD3528	Тип светодиода — безвыводной (SMD) размером 35х28 мм
30	Плотность светодиодов — 30 шт на 1 метр	60 — 60 шт на 1 метр 90 — 90 шт на 1 метр 120 — 120 шт на 1 метр 240 — 240 шт на 1 метр
IP20	Класс защищенности

Другой вариант маркировки RT 2 5000 12V Warm (3528, 300 LED, LUX) расшифровывается так:

Элемент маркировки	Значение	Другие варианты
RT	Серия ленты — открытая лента (фронтального свечения – от плоскости)	RTW – герметичная лента (фронтального свечения – от плоскости) RS – открытая лента бокового свечения (вдоль плоскости) RSW – герметичная лента бокового свечения (вдоль плоскости)
2	Номер завода изготовителя
5000	Длина ленты — 5000 мм или 5 метров	4000 – 4 метра 3000 – 3 метра 2500 – 2.5 метра Для герметизированных лент добавляется буква, обозначающая тип герметизации: 5000 P – 5 метров, силиконовая трубка прямоугольного сечения 5000 SЕ – 5 метров, верхняя заливка тонким слоем силиконового герметика 5000 PGS – 5 метров, силиконовая трубка, заполненная герметиком
12V	Напряжение питания — 12В	24V 36V
Warm	Цвет свечения — Белый теплый (2700-3500 К)	Day – Белый дневной (4000-5000 К) White – Белый чистый (6000-8000 К) Cool – Белый холодный (8000-10000 К) Red – Красный Yellow – Желтый Green – Зеленый Blue – Синий Orange – Оранжевый Pink – Розовый Violet – Ультрафиолет RGB – многоцветный (управление контролером) SPI – RGB лента с адресным управлением, позволяет создавать эффект «Бегущие огни»
3528	Тип светодиода — размером 35х28 мм
300 LED	Количество светодиодов — 300 на 5 метров длины	2Х – двойная плотность 2Х2 – двойная плотность, два ряда
LUX	Цвет основания ленты — лента улучшенного качества на белой плате	W – на белой плате B – на черной плате

Как подключить светодиодную ленту

Существует большое количество вариаций подключения светодиодных лент. Ниже приведены наиболее часто встречающиеся из них.

Подключение одной монохромной ленты

В простейшем варианте подключения понадобятся только блок питания и провода.

Схема подключения монохромной светодиодной ленты

---

Подключение нескольких монохромных лент

В том случае, если понадобится смонтировать несколько лент одновременно, используется параллельная схема. Каждый последующий источник света подключается с помощью проводов сечением 1,5 мм.

Схема подключения нескольких монохромных светодиодных лент

---

Подключение многоцветной RGB-ленты

В случае подключения многоцветной ленты помимо блока питания и проводов применяется RGB-контроллер. Некоторые модели контроллеров комплектуются пультами дистанционного управления.

Схема подключения многоцветной RGB-ленты

---

Подключение нескольких RGB-лент без усилителей

Две и более многоцветных лент можно подключить через один блок питания и один RGB-контроллер. Для этого применяется параллельная схема. Но есть ограничение — один контроллер имеет фиксированную мощность (до 200 Вт), и каждый лишний метр ленты увеличивает нагрузку на него. Если превысить допустимую нагрузку, контроллер может перегореть.

Схема подключения нескольких RGB-лент без усилителей

---

Подключение нескольких RGB-лент c усилителем

Чтобы снизить нагрузку на RGB-контроллер и смонтировать достаточно длинную цепь из нескольких многоцветных лент, рекомендуется применять RGB-усилители. Помимо разгрузки контроллера они еще и обеспечат равномерное свечение светодиодов по всей длине.

Схема подключения нескольких RGB-лент c усилителем

Типы и виды светодиодных лент

Сегодня мало кто не слышал о светодиодных лентах. Эти компактные и очень удобные в монтаже источники света быстро распространились на все сферы человеческой деятельности. Сейчас подобные изделия можно увидеть и в магазинах, и на кухнях, и в мастерских, и в салонах автомобилей, и в оформлении витрин. В данной статье мы рассмотрим классификацию различных светодиодных лент, их виды и типы, связанные с конструкционным исполнением и принципом работы.

Среди всей полупроводниковой продукции именно ленты первыми получили популярность у населения, а светодиодные лампочки появились в массовой продаже уже позже. Кроме простого использования для линейной подсветки поверхностей, эти устройства позволяют модернизировать устаревшие типы светильников, легко монтируются человеком, обладающим минимальными навыками обращения со световыми приборами, и имеют достаточно невысокую стоимость, которая по карману большинству потребителей.

 

 

 

Что из себя представляет светодиодная лента?

Для правильного восприятия материала сделаем оговорку, что далее мы будем говорить лишь о тех светодиодных лентах, которые изготавливаются по современным прогрессивным технологиям, а изделия старого типа, с которых только начиналось развитие данной отрасли, оставим в стороне. Итак, в общем случае имеется некая гибкая основа, к которой припаиваются светодиоды в заранее определённом количестве. Это накладывает отпечаток на то, как сильно будут видны отдельные точки на ленте и насколько равномерным получится свечение. Разумеется, яркость света также зависит от числа элементов, однако в большей степени эта характеристика связана с производственными параметрами используемых диодов заданного типа. Кроме них на ленте также располагаются резисторы-ограничители, фактически выполняющие балансировку нагрузки на изделие при его эксплуатации.

 

Типы лент

В соответствии со способом монтажа диодов на основание, всё многообразие лент разделяется на два типа: SMDи DIP. Первый из них предполагает поверхностный способ пайки, когда каждый элемент закрепляется к поверхности подложки сверху – это самый распространённый в быту тип. Второй же предназначен для декоративных целей и часто используется при оформлении витрин, праздничной иллюминации, украшения деревьев в преддверии Нового Года и пр. Здесь светодиоды помещаются в специальный корпус, от которого в две стороны идут выходы для подсоединения питающей жилы. Подобное разделение типов сказывается и на внешнем виде изделий. В то время как SMD-модели выглядят как плоские ленты, DIP-модели смахивают на маленький патронташ из лампочек, похожих на стоящие цилиндры.

У каждого типа имеются свои подклассы, различаемые по цифровому шифру. Наиболее популярными являются изделия SMD-типа. Для их маркировки используется четыре цифры, которые указывают размеры используемого диода в миллиметрах. Самые часто применяемые у нас типы – это 3528 и 5050. Так, маркировка ленты SMD3528 будет означать, что на ней размещены чипы 3,5 мм на 2,8 мм. Это очень удобно для предварительного понимания размера светящейся точки и ширины ленты. Вполне естественно, что чем крупнее элемент, тем большее основание ему потребуется, а потому изделия с крупными светодиодами всегда заметно шире.

В свою очередь, DIP-модели оснащаются светодиодами цилиндрической формы наподобие тех, что каждый из нас мог видеть на радиорынках и в бытовых приборах в качестве индикаторов. Для большей герметичности весь массив LED-элементов заливается силиконом, предотвращающим попадание влаги вовнутрь ленты и выход её компонентов из строя. Здесь маркировка ещё проще: надпись «DIP 5 mm» означает, что каждый диод в диаметре имеет размер 5 миллиметров. Порой можно услышать мысли о том, что изделия данного типа незаслуженно игнорируются потребителями, однако в силу специфики данной продукции правильнее было бы говорить о более промышленной направленности таких лент. В быту их действительно почти не увидеть, однако они активно используются при создании рекламных вывесок для магазинов, образуя контуры букв в названиях, задействуются при подсветке днища и подкапотной части автомобиля.

 

Виды лент

 Так же, как и в предыдущем случае, все ленты можно разделить на два типа: монохромные (одноцветные) и многоцветные. Первые изготавливают таким образом, чтобы они могли излучать только один цвет свечения. Это может быть белый или тёплый белый (жёлтый) свет, а также один из трёх базовых цветов – красный, зелёный или синий. Иногда в этой линейке можно встретить и нестандартные оттенки – фиолетовый, оранжевый, розовый, голубой и пр., но зачастую для получения таких тонов разумнее использовать многоцветные изделия, предоставляющие большую свободу действий.

Кроме того, для особых целей выпускаются ленты со специфическим спектром свечения. В частности, речь идёт об ультрафиолетовом и инфракрасном излучении. Такие оттенки находят применение в медицинской сфере, в теплицах и домашних оранжереях, в сельском хозяйстве и т.д.

Белый цвет свечения также может отличаться по колористической составляющей. В первую очередь, разные производители изготавливают продукцию по отличающимся технологиям, из-за чего даже при одинаковой маркировке может наблюдаться слабое расхождение в свечении. А во-вторых, сами по себе ленты бывают с холодным свечением, немного отливающим синевой, с нейтральным оттенком, имитирующим дневной свет солнца, а также с тёплым белым, уходящим в жёлтую часть спектра. В зависимости от того, какую атмосферу желает создать потребитель, он может воспользоваться одной из упомянутых разновидностей. Комбинировать между собой разнотипные ленты разных оттенков не рекомендуется – в этом нет ничего крамольного с технической точки зрения, но нагрузка на глаза человека в этом случае заметно возрастает.

Многоцветные изделия носят название светодиодных RGB-лент. Они оснащены тремя кристаллами – красного, зелёного и синего цветов, которые могут светить одновременно. В зависимости от интенсивности свечения диодов каждого из цветов, можно добиться разных оттенков и получить интересное освещение с использованием всего одного устройства. Весь арсенал возможностей, которые открываются при применении лент такого типа, описать просто невозможно: как в жилых помещениях, так и в коммерческих, как внутри зданий, так и на улице многоцветные ленты помогают создать праздничную атмосферу с богатой и интересной световой картиной.

 

 

 

Другие важные параметры лент

Разумеется, при выборе светодиодных лент, как и других технических изделий, во внимание принимаются многие другие факторы. Среди них плотность размещения элементов, мощность, степень защищённости и т.д. Каждый из них указывает на возможность применения изделий для определённых условий эксплуатации и производственных потребностей. Поговорим о каждом таком факторе подробнее.

Плотность размещения диодов указывает на количество светоизлучающих элементов в одном метре. Наиболее типовые значения – это 30 шт/м, 60 шт/м и 90 шт/м. Самая ходовая – предпоследняя модификация, однако есть также ленты с большим числом – 120 шт/м и даже 240 шт/м. Фактически, в погоне за наращиванием эффективного светового потока создателям лент пришлось не только уплотнять LED-элементы между собой, но и смещать их таким образом, чтобы получались ряды. За счёт того, что чипов стало больше, ширина самой ленты немного увеличилась, а кратность порезки изделия изменилась. Например, при расстановке 60 и 120 диодов попросту уменьшается интервал между соседними кристаллами, а вот при 240 элементах обычно за основу берётся двухрядная укладка полупроводников, хотя порой светодиоды типа SMD3014 укладываются в один ряд.

При покупке важно обращать внимание, как измерена плотность – удельно или на метр. Например, некоторые не очень совестливые продавцы указывают, что продают готовые комплекты, которые нужно лишь принести домой и включить в розетку. В таких случаях упоминаемое количество элементов может быть названо в пересчёте на заданный отрез или часть катушки. В обычной катушке поставляется ровно 5 метров ленты и плотность размещения светодиодов измерена на один погонный метр. Величина используемых элементов обуславливает кратность реза. Для более узких лент она обычно составляет 2,5 или 5 см, а для широких и мощных – 5 или 10 см, в зависимости от модели.

Необходимо иметь в виду, что от числа источников света прямо пропорционально зависит не только обеспечиваемая освещённость, но и электрическая мощность осветительной конструкции. В общем случае эта величина измеряется в ваттах, а здесь это значение необходимо также отнести к погонному метру. Обычная лента SMD3528, оснащённая шестьюдесятью светодиодами на метр, будет потреблять 4,8 Вт/м, при уплотнении чипов вдвое (120 шт/м) – нагрузка составит 9,6 Вт/м и т.д. Изделия разных фирм могут немного колебаться по величине этих значений, однако общие принципы расчёта в заданных диапазонах останутся прежними. Ленты, кратные друг другу по числу диодов, будут кратны в том же соотношении и по мощности. Для большинства бытовых нужд достаточно изделий с удельным энергопотреблением 14,4 Вт/м, а для оборудования гаражей и мастерских с точными работами – 20 Вт/м. Менее распространённые ленты, имеющие мощность в 24 Вт/м и выше, зачастую применяются только в рекламных целях или в промышленности. Следует понимать, что удельная мощность метра и длина ленты напрямую связаны с тем, какой блок питания необходимо будет задействовать для её подключения.

Следующий немаловажный признак, по которому ленты отличаются между собой, это защищённость. Общая их классификация построена на системе IP-маркировки. Эта аббревиатура расшифровывается как «IngressProtectionRating» – то есть, уровень защиты от проникновения чего-либо вовнутрь изделия. Система включает в себя учёт как жидкостей и газов, так и твёрдых частиц – пылинок и ворсинок. Некоторые потребители полагают, что все ленты в силиконовой трубке автоматически имеют одинаковый уровень защиты по IP-классификации, однако это не так. Она может зависеть от плотности самого силикона, от того, на какую именно часть он нанесён, от его хрупкости со временем и пр. факторов.

Самая обычная бюджетная лента будет иметь минимальный эксплуатационный уровень, маркированный как IP20. Это означает, что изделие имеет открытый монтаж светоизлучающих элементов. Она пригодна для использования в жилых помещениях для подсветки потолка, полок шкафов, элементов рабочего стола. При нормальной влажности подобное изделие будет исправно работать в течение долгих лет.

Светодиодная лента с уровнем защиты IP65 – это хорошо защищённая от влаги модель, которую можно монтировать в рабочей зоне кухни, в ванной комнате или на балконе. Она легко справится с попаданием мелких брызг и крупных капель. Даже обилие песчинок в воздухе вокруг не сделает её со временем мутнее.

Наконец, лента с маркировкой IP68 представляет собой максимальную степень защиты. Её возможности не ограничиваются помещениями или погодными условиями. Многие производители пишут, что такое изделие может быть погружено в воду до глубины в 1 метр и даже заморожено в нём. Разумеется, экспериментировать с ней таким образом мало кому приходится, однако такая возможность существует. Главное, при любых манипуляциях с электричеством соблюдать все правила безопасности!

 

 

 

Вместо заключения

Светодиодные ленты – это богатейший спектр возможностей для украшения помещений, магазинов или учреждений, подсветки рабочих поверхностей и пр. Сейчас их наряду со многими другими декоративными элементами используют ведущие мировые дизайнеры, пытаясь привнести в интерьеры и экстерьеры таинственность и неординарность.

Кроме упомянутых принципов разделения изделий на категории, во внимание также принимается их питающее напряжение, которое определяет энергопотребление и пожароопасность лент. Существуют модели, работающие от низкого напряжения – 12 В, 24 В и 36 В, а также от стандартного сетевого – 220 В. В следующей статье мы более детально поговорим об их отличиях и преимуществах применения для разных целей.

Виды светодиодных лент и их отличия

В данной статье мы разберем основные виды и отличия светодиодных лент.

---

Существует много видов светодиодных лент(LED-лент).
Внастоящее время производители предлагают большое разнообразие светодиодных лент. Для облегчения монтажа LED-ленты выпускают с клейкой основой.

Попробуем разобраться, какие существуют ленты и в чем они отличаются друг от друга.

Тип светодиода в светодиодных лентах

В данное время на рынке светотехники в основном встречаются ленты на светодиодах типа SMD3528 и SMD5050. SMD- это сокращение от английского Surface Mounted Device, что в переводе на русский означает «прибор, монтируемый на поверхность».

Числа 5050 и 3028- это размеры самого светодиода в миллиметрах. 

Например, размеры светодиода в ленте SMD-5050 составляют 5,0*5,0 мм, а в SMD-3028 – 3,0*2,8 мм. Ниже приведены примеры:

Плотность светодиодов.

Плотность светодиодов — это количество светодиодов на один метр.

Яркость ленты зависит от количества светодиодов на одном метре ленты, — чем больше светодиодов, тем ярче лента и тем, соответственно, она дороже. На рисунке ниже подробно изображена полная классификация лент по количеству диодов.

Не стоит забывать, что от количества светодиодов зависит мощность и световой поток ленты.

Мощность светодиодной ленты

Мощность LED -ленты измеряется в ваттах (Вт) и зависит от количества и размера светодиода.

Мы рассчитаем мощность пятиметровой лента каждого вида, представленного на рисунке выше.

Пятиметровая светодиодная лента на 12 Вольт состоит из 300 светодиодов SMD 3528, потребляет мощность 24 Вт, имеет световой поток 2400 Люмен.

Пятиметровая светодиодная лента на 12 Вольт состоит из 600 светодиодов SMD 3528, потребляет мощность 48 Вт, имеет световой поток 4800 Люмен.

Пятиметровая светодиодная лента на 24 Вольт состоит из 1200 светодиодов SMD 3528, потребляет мощность 96 Вт, имеет световой поток 9600 люмен.

Пятиметровая светодиодная лента на 12 Вольт состоит из 300 светодиодов SMD 5050, потребляет мощность 65 Вт, имеет световой поток 5400 Люмен.

Пятиметровая светодиодная лента на 24 Вольт состоит из 600 светодиодов SMD 5050, потребляет мощность 130 Вт, имеет световой поток 10800 Люмен. 

Влагозащита — это еще одно отличие светодиодных лент.

Индекс IP в светодиодной ленте обозначает измерение степени защиты оболочки электрооборудования от проникновения твердых предметов и воды.

Используемые индексы IP в LED-лентах: IP20, IP65 и IP68.

IP 20 — это открытая светодиодная лента, применяемая для помещений, в которых не требуется дополнительная влагозащита.

IP 65 — влагозащищенная лента , которую хорошо использовать, например, в ванных комнатах, либо  подсветке рабочей зоны на кухне.

IP 68 — полностью влагозащищенная лента. Её применения не ограничены.

Классификация светодиодных лент.

1. По степени защиты от пыли и влаги (IP).

Каждая светодиодная лента обладает определенной степенью защиты от пыли и влаги. На сегодняшний день распространены следующие классы защиты – IP20, IP22, IP33, IP65, IP67, IP68.

Под классами IP20, IP22, IP33 как правило выступает одна и та же светодиодная лента, каждый производитель по своему присваивает степень защит и по всей видимости без проведения надлежащих испытаний. По сути это диодная лента с открытыми диодами и резисторами, установленными на гибкую печатную плату, изображение такой ленты представлено на рис. 1.

Рис. 1. Разрез светодиодной ленты открытого типа (IP20, IP22, IP33) .

Применяют диодные ленты данного типа в сухих помещениях и с низкой вероятностью механического повреждения. Среди удобств такой ленты стоит отметить легкость пайки и легкость в подсоединении коннекторов (специальные  клипсы для соединения лент и подведения питающих проводов). Поэтому если есть необходимость часто резать такую ленту и много паять то данный тип ленты является предпочтительным, например, для подсветки витрин, шкафов и сложных интерьерных элементов с большим количеством отрезков. Стоимость такой ленты невысока, что делает её популярной.

Диодные ленты с классом защиты  IP65  полностью защищены от попадания пыли и от струй воды льющихся со всех сторон. Лента покрыта слоем компаунда (чаще используется силикон) рис. 2а, так же есть вариант светодиодной ленты полностью заключенный в силиконовую трубку рис 2б. Такую ленту можно монтировать в помещениях с повышенной влажностью. Но для сухих помещений эта лента также интересна, поскольку её удобнее наклеивать т.к. можно проглаживать по всей длине, а после того как эта светодиодная лента проработает какое-то длительное время с её поверхности легко можно стирать пыль влажной тряпочкой.

Рис. 2. Разрез светодиодной ленты закрытого  типа IP65 c заливкой силиконовым компаундом.

Рис. 3. Разрез светодиодной ленты закрытого типа IP65 в силиконовой трубке.

Класс защит IP67 – это лента в трубке с заливкой силиконом внутри трубки, разрез led лент представлен на риc. 4. Такая светодиодная лента является одной из самых стойких к воздействию влаги. Полная защита от проникновения пыли, допустимо кратковременное погружение на глубину до 1м, но постоянная работа при длительном

Рис. 4. Разрез светодиодной ленты закрытого  типа IP67в силиконовой трубке и с заливкой силиконом внутри трубки.

погружении в воду не предполагается. Эта диодная лента идеальна для наружного применения чаще всего используют для контурной подсветки зданий, для декоративной подсветки ландшафта и помещений с очень высоким уровнем влаги: ванные, душевые, бани, возле бассейнов.

Светодиодные ленты с классом защиты IP68 (длительное погружение на глубину более 1м) встречаются довольно редко, хотя многие производители часто заявляют IP68 (обычно на диодных лентах с напряжением питания 220 Вольт. Рекомендуем с настороженностью относится к лентам с таким классом защиты поскольку не редко производители завышают данное значение.

2. По напряжению питания.

LED ленты имеют постоянное напряжение питания: 5В, 12В, 24В, 36В или переменное 220 В.

Лента  с питанием 5В благодаря такому низкому напряжению, является самой безопасной. Она может применяться в подсветке одежды, мебели в изготовлении товаров народного потребления.

Светодиодныа лента с питанием 12В считается сомой распространенной и практичной в использовании. Чаще всего её устанавливают в жилых помещениях для декоративной подсветки, с её помощью выполняют подсветку: карнизов, ниш, контуров зданий, а также делают освещение витрин и небольших помещений. Распространена она и у автолюбителей для тюнинга.

Светодиодные ленты с напряжением питания 24В имеют в два раза меньший ток, чем лента 12В имеющую то же мощность. В следствии чего, у таких лент уменьшается нагрузка на токоведущие части  печатной платы. По этой же причине для подвода питания мы можем использовать кабель меньшего сечения, чем для лент 12В. Блок питания будет более компактным для led лент 24В, чем  блок питания той же мощности на 12В. Усилители,  диммеры и контроллеры можно больше нагрузить светодиодной лентой 24В чем 12 В. Общий вывод: ленту на 24В выгодно применять если у нас высокая мощность системы, тогда легче подбирать контроллеры, усилители и диммеры, блоки питания будут иметь меньшие размеры, а провода меньшее сечение. Существует миф о том, что лента на 24В более яркая, это действительно миф не имеющий по собой физического обоснования.

Светодиодные ленты с напряжением питания 36В встречается достаточно редко основное её преимущество, аналогично с лентой 24В в возможности использовать, провода меньшим сечением, блоки питания меньшего размера, а контроллеры и диммеры большей мощностью. Недостаток такой ленты в её малой распространенности и редкости блоков питания (драйверов), контроллеров и диммеров работающих с напряжением 36 В.

Лента 220 В подключается на прямую к бытовой электросети. Она рассчитана на уличное применение. Будьте внимательны, эту светодиодную ленту крайне не желательно использовать в жилом помещении, потому, что лента имеет мерцание, способное раздражать глаза. Кратность резки такой ленты составляет 1 метр, что не всегда будет удобно в отличие от лент с питанием постоянным напряжением (12 В, 24 В) у которых кратность резки будет 3 – 15 см. Светодиодную ленту на 220 В хорошо использовать как новогоднее уличное украшение, часто такой лентой выполняют:  подсветку контуров зданий, подсветку рекламных вывесок, различную подсветку декоративных конструкций.

3. По типу диодов и световому потоку.

Значение светового потока зависит от  типа диода и количества диодов. Существует числовой стандарт в обозначении светодиодов для поверхностного монтажа, которыми часто также обозначаются и ленты изготовленные с использованием этих диодов. И так, для производства светодиодных лент используются светодиоды: 3528, 5050, 5060, 5630, 2835, 3020 и другие, эти числа обозначают размеры корпуса диода. Так, например,  диод типа 3528 имеет размер 3,5мм*2,8мм. Светодиод  в корпусе 3528 имеет большую мощность и больший световой поток, чем диод 5050, нетрудно догадаться, что при одинаковом количестве диодов у ленты с диодами 3528 световой поток будет меньше чем у ленты с диодами 5050. Поэтому при выборе светодиодной ленты, нужно прежде всего, обращать внимание на световой поток от led ленты, а не на количество диодов.

4. По классу.

Светодиоды условно разделяют на 3 класса – эконом, стандарт и премиум. У диодных лент  премиум класса используются наиболее эффективные светодиоды (высокая светоотдача), и наиболее качественные материалы такие как: печатная плата, упаковка. Обычно у этих лент выше качество пайки. Ленты же эконом класса, наоборот  имеют светодиоды менее эффективные, а печатная плата  и другие элементы более низкого качества. Лента класса стандарт это промежуточное значение между эконом и премиум классам, так называемая золотая середина.

5. По направлению свечения.

Лента горизонтального свечения. Это классическая лента свет распространяется от поверхности светодиодной ленты под углом 120 градусов, чертеж на рис. 5 а. Этот тип диодных лент наиболее популярен,  используется в подсветке потолочных карнизов, контуров зданий и других сферах.

Лента  бокового свечения. Свет распространяется  параллельно плоскости печатной платы, чертеж на рис. 5 б. Такая лента обычно используется в рекламных конструкциях.

Рис. 5а. Светодиодная лента в сечении.

а) Горизонтальное свечение диода.
б) Боковое свечение диода.

Лента для сильных изгибов. Такая светодиодная лента способна изгибаться во всех направлениях, это достигается благодаря конструкции печатной платы с резкими изгибами, это можно видеть на фотографии рис. 6. Благодаря такой конструкции можно достаточно легко выполнять подсветку интерьерных элементов с сильными изгибами.

Рис. 6. Светодиодная лента для сильных изгибов ТМ Arlight.

6. По цвету свечения.

Бывают одноцветные и многоцветные диодные ленты

Одноцветные ленты излучают белый, красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, фиолетовый и ультрафиолетовый свет, причем белый свет бывает теплым, нейтральным и холодным.

Многоцветные делятся на RGB, RGB+белый и MIX ленты. Разберем каждую по отдельности. RGB – лента сделана на основе 3-х кристального светодиода, каждый кристалл излучает свой цвет, R–красный, G–зеленый, B–синий. При смешении этих цветов с разной интенсивностью мы получим любой другой цвет, например фиолетовый или розовый.

RGB+белый – это RGB светодиодная лента имеющая отдельный белый светодиод, это сделано для получения качественного белого света, поскольку на практике RGB led лента выдает не четкий белый свет, он обычно имеет резкий оттенок в синюю или фиолетовую область.

MIX – лента состоит из светодиодов теплого белого и холодного белого света.  Таким образом,  возникает возможность легко настроить  свет под психологическое состояние т.к. теплый белый свет способствует более спокойной “сонной” обстановке, тогда как холодный белый свет более бодрящий располагает к активности.

Заключение. Конечно, в данной статье затронуты не все типы и классы светодиодных лент, рассмотрены лишь основные из них представляющие собой срез рынка на начало 2015 года.

22.11.2017

различных типов диодов и принцип их работы

Стабилитрон, Шоттки, выпрямители, тиристоры, кремний и симисторы

Меган Тунг

Диод — это электрическое устройство с двумя выводами. Диоды сделаны из полупроводника, чаще всего кремния, но иногда и германия. Существуют различные типы диодов, но здесь обсуждаются стабилитрон, выпрямитель, шоттки, ограничитель переходного напряжения, тиристор, кремниевый выпрямитель и симистор. На селекторный затвор транзистора подается импульс «включено», вызывая большой ток стока.Высокое напряжение на соединении затвора притягивает электроны, которые проникают через тонкий оксид затвора и накапливаются на плавающем затворе. EPROM можно стереть, подвергнув его воздействию сильного ультрафиолетового источника света, что означает, что они могут быть перезаписаны много раз (в отличие от PROM). EPROM не подходят для хранения информации, которая будет часто меняться, потому что для перепрограммирования чип нужно будет удалить из устройства, в котором он находится.

Стабилитроны

Стабилитрон

— это кремниевые полупроводниковые устройства, которые позволяют току течь либо в прямом (от анода к катоду), либо в обратном направлении.Сильнолегированный p-n переход позволяет устройству проводить в обратном направлении при достижении напряжения пробоя. Обратный пробой Зенера происходит из-за квантового туннелирования электронов, вызванного сильным электрическим полем. В режиме прямого смещения стабилитроны работают как обычные диоды. При подключении в обратном режиме может протекать небольшой ток утечки. Когда обратное напряжение увеличивается ближе к напряжению пробоя, через диод начинает течь ток. Максимальный ток определяется последовательным резистором.По достижении максимума ток стабилизируется и остается постоянным в широком диапазоне приложенных напряжений.

Выпрямители

Выпрямители

— это двухпроводные полупроводники, которые пропускают ток только в одном направлении. Выпрямитель состоит из одного или нескольких диодов, преобразующих переменный ток (AC) в постоянный (DC). Полупериодный выпрямитель — это когда на входе подается питание переменного тока, только положительный полупериод становится видимым через нагрузку, в то время как отрицательный полупериод скрывается (либо блокируется, либо теряется).В однополупериодном выпрямителе используется только один диод. Двухполупериодные выпрямители преобразуют полный входной сигнал переменного тока (положительный полупериод и отрицательный полупериод) в пульсирующий выходной сигнал постоянного тока. Для двухполупериодного выпрямителя используются два или четыре диода. КПД полуволнового выпрямителя ниже, потому что видна только положительная часть входной формы волны. Выпрямители используются в различных устройствах, включая источники питания постоянного тока, радиосигналы или детекторы, системы передачи электроэнергии постоянного тока высокого напряжения и некоторые бытовые приборы (ноутбуки, игровые системы и телевизоры).

Диоды Шоттки

Диоды Шоттки — это полупроводниковые устройства, образованные соединением кремниевого полупроводника (n-типа) с металлическим электродом. Диоды Шоттки известны своим быстрым переключением и низким прямым падением. Прямое падение напряжения существенно меньше, чем у обычного кремниевого диода с p-n переходом. Падение напряжения в диодах Шоттки обычно находится в пределах 0,15-0,45 В. При прямом смещении электроны перемещаются от материала n-типа к металлическому электроду, позволяя течь току.Диоды Шоттки не имеют обедненного слоя, что означает, что они униполярны.

Ограничитель переходного напряжения

Диоды ограничителя переходного напряжения (TVS) используются для защиты электроники от скачков напряжения. Переходные процессы — это временные скачки напряжения или тока, которые могут отрицательно повлиять на цепи. TVS-диоды шунтируют избыточный ток, когда индуцированное напряжение превышает потенциал лавинного пробоя. Благодаря своей способности подавлять все перенапряжения, превышающие его напряжение пробоя, TVS является фиксирующим устройством.TVS может быть однонаправленным или двунаправленным. Однонаправленный допускает только напряжение выше или ниже земли (положительное или отрицательное напряжение). Двунаправленный выбирается, когда ожидается, что защищенный сигнал будет колебаться над или под землей, например, при переменном напряжении или сигнале постоянного тока предполагается работать как с положительным, так и с отрицательным напряжением. Некоторые из приложений включают линии передачи данных и сигналов, микропроцессоры и MOS-память, линии электропередач переменного тока, телекоммуникационное оборудование и переключение / ограничение в цепях / системах с низким энергопотреблением.

Тиристорные диоды

Тиристорные диоды — это три оконечных устройства. Три терминала — затвор, анод и катод. Затвор управляет током, протекающим между анодом и катодом. В тиристорном диоде небольшой ток на затворе вызывает гораздо больший ток между анодом и катодом. Даже если ток затвора удален, больший ток продолжает течь от анода к катоду. Диод остается в этом состоянии до сброса цепи. В семействе тиристоров есть несколько типов диодов, включая тиристоры и триакомеры.

Выпрямители с кремниевым управлением

Выпрямители с кремниевым управлением (SCR)

— это тип диодов в семействе тиристоров. SCR — это четырехслойные твердотельные устройства управления током. Четыре слоя полупроводника — это P-N-P-N. Есть три вывода: анод, катод и затвор. Устройство изготовлено из кремниевого материала, который контролирует высокую мощность и преобразует высокий переменный ток в постоянный ток (выпрямление). SCR однонаправленные, электрический ток допускается только в одном направлении.SCR используются в приложениях управления мощностью, таких как мощность, подаваемая на электродвигатели, управление системой освещения, реле управления или индукционные нагревательные элементы.

TRIAC

TRIAC — это три оконечных устройства, также принадлежащих к семейству тиристоров. Первый вывод — это вентиль, который действует как триггер для включения устройства. Два других вывода называются анодом 1 и анодом 2 (также называются основным выводом 1 и основным выводом 2). Эти две клеммы не взаимозаменяемы, ток затвора должен поступать со стороны анода 2 схемы.Схема аналогична двум SCR, соединенным встык параллельно; тем не менее, TRIAC фактически построены из цельного куска полупроводникового материала, который должным образом легирован и уложен слоями. TRIAC переключают высокое напряжение и большой ток. Это двунаправленные переключатели, поэтому ток может проходить в обоих направлениях после срабатывания затвора. Некоторые из приложений включают управление мощностью переменного тока, регуляторы освещенности, управление двигателем и другие простые схемы с низким энергопотреблением, где требуется переключение мощности.

---

Меган Тунг проходит летнюю стажировку в Jameco Electronics , посещает Калифорнийский университет в Санта-Барбаре (UCSB). Ее интересы включают фотографию, музыку, бизнес и инженерное дело.

Типы диодов

Существует несколько различных типов диодов, используемых в разработке электроники. Различные типы диодов позволяют удовлетворить различные требования к применению. В результате свойств этих разных типов диодов, разные типы полупроводниковых диодов могут использоваться для выполнения различных функций.Некоторые символы диодов показаны на изображении ниже.

Обозначения диодов

Лавинный диод

Этот тип диода проводит в обратном направлении, когда напряжение обратного смещения превышает напряжение пробоя. Эффект лавины возникает, когда обратное электрическое поле через переход P-N вызывает волну ионизации, напоминающую лавину, приводящую к сильному току. Лавинные диоды предназначены для пробоя при четко определенном обратном напряжении без разрушения.

Лавинный диод

Светоизлучающий диод (LED)

Светодиод — один из самых популярных типов диодов, который излучает свет, когда диод позволяет передавать электрический ток между электродами. Энергия выделяется в виде света, когда диод включен или смещен в прямом направлении, а электроны соединяются с дырками. Цвет света зависит от ширины запрещенной зоны полупроводника и создает волны с длиной волны от инфракрасного до ближнего ультрафиолета, в зависимости от материала.

Сопутствующие товары: Диоды, транзисторы и тиристоры | Мостовой выпрямитель |

Светоизлучающий диод (LED)

Лазерный диод

Этот тип диода излучает когерентный свет, что отличает его от обычного светодиода. Лазер образуется, когда структура, подобная светодиоду, содержится в резонансной полости, образованной полировкой параллельных торцевых поверхностей. Они обычно используются в оптических запоминающих устройствах и высокоскоростной оптической связи.

Лазерный диод

Фотодиод

Фотодиод используется для обнаружения света и имеет широкие прозрачные переходы, поскольку он работает с обратным смещением, где протекает небольшой ток.Фотодиоды могут использоваться в солнечных элементах, в фотометрии, в оптической связи или для выработки электроэнергии.

Фотодиод

Диод Шоттки

Диод Шоттки состоит из контакта металл-полупроводник и имеет меньшее прямое падение напряжения, чем обычные диоды с P-N переходом. Его можно использовать в качестве выпрямителя с низкими потерями, хотя его обратный ток утечки обычно выше, чем у других диодов.

Диод Шоттки

Туннельный диод

Туннельный диод похож на стандартный P-N переход, за исключением того, что уровни легирования высоки, а область обеднения узкая.Туннелирование — это эффект, который вызывается квантово-механическими эффектами, когда электроны проходят через потенциальный барьер. Его можно найти во многих микроволновых устройствах.

Туннельный диод

Варикап или варакторный диод

Они используются в качестве конденсаторов с регулируемым напряжением, которые имеют обратное смещение, которое изменяет ширину истощения в соответствии с напряжением на диодах. Эти диоды действуют как конденсаторы, а обкладки конденсатора образованы протяженностью областей проводимости и областью обеднения как изолирующим диэлектриком.

Варикап-диоды

Стабилитрон

Этот тип диода обеспечивает стабильное опорное напряжение и может проводить обратное направление. Стабилитроны и переключающие диоды включены последовательно и в противоположных направлениях, чтобы сбалансировать температурный коэффициент почти до нуля. Они широко используются для обеспечения опорного напряжения в источниках питания.

Стабилитрон

Типы диодов и их применение: описание диодов | Arrow.com

Есть много разных типов диодов, которые помогают в реальных приложениях.Каждая категория диодов обладает уникальными характеристиками, о которых будет рассказано в этой статье.

Что такое диод?

Вы можете думать о диодах как о электрических обратных клапанах, позволяя электричеству течь от положительного к отрицательному только в одном направлении. Символически мы представляем этот поток стрелкой, направленной от положительной (анодной) стороны диода к отрицательной (катод). В конце этого символа находится вертикальная линия, которая соответствует полосе на отрицательной стороне многих физических компонентов.

Что делает диод?

Помимо этой базовой функциональности, диоды могут выполнять множество специализированных функций. Они варьируются от:

1. Диоды с разными электрическими характеристиками

2. Прочие излучающие свет (светодиоды)

3. Те, кто может определять такие свойства, как температура и уровень освещенности

Мы рассмотрим несколько различных типов ниже, а затем обсудим несколько распространенных применений диодов.

Различные типы диодов

Давайте рассмотрим некоторые из самых известных категорий диодов прошлого и настоящего.За исключением ламповых диодов, все диоды в этом списке являются полупроводниковыми.

Вакуумный (термоэмиссионный) диод: Первый вакуумный диод был разработан в начале 1900-х годов одновременно с первым твердотельным диодом (на основе полупроводников). Хотя вакуумные диоды были обычным явлением до середины 20-го века, в конечном итоге они уступили долю рынка полупроводниковым компонентам. Ламповые диоды все еще используются в некоторых мощных приложениях и специальном звуковом оборудовании, хотя они относительно редки.

P-N Junction Diode: Этот тип диода состоит из полупроводника p-типа (положительный на избыток электронных дырок), соединенный с полупроводником n-типа (отрицательный на избыток электронов). Положительный полупроводник присоединяется к источнику положительного напряжения по отношению к отрицательному полупроводниковому материалу, который подталкивает электроны и дырки к области перехода, позволяя течь электричеству. Когда напряжение прикладывается в другом направлении или «смещено в обратном направлении», это увеличивает обедненный слой между двумя областями, останавливая поток электронов.

Стабилитрон: Нормальные диоды с p-n переходом выйдут из строя, если в обратном смещенном направлении будет приложено достаточное напряжение, позволяющее течь току. Однако стабилитроны спроектированы так, чтобы демонстрировать такое поведение при заданном уровне напряжения как часть их нормальной работы. Эти диоды также пропускают ток в области прямого смещения, как и стандартные диоды с p-n переходом, но их обратная способность делает их пригодными для таких приложений, как регулирование напряжения и изменение формы сигнала переменного тока.

Истинные стабилитроны

работают при напряжении около 5 вольт или меньше, в то время как те, которые работают в областях с более высоким напряжением, работают по другому принципу и известны как лавинные диоды. Вы часто будете видеть оба диода, называемые стабилитронами.

Диод Шоттки: Когда чистый полупроводниковый диод проводит только в одном направлении, он будет демонстрировать прямое падение напряжения 600-700 мВ. Диоды Шоттки работают немного иначе. Вместо использования полупроводникового перехода p-n они используют переход полупроводник-металл для понижения напряжения до диапазона 150-450 мВ.Полупроводники N-типа (избыточные электроны) обычны в диодах Шоттки, но в некоторых ситуациях вы увидите полупроводники p-типа. Диоды Шоттки подходят для нескольких применений, в том числе в качестве компонентов в источниках питания постоянного тока и для защиты от обратного тока.

Практическое применение диодов

Мы коснулись нескольких применений диодов в разделе выше, но общие применения диодов также включают следующее:

1. Выпрямление: Самая основная функция диода — действовать как выпрямитель , выпрямляя переменный источник переменного тока в постоянный (или, по крайней мере, изменяющийся однонаправленный) источник питания.Любой диод может выполнить эту задачу, блокируя поток мощности в одном или другом направлении, хотя некоторые диоды подходят для этой работы лучше, чем другие.

Из нескольких диодов можно также образовать двухполупериодный мостовой выпрямитель. Вместо того, чтобы блокировать половину сигнала переменного тока, диод позволяет каждой половине течь, но меняет одну сторону, так что ток течет только в одном направлении. Вы можете использовать конденсаторы и другие компоненты для дальнейшего сглаживания и получения мощности, приближающейся к линейному сигналу.

2.Излучение света: Еще несколько лет назад, если вам нужно было освещение для дома или офиса, вы должны были купить лампочку накаливания. Эти блестящие устройства хорошо работали со времен Эдисона, но, помимо света, большая часть энергии, которую используют эти катушки, преобразуется в тепло. Светодиоды обеспечивают гораздо более эффективный источник света. Эти лампы стоят больше, чем их аналоги от ламп накаливания, отчасти потому, что они требуют дополнительных схем управления для работы с бытовой сетью переменного тока.

Разумеется, светодиоды

также доступны в гораздо меньших форм-факторах без соответствующей схемы.Они поставляются как компоненты, проходящие через отверстия, или как устройства для поверхностного монтажа, предназначенные для использования с печатными платами. Эти светодиоды для поверхностного монтажа могут быть размером с форм-фактор 0201 и иметь толщину всего 0,2 мм.

3. Рассеивание индуктивной нагрузки: Когда индуктивная нагрузка отключается, ее запасенная энергия должна куда-то уходить. Без надлежащей защиты схемы накопленная энергия может привести к скачкам напряжения, которые могут вызвать дугу на переключателе или потенциально перегрузить транзистор. Диоды в «обратноходовой» конфигурации обеспечивают простое решение: электричество течет в правильном направлении через катушку индуктивности во время работы, а затем движется в обратном направлении в прямом смещенном направлении диода при выключении.Эта конфигурация позволяет току рассеиваться через катушку индуктивности и возвращаться в источник питания, тем самым защищая цепь.

4. Измерение и управление: Полупроводники могут генерировать электрические заряды на основе оптических эффектов. Как правило, эти устройства упакованы таким образом, чтобы блокировать свет, чтобы избежать непреднамеренной электрической активности. Фотодиоды, однако, созданы для оптимизации этого эффекта, и вы найдете их упакованными в светопропускающий материал, который действует как датчик.Эти фотодиоды часто используются в инфракрасном спектре, например, в бытовых пультах дистанционного управления.

Хотя диоды выполняют свою работу по пропусканию тока только в одном направлении, как показано здесь, мы также можем использовать их во многих других приложениях. Мы коснулись поверхности того, как диоды работают в реальном мире, но нам предстоит еще многое узнать.

Различные типы диодов | Символы схем и их применение

В этом уроке мы узнаем о различных типах диодов.К ним относятся малосигнальные диоды, стабилитроны, светоизлучающие диоды, диоды Шоттки, туннельные диоды, лавинные диоды и т. Д. Это будет краткое примечание о различных типах диодов с их основными функциями и соответствующими обозначениями схем.

Введение

Диоды — это электронные устройства / компоненты с двумя выводами, которые функционируют как односторонний переключатель, т.е. они позволяют току течь только в одном направлении. Эти диоды производятся из полупроводниковых материалов, таких как кремний, германий и арсенид галлия.

Два вывода диода известны как анод и катод. Основываясь на разности потенциалов между этими двумя выводами, работу диода можно классифицировать двумя способами:

• Если анод имеет более высокий потенциал, чем катод, то говорят, что диод находится в прямом смещении и пропускает ток.
• Если катод имеет более высокий потенциал, чем анод, то говорят, что диод находится в режиме обратного смещения и не пропускает ток.

У разных типов диодов разные требования к напряжению.Для кремниевых диодов прямое напряжение составляет 0,7 В, а для германиевых диодов — 0,3 В. Обычно в кремниевых диодах темная полоса на одном конце диода указывает на вывод катода, а другой вывод — на анод.

Одно из основных применений диодов — выпрямление, то есть преобразование переменного тока в постоянный. Поскольку диоды позволяют току течь только в одном направлении и блокируют ток в другом направлении, диоды используются в устройствах защиты от обратной полярности и переходных процессов.

Существует много различных типов диодов, и некоторые из них перечислены ниже.

Различные типы диодов

Давайте теперь кратко рассмотрим несколько распространенных типов диодов.

1. Малосигнальный диод

Это небольшое устройство с непропорциональными характеристиками, приложения которого в основном связаны с высокочастотными и очень слабыми токами, такими как радиоприемники, телевизоры и т. Д. Для защиты диода от загрязнения он окружен стеклом, поэтому его также называют стеклянным пассивированным диодом. Одним из популярных диодов этого типа является 1N4148.

Внешний вид сигнальных диодов очень мал по сравнению с силовыми диодами. Для обозначения катодного вывода один край маркируется черным или красным цветом. Для приложений на высоких частотах очень эффективны характеристики слабосигнального диода.

Что касается других функций, сигнальные диоды обычно имеют небольшую пропускную способность по току и рассеиваемую мощность. Обычно они находятся в диапазоне 150 мА и 500 мВт соответственно.

Малосигнальный диод может быть изготовлен из полупроводникового материала кремниевого или германиевого типа, но характеристики диода зависят от легирующего материала.

Малосигнальные диоды используются в диодных приложениях общего назначения, высокоскоростной коммутации, параметрических усилителях и многих других приложениях. Некоторые важные характеристики малосигнального диода:

• Пиковое обратное напряжение (В _PR ) — это максимальное обратное напряжение, которое может быть приложено к диоду до его выхода из строя.
• обратный ток (I _R ) — ток (очень маленькое значение), который течет при обратном смещении.
• Максимальное прямое напряжение при пиковом прямом токе (В _F при I _F )
• Время обратного восстановления — время, необходимое для уменьшения обратного тока с прямого тока до I _R .

2. Большой сигнальный диод

Эти диоды имеют большой слой PN перехода. Таким образом, они обычно используются для выпрямления, то есть преобразования переменного тока в постоянный. Большой PN переход также увеличивает пропускную способность прямого тока и обратное запирающее напряжение диода. Большие сигнальные диоды не подходят для высокочастотных приложений.

Основное применение этих диодов — источники питания (выпрямители, преобразователи, инверторы, устройства для зарядки аккумуляторов и т. Д.).). В этих диодах значение прямого сопротивления составляет несколько Ом, а значение сопротивления обратного блокирования — в мегаомах.

Поскольку он обладает высокими характеристиками по току и напряжению, он может использоваться в электрических устройствах, которые используются для подавления высоких пиковых напряжений.

3. Стабилитрон

Это пассивный элемент, работающий по принципу «пробоя стабилитрона». Впервые произведенный Кларенсом Зинером в 1934 году, он похож на обычный диод в состоянии прямого смещения, то есть пропускает ток.

Но в состоянии обратного смещения диод проводит только тогда, когда приложенное напряжение достигает напряжения пробоя, известного как пробой Зенера. Он предназначен для защиты других полупроводниковых устройств от кратковременных импульсов напряжения. Он действует как регулятор напряжения.

4. Светоизлучающий диод (LED)

Эти диоды преобразуют электрическую энергию в энергию света. Первое производство началось в 1968 году. Он подвергается процессу электролюминесценции, в котором дырки и электроны рекомбинируются для получения энергии в виде света в состоянии прямого смещения.

Раньше светодиоды были очень дорогими и использовались только для специальных целей. Но с годами стоимость светодиодов значительно снизилась. Это, а также тот факт, что они чрезвычайно энергоэффективны, делают светодиоды основным источником освещения в домах, офисах, улицах (для уличного освещения, а также для светофоров), в автомобилях, мобильных телефонах.

5. Диоды постоянного тока

Он также известен как диод, регулирующий ток, или диод ограничения тока, или транзистор с диодным подключением.Функция диода — регулировать напряжение при определенном токе.

Функционирует как двухконтактный ограничитель тока. В этом случае JFET действует как ограничитель тока для достижения высокого выходного сопротивления. Символ диода постоянного тока показан ниже.

6. Диод Шоттки

В диодах этого типа переход формируется путем контакта полупроводникового материала с металлом. Благодаря этому прямое падение напряжения снижается до минимума. Полупроводниковый материал представляет собой кремний N-типа, который действует как анод, и металлы, такие как хром, платина, вольфрам и т. Д.действует как катод.

Благодаря металлическому переходу эти диоды обладают большой токопроводящей способностью и, следовательно, сокращается время переключения. Таким образом, диод Шоттки более широко используется в коммутационных приложениях. В основном из-за перехода металл-полупроводник падение напряжения невелико, что, в свою очередь, увеличивает характеристики диода и снижает потери мощности. Таким образом, они используются в высокочастотных выпрямителях. Символ диода Шоттки показан ниже.

7.Диод Шокли

Это было одно из первых изобретенных полупроводниковых устройств. Диод Шокли состоит из четырех слоев. Его также называют диодом PNPN. Он аналогичен тиристору без вывода затвора, что означает, что вывод затвора отключен. Поскольку триггерный вход отсутствует, диод может проводить ток только путем подачи прямого напряжения.

Он остается включенным при включении и остается выключенным после выключения. Диод имеет два рабочих состояния: проводящий и непроводящий. В непроводящем состоянии диод проводит с меньшим напряжением.

Символ диода Шокли следующий:

Применение диода Шокли

• Триггерные переключатели для SCR.
• Действует как релаксирующий осциллятор.

8. Пошаговые восстанавливающие диоды

Его также называют отключающим диодом или диодом для накопления заряда. Это особый тип диодов, которые накапливают заряд положительного импульса и используют в отрицательном импульсе синусоидальных сигналов. Время нарастания текущего импульса равно времени щелчка.Из-за этого явления у него есть импульсы восстановления скорости.

Эти диоды используются в умножителях более высокого порядка и в схемах формирователя импульсов. Частота среза этих диодов очень высока, что составляет порядка гигагерц.

В качестве умножителя этот диод имеет диапазон частот среза от 200 до 300 ГГц. Эти диоды играют жизненно важную роль при работе в диапазоне 10 ГГц. Эффективность высока для умножителей более низкого порядка. Символ этого диода показан ниже.

9. Туннельный диод

Используется как высокоскоростной переключатель со скоростью переключения порядка нескольких наносекунд. Благодаря туннельному эффекту он очень быстро работает в микроволновом диапазоне частот. Это двухконтактное устройство, в котором концентрация примесей слишком высока.

Переходная характеристика ограничивается емкостью перехода плюс паразитной емкостью проводки. В основном используется в микроволновых генераторах и усилителях. Он действует как устройство с самой отрицательной проводимостью.Туннельные диоды можно настраивать как механически, так и электрически. Символ туннельного диода показан ниже.

Применение туннельных диодов

• Колебательные цепи.
• СВЧ-схемы.
• Стойкость к ядерному излучению.

10. Варакторный диод

Они также известны как варикап-диоды. Он действует как переменный конденсатор. Операции выполняются в основном только при обратном смещении. Эти диоды очень известны благодаря своей способности изменять диапазоны емкости в цепи при наличии постоянного напряжения.

Они могут изменять емкость до высоких значений. В варакторном диоде мы можем уменьшать или увеличивать обедненный слой, изменяя напряжение обратного смещения. Эти диоды находят множество применений в качестве генераторов с регулируемым напряжением для сотовых телефонов, предварительных фильтров спутниковой связи и т. Д. Символ варакторного диода приводится ниже.

Применение варакторных диодов

• Конденсаторы, управляемые напряжением
• Генераторы, управляемые напряжением
• Параметрические усилители
• Умножители частоты
• FM-передатчики и петли фазовой автоподстройки 11

.Laser Diode

Аналогичен светодиоду, в котором активная область образована p-n переходом. Электрически лазерный диод представляет собой диод P-I-N, в котором активная область находится во внутренней области. Используется в волоконно-оптической связи, считывателях штрих-кодов, лазерных указках, считывании и записи CD / DVD / Blu-ray, лазерной печати.

Типы лазерных диодов:

• Лазер с двойной гетероструктурой: Свободные электроны и дырки доступны одновременно в регионе.
• Лазеры на квантовых ямах: лазеры, имеющие более одной квантовой ямы, называются лазерами с несколькими квантовыми ямами.
• Квантово-каскадные лазеры: это лазеры на гетеропереходе, которые обеспечивают лазерное воздействие на относительно длинных длинах волн.
• Лазеры на гетероструктурах с раздельным ограничением: Чтобы компенсировать проблему тонких слоев в квантовых лазерах, мы используем лазеры на гетероструктурах с раздельным ограничением.
• Лазеры с распределенным брэгговским отражателем: это могут быть лазеры с торцевым излучением или VCSELS.

Символ лазерного диода выглядит следующим образом:

12. Диод подавления переходного напряжения

В полупроводниковых приборах переходные процессы возникают из-за внезапного изменения напряжения в состоянии.Они повредят выходной отклик устройства. Чтобы решить эту проблему, используются подавляющие напряжение диоды. Принцип действия диода ограничения напряжения аналогичен работе стабилитрона.

Эти диоды работают нормально, как диоды с p-n переходом, но во время переходного напряжения их работа меняется. В нормальном состоянии сопротивление диода высокое. Когда в цепи возникает какое-либо переходное напряжение, диод входит в область лавинного пробоя, в которой обеспечивается низкий импеданс.

Это происходит очень спонтанно, потому что продолжительность лавинного пробоя составляет пикосекунды. Диод подавления переходных напряжений будет ограничивать напряжение до фиксированных уровней, в большинстве случаев его ограничивающее напряжение находится в минимальном диапазоне.

Они используются в области телекоммуникаций, медицины, микропроцессоров и обработки сигналов. Он реагирует на перенапряжение быстрее, чем варисторы или газоразрядные трубки.

Обозначение диода подавления переходного напряжения показано ниже.

Характеристики диода:

• Ток утечки
• Максимальное обратное напряжение отключения
• Напряжение пробоя
• Напряжение зажима
• Паразитная емкость
• Паразитная индуктивность
• Количество поглощаемой энергии 13. Легированные золотом диоды

  В этих диодах золото используется в качестве легирующей примеси. Эти диоды быстрее других диодов. В этих диодах ток утечки в условиях обратного смещения также меньше.Даже при более высоком падении напряжения это позволяет диоду работать на частотах сигнала. В этих диодах золото способствует более быстрой рекомбинации неосновных носителей.

  14. Супербарьерные диоды

  Это выпрямительный диод, имеющий низкое прямое падение напряжения, как диод Шоттки, с возможностью защиты от перенапряжения и низким обратным током утечки в качестве диода P-N перехода. Он был разработан для приложений с высокой мощностью, быстрым переключением и низкими потерями. Супербарьерные выпрямители — это выпрямители следующего поколения с более низким прямым напряжением, чем диоды Шоттки.

  15. Диод Пельтье

  В этом типе диодов он генерирует тепло на стыке двух материалов полупроводника, которое течет от одного вывода к другому. Этот поток осуществляется только в одном направлении, которое совпадает с направлением потока тока.

  Это тепло производится за счет электрического заряда, возникающего в результате рекомбинации неосновных носителей заряда. Это в основном используется в системах охлаждения и обогрева. Этот тип диодов используется как датчик и тепловой двигатель для термоэлектрического охлаждения.

  16. Кристаллический диод

  Он также известен как кошачий ус, который представляет собой диод с точечным контактом. Его работа зависит от давления контакта полупроводникового кристалла с острием.

  В нем присутствует металлическая проволока, которая прижимается к кристаллу полупроводника. При этом кристалл полупроводника действует как катод, а металлическая проволока действует как анод. Эти диоды являются устаревшими по своей природе. В основном используется в микроволновых приемниках и детекторах.

  Применение кристаллического диода

  • Выпрямитель на кристаллическом диоде
  • Детектор на кристаллическом диоде
  • Кристаллический радиоприемник

  17.Лавинный диод

  Это пассивный элемент, работающий по принципу лавинного пробоя. Он работает в режиме обратного смещения. Это приводит к большому току из-за ионизации, создаваемой P-N переходом в условиях обратного смещения.

  Эти диоды специально разработаны для пробоя при определенном обратном напряжении, чтобы предотвратить повреждение. Обозначение лавинного диода показано ниже:

  Лавинный диод использует

  • Генерация ВЧ-шума: он действует как источник ВЧ для мостов антенного анализатора, а также как генераторы белого шума.
  • Используется в радиооборудовании, а также в аппаратных генераторах случайных чисел.
  • Генерация СВЧ-частоты: в этом случае диод действует как устройство отрицательного сопротивления.
  • Однофотонный лавинный детектор: Это детекторы фотонов с высоким коэффициентом усиления, используемые для измерения уровня освещенности.

  18. Кремниевый выпрямитель

  Он состоит из трех выводов: анода, катода и затвора. Он почти равен диоду Шокли. Как видно из названия, он в основном используется для целей управления, когда в цепи прикладываются небольшие напряжения.Символ кремниевого управляемого выпрямителя показан ниже:

  Режимы работы:

  1. Режим блокировки в прямом направлении (выключенное состояние): в этом J1 и J3 смещены вперед, а J2 — в обратном. Он предлагает высокое сопротивление ниже напряжения отключения и, следовательно, считается выключенным.
  2. Режим прямой проводимости (включенное состояние): увеличивая напряжение на аноде и катоде или применяя положительный импульс на затворе, мы можем включить. Единственный способ выключить — уменьшить ток, протекающий через него.
  3. Режим обратной блокировки (выключенное состояние): SCR, блокирующий обратное напряжение, называется асимметричным SCR. В основном используется в инверторах источника тока.

  19. Вакуумные диоды

  Вакуумные диоды состоят из двух электродов, которые действуют как анод и катод. Катод состоит из вольфрама, который испускает электроны в направлении анода. Электронный поток всегда будет идти только от катода к аноду. Итак, он действует как переключатель.

  Если катод покрыт оксидным материалом, то способность к эмиссии электронов высока.Анод немного длинноват, а в некоторых случаях его поверхность шероховатая, чтобы снизить температуру, возникающую в диоде. Диод будет проводить только в одном случае, когда анод положителен по отношению к клемме катода. Этот символ показан на рисунке:

  20. PIN-диод

  Улучшенная версия обычного P-N-переходного диода дает PIN-диод. В PIN-диоде легирование не нужно. Собственный материал, то есть материал, который не имеет носителей заряда, вставляется между областями P и N, что увеличивает площадь обедненного слоя.

  Когда мы прикладываем напряжение прямого смещения, дырки и электроны выталкиваются во внутренний слой. В какой-то момент из-за этого высокого уровня инжекции электрическое поле также будет проходить через внутренний материал. Это поле заставляет носители течь из двух регионов. Символ PIN-диода показан ниже:

  Применение PIN-диода:

  • Радиочастотные переключатели: PIN-диод используется как для выбора сигнала, так и для выбора компонентов. Например, PIN-диоды действуют как индукторы с переключателем диапазона в генераторах с низким фазовым шумом.
  • Аттенюаторы: используются как мостовое и шунтирующее сопротивление в аттенюаторе типа «мост-Т».
  • Фотодетекторы: обнаруживают фотоны рентгеновского и гамма-излучения.

  21. Устройства точечного контакта

  Золотая или вольфрамовая проволока используется в качестве точечного контакта для создания области PN-перехода путем пропускания через нее сильного электрического тока. Небольшая область PN-перехода создается вокруг края провода, который соединяется с металлической пластиной, как показано на рисунке.

  В прямом направлении его работа очень похожа, но в состоянии обратного смещения провод действует как изолятор. Поскольку этот изолятор находится между пластинами, диод действует как конденсатор. Как правило, конденсатор блокирует токи постоянного тока, но токи переменного тока могут протекать в цепи на высоких частотах. Таким образом, они используются для обнаружения высокочастотных сигналов.

  22. Диод Ганна

  Диод Ганна изготавливается только из полупроводникового материала n-типа. Область истощения двух материалов N-типа очень тонкая.Когда напряжение в цепи увеличивается, увеличивается и ток. После определенного уровня напряжения ток будет экспоненциально уменьшаться, таким образом проявляется отрицательное дифференциальное сопротивление.

  Имеет два электрода с арсенидом галлия и фосфидом индия. Благодаря этому он имеет отрицательное дифференциальное сопротивление. Его также называют переносным электронным устройством. Он генерирует СВЧ-сигналы, поэтому в основном используется в СВЧ-устройствах. Его также можно использовать как усилитель. Обозначение диода Ганна показано ниже:

  Знакомство с типами диодов

  По разному назначению диоды можно разделить на выпрямительные диоды, детектирующие диоды, стабилитроны, варакторные диоды, фотодиоды, светодиоды, переключающие. диоды, диоды быстрого восстановления и т. д.

  Каталог
  

  I Типы диодов

  Существует много типов диодов: в зависимости от материалов, это германиевые диоды, кремниевые диоды, диоды из арсенида галлия и т.д .; их можно разделить на диоды с поверхностным контактом и диоды с точечным контактом в зависимости от производственного процесса; По разному назначению их можно разделить на выпрямительные диоды, диоды обнаружения, стабилитроны, варакторные диоды, фотодиоды, светодиоды, переключающие диоды, диоды быстрого восстановления и т. д.; по типу подключения их также можно разделить на диоды с полупроводниковым переходом, диоды с контактом металл-полупроводник и т.д .; в зависимости от формы корпуса они могут быть разделены на обычные упакованные диоды, специальные упакованные диоды и т. д. Ниже представлены характеристики различных типов диодов в соответствии с различными назначениями.

  1. Выпрямительный диод

  Выпрямительный диод предназначен для преобразования переменного тока в пульсирующий постоянный ток.Он работает за счет односторонних проводящих характеристик диода. Поскольку прямой рабочий ток выпрямительного диода велик, в процессе в основном используется структура поверхностного контакта. Емкость перехода этой структуры относительно велика, поэтому рабочая частота выпрямительного диода обычно меньше 3 кГц.

  Выпрямительные диоды в основном выпускаются в герметичных корпусах с металлической структурой и в пластиковых корпусах. В нормальных условиях выпрямительный диод с номинальным прямым током T LF выше 1 А помещен в металлический корпус для облегчения отвода тепла; номинальный прямой рабочий ток менее 1 А в цельнопластиковом корпусе.Кроме того, благодаря постоянному совершенствованию Т-технологии, существует также множество мощных выпрямительных диодов в пластиковых корпусах, которые следует отличать в использовании.

  Рис. 1. Схема мостового выпрямителя

  Поскольку выпрямительная схема обычно представляет собой схему мостового выпрямителя (как показано на Рис. 1), некоторые производители комплектуют вместе четыре выпрямительных диода. Такие резервные части часто называют выпрямительными мостами или полными выпрямительными мостами. Форма обычного выпрямительного диода показана на рисунке 2.

  Рисунок 2 Выпрямительный диод

  При выборе выпрямительного диода следует учитывать такие параметры, как его максимальный ток выпрямления, максимальный обратный ток, частота отсечки и время обратного восстановления. Выпрямительные диоды, используемые в обычных схемах последовательного стабилизированного питания, не имеют высоких требований к времени обратного восстановления частоты среза. Если максимальный ток выпрямителя и максимальный обратный рабочий ток соответствуют требованиям, выберите выпрямительный диод (например, серии N 2CZ, серии RLR и т. Д.). Выпрямительные диоды, используемые в выпрямительных схемах и импульсных выпрямительных схемах импульсных регулируемых источников питания, должны использовать выпрямительные диоды или диоды с быстрым восстановлением с более высокими рабочими частотами и более коротким временем обратного восстановления.

  2. Диод обнаружения

  Диод обнаружения — это устройство, которое обнаруживает низкочастотные сигналы, наложенные на высокочастотную несущую волну, которое имеет высокую эффективность обнаружения и хорошие частотные характеристики.

  Рисунок 3 Диод обнаружения

  Детекторным диодам требуется небольшое прямое падение напряжения, высокая эффективность обнаружения, малая емкость перехода и хорошие частотные характеристики.Форма детекторного диода обычно соответствует структуре стеклянного корпуса EA. В диоде общего обнаружения используется структура точечного контакта из германиевого материала.

  При выборе диода обнаружения следует выбирать диод обнаружения с высокой рабочей частотой, малым обратным током и достаточно большим прямым током в соответствии с конкретными требованиями схемы.

  3. Переключающий диод

  Переключающий диод — это разновидность полупроводникового диода, который специально разработан и изготовлен для включения и выключения схемы.Время, необходимое для его переключения с включенного на выключенное или с выключенного на включенное, меньше, чем у обычных диодов. Обычно существуют серии 2AK, 2DK и другие, которые в основном используются в электронных вычислительных машинах, импульсных и коммутационных схемах. Переключающие диоды в основном используются в бытовых приборах, таких как магнитофоны, телевизоры, видеоплееры и электронное оборудование, включая схемы переключения, схемы обнаружения и схемы высокочастотных импульсных выпрямителей.

  Рисунок 4 Переключающий диод

  Полупроводниковый диод эквивалентен замкнутому переключателю (цепь включена), когда он включен, и разомкнутому (цепь выключена), когда он выключен, поэтому диод можно использовать как переключатель.Обычно используется модель 1N4148. Поскольку полупроводниковый диод имеет характеристику однонаправленной проводимости, PN-переход включается при положительном смещении, а сопротивление в открытом состоянии очень мало, от десятков до нескольких сотен Ом; при обратном смещении он выключен. Его сопротивление очень велико. Как правило, кремниевые диоды имеют сопротивление выше 10 МОм, а германиевые трубки также имеют сопротивление от десятков тысяч до сотен тысяч Ом. Благодаря этой функции диод будет играть роль в управлении током включения или выключения в цепи и станет идеальным электронным переключателем.

  Для среднескоростных цепей переключения и цепей обнаружения можно выбрать обычные переключающие диоды серии 2AK. Схема высокоскоростной коммутации может выбрать серию RLS, серию 1sS, серию 1N, серию высокоскоростных переключающих диодов 2CK. Мы должны выбрать конкретную модель переключающего диода в соответствии с основными параметрами прикладной схемы (такими как прямой ток, максимальное обратное напряжение, время обратного восстановления и т. Д.)

  4. стабилитрон

  стабилитрон использует характеристики, согласно которым напряжение не изменяется с изменением тока при обратном пробое PN перехода для достижения цели стабилизации напряжения.Стабилитрон делится в соответствии с напряжением пробоя, и его значение регулирования напряжения является значением напряжения пробоя. Стабилитроны в основном используются в качестве стабилизаторов или компонентов опорного напряжения. Стабилитроны можно подключать последовательно, чтобы получить более высокое значение напряжения.

  Рисунок 5 Стабилитрон

  Выбранный стабилитрон должен соответствовать требованиям основных параметров в соответствующей цепи. Стабильное значение напряжения стабилитрона должно быть таким же, как и значение опорного напряжения прикладной схемы.Максимальный стабильный ток стабилитрона должен быть примерно на 50% выше, чем максимальный ток нагрузки прикладной цепи.

  5. Диод быстрого восстановления (FR D)

  Диод быстрого восстановления — это новый тип полупроводникового диода. Этот тип диодов имеет хорошие характеристики переключения и короткое время обратного восстановления. Обычно он используется как выпрямительный диод в высокочастотных импульсных источниках питания. Диод с быстрым восстановлением характеризуется коротким временем восстановления, что делает его пригодным для выпрямления высоких частот (например, линейной частоты в телевизоре).Диод с быстрым восстановлением имеет важный параметр, который определяет время его обратного восстановления. Определение времени обратного восстановления заключается в том, что диод резко переходит из состояния прямой проводимости в состояние выключения, начиная с выходного импульса, падающего на нулевые линии.

  Диоды сверхбыстрого восстановления (SRD) разработаны на основе диодов быстрого восстановления. Основное различие между ними в том, что время обратного восстановления короче. Время обратного восстановления обычного диода с быстрым восстановлением составляет несколько сотен наносекунд, а время обратного восстановления диода сверхбыстрого восстановления (SRD) обычно составляет десятки наносекунд.Чем меньше значение, тем выше рабочая частота диода быстрого восстановления.

  Рисунок 6 Диод быстрого восстановления

  Когда рабочая частота находится в диапазоне от десятков до сотен кГц, время нормального и обратного изменения напряжения обычных выпрямительных диодов медленнее, чем время восстановления, и обычного выпрямителя диоды не могут нормально работать при однонаправленной проводимости. Но выпрямительные диоды с быстрым восстановлением вполне годятся. Поэтому выпрямительные диоды, питаемые от импульсных источников питания для цветных телевизоров и другой бытовой техники, обычно представляют собой диоды с быстрым восстановлением и не могут быть заменены обычными выпрямительными диодами.В противном случае электрические приборы могут работать некорректно. Форма обычного диода с быстрым восстановлением показана на рисунке 6.

  6. Диод Шоттки (sBD)

  Диод Шоттки — это аббревиатура диода с барьером Шоттки (сокращенно SBD). Диоды Шоттки — это маломощные, сильноточные, сверхбыстродействующие полупроводниковые устройства, выпускаемые в последние годы. Его время обратного восстановления чрезвычайно короткое (оно может составлять всего несколько наносекунд), прямое падение напряжения составляет всего около 0.4 В, а выпрямленный ток может достигать нескольких тысяч ампер. Эти превосходные характеристики не имеют себе равных у диодов с быстрым восстановлением.

  Рис. 7 Диод Шоттки

  Диоды Шоттки — это металл-полупроводниковые приборы, изготовленные из драгоценных металлов (золота, серебра, алюминия, платины и т. Д.) В качестве положительных электродов и полупроводников N-типа в качестве отрицательных электродов. Диоды Шоттки обычно используются в высокочастотных, сильноточных и низковольтных выпрямительных схемах. Внешний вид обычного диода Шоттки показан на рисунке 7.

  7. Диод подавления переходного напряжения

  Диод подавления переходного напряжения называется трубкой TVP (ограничитель переходного напряжения). Это полупроводниковое устройство, разработанное на основе процесса трубки регулятора напряжения и в основном используется в схемах быстрой защиты от перенапряжения. Он может широко использоваться в компьютерах, электронных счетчиках, коммуникационном оборудовании, бытовой технике, а также в бортовом / морском и автомобильном электронном оборудовании для полевых операций.Его также можно использовать в качестве защитного элемента от перенапряжения, вызванного работой человека или поражением оборудования электрическим током.

  Рисунок 8 Диод подавления переходного напряжения

  Диоды подавления переходного напряжения можно разделить на четыре категории в зависимости от их пиковой импульсной мощности: 500 Вт, 1000 Вт, 1500 Вт, 5000 Вт. Каждая категория делится на несколько типов по номинальному напряжению. Когда напряжение на обоих концах диода подавления переходных напряжений выше номинального значения, он мгновенно включается.Установлено на заранее определенное значение. Форма диода подавления переходных напряжений показана на рисунке 8.

  8. Светодиод

  Сокращенное обозначение светодиода — LED, который представляет собой устройство, изготовленное из полупроводниковых материалов, таких как фосфид галлия и арсенид фосфида галлия. , который может напрямую преобразовывать электрическую энергию в световую. Помимо однонаправленной проводимости обычных диодов, светодиоды также могут преобразовывать электрическую энергию в световую.Когда на светоизлучающий диод подается прямое напряжение, он также находится в проводящем состоянии. Когда через кристалл проходит прямой ток, светодиод излучает свет и преобразует электрическую энергию в световую.

  Цвет светодиода в основном определяется материалом трубки и типом примесей. В настоящее время распространены светодиоды синего, зеленого, желтого, красного, оранжевого, белого и т. Д. Среди них белый светоизлучающий диод — это новый тип продукта, который в основном используется в области подсветки мобильных телефонов, подсветки ЖК-дисплеев и освещения.Рабочий ток светодиода обычно составляет от 2 до 25 мА. Рабочее напряжение (то есть прямое падение напряжения) варьируется в зависимости от материала: рабочее напряжение обычных зеленых, желтых, красных и оранжевых светодиодов составляет около 2 В; рабочее напряжение белых светодиодов обычно выше 2,4 В; синие светодиоды & rsquo; рабочее напряжение обычно выше 3,3 В. Рабочий ток светодиода не должен превышать номинальное значение слишком высоко, в противном случае существует опасность возгорания.Поэтому резистор R обычно включается последовательно в цепь светодиода в качестве токоограничивающего резистора.

  Рисунок 9 Светодиод

  Инфракрасный светодиод — это особый вид светодиода. Его внешний вид похож на светодиоды, но он излучает инфракрасный свет, который в обычных условиях невидим для человеческого глаза. Его рабочее напряжение составляет около 1,4 В, а рабочий ток обычно менее 20 мА. Некоторые компании объединяют два светодиода разных цветов вместе, чтобы сделать их двухцветными (также известными как светодиоды, меняющие цвет).Этот светодиод обычно имеет три контакта, один из которых является общим выводом. Он может излучать свет трех цветов (один из которых представляет собой смесь двух цветов), поэтому обычно используется в качестве индикатора для различных рабочих состояний. Форма обычного светодиода показана на Рисунке 9.

  9. Лавинный диод

  Лавинный диод — это силовой СВЧ-прибор, разработанный на основе технологии трубки регулятора напряжения. Он может генерировать высокочастотные колебания под действием приложенного напряжения.

  Рис. 10 Лавинный диод

  Лавинные диоды используют лавинный пробой для инжекции носителей в кристалл. Поскольку носителям требуется определенное время, чтобы пересечь полупроводниковую пластину, их ток отстает от напряжения, и возникает задержка. На соотношение напряжений возникнет эффект отрицательного сопротивления, который вызовет высокочастотные колебания. Он часто используется в СВЧ-связи, радарах, тактических ракетах, дистанционном управлении, телеметрии, контрольно-измерительной аппаратуре и другом оборудовании.

  10.DIAC

  DIAC (диод для переменного тока) — это диод, который проводит электрический ток только после того, как его разрывное перенапряжение, VBO, достигнуто на мгновение. DIAC также называют симметричными триггерными диодами. Это кремниевое двунаправленное устройство переключения напряжения. Когда напряжение, подаваемое на симметричный триггерный диод, превышает его напряжение пробоя, оба конца включаются, и проводимость будет продолжаться до тех пор, пока ток не прервется или не уменьшится до минимального тока удержания устройства.Выключи снова. Симметричные триггерные диоды обычно используются в схемах защиты от перенапряжения, схемах фазового сдвига, схемах запуска тиристоров и схемах синхронизации.

  Рисунок 11 диод для переменного тока

  11. Варакторный диод

  Варакторный диод или диод переменной емкости (сокращенно VCD) — это специальное полупроводниковое устройство, которое использует обратное смещение для изменения емкости PN-переход. Варакторный диод эквивалентен конденсатору переменной емкости.Размер емкости PN-перехода между двумя электродами изменяется в зависимости от величины обратного напряжения, приложенного к варакторному диоду. Когда обратное напряжение, приложенное к варакторному диоду, увеличивается, емкость варакторного диода уменьшается. Поскольку варакторный диод имеет эту характеристику, он в основном используется в электрической цепи настройки (такой как высокочастотная головка цветного телевизора) в качестве конденсатора автоматической подстройки, которым можно управлять с помощью напряжения.

  Рисунок 12 варакторный диод

  При выборе варакторного диода важно учитывать, соответствуют ли его рабочая частота, максимальное обратное рабочее напряжение, максимальный прямой ток, емкость перехода нулевого смещения и другие параметры требованиям Схема приложения.

  II Идентификация и обнаружение диодов

  1. Идентификация диода

  Кристаллические диоды обычно обозначаются в схеме цифрами VD плюс, например, VD5 означает диод с номером 5. В схемах национального стандарта символ символы обычно используемых диодов показаны на рисунке 13.

  Рисунок 13 символы диода

  Идентификация диода проста: отрицательный полюс маломощного диода обычно обозначается цветным кольцом на поверхность; некоторые диоды также используют символы «P» и «N» для определения полярности диода, «P» представляет собой положительный электрод, а «N» представляет собой отрицательный электрод; Металлические диоды обычно печатаются с изображением диода той же полярности на поверхности; В светодиодах обычно используются положительные и отрицательные контакты для определения положительного и отрицательного полюсов, при этом длинные ножки являются положительными, а короткие — отрицательными.

  Поверхность выпрямительного моста обычно маркируется структурой внутренней схемы или названиями входной клеммы переменного тока и выходной клеммы постоянного тока. Клемма входа переменного тока обычно обозначается символом «AC» или «~»; выходной терминал постоянного тока обычно обозначается символами «+» и «~».

  Из-за различной формы чип-диодов их полярность также отмечается различными способами: в чип-диоде с выводами конец трубки с кольцом белого цвета является отрицательным электродом; в чип-диоде с выводами и без цветного кольца более длинный конец вывода является положительным; в SMD диоде без свинца конец с лентой или насечкой отрицательный.

  2. Обнаружение диода

  При использовании мультиметра стрелочного типа для обнаружения диода меньшее значение первичного черного измерительного провода подключается к положительному концу, а красный измерительный провод подключается к отрицательному концу. Как прямое, так и обратное сопротивление бесконечны, что указывает на повреждение диода из-за разомкнутой цепи; если все сопротивления прямого и обратного направления равны 0, это означает, что диод был закорочен и поврежден. В нормальных условиях прямое сопротивление германиевого диода составляет около 1.6кОм.

  При использовании цифрового мультиметра для измерения диода красный измерительный провод подключается к положительному полюсу диода, а черный измерительный провод подключается к отрицательному полюсу диода. В это время измеренное сопротивление является прямым сопротивлением диода.

  Если для обнаружения диода используется диодный блок цифрового мультиметра, то удобнее поместить цифровой мультиметр в диодный блок, а затем подключить отрицательный полюс диода к черному мультиметру цифрового мультиметра, а положительный полюс к красному мультиметру.Диоды из разных материалов имеют разные значения прямого падения напряжения: от 0,55 до 0,7 В для кремниевых диодов и от 0,15 до 0,3 В для германиевых диодов. Если на дисплее отображается «0000», это означает, что трубка закорочена; если он показывает «0L» или «перегрузка», это означает, что диод внутренне открыт или находится в обратном состоянии.

  III Основные параметры диодов

  Диоды разных типов имеют разные характеристики. Для новичков необходимо знать следующие основные параметры:

  1.Номинальный прямой рабочий ток

  Номинальный прямой рабочий ток относится к максимальному значению прямого тока, допускаемому диодом во время непрерывной длительной работы T. Поскольку, когда ток проходит через трубку, сердечник нагревается, температура повышается, и температура превысит допустимый предел (около 140 ° C для кремниевой трубки и около 90 ° C для германиевой ванны). Поэтому не превышайте номинальный прямой рабочий ток диода во время использования. Например, обычно используемый германиевый диод lN400l имеет номинальный прямой рабочий ток 1 А.

  2. Максимальный пусковой ток

  Максимальный пусковой ток — это превышение допустимого прямого тока. Это не нормальный ток, а мгновенный ток. Это значение обычно примерно в 20 раз превышает номинальный прямой рабочий ток.

  3．Максимальное обратное рабочее напряжение

  Когда обратное напряжение, приложенное к обоим концам диода, достигает определенного значения, трубка выходит из строя и теряет однонаправленную проводимость. Для обеспечения безопасности указано максимальное значение обратного рабочего напряжения.Например, обратное выдерживаемое напряжение диода lN400l составляет 50 В, а обратное выдерживаемое напряжение lN4007 составляет 1000 В.

  4 Обратный ток

  Обратный ток — это обратный ток, протекающий через диод при указанной температуре и максимальном обратном напряжении диода. Чем меньше обратный ток, тем лучше однонаправленная проводимость трубки. Стоит отметить, что обратный ток имеет тесную связь с температурой.При повышении температуры на каждые 10 ° C обратный ток удваивается. Например, германиевый диод типа 2APl при 25 ° C, обратный ток 250 мкА; температура поднимется до 35 ° C, обратный ток повысится до 500 мкА; а при 75 ° C его обратный ток достиг 8 мА. Направленная проводимость также повреждает трубку из-за перегрева. Кремниевые диоды имеют лучшую стабильность при более высоких температурах, чем германиевые диоды.

  5．Время обратного восстановления

  При переходе от прямого напряжения к обратному напряжению идеальная ситуация состоит в том, что ток может быть мгновенно отключен.Но обычно это откладывается. Что определяет величину текущей задержки отключения, так это время обратного восстановления. Хотя это напрямую влияет на скорость переключения диода, не стоит говорить, что это значение мало.

  6. Максимальная мощность

  Максимальная мощность — это напряжение на диоде, умноженное на протекающий ток. Этот предельный параметр особенно важен для стабилитронов и т.п.

  Рекомендуемый артикул:

  Что такое лазерные диоды?

  Типы диодов — инструкции

  Диод — это двухконтактное устройство с двумя активными электродами, между которыми он позволяет передавать ток только в одном направлении.Диоды известны своим свойством однонаправленного тока, при котором электрический ток может течь в одном направлении. В основном диоды используются для выпрямления сигналов и могут использоваться в источниках питания или в радиодетекторах. Их также можно использовать в схемах, где требуется «односторонний» эффект диода. Большинство диодов изготовлено из полупроводников, таких как кремний, однако иногда также используется германий. Диоды передают электрические токи в одном направлении, однако способ их передачи может варьироваться.Для использования в электронике доступны несколько типов диодов. Вот некоторые из различных типов:

  Светоизлучающий диод (LED): Это один из самых популярных типов диодов, и когда этот диод позволяет передавать электрический ток между электродами, образуется свет. В большинстве диодов свет (инфракрасный) не виден, поскольку они находятся на частотах, которые не позволяют видеть. Когда диод включен или смещен в прямом направлении, электроны рекомбинируют с дырками и выделяют энергию в виде света (электролюминесценция).Цвет света зависит от запрещенной зоны полупроводника.

  Лавинный диод: Этот тип диода работает в режиме обратного смещения, и для его работы используется лавинный эффект. Лавинный пробой происходит по всему PN-переходу, когда падение напряжения является постоянным и не зависит от тока. Обычно лавинный диод используется для фотодетектирования, при этом высокие уровни чувствительности могут быть получены с помощью лавинного процесса.

  Лазерный диод : Этот тип диода отличается от светодиодного типа, поскольку он излучает когерентный свет.Эти диоды находят свое применение в приводах DVD и CD, лазерных указках и т. Д. Лазерные диоды дороже светодиодов. Однако они дешевле, чем другие формы лазерных генераторов. Кроме того, у этих лазерных диодов ограниченный срок службы.

  Диоды Шоттки : Эти диоды имеют меньшее прямое падение напряжения по сравнению с обычными кремниевыми диодами с PN переходом. Падение напряжения может составлять от 0,15 до 0,4 В при малых токах по сравнению с 0,6 В для кремниевого диода.Для достижения этой характеристики эти диоды сконструированы иначе, чем обычные диоды, с контактом металл-полупроводник. Диоды Шоттки используются в ВЧ приложениях, выпрямителях и ограничивающих диодах.

  Стабилитрон: Этот тип диода обеспечивает стабильное опорное напряжение, поэтому он очень полезен и используется в огромных количествах. Диод работает в режиме обратного смещения и выходит из строя при достижении определенного напряжения. Если ток через резистор ограничен, получается стабильное напряжение.В источниках питания эти диоды широко используются для обеспечения опорного напряжения.

  Фотодиод : Фотодиоды используются для обнаружения света и имеют широкие прозрачные переходы. Как правило, эти диоды работают с обратным смещением, при этом даже небольшие количества тока, возникающего в результате света, могут быть легко обнаружены. Фотодиоды также могут использоваться для выработки электроэнергии, в качестве солнечных элементов и даже в фотометрии.

  Варикап-диод или варакторный диод : Этот тип диода имеет обратное смещение, наложенное на него, которое изменяет ширину обедненного слоя в соответствии с напряжением, подаваемым на диод.Этот диод действует как конденсатор, а обкладки конденсатора формируются за счет протяженности областей проводимости и области обеднения как изолирующего диэлектрика. Изменяя смещение на диоде, ширина обедненной области изменяется, тем самым изменяя емкость.

  Выпрямительный диод : Эти диоды используются для выпрямления переменного тока на входе в источники питания. Они могут исправлять уровни тока от усилителя и выше. Если требуются низкие падения напряжения, то можно использовать диоды Шоттки, однако, как правило, эти диоды представляют собой диоды с PN переходом.

  Диод слабого сигнала или малого тока — Эти диоды предполагают, что рабочая точка не изменяется из-за слабого сигнала.

  · Большие сигнальные диоды — Рабочая точка в этих диодах изменяется при большом сигнале.

  Диоды подавления переходных процессов напряжения — Этот диод используется для защиты электроники, чувствительной к скачкам напряжения.

  · Диоды, легированные золотом — Эти диоды используют золото в качестве легирующей примеси и могут работать на частотах сигнала, даже если прямое падение напряжения увеличивается.

  · Супер барьерные диоды — Их также называют выпрямительными диодами. Эти диоды обладают свойством низкого обратного тока утечки, как у нормального диода с p-n переходом, и низкого прямого падения напряжения, как у диода Шоттки с возможностью обработки перенапряжения.

  · Диоды с точечным контактом — Конструкция этого диода проще и используется в аналоговых приложениях и в качестве детектора в радиоприемниках. Этот диод состоит из полупроводника n — типа и нескольких проводящих металлов, которые находятся в контакте с полупроводником.Некоторые металлы перемещаются по направлению к полупроводнику, образуя небольшую область полупроводника p-tpye около контакта.

  · Диоды Пельтье — Этот диод используется как тепловой двигатель и датчик для термоэлектрического охлаждения.

  · Диод Ганна — Этот диод изготовлен из таких материалов, как GaAs или InP, которые имеют область отрицательного дифференциального сопротивления.

  · Кристаллический диод — это тип диодов с точечным контактом, которые также называются усами Кота.Этот дидо состоит из тонкой заостренной металлической проволоки, которая прижимается к полупроводниковому кристаллу. Металлическая проволока является анодом, а полупроводящий кристалл — катодом. Эти диоды устарели.

  · Лавинный диод — Этот диод работает в режиме обратного смещения, когда напряжение обратного смещения, приложенное к p-n переходу, создает волну ионизации, ведущую к протеканию большого тока. Эти дидо предназначены для пробоя при определенном обратном напряжении, чтобы избежать каких-либо повреждений.

  · Кремниевый управляемый выпрямитель — Как следует из названия, этим диодом можно управлять или запускать в состояние ВКЛ из-за приложения небольшого напряжения. Они принадлежат к семейству тиристоров и используются в различных областях управления двигателями постоянного тока, регулирования поля генератора, управления системами освещения и частотно-регулируемыми приводами. Это трехконтактное устройство с анодом, катодом и третьим управляемым выводом или затвором.

  · Вакуумные диоды — Этот диод представляет собой двухэлектродную вакуумную лампу, которая может выдерживать высокие обратные напряжения.

  Диоды широко используются в электронной промышленности, от разработки электроники до производства и ремонта. Помимо вышеупомянутых типов диодов, другими диодами являются PIN-диод, точечный диод, сигнальный диод, ступенчатый восстанавливающий диод, туннельный диод и диоды, легированные золотом. Тип диода для передачи электрического тока зависит от типа и мощности передачи, а также от конкретных приложений.

  ———————————————— —————- пожалуйста проголосуйте за меня —————————— —————————————

  Источник: — https: // en.wikipedia.org

  thanx ….

  Диод: определение, символ и типы диодов

  Что такое диод?

  Диод определяется как двухконтактный электронный компонент, который проводит ток только в одном направлении (при условии, что он работает в пределах указанного уровня напряжения). Идеальный диод будет иметь нулевое сопротивление в одном направлении и бесконечное сопротивление в обратном направлении.

  Хотя в реальном мире диоды не могут добиться нулевого или бесконечного сопротивления.Вместо этого диод будет иметь незначительное сопротивление в одном направлении (для обеспечения протекания тока) и очень высокое сопротивление в обратном направлении (до предотвращает протекание тока ). По сути, диод похож на вентиль в электрической цепи.

  Полупроводниковые диоды являются наиболее распространенным типом диодов. Эти диоды начинают проводить электричество только при наличии определенного порогового напряжения в прямом направлении (то есть в направлении «низкого сопротивления»). Диод называется « с прямым смещением » при проведении тока в этом направлении.При подключении к схеме в обратном направлении (то есть в направлении «высокого сопротивления»), диод называется « с обратным смещением ».

  Диод называется « с прямым смещением » при проведении тока в этом направлении. При подключении к схеме в обратном направлении (то есть в направлении «высокого сопротивления») диод называется « с обратным смещением ».

  Диод блокирует ток только в обратном направлении (т.е.е. когда он смещен в обратном направлении), в то время как обратное напряжение находится в заданном диапазоне. Выше этого диапазона разрушается обратный барьер. Напряжение, при котором происходит этот пробой, называется «обратным напряжением пробоя».

  Когда напряжение в цепи выше, чем напряжение обратного пробоя, диод может проводить электричество в обратном направлении (то есть в направлении «высокого сопротивления»). Вот почему на практике мы говорим, что диоды имеют высокое сопротивление в обратном направлении, а не бесконечное сопротивление.

  PN переход — это простейшая форма полупроводникового диода. В идеальных условиях этот PN-переход ведет себя как короткое замыкание, когда он смещен в прямом направлении, и как разомкнутый контур, когда он смещен в обратном направлении. Название диод происходит от слова «диод», что означает устройство с двумя электродами. Диоды обычно используются во многих проектах в области электроники и включены во многие из лучших стартовых комплектов Arduino.

  Символ диода

  Символ диода показан ниже.Стрелка указывает в направлении обычного потока тока в состоянии прямого смещения. Это означает, что анод подключен к стороне p, а катод подключен к стороне n.

  Мы можем создать простой диод с PN-переходом, легируя пятивалентную или донорную примесь в одной части и трехвалентную или акцепторную примесь в другой части кристаллического блока кремния или германия.

  Эти легирующие примеси образуют PN переход в средней части блока. Мы также можем сформировать PN-переход, соединив полупроводник p-типа и полупроводник n-типа вместе с помощью специальной технологии изготовления.Клемма, подключенная к р-типу, является анодом. Вывод, подключенный к стороне n-типа, является катодом.
  

  Принцип работы диода

  Принцип работы диода зависит от взаимодействия полупроводников n-типа и p-типа. Полупроводник n-типа имеет много свободных электронов и очень мало дырок. Другими словами, мы можем сказать, что концентрация свободных электронов высока, а дырок очень мала в полупроводнике n-типа.

  Свободные электроны в полупроводнике n-типа называются основными носителями заряда, а дырки в полупроводнике n-типа называются неосновными носителями заряда.

  Полупроводник p-типа имеет высокую концентрацию дырок и низкую концентрацию свободных электронов. Дырки в полупроводнике p-типа являются основными носителями заряда, а свободные электроны в полупроводнике p-типа являются неосновными носителями заряда.

  Если вы предпочитаете видео-объяснение того, что такое диод, посмотрите видео ниже:

  Несмещенный диод

  Теперь давайте посмотрим, что происходит, когда одна область n-типа и одна область p-типа войти в контакт.Здесь из-за разницы концентраций большинство носителей проникает из стороны в сторону. Поскольку концентрация дырок высока в области p-типа и низкая в области n-типа, дырки начинают диффундировать из области p-типа в область n-типа.

  Опять же, концентрация свободных электронов высока в области n-типа и мала в области p-типа, и по этой причине свободные электроны начинают диффундировать из области n-типа в область p-типа.

  Свободные электроны, диффундирующие в область p-типа из области n-типа, рекомбинируют с имеющимися там дырками и создают незакрытые отрицательные ионы в области p-типа.Точно так же дырки, диффундирующие в область n-типа из области p-типа, будут рекомбинировать со свободными электронами, доступными там, и создавать непокрытые положительные ионы в области n-типа.

  Таким образом, будет слой отрицательных ионов на стороне p-типа, а слой положительных ионов в области n-типа появится вдоль линии соединения этих двух типов полупроводников. Слои непокрытых положительных ионов и непокрытых отрицательных ионов образуют область в середине диода, где нет носителей заряда, поскольку все носители заряда рекомбинируются здесь, в этой области.Из-за отсутствия носителей заряда эта область называется обедненной.

  После образования обедненной области диффузия носителей заряда с одной стороны на другую в диоде больше не происходит. Это связано с тем, что электрическое поле, возникающее в обедненной области, предотвращает дальнейшую миграцию носителей заряда с одной стороны на другую.

  Потенциал слоя непокрытых положительных ионов на стороне n-типа оттолкнет дырки на стороне p-типа, а потенциал слоя непокрытых отрицательных ионов на стороне p-типа оттолкнет свободные электроны на стороне p-типа. сторона n-типа.Это означает, что на стыке создается потенциальный барьер для предотвращения дальнейшей диффузии носителей заряда.

  Диод с прямым смещением

  Теперь давайте посмотрим, что произойдет, если положительная клемма источника подключена к стороне p-типа, а отрицательная клемма источника подключена к стороне n-типа диода, и если мы увеличим напряжение этого источника медленно с нуля.

  Вначале через диод не течет ток. Это связано с тем, что, хотя к диоду приложено внешнее электрическое поле, большинство носителей заряда все еще не получают достаточного влияния внешнего поля, чтобы пересечь область обеднения.Как мы уже говорили, область обеднения действует как потенциальный барьер против основных носителей заряда.

  Этот потенциальный барьер называется прямым потенциальным барьером. Большинство носителей заряда начинают пересекать прямой потенциальный барьер только тогда, когда значение внешнего приложенного напряжения на переходе превышает потенциал прямого барьера. Для кремниевых диодов потенциал прямого барьера составляет 0,7 В, а для германиевых диодов — 0,3 В.

  Когда внешнее прямое напряжение на диоде становится больше, чем прямой барьерный потенциал, свободные основные носители заряда начинают пересекать барьер и вносят свой вклад в прямой ток диода.В этой ситуации диод будет вести себя как короткозамкнутый путь, и прямой ток будет ограничиваться только внешними резисторами, подключенными к диоду.

  Диод с обратным смещением

  Теперь давайте посмотрим, что произойдет, если мы подключим отрицательную клемму источника напряжения к стороне p-типа, а положительную клемму источника напряжения к стороне n-типа диода. В этом состоянии из-за электростатического притяжения отрицательного потенциала источника дырки в области p-типа будут больше смещаться от перехода, оставляя больше открытых отрицательных ионов на переходе.

  Таким же образом свободные электроны в области n-типа будут больше смещаться от перехода к положительному выводу источника напряжения, оставляя больше открытых положительных ионов в переходе.

  В результате этого явления область истощения становится шире. Это состояние диода называется состоянием обратного смещения. В этом случае основные носители не пересекают перекресток, а вместо этого удаляются от перекрестка. Таким образом, диод блокирует прохождение тока при обратном смещении.

  Как мы уже говорили в начале статьи, в полупроводнике p-типа всегда есть несколько свободных электронов, а в полупроводнике n-типа есть дырки. Эти противоположные носители заряда в полупроводнике называются неосновными носителями заряда.

  В состоянии обратного смещения дырки, оказавшиеся на стороне n-типа, легко пересекли бы область обеднения с обратным смещением, поскольку поле в области обеднения не присутствует, а скорее помогает неосновным носителям заряда пересекать область обеднения.

  В результате через диод протекает крошечный ток от положительной стороны к отрицательной. Амплитуда этого тока очень мала, так как количество неосновных носителей заряда в диоде очень мало.