Обязательные к прочтению инженеру полные сведения о диодах!

2025-11-17

Определение диода

Диод состоит из кристалла, корпуса и двух электродов. Кристалл представляет собой PN-переход, от каждого конца которого выведен по одному выводу, и которые заключены в пластиковый, стеклянный или металлический корпус, образуя кристаллический диод, как показано на рисунке ниже. Электрод, выведенный из P-области, называется положительным или анодом, а электрод, выведенный из N-области, называется отрицательным или катодом.

Корпусирование диода

1. Навесной монтаж и поверхностный монтаж

1) Навесной монтаж (как показано на рисунке ниже)

DO-41 (например: в пластиковом корпусе 1N4007/SR240/SR260, в стеклянном корпусе серия 1N47 и серия BZX85C и т.д.)

DO-35(34) (например: 1N4148, серия BZX55C и т.д.)

DO-15 (например: герметизированные SR240, SR260 и т.д.)

DO-201AD (например: герметизированные SR340, SR360, SR540 и т.д.)

TO-220 (например: диоды Шоттки MBR10100CT, MBR20100CT и т.д.)

TO-92 (например: S8050, SS8050, S8550, SS8550 и т.д.)

TO-251 (например: 2SB1412 и др.)

TO-126 (например: B772, D882 и др.)

Мостовые выпрямители, такие как KBP, KBL, KBU, KBJ, GBP, GBL, GBU, GBJ и др., все имеют навесной монтаж.

2) Поверхностный монтаж (как показано на рисунке ниже)

SOT-23 (например: MMBT3904, MMBT3906 и т.д.)

SOT-89 (например: 2SB772U и т.д.)

SOD-123 (например: 1N4148W и т.д.)

SOD-323 (например: 1N4148WS и т.д.)

SOD-523 (например: 1N4148WT и т.д.)

DO-214AC (SMA, SMX) (например: M7 и т.д.)

DO-214AA (SMB) (например: SK24 и т.д.)

DO-214AB (SMC) (например: SK34 и т.д.)

LL-34 (например: LL4148 и т.д.)

SOD-123FL (например: RS07M и т.д.)

MD-S (например: мостовой выпрямитель MB6S и т.д.)

ABS (например: ABS10 и т.д.) и т.д

Классификация диодов

1. Диоды по полупроводниковому материалу делятся на 2 категории:

1) Кремниевые диоды (Si-диоды)

2) Германиевые диоды (Ge-диоды)

2. Диоды по типу корпуса и способа монтажа делятся на 2 категории:

1) Выводной монтаж

2) Поверхностный монтаж

3. Диоды по структуре монтажа кристалла делятся на 3 типа

1) Диоды точечного контакта

Это диоды, в которых очень тонкая металлическая проволока прижимается к отполированной поверхности полупроводниковой пластины, после чего через неё пропускается импульс тока, в результате чего один конец проволоки прочно спекается с пластиной, образуя «PN-переход».

2) Диоды плоскостного контакта

У плоскостного диода площадь «PN-перехода» больше, что позволяет пропускать большой ток (от нескольких ампер до десятков ампер). В основном он используется в «выпрямительных» схемах для преобразования переменного тока в постоянный.

3) Плоскостной диод

Плоскостной диод — это специальный кремниевый диод, который не только пропускает большой ток, но и отличается стабильной и надёжной работой. Часто используется в переключающих, импульсных и высокочастотных схемах.

4. Классификация диодов по назначению

Выпрямительные диоды, диоды Шоттки, TVS-диоды, стабилитроны, переключающие диоды, PIN-диоды, варикапы, вариконды, светодиоды и т.д.

(1) TVS-диоды

1) Краткое описание

TVS-диоды (Transient Voltage Suppressor), также известные как диоды для подавления переходных напряжений, представляют собой широко используемый новый тип высокоэффективных устройств защиты цепей, которые обладают чрезвычайно быстрым временем отклика (субнаносекундный уровень) и довольно высокой способностью поглощения всплесков тока.

2) Типичное применение

Путём установки на силовых линиях устройств для поглощения всплесков MOV и TVS осуществляется двухуровневая защита, а также обеспечивается защита по синфазному и дифференциальному сигналам для линий L и N.

Конкретный метод заключается в установке MOV в начале линии в качестве первой ступени защиты SPD для отвода большей части тока молнии, и установке мощного TVS в конце линии (перед оборудованием) в качестве второй ступени защиты SPD для дальнейшего снижения амплитуды волны перенапряжения и понижения напряжения сети до безопасного диапазона E/I, как показано на рисунке.

(2) Сверхбыстродействующие восстанавливающиеся диоды

1) Введение

Сверхбыстровосстанавливающиеся диоды (FRED) — это полупроводниковые диоды с отличными переключательными характеристиками и сверхкоротким временем обратного восстановления. Они часто используются в качестве диодов свободного хода, поглощающих, ограничивающих, изолирующих, выходных и входных выпрямителей для переключающих устройств высокочастотных инверторных установок, что позволяет полностью реализовать функциональные возможности переключающих устройств.

2) Типичное применение

Используются в качестве диодов свободного хода в однофазных или трехфазных инверторах в системах привода и ИБП с ШИМ-управлением и частотой переключения выше 1 кГц.

(3) Переключательные диоды

1) Введение

Переключательный диод — это разновидность полупроводникового диода, специально разработанная и изготовленная для выполнения функций «включения» и «выключения» в электрических цепях. Время, необходимое для перехода из проводящего состояния в непроводящее или наоборот, у него короче, чем у обычных диодов. К распространённым сериям относятся 2AK, 2DK и другие. В основном они используются в электронных вычислительных машинах, импульсных и переключательных цепях.

2) Типичное применение

В цепи VD1 является переключательным диодом, его действие эквивалентно выключателю, используемому для подключения и отключения конденсатора C2.

(3) Переключательные диоды

1) Введение

2) Типичное применение

(5) Зенерский диод

1) Введение

Стабилитрон, также называемый диодом Зенера, представляет собой полупроводниковый прибор, обладающий высоким сопротивлением вплоть до достижения критического напряжения обратного пробоя.

2) Применение

Схема защиты от перенапряжения делится на схемы защиты от пониженного и повышенного напряжения. Некоторые схемы и устройства не допускают длительной работы при пониженном напряжении, для этого можно использовать стабилитрон, показанный на рисунке ниже, в качестве схемы защиты от пониженного напряжения.

(6) Диод Шоттки

1) Введение

Диод Шоттки назван в честь его изобретателя доктора Шоттки (Schottky), SBD — это сокращение от Schottky Barrier Diode (диод с барьером Шоттки).

SBD изготавливается на основе принципа контакта металл-полупроводник. Поэтому SBD также называют металл-полупроводниковым (контактным) диодом или диодом с поверхностным барьером, это диод с горячими носителями заряда.

2) Типичное применение

Благодаря односторонней проводимости диода, при неправильном подключении питания напрямую открывается диод Шоттки, защищая последующие цепи. На самом деле здесь диод Шоттки в основном выполняет функцию поглощения перенапряжения. Когда аномальное напряжение или высокие гармоники превышают напряжение пробоя диода Шоттки, диод открывается, защищая цепь от пробоя.

При обратном подключении напряжения диод Шоттки и выход 5В образуют параллельную цепь, а поскольку сопротивление диода Шоттки меньше, через него проходит большая часть тока, тем самым защищая выход.

(7) Выпрямительный диод

1) Введение

Диоды, которые преобразуют переменный ток в постоянный, называются выпрямительными диодами. Из-за большой ёмкости перехода они имеют низкую рабочую частоту. Обычно диоды с прямым током (IF) более 1 ампера выпускаются в металлическом корпусе для лучшего охлаждения, а диоды с IF менее 1 ампера — в полностью пластиковом корпусе.

2) Типичное применение

В цепях выпрямительные диоды в основном служат для предотвращения повреждения трёхвыводного стабилизатора при внезапном понижении напряжения на входе или случайном коротком замыкании, своевременно разряжая конденсатор большой ёмкости на выходе. То есть, когда выходное напряжение становится выше входного, напряжение сбрасывается через выпрямительный диод. Трёхвыводный стабилизатор очень легко повреждается, когда выходное напряжение превышает входное.