Где плюс и минус у диода: Плюс и минус у светодиода. Определяем полярность LED. Прямая или обратная полярность аккумулятора

Содержание

Новое поступление силовых диодов

Диод — это полупроводниковый прибор, имеющий два вывода (анод и катод), и предназначенный для выпрямления, детектирования, стабилизации, модуляции, ограничения и преобразования электрических сигналов. Основа диода — p-n переход, пропускающий ток только в одну сторону. Это основное свойство диода — диод в одну сторону пропускает ток, а в другую нет.

 

Диод может находиться в одном из двух состояний:

1. Открытое — когда он хорошо проводит ток. 

  • Если к выводам диода подключить источник постоянного напряжения: на вывод анода «плюс», а на вывод катода «минус», то диод окажется в открытом состоянии и через него потечет ток, величина которого будет зависеть от приложенного напряжения и свойств диода. 

2. Закрытое — когда он плохо проводит ток.

  • Если к выводам диода подключить источник постоянного напряжения в обратном порядке: на вывод анода «минус», а на вывод катода «плюс», то диод окажется в закрытом состоянии.

 

Зависимость тока, проходящего через диод, от величины и полярности приложенного к нему напряжения изображают в виде кривой, называемой вольтамперной характеристикой (ВАХ) диода. На графике ниже изображена ВАХ диода. По вертикальной оси в верхней части обозначены значения прямого тока (Iпр), а в нижней части — обратного тока (Iобр).

По горизонтальной оси в правой части обозначены значения прямого напряжения Uпр, а в левой части — обратного напряжения (Uобр).

 

 

ВАХ состоит из двух ветвей: прямая ветвь, в правой верхней части, соответствует прямому току через диод (диод открыт), и обратная ветвь, в левой нижней части, соответствующая обратному току через диод (диод закрыт).

 

Прямая ветвь идет круто вверх, прижимаясь к вертикальной оси, и характеризует быстрый рост прямого тока через диод с увеличением прямого напряжения. Обратная ветвь идет почти параллельно горизонтальной оси и характеризует медленный рост обратного тока. Чем круче к вертикальной оси прямая ветвь и чем ближе к горизонтальной обратная ветвь, тем лучше выпрямительные свойства диода. Наличие небольшого обратного тока является недостатком диодов. Из ВАХ видно, что прямой ток диода (Iпр) в сотни раз больше обратного тока (Iобр). При увеличении прямого напряжения через p-n переход ток вначале возрастает медленно, а затем начинается участок быстрого нарастания тока. Это объясняется тем, что кремниевый диод открывается и начинает проводить ток при прямом напряжении 0,5 — 0,6В.

 

По своему функциональному назначению диоды подразделяются на выпрямительные, универсальные, импульсные, СВЧ-диоды, стабилитроны, варикапы, переключающие, туннельные диоды и т.д.

 

 

В продажу поступили силовые выпрямительные диоды серий Д161 и Д171, предназначенные для работы в цепях постоянного и переменного тока частотой до 500 Гц силовых электротехнических установок, в том числе полупроводниковых преобразователях электроэнергии.

Конструкция диодов штыревая, в металлокерамическом корпусе с гибким выводом и прижимными контактами. Медное основание диодов выполнено в виде болта, в головке которого находится кристалл р-n перехода; с помощью шайб и гайки диод крепится к охладителю. Основание служит одним из выводов, другой вывод оформлен в виде медной «косички» с контактом под болтовой зажим.

 

На открытом силовом выпрямительном кремниевом диоде падение напряжения составляет от 0,7 до 1,5 В (на красной линии показана ВАХ диода при предельной температуре (горячего), синей — холодного).

 

 

Соответственно при токах величиной сотни ампер на диоде выделяется тепловая мощность в сотни ватт, что делает невозможной эксплуатацию силовых диодов без эффективного теплоотвода. С целью улучшения условий теплоотвода силовые диоды одного и того же типа изготавливают «прямыми» и «обратными». У «прямых» диодов анодом является основание, катодом — гибкий вывод; у «обратных» наоборот. Обратные диоды в маркировке содержат символ «х». Наличие двух конструктивных исполнений диодов одного и того же типа позволяет при сборке схем выплямления крепить диоды разных плеч выпрямителя к одному радиатору без использования изолирующих прокладок, что упрощает конструкцию крепления и улучшает условия теплоотвода. Диоды допускают воздействие вибрационных нагрузок в диапазоне частот 1-100 Гц и многократные удары длительностью 2-15 мс с ускорением до 147 м/с2, что позволяет применять их в подвижных электроустановках, например, на транспорте.

 

 

Новое поступление диодов на склад «Промэлектроники»:

Читать «Шаг за шагом. От детекторного приемника до супергетеродина» — Сворень Рудольф Анатольевич — Страница 17

Итак, во всяком полупроводниковом диоде имеется два вывода, один из которых соединен с зоной n, а другой — с зоной р. С помощью этих выводов диод и включается в электрическую цепь.

Предположим, что мы подключили диод к обычной батарейке, причем подключили таким образом, что «минус» батарейки соединен с зоной

р, а «плюс» — с зоной n. В этом случае электрические заряды как бы оттянутся от границы раздела зон, между зонами появится участок, обедненный свободными электрическими зарядами, то есть участок по своим свойствам очень близкий к изолятору (рис. 35).

Рис. 35. Полупроводниковый диод обладает односторонней проводимостью: он имеет небольшое сопротивление и пропускает ток только при определенной полярности приложенного напряжения — прямое включение: «плюс» подключается к зоне р, «минус» к зоне n; при обратной полярности диод обладает большим сопротивлением и тока не пропускает.

Таким образом, при выбранной полярности подключения батареи рn-переход почти не пропускает электрический ток, и полупроводниковый диод можно рассматривать как очень большое сопротивление.

Если сменить полярность подключения батареи, то есть приложить напряжение «плюсом» к зоне р, а «минусом» — к зоне n, то электрические заряды, как положительные, так и отрицательные, подойдут вплотную к границе раздела и, перейдя эту границу, будут двигаться к соответствующим зажимам батареи.

В этом случае рn-переход хорошо пропускает ток, и диод обладает малым сопротивлением.

Процессы, происходящие в рn-переходе, мы, конечно, рассмотрели крайне упрощенно, но это не помешало нам прийти к совершенно правильному выводу: полупроводниковый диод в одну сторону пропускает ток хорошо, а в другую практически не пропускает. За это свойство диод часто называют вентилем.

В способности диода пропускать ток только в одну сторону можно легко убедиться самому, собрав простейшую цепь из диода, головных телефонов (телефоны обязательно должны быть высокоомные, то есть должны иметь сопротивление 1000 ом и более) и батарейки карманного фонаря. Если диод включен так, что он проводит ток, то в момент замыкания цепи в телефонах будут слышны сильные щелчки. Если же изменить полярность включения диода (или, что то же самое, изменить полярность включения батарейки), то диод будет обладать большим сопротивлением, то есть почти не будет пропускать ток, и щелчков в телефоне слышно не будет.

Именно односторонняя проводимость является тем свойством полупроводникового диода, которое позволяет произвести преобразование модулированного тока высокой частоты с последующим выделением необходимого нам низкочастотного (звукового) сигнала.

О том, как это делается, вы узнаете, познакомившись с работой простейшего приемника. Постройка такого приемника не займет у вас много времени.

ПЯТЬ МИНУТ — И ПРИЕМНИК ГОТОВ!

Соберем простейший детекторный приемник и посмотрим, как он работает. Схема приемника предельно проста (лист 61, рис. 36). Между антенной и заземлением включают детектор, а параллельно ему подключают телефоны, или, как их называют иначе, наушники. Можно подключить один наушник, а можно и два, соединенных последовательно. Существуют и другие схемы включения детектора (лист 63), но принцип его работы всегда одинаков.

Рис. 36. Диод периодически шунтирует телефон, и в его цепи появляются импульсы (толчки) тока одного направления. Если сигнал модулирован, то амплитуда импульсов меняется, мембрана «медленно» перемещается и создает звуковые волны.

Для детекторного приемника желательно сделать наружную антенну высотой 8—10 м (листы 59, 60). Заземление сделать обязательно. Приемник можно собрать на небольшой фанерной панели (лист 62), а гнезда для подключения телефонов, антенны и заземления сделать из белой жести.

Все соединения в электрических цепях следует осуществлять только путем пайки (лист 57), причем в процессе пайки ни в коем случае не следует применять кислоту. Соединяемые контакты, лепестки, провода и т. п. сначала тщательно зачищают, затем залуживают — покрывают тонким слоем олова и уже после этого припаивают. На всех стадиях пайки нужно пользоваться канифолью, которая очищает место спая от вредных окислов.

Пайку лучше всего вести небольшим электрическим паяльником «жало», который необходимо тщательно залудить. Более подробно о монтаже, пайке, подготовке деталей, столярных и слесарных работах, с которыми приходится сталкиваться радиолюбителю, можно прочесть в «Справочнике начинающего радиолюбителя», изданном в 1961 году.

Теперь поговорим о том, как работает наш приемник (лист 61). Мы уже знаем, что детектор пропускает ток только в одном направлении. Поэтому переменный ток, наведенный в антенне (IА), будет проходить через детектор (IД) только в течение одной половины периода. Ток обратного направления детектор не пропустит, и поэтому в течение второго полупериода ток пройдет через цепь телефона (IТ).

Диод можно рассматривать как своеобразный шунт, подключенный параллельно телефону. Особенность такого шунта состоит в том, что он действует «через такт»: в те полупериоды, когда диод пропускает ток, он сильно шунтирует телефон, и ток IТ практически отсутствует. Однако в следующий полупериод диод уже обладает очень большим сопротивлением, и весь ток, наведенный в антенне, идет через телефон. Таким образом, в цепи детектора, так же как в цепи телефона, протекает пульсирующий (импульсный) ток — импульсы (толчки) тока в этих цепях чередуются. Импульсы тока в цепи телефона, также, впрочем, как и в цепи детектора, всегда имеют одно направление, причем величина импульсов меняется в соответствии с модуляцией. Когда модуляции нет (молчание перед микрофоном), все импульсы тока одинаковы.

Благодаря медленному изменению импульсного тока, изменению, которое является следствием модуляции, мембрана телефона будет медленно перемещаться и создавать звуковые волны. Так, например, если в процессе модуляции ток в антенне передатчика увеличивается, то будет увеличиваться и ток в антенне приемника, а это значит, что будут возрастать импульсы тока через телефон, и при этом каждый последующий импульс будет все дальше смещать мембрану. Если же ток в антенне передатчика уменьшается, то будут уменьшаться и импульсы тока через телефон, и его мембрана будет медленно возвращаться в среднее положение. Мембрана следует за всеми изменениями амплитуды тока и воспроизводит «копию» звука, с помощью которого на передатчике осуществляется модуляция.

Какова же в этом процессе роль детектора? Если бы не было детектора, то через телефон протекал бы не импульсный (пульсирующий) ток, а переменный ток высокой частоты. Этот ток с очень большой частотой толкал бы мембрану то в одну, то в другую сторону, и в результате она стояла бы на месте, так как не успевала бы следовать за изменением тока. Благодаря детектору через телефон проходит ток только одного направления, и мембрана смещается только в одну сторону, следуя за медленным изменением амплитуды этого тока. Нужно признаться. что слово «медленно» в данном случае выбрано не совсем удачно. Действительно, ведь сила импульсов меняется в соответствии с модуляцией, а модулирующий сигнал может совершать свой полный цикл (период) за несколько тысячных долей секунды, то есть иметь частоту в несколько тысяч герц. Такую частоту колебаний мембраны уже нельзя назвать медленной. Оправданием для нас может служить лишь то, что эта частота все же невелика по сравнению с частотой тока в антенне, которая составляет сотни и тысячи килогерц.

Защита устройств от неправильной подачи полярности питания / Хабр

При проектировании промышленных приборов, к которым предъявляются повышенные требования по надёжности, я не раз сталкивался с проблемой защиты устройства от неправильной полярности подключения питания. Даже опытные монтажники порой умудряются перепутать плюс с минусом. Наверно ещё более остро подобные проблемы стоят в ходе экспериментов начинающих электронщиков. В данной статье рассмотрим простейшие решения проблемы — как традиционные так и редко применяемые на практике методы защиты.


Простейшее решение, которое напрашивается с ходу — включение последовательно с прибором обычного полупроводникового диода.


Просто, дёшево и сердито, казалось бы чего ещё нужно для счастья? Однако, у такого способа есть очень серьёзный недостаток — большое напряжение падения на открытом диоде.


Вот типичная ВАХ для прямого включения диода. При токе в 2 Ампера напряжение падения составит примерно 0.85 вольт. В случае низковольтных цепей

5 вольт и ниже

это очень существенная потеря. Для более высоковольтных такое падение играет меньшую роль, но есть ещё один неприятный фактор. В цепях с высоким током потребления на диоде будет рассеиваться весьма значительная мощность. Так для случая, изображённого на верхней картинке, получим:

0.85В х 2А = 1.7Вт.

Рассеиваемая на диоде мощность уже многовата для такого корпуса и он будет ощутимо греться!

Впрочем, если вы готовы расстаться с несколько большими деньгами, то можно применить диод Шоттки, который имеет меньшее напряжение падения.


Вот типичная ВАХ для диода Шоттки. Подсчитаем рассеиваемую мощность для этого случая.

0.55В х 2А = 1.1Вт

Уже несколько лучше. Но что же делать если ваше устройство потребляет ещё более серьёзный ток?

Иногда параллельно устройству ставят диоды в обратном включении, которые должны сгореть если перепутать напряжение питания и привести к короткому замыканию. Ваше устройство при этом скорее всего потерпит минимум повреждений, но может выйти из строя источник питания, не говоря уже о том, что сам защитный диод придётся заменить, а вместе с ним могут и дорожки на плате повредиться. Словом этот способ для экстрималов.

Однако, есть ещё один несколько более затратный, но весьма простой и лишённый перечисленных выше недостатков способ защиты — с помощью полевого транзистора. За последние 10 лет параметры этих полупроводниковых приборов резко улучшились, а цена наоборот сильно упала. Пожалуй то, что их крайне редко используют для защиты ответственных цепей от неправильной полярности подачи питания можно объяснить во многом инерцией мышления. Рассмотрим следующую схему:


При подаче питания напряжение на нагрузку проходит через защитный диод. Падение на нём достаточно велико — в нашем случае около вольта. Однако в результате между затвором и истоком транзистора образуется напряжение превышающее напряжение отсечки и транзистор открывается. Сопротивление исток-сток резко уменьшается и ток начинает течь уже не через диод, а через открытый транзистор.


Перейдём к конкретике. Например для транзистора FQP47З06 типичное сопротивление канала будет составлять 0.026 Ом! Нетрудно рассчитать что рассеиваемая при этом на транзисторе мощность для нашего случая будет всего 25 милливатт, а падение напряжение близко к нулю!

При смене полярности источника питания ток в цепи течь не будет. Из недостатков схемы можно пожалуй отметить разве то, что подобные транзисторы имеют не слишком большое пробивное напряжение между затвором и истоком, но слегка усложнив схему можно применить её для защиты более высоковольтных цепей.


Думаю читателям не составит труда самим разобраться как работает эта схема.

Уже после публикации статьи уважаемый пользователь Keroro в комментариях привел схему защиты на основе полевого транзистора, которая применяется в iPhone 4. Надеюсь он не будет возражать если я дополню свой пост его находкой.

диодов — обзор | Темы ScienceDirect

1.2.2 КОНФИГУРАЦИИ РЕАКТОРА

Диодные реакторы могут питаться от ВЧ или постоянного электрического поля. В случае высокочастотного возбуждения осаждение обычно происходит на заземленном электроде. Поскольку общая площадь заземленного электрода и стенок реактора обычно больше, чем площадь электрода с питанием, возникает самосмещение постоянного тока, как показано на рисунке 4b. Падение потенциала на электроде под напряжением намного больше, чем на заземленном.Электрод с питанием более отрицательный по отношению к земле, поэтому его часто называют катодом. В этом случае заземленный электрод является анодом. Для тлеющего разряда постоянного тока распределение потенциала аналогично тому, которое показано для ВЧ-разряда на рисунке 4b. В обоих случаях ионная бомбардировка катода больше, чем анода. Вследствие этого нанесение пленок на катод или анод приводит к различным микроструктурным свойствам. Скорость осаждения на катоде обычно выше, чем на аноде.Пленки, осажденные на катоде, плотные, но также напряженные. Анодные пленки более пористые. В разрядах постоянного тока иногда используют сетку, расположенную над катодом, которая имеет тот же потенциал, что и катод [134]. Таким образом, ионы замедляются из-за столкновений газовой фазы в области между сеткой и катодом, и получается гораздо лучший материал [135]. Кроме того, сетка служит экраном для активных радикалов. Радикал SiH 2 имеет большую вероятность прилипания и легко прилипает к сетке.Как следствие, радикал SiH 2 будет отфильтрован, и SiH 3 будет преобладать в осаждении. Было показано, что качество получаемого материала в триодных разрядах ВЧ было улучшено [136–139].

ВЧ-разряды на плоских триодах, используемые в исследованиях, как правило, асимметричны; площадь электрода с питанием намного меньше, чем площадь всех заземленных частей вместе взятых (заземленный электрод может составлять лишь небольшую часть заземленной области). Поэтому самосмещение постоянного тока велико.Уменьшить асимметрию можно, ограничив разряд заземленной сеткой [140, 141] или стенкой [142]. Такое ограничение также обеспечивает более высокую плотность мощности в разряде, что приводит к увеличению скорости осаждения.

Внешнее магнитное поле также использовалось для удержания плазмы [143]. Схема, в которой электромагниты расположены под катодом, известна как управляемый плазменный магнетрон , метод [144]. Диффузии электронов к стенкам препятствует магнитное поле между катодом и анодом.Это приводит к увеличению электронной плотности и, следовательно, к более быстрому разложению силана и более высокой скорости осаждения. При скорости осаждения 1 нм / с получается материал приборного качества [144]. Кроме того, рядом с анодом расположена сетка, и анод может смещаться извне, как для удержания плазмы, так и для контроля ионной бомбардировки.

Горячие стенки реактора иногда используются как средство увеличения плотности пленок, осаждаемых на стенках.Это уменьшает количество адсорбированных загрязняющих веществ на стенах и приводит к снижению скорости дегазации. Горячая стена особенно интересна для однокамерных систем без камеры с замком нагрузки. Качество материала аналогично качеству, полученному с холодной стенкой реактора [145],

. Другие конфигурации, которые используются, включают установку концентрических электродов в трубчатом реакторе, где разряд все еще имеет емкостную связь. Также использовалась индуктивная связь с катушкой, окружающей трубчатый реактор [146, 147].

Диод на схеме там, где плюс. Основные способы определения полярности светодиода. Другие способы определения полярности

Все диоды должны иметь положительный и отрицательный выводы. Эти выводы получили специальные названия: положительный называется , анод , а отрицательный — , катод … Катод диода легко определить по красной или черной полосе, расположенной у этого вывода на корпусе.

На рис. 4.8 только что показан диод с аналогичной маркировкой полярности и … Полоса, таким образом, соответствует вертикальному обозначению схемы этого элемента … Важно, чтобы при «чтении» принципиальной схемы любого устройства вы правильно интерпретировали расположение диода в нем и направление протекающего тока


Рис. 4.8. При использовании диодов всегда помните об их полярности. Полоса на одном конце корпуса диода указывает на это.

Внимание
Как упоминалось в самом начале этого раздела, диоды позволяют току проходить через них в прямом направлении и блокируют ток, текущий в противоположном направлении. Таким образом, если вы неправильно вставите диод в схему, схема либо не будет работать, либо некоторые элементы могут выйти из строя. Всегда внимательно проверяйте полярность диодов в цепи — лучше перепроверить, чем один раз устранять последствия!

Диоды относятся к категории электронных устройств, работающих по принципу полупроводника, который особым образом реагирует на приложенное к нему напряжение. С внешним видом и схематическим обозначением этого полупроводникового изделия можно ознакомиться на рисунке ниже.

Особенностью включения этого элемента в электронную схему является необходимость соблюдения полярности диода.

Дополнительные пояснения. Полярность означает строго установленный порядок включения, который учитывает где плюс, а где минус для данного продукта.

Эти две легенды привязаны к его выводам, называемым анодом и катодом соответственно.

Особенности функционирования

Известно, что любой полупроводниковый диод при подаче на него постоянного или переменного напряжения пропускает ток только в одном направлении. Если его снова включить, постоянный ток не протекает, потому что n-p переход будет смещен в непроводящем направлении. Из рисунка видно, что минус полупроводника расположен со стороны его катода, а плюс — с противоположного конца.

Эффект односторонней проводимости особенно наглядно подтверждается на примере полупроводниковых изделий, называемых светодиодами, работающих только при правильном включении.

На практике нередки ситуации, когда на корпусе изделия нет явных знаков, позволяющих сразу сказать, где у него какая штанга.Вот почему важно знать специальные знаки, по которым можно научиться различать их.

Методы определения полярности

Для определения полярности диодного изделия можно использовать различные методики, каждая из которых подходит для определенных ситуаций и будет рассмотрена отдельно. Эти методы условно делятся на следующие группы:

  • Метод визуального контроля для определения полярности на основе существующей маркировки или характерных признаков;
  • Проверка с помощью мультиметра, включенного в режиме набора номера;
  • Узнаем где плюс, а где минус, собрав простую схему с миниатюрной лампочкой.

Рассмотрим каждый из перечисленных подходов отдельно.

Визуальный контроль

Этот метод позволяет определить полярность по специальным отметкам на полупроводниковом изделии. Для некоторых диодов это может быть точка или кольцевая полоска, смещенная к аноду. Некоторые образцы старой марки (например, КД226) имеют характерную форму, заостренную с одной стороны, что соответствует плюсу. На другом, полностью плоском торце, соответственно есть минус.

Примечание! Например, визуальный осмотр светодиодов показывает характерный выступ на одной из их ножек.

На основании этого обычно определяют, где у такого диода плюс, а где — противоположный контакт.

Применение измерительного прибора

Самым простым и надежным способом определения полярности является использование измерительного прибора типа «мультиметр», включенного в режим «Обратный вызов». При измерении всегда следует помнить, что на шнур в красной изоляции от встроенного аккумулятора подается плюс, а на шнур в черной изоляции — минус.

После случайного соединения этих «концов» с выводами диода с неизвестной полярностью нужно следить за показаниями на дисплее прибора. Если индикатор показывает напряжение около 0,5-0,7 Вольт, это означает, что он включен в прямом направлении, а ножка, к которой подключен зонд в красной изоляции, положительная.

Если индикатор показывает «единицу» (бесконечность), можно сказать, что диод включен в обратную сторону, и по этому можно будет судить о его полярности.

Дополнительная информация. Некоторые радиолюбители используют для проверки светодиодов розетку, предназначенную для измерения параметров транзисторов.

Диод в этом случае включается как один из переходов транзисторного устройства, а его полярность определяется тем, светится он или нет.

Включение в схему

В крайнем случае, когда визуально определить расположение выводов невозможно, а под рукой нет измерительного прибора, можно воспользоваться методом включения диода в показанную простую схему на рисунке ниже.

При включении в такой цепи лампочка либо загорится (это означает, что полупроводник пропускает ток через себя), либо нет. В первом случае плюс аккумулятора будет подключен к плюсовой клемме изделия (аноду), а во втором, наоборот, к его катоду.

В заключение отметим, что способов определения полярности диода довольно много. При этом выбор конкретного метода его обнаружения зависит от условий эксперимента и возможностей пользователя.

Видео

Известно, что светодиод в рабочем состоянии пропускает ток только в одном направлении. Если его подключить реверсом, то по цепи не будет проходить постоянный ток, и прибор не загорится. Это происходит потому, что, по сути, устройство представляет собой диод, просто не каждый диод способен светиться. Получается, что у светодиода есть полярность, то есть он чувствует направление движения тока и работает только в определенном направлении.
Определить полярность прибора по схеме несложно.Светодиод обозначается треугольником внутри круга. Треугольник всегда упирается в катод (знак «-», поперечина, минус), положительный анод находится на противоположной стороне.
а как определить полярность, если сам аппарат держишь? Вот небольшая лампочка с двумя проводами. К какой разводке нужно подключить плюс источника, а к какому минусу, чтобы схема работала? Как правильно выставить сопротивление где плюс?

Определить визуально

Первый способ — визуальный.Допустим, вам нужно определить полярность нового двухпроводного светодиода. Посмотрите на его ножки, то есть выводы. Один из них будет короче другого. Это катод. Помните, что это катод по слову «короткий», так как оба слова начинаются с буквы «k». Плюс будет соответствовать более длинному. Однако иногда бывает сложно определить полярность на глаз, особенно если ножки погнуты или изменили свои размеры в результате предыдущей установки.

Заглянув в прозрачный корпус, можно увидеть сам кристалл. Он расположен как бы в маленькой чашке на подставке. Выходом из этой опоры будет катод. Со стороны катода тоже можно увидеть небольшую выемку, похожую на надрез.

Но эти особенности не всегда заметны в светодиодах, так как некоторые производители отклоняются от стандартов. Кроме того, существует множество моделей, изготовленных по другому принципу. Сегодня производитель ставит знаки «+» и «-» на сложные конструкции, маркирует катод точкой или зеленой линией, чтобы все было очень четко.Но если таких отметок по каким-то причинам нет, то на помощь приходит электрическое испытание.

Применяем блок питания

Более действенный метод определения полярности — подключаем светодиод к источнику питания. Внимание! Необходимо выбрать источник, напряжение которого не превышает допустимого напряжения светодиода. Самодельный тестер можно собрать, используя обычную батарею и резистор. Это требование связано с тем, что при повторном подключении светодиод может перегореть или ухудшить свои световые характеристики.

Некоторые говорят, что так и то подключили светодиод, и он от этого не испортился. Но все дело в предельном значении обратного напряжения. К тому же лампочка может не сразу погаснуть, но срок ее службы уменьшится, и тогда ваш светодиод проработает не 30-50 тысяч часов, как указано в его характеристиках, а в несколько раз меньше.

Если заряда аккумулятора для светодиода не хватает, и прибор не загорается, так как вы его не подключаете, то к аккумулятору можно подключить несколько элементов.Напоминаем, что сто элементов соединены последовательно плюс к минусу, а минус к плюсу.

Приложение «Мультиметр»

Есть такое устройство, которое называется мультиметром. С его помощью можно с успехом узнать, куда подключить плюс, а где — минус. Это займет ровно одну минуту. В мультиметре выберите режим измерения сопротивления и прикоснитесь щупами к контактам светодиода. Красный провод указывает на положительное соединение, а черный провод указывает на отрицательное соединение.Желательно, чтобы прикосновение было недолговечным. При повторном включении прибор ничего не показывает, а при прямом включении (плюс к плюсу и минус к минусу) прибор покажет значение в районе 1,7 кОм.

Также можно включить мультиметр в режим проверки диодов. В этом случае при прямом включении светодиодная лампа будет гореть.

Этот метод наиболее эффективен для красных и зеленых лампочек. Светодиод, излучающий синий или белый свет, рассчитан на напряжение более 3 вольт, поэтому он не всегда будет светиться при подключении к мультиметру даже при правильной полярности.Вы можете легко выйти из этой ситуации, если воспользуетесь режимом определения характеристик транзисторов. На современных моделях, таких как DT830 или 831, он присутствует.

Диод вставляется в пазы специальной колодки для транзисторов, которая обычно находится внизу устройства. Используется PNP-часть (как и для транзисторов соответствующей структуры). Одна ножка светодиода вставляется в разъем C, который соответствует коллектору, вторая ножка — в разъем E, соответствующий эмиттеру.Лампа загорится, если катод (минус) подключить к коллектору. Таким образом определяется полярность.

Кремниевые выпрямительные диоды

  • Изучив этот раздел, вы должны уметь:
  • • Опишите типовые применения выпрямителя.
  • • Обратите внимание на маркировку полярности выпрямителя.
  • • Опишите типовые параметры выпрямителя.
  • • Примыкание п.д.
  • • Средний прямой ток.
  • • Повторяющийся пиковый прямой ток.
  • • Обратный ток утечки.
  • • Повторяющееся пиковое обратное напряжение.
  • • Время обратного восстановления.
  • • Опишите влияние температуры на выпрямители.
  • • Температурный разгон.

Рисунок 2.1.1. Кремниевые выпрямительные диоды

Кремниевые выпрямительные диоды

Выпрямительные диоды, подобные показанным на рис.2.1.1 обычно используются в таких приложениях, как источники питания, использующие как высокое напряжение, так и большой ток, где они выпрямляют входящее сетевое (линейное) напряжение и должны пропускать весь ток, необходимый для любой цепи, которую они питают, который может составлять несколько ампер. или десятки ампер.

Как показано на рис. 2.1.2, для прохождения таких токов требуется большая площадь перехода, чтобы прямое сопротивление диода оставалось как можно более низким. Даже в этом случае диод может сильно нагреться.Черный полимерный корпус или даже болт на радиаторе помогают рассеивать тепло.

Сопротивление диода в обратном направлении (когда диод выключен) должно быть высоким, а изоляция, обеспечиваемая обедняющим слоем между слоями P и N, чрезвычайно хороша, чтобы избежать возможности обратного пробоя, когда изоляция обедненного слоя выходит из строя, и диод необратимо выходит из строя из-за высокого обратного напряжения на переходе.

Рисунок 2.1.2. Кремниевый выпрямитель


Конструкция

Маркировка полярности диодов

На полимерном кожухе диодов катод обычно обозначается линией вокруг одного конца кожуха диода.Однако существуют альтернативные указания: на некоторых выпрямительных диодах, залитых смолой, закругленный конец на корпусе указывает катод, как показано на рис. 2.1.2. На выпрямительных диодах с металлическими стержнями полярность диода может быть обозначена символом диода, напечатанным на корпусе. Штифт диода часто является катодом, но на него нельзя полагаться, как показано на рис. 2.1.1, это может быть анод! На диодах мостового выпрямителя символы + и — (плюс и минус), показанные на корпусе выпрямителя, указывают полярность выхода постоянного тока, а не анода или катода устройства, входные клеммы переменного тока обозначены маленькими синусоидальными символами.Один угол корпуса на некоторых линейных мостовых выпрямителях также часто скошен, но это не следует воспринимать как надежный указатель полярности, поскольку доступны выпрямители, которые используют эту индикацию как выходную клемму + или -.

Кремниевые выпрямительные диоды производятся в самых разных формах с сильно различающимися параметрами. Они различаются по токонесущей способности от миллиампер до десятков ампер, некоторые из них имеют обратное напряжение пробоя в тысячи вольт.

Параметры выпрямителя

Что означают параметры.

Слой истощения (соединение) p.d.

Слой истощения или стык p.d. представляет собой разность потенциалов (напряжение), которая естественным образом создается на обедненном слое за счет комбинации дырок и электронов во время изготовления диода. Этот п.д. необходимо преодолеть, прежде чем диод с прямым смещением станет проводящим. Для кремниевого перехода p.d составляет около 0,6 В.

Обратный ток утечки (I

R ).

Когда PN-переход смещен в обратном направлении, будет течь очень небольшой ток утечки (I R ), в основном из-за тепловой активности в полупроводниковом материале, встряхивая свободные свободные электроны.Именно эти свободные электроны образуют небольшой ток утечки. В кремниевых устройствах это всего несколько наноампер (нА).

Максимальный повторяющийся прямой ток (I

FRM ).

Это максимальный ток, который может пропустить диод с прямым смещением без повреждения устройства при выпрямлении повторяющейся синусоидальной волны. I FRM обычно задается диодом, выпрямляющим синусоидальную волну с максимальным рабочим циклом 0,5 на низкой частоте (например, от 25 до 60 Гц), чтобы представить условия, возникающие, когда диод выпрямляет сетевое (линейное) напряжение.

Средний прямой ток (I

FAV ).

Это средний выпрямленный прямой ток или выходной ток (I FAV ) диода, обычно это прямой ток при выпрямлении синусоидальной волны 50 Гц или 60 Гц, усредненный между периодами, когда (полуволновой) выпрямительный диод работает. проводимость, и период волны при обратном смещении диода. Обратите внимание, что это среднее значение будет значительно меньше повторяющегося значения, указанного для I FRM .Этот (и другие параметры) также во многом зависят от температуры перехода диода. Взаимосвязь между различными параметрами и температурой перехода обычно указывается в виде серии сносок в технических паспортах производителей.

Повторяющееся пиковое обратное напряжение (В

RRM )

Максимальное пиковое напряжение, которое может повторно подаваться на диод при обратном смещении (анод — катод +) без повреждения устройства. Это важный параметр, обычно относящийся к работе от сети (линии).Например. диод, используемый в качестве полуволнового выпрямителя для выпрямления сетевого напряжения 230 В переменного тока, будет проводить в течение положительного полупериода сигнала сети и отключаться во время отрицательного полупериода. В схеме источника питания катод выпрямительного диода обычно подключается к большому электролитическому накопительному конденсатору, который будет поддерживать катодное напряжение выпрямителя на уровне, близком к пиковым напряжениям формы волны сети. Помните, что волна 230 В переменного тока относится к среднеквадратичному значению волны, поэтому пиковое значение будет примерно 230 В x 1.414 = примерно + 325В. Во время отрицательного полупериода сигнала сети анод диода упадет до максимального отрицательного значения около -325 В. Следовательно, будут повторяющиеся периоды (50 или 60 раз в секунду, когда обратное напряжение на диоде будет 325 В x 2 = 650 В. Поэтому для этой задачи необходимо использовать выпрямительный диод с параметром V RRM на минимум 650 В, а для обеспечения надежности должен быть запас прочности для такого важного компонента, поэтому было бы разумнее выбрать диод с напряжением 800 или 1000 В. V RRM .

Максимальное рабочее пиковое обратное напряжение (В

RWM )

Это максимально допустимое обратное напряжение. Обратное напряжение на диоде в любое время, независимо от того, является ли обратное напряжение изолированным переходным всплеском или повторяющимся обратным напряжением.

Рис. 2.1.3 Подавление выбросов

Максимальное обратное напряжение постоянного тока (В

R )

Этот параметр устанавливает допустимый предел для обратного напряжения и обычно имеет то же значение, что и V RRM и V RWM .Теоретически эти максимальные параметры могут быть разными, но поскольку любое напряжение (мгновенное, повторяющееся или постоянное), которое не более чем примерно на 5% превышает любой из этих параметров, может потенциально разрушить диод, всегда рекомендуется проявлять осторожность при установке. диоды и предусмотреть разумный запас на случай неожиданных скачков напряжения. Одной из распространенных мер безопасности для защиты выпрямителей источника питания от внешних всплесков является подключение высоковольтного конденсатора малой емкости, обычно дискового керамического типа, к каждому из четырех диодов в мостовом выпрямителе, как показано на рис.2.1.3.

Время обратного восстановления (t

rr )

Рис. 2.1.4 Обратное


Время восстановления (t rr )

Время, необходимое для того, чтобы ток упал до заданного низкого уровня обратного тока при переключении с заданного прямого тока (диод включен) на заданный обратный ток (диод выключен, обычно <10% от значения 'вкл. ' Текущий). Типичное t rr раз для выпрямительных диодов, хотя и не так быстро, как малосигнальные диоды, и в некоторой степени зависит от задействованных напряжений и токов, может составлять десятки наносекунд (нс) e.грамм. 30 нс для выпрямителя BYV28 3.5A I AF 50 В и <60 нс для двойного выпрямителя BYV44 30A I AF 500 В.

Когда выпрямительный диод используется в высокоскоростной операции переключения, например, в импульсном источнике питания, в идеале обратный ток должен мгновенно упасть до нуля. Однако, когда диод является проводящим (до выключения), по обе стороны от перехода будет большая концентрация неосновных носителей; это будут дырки, которые только что перешли на слой N-типа, и электроны, которые только что перешли на слой P-типа, но до того, как они были нейтрализованы путем присоединения к основным носителям.Если теперь внезапно применяется обратное напряжение (V R ), как показано на рис. 2.1.4, диод должен быть выключен, но вместо того, чтобы ток через диод мгновенно падал до нуля, обратный ток (I R ) создается, поскольку эти неосновные носители притягиваются обратно через переход (дырки обратно в P-слой и электроны обратно в N-слой). Этот обратный ток будет продолжать течь, пока все эти носители заряда не вернутся на свою естественную сторону перехода.

Максимальная температура

На каждый из этих параметров могут влиять другие факторы, такие как температура окружающей среды, в которой работает диод, или температура перехода самого устройства.Любой полупроводник выделяет тепло, особенно те, которые используются в источниках питания. Поэтому важно, чтобы при проектировании таких цепей учитывались температурные эффекты. Одной из самых больших проблем является предотвращение теплового разгона, когда диод (или любой другой полупроводник) увеличивает свою температуру, что приводит к увеличению тока через устройство, что приводит к дальнейшему повышению температуры и так далее, пока устройство не будет разрушено. . Чтобы предотвратить эту проблему, каждый из параметров диода ссылается на температуру, например, обратный ток утечки кремниевого PN-диода обычно указывается при температуре окружающей среды 25 ° C, но он, вероятно, увеличивается примерно вдвое на каждые 10 ° C выше этого значения.Также повышение температуры вызовет уменьшение потенциала прямого перехода примерно на 2–3 мВ на каждый 1 ° C повышения температуры. Еще большее влияние на выпрямители Шоттки оказывает температура.

Начало страницы

Как выбрать кремниевый диод TVS

Версия для печати

Переходные процессы напряжения и тока являются основной причиной отказа твердотельных компонентов в электронных системах. Эти переходные процессы являются результатом внезапного высвобождения накопленной энергии.Переходные процессы могут возникать из множества источников, как внутренних, так и внешних по отношению к системе. Наиболее частыми причинами переходных процессов являются нормальные операции переключения источников питания и электромеханических устройств, колебания в сети переменного тока, грозовые скачки и электростатический разряд (ESID).

MDE Semiconductor, Inc. предлагает широкий выбор кремниевых лавинных диодов (TVS-диодов), предназначенных для обеспечения высокого уровня надежной защиты от этих разрушительных скачков напряжения.

Кремниевые лавинные диоды

производятся с переходами большой площади для обеспечения устойчивости к высоким импульсным токам.Кроме того, они характеризуются чрезвычайно быстрым временем отклика и низким динамическим сопротивлением в лавинном режиме. Кремниевые TVS имеют несколько преимуществ, в том числе:

  1. Низкое напряжение зажима
  2. Без ограничения износа
  3. Малый физический размер
  4. Широкий диапазон напряжений
  5. Высокая рассеиваемая мощность в переходных процессах

Эти устройства доступны в широком ассортименте корпусов с аксиальными выводами и для поверхностного монтажа с пластиковым корпусом. В приложениях, требующих чрезвычайно высоких уровней способности поглощения переходных процессов, MDE Semiconductor, Inc.предлагает полную линейку нестандартных и стандартных сборных сборок сильноточных ТВС.

Однако, независимо от области применения, определенные параметры устройства и рекомендации составляют основу для выбора ограничителей переходного напряжения.

Прежде чем обсуждать, как выбрать текущую TVS, необходимо определить некоторые ключевые термины.

Типичная кривая V-I однонаправленного ограничителя переходных процессов показана на рисунке 1A. Кривая, показанная для двунаправленного TVS, показана на рисунке 1B.

Ключевые параметры TVS:

  1. Минимальное напряжение пробоя (VBR) — это точка, в которой TVS становится низкоомным путем для переходного процесса (т. Е. Устройство переходит в лавинный пробой).
  2. Испытательный ток (IT) — это ток, при котором напряжение пробоя составляет
  3. Обратное напряжение выдержки (VRWM) — это максимальное номинальное рабочее напряжение постоянного тока. На этом уровне TVS будет в непроводящем режиме. Этот параметр также называют рабочим напряжением.
  4. Максимальный ток обратной утечки (lR) — это максимальный ток, измеренный на рабочем
  5. Максимальный пиковый импульсный ток (IPP) — это максимально допустимый импульсный ток для
  6. .

  1. Максимальное напряжение ограничения (Vc) — это максимальное падение напряжения на TVS, когда на него действует максимальный пиковый импульсный ток.Это максимальное напряжение, которому будет подвергаться цепь. Напряжение ограничения составляет примерно 3xVBR.

Одной из наиболее широко известных форм всплесков является двойной экспоненциальный импульс, показанный на рисунке 2. Импульс определяется временем нарастания (tr) и длительностью (tp). Длительность импульса (tp) определяется как точка, в которой импульсный ток спадает до 50% от lpp. Например, импульс 10 X 1000 мкс будет иметь время нарастания 10 мкс и спадет до 50% от пикового значения за 1 м.

Номинальная мощность подавителя — это произведение значений Vc и lpp.

Pp = Vc X lpp

Хотя импульсы 8 x 20 мкс и 10 x 1000 мкс используются в качестве эталона для многих доступных TVS-диодов, номинальная мощность устройства может быть увеличена для более коротких импульсов, как показано на рисунке 3.

Следующие рекомендации рекомендуются для выбора устройства, которое обеспечит оптимальное подавление переходных процессов в цепи:

  1. Определите максимальное постоянное или продолжительное рабочее напряжение цепи. Используйте номинальное напряжение цепи и «высокую сторону»
  2. Рабочее напряжение (VRWM) — Выберите TVS с обратным запорным напряжением, равным или превышающим рабочее напряжение цепи, которое было определено на этапе
  3. .
  4. Это гарантирует, что TVS будет потреблять незначительное количество тока при нормальных условиях работы цепи.Если рабочее напряжение выбрано слишком низким, устройство может выйти из строя или повлиять на работу цепи из-за слишком большого тока утечки.
  5. Пиковая импульсная мощность (Pp) — Определите переходные режимы цепи. Определите форму волны или источник переходных процессов и длительность импульса. Выберите TVS, который способен рассеивать ожидаемый пиковый импульс
  6. Максимальное напряжение ограничения (Vc) — Выберите TVS с напряжением ограничения меньше, чем напряжение, которое может вызвать повреждение цепи.

Также часто неправильно понимают, что двунаправленный TVS необходим для подавления отрицательных переходных импульсов. Однако это не так. Двунаправленный TVS необходим в приложениях переменного тока или если сигналы линии передачи данных качаются с плюсом и минусом. Кроме того, для уменьшения емкости иногда используется двунаправленный TVS. Если схема имеет только положительные уровни сигнала, обычно достаточно однонаправленного TVS.

TVS будет работать следующим образом: при положительных переходных режимах устройство сойдет лавино и, как и ожидалось, будет работать в обратном направлении пробоя.В условиях отрицательного перенапряжения устройство будет вести себя как диод с прямым смещением и по-прежнему поглощать переходную энергию. Однако это НЕ верно для устройств с малой емкостью. Они всегда подключаются в двунаправленном режиме, чтобы защитить внутренний диод с низкой емкостью от повреждения обратным перенапряжением.

Ограничители переходного напряжения предназначены для работы в широком диапазоне температур, обычно от -55 ° C до +155 ° C. Если приложение требует, чтобы TVS работал при различных температурах, необходимо учитывать характеристики устройства при ожидаемых экстремальных температурах.

  1. Обратный ток (IR) — Обратный ток увеличивается с температурой. Обратитесь к паспорту тока утечки при высоких температурах
  2. Рассеиваемая мощность — По мере увеличения температуры перехода устройства рассеиваемая мощность снижается. Пиковая мощность линейно снижается от +25 C до T (макс.). Пример кривой снижения мощности показан на рисунке
  3. .
  4. Температурный коэффициент напряжения пробоя (Tcbv) — это значение указано в техническом паспорте как процентное изменение VBR на градус Цельсия.

Влияние Nd: YAG и диодных лазеров на апикальное уплотнение корневых каналов, заполненных AH Plus и герметиками на основе минеральных триоксидных агрегатов

Цели: Лазерное облучение в качестве дополнения к подготовке корневого канала может повысить эффективность эндодонтического лечения. Это исследование было направлено на оценку влияния иттрий-алюминиевого граната, легированного неодимом (Nd: YAG), и диодных лазеров на апикальную пломбу корневых каналов, заполненную герметиками на основе AH Plus® и минерального триоксидного агрегата (MTA).

Материалы и методы: Это экспериментальное исследование in vitro было проведено на 96 однокорневых одноканальных удаленных человеческих зубах с закрытыми вершинами. Корневые каналы были подготовлены с помощью ротационных инструментов ProTaper® и были случайным образом разделены на шесть групп (n = 16): диодный лазер с длиной волны 940 нм и герметик AH Plus® (группа 1), лазер Nd: YAG и герметик AH Plus® (группа 2), герметик AH Plus® (группа 3), диодный лазер с длиной волны 940 нм и герметик на основе MTA (группа 4), Nd: YAG-лазер и герметик на основе MTA (группа 5), герметик на основе MTA (группа 6), а также группы положительного и отрицательного контроля.Модель бактериальной утечки использовалась для оценки микроподтекания. Качественная оценка проводилась с использованием сканирующего электронного микроскопа (СЭМ). Данные были проанализированы с помощью двухфакторного дисперсионного анализа (ANOVA) при уровне значимости 0,05.

Полученные результаты: Между экспериментальной и контрольной группами были статистически значимые различия (P = 0,002). Группы, обработанные лазером, показали более низкую апикальную микропротекание по сравнению с группами без обработки лазером, хотя разница не была статистически значимой (P> 0.05). Не было замечено значительных различий между двумя лазерами в отношении апикальной микропротечки, независимо от типа герметика (P> 0,05).

Выводы: Лазерное облучение, как дополнение к препарированию корневого канала, не оказывает значительного влияния на уровень апикальной микропротекания.

Ключевые слова: Эндодонтический герметик; Лазеры; Обтурация корневого канала.

% PDF-1.4 % 6 0 obj > эндобдж xref 6 88 0000000016 00000 н. 0000002421 00000 н. 0000002517 00000 н. 0000003146 ​​00000 п. 0000003274 00000 н. 0000003408 00000 п. 0000003548 00000 н. 0000003684 00000 н. 0000003797 00000 н. 0000003908 00000 н. 0000003933 00000 н. 0000004569 00000 н. 0000004594 00000 н. 0000005199 00000 н. 0000007207 00000 н. 0000007341 00000 п. 0000009168 00000 п. 0000009302 00000 н. 0000009436 00000 н. 0000010715 00000 п. 0000010849 00000 п. 0000010983 00000 п. 0000012839 00000 п. 0000014083 00000 п. 0000014217 00000 п. 0000015389 00000 п. 0000015543 00000 п. 0000017145 00000 п. 0000017439 00000 п. 0000017806 00000 п. 0000019236 00000 п. 0000019305 00000 п. 0000019432 00000 п. 0000046706 00000 п. 0000046966 00000 п. 0000047601 00000 п. 0000047670 00000 п. 0000047789 00000 п. 0000072147 00000 п. 0000072413 00000 п. 0000073041 00000 п. 0000073153 00000 п. 0000084758 00000 п. 0000106681 00000 п. 0000106750 00000 н. 0000106851 00000 н. 0000123511 00000 н. 0000123786 00000 н. 0000124069 00000 н. 0000124094 00000 н. 0000124473 00000 н. 0000124542 00000 н. 0000124642 ​​00000 н. 0000139942 00000 н. 0000140214 00000 н. 0000140471 00000 н. 0000140496 00000 п. 0000140867 00000 н. 0000140936 00000 н. 0000141021 00000 н. 0000149692 00000 н. 0000149970 00000 н. 0000150140 00000 н. 0000150165 00000 н. 0000150481 00000 н. 0000150506 00000 н. 0000150874 00000 н. 0000150899 00000 н. 0000151269 00000 н. 0000151294 00000 н. 0000151658 00000 н. 0000151683 00000 н. 0000152083 00000 н. 0000152152 00000 н. 0000152232 00000 н. 0000165870 00000 н. 0000166150 00000 н. 0000166316 00000 н. 0000166341 00000 н. 0000166675 00000 н. 0000166757 00000 н. 0000167294 00000 н. 0000167575 00000 н. 0000237911 00000 п. 0000306448 00000 н. 0000376563 00000 н. 0000448944 00000 н. 0000002056 00000 н. трейлер ] / Назад 546747 >> startxref 0 %% EOF 93 0 объект > поток hb«`b«`g`] ̀

Массивы диодов TVS | TVS диоды

Littelfuse TVS Diode Arrays (кремниевые защитные матрицы SPA®) предназначены для защиты электроники от очень быстрых и часто разрушающих переходных процессов напряжения, таких как молния и электростатический разряд (ESD).Они предлагают идеальное решение для защиты интерфейсов ввода-вывода, цифровых и аналоговых сигнальных линий на рынках компьютеров и портативной бытовой электроники.

Диодные матрицы для телевизоров

Littelfuse доступны в различных конфигурациях упаковки, включая DIP, SOIC, MSOP, SOT23, SOT143, SC70, SOT5x3, SOT953, µDFN, SOD723 и flipchip.

Диодные матрицы

Littelfuse TVS обеспечивают высокий уровень защиты (до 30 кВ согласно IEC 61000-4-2) с очень низкой емкостью, током утечки и напряжением фиксации.Для более надежных приложений доступны устройства SP03-xx и SP30xx для переходных угроз EFT и Lightning согласно IEC 61000-4-4 / 5.

Электростатический разряд (ESD) — это переходный электрический ток, представляющий серьезную угрозу для электронных схем. Наиболее частая причина — трение между двумя разнородными материалами, вызывающее накопление электрических зарядов на их поверхностях. Обычно одной из поверхностей является человеческое тело, и нередко этот статический заряд достигает потенциала 15000 вольт.При 6000 статических вольт событие ESD будет болезненным для человека. Разряды более низкого напряжения могут остаться незамеченными, но все же могут вызвать катастрофические повреждения электронных компонентов и схем.

Введение в диодные массивы TVS

Littelfuse SPA TVS Diode Arrays разработаны для защиты аналоговых и цифровых сигнальных линий, таких как USB и HDMI, от различных переходных процессов с использованием минимально возможного напряжения фиксации.Они предлагают более широкое применение и улучшенные характеристики импульсной защиты по сравнению с обычными диодами.

Эти прочные диоды могут безопасно поглощать повторяющиеся разряды электростатического разряда на максимальном уровне (уровень 4), указанном в международном стандарте IEC 61000-4-2, без снижения производительности.

Основные характеристики

  • Низкая емкость от 30 пФ до 0,65 пФ обычно
  • Высокий уровень защиты ESD IEC 610000-4-2 контактный разряд до ± 20 кВ, воздушный разряд до ± 30 кВ, EFT IEC 61000-4-4 40A (5/50 нс)
  • Низкое напряжение фиксации
  • Низкая утечка 0.5 мкА максимум
  • Защита до 14 входов
  • Доступен в компактных корпусах для поверхностного монтажа, сквозного монтажа и небольших размеров для установки рядом с входными портами для оптимальной защиты.
  • Соответствует ROHS и не содержит свинца

Littelfuse SPA

® Диодные массивы TVS:
Как они работают?

Littelfuse SPA ® TVS-диодные массивы, обеспечивают высокий уровень защиты от электростатических разрядов, электромагнитных помех (EMI), быстрых электрических переходных процессов (EFT) и молнии, в основном для чувствительных цифровых и аналоговых входных цепей, для работающих линий данных, сигналов или управления по источникам питания.

Эти устройства работают двумя способами: во-первых, они поглощают переходные процессы с помощью диодов для управления током, а затем лавинный диод или стабилитрон фиксирует уровни напряжения. Это предотвращает превышение устройством номинального напряжения. В условиях сбоя из-за перенапряжения устройство должно иметь низкое напряжение фиксации при заданной форме волны тока для защиты чувствительных ИС и портов.

В нормальном режиме работы обратное опорное напряжение должно быть выше, чем напряжение питания / рабочее напряжение оборудования, с низким током утечки для предотвращения нагрузки источника питания.Емкость устройства должна быть достаточно низкой, чтобы уменьшить искажение входного сигнала. Пакет устройства должен иметь небольшую площадь и небольшую высоту, чтобы можно было разместить печатную плату (PCB) с высокой плотностью размещения.

Устройство должно выдерживать несколько импульсов ESD / EFT, как указано в IEC 61000-4-2.

Определения и термины

Диапазон рабочего напряжения (Vsupply):

Пределы диапазона напряжения источника питания, которое может быть на клеммах V + и V-. Матрицы тиристоров / диодов не имеют фиксированного напряжения переключения или рабочего напряжения.Эти устройства «плавают» между входными шинами и шинами питания, и, таким образом, одно и то же устройство может работать при любом потенциале в пределах своего диапазона.

Падение напряжения в прямом направлении:

Максимальное прямое падение напряжения между входным выводом и соответствующим выводом источника питания для определенного прямого тока.

Обратное падение напряжения:

Максимальное обратное падение напряжения между входным контактом и соответствующим контактом источника питания для определенного обратного тока.

обратное противостояние напряжение:

Устройство VR должно быть равным или выше пикового рабочего уровня цепи (или части цепи), которую необходимо защитить.Это необходимо для того, чтобы SPA не ограничивали напряжение привода схемы.

обратный ток утечки:

Максимальный ток состояния, измеренный при заданном напряжении.

Напряжение зажима:

Максимальное напряжение, которое может быть измерено на устройстве защиты при воздействии максимального импульсного тока.

Входной ток утечки:

Постоянный ток, измеряемый на входных контактах при указанном напряжении, подаваемом на вход.

Ток покоя:

Максимальный постоянный ток на выводах V + / V- при максимальном напряжении Vsupply

Входная емкость:

Емкость, измеренная между входным контактом и любым контактом питания при 1 МГц / 1 В (среднеквадратичное значение).

Littelfuse TVS Diode Array (SPA)


Выбор и обзор продукта

Littelfuse TVS Diode Arrays (семейство устройств SPA ® ) — идеальный выбор для подавления электростатического разряда и других электрических переходных процессов, поскольку их скорость и уровни ограничения важны для защиты современных интегральных схем. Портфель предлагает широкий спектр устройств для большинства приложений, доступных на рынке, с номинальными характеристиками ESD до 30 кВ и паразитными емкостями до 0.4 пФ. В таблице ниже перечислены все диодные массивы TVS Littelfuse SPA ® по сериям, а также несколько ключевых характеристик для каждого. Чтобы получить дополнительную информацию о конкретной серии, щелкните ее название.

Название серии и ссылка на страницу Уровень ESD (контакт) Колпачок ввода / вывода v RWM Молния (t P = 8/20 мкс) Количество каналов Варианты комплектации
Защита от электростатического разряда общего назначения:
SP050xBA ± 30 кВ 50 пФ (30 пФ @ 2.5 В) 5,5 В НЕТ 2 СОТ23-3 СК70-3
3 СОТ143
4 СОТ23-5 СК70-5
5 СОТ23-6 СК70-6
6 МСОП-8
SP1001 ± 15 кВ 12 пФ (8 пФ @ 2.5 В) 5,5 В 2A 2 SC70-3 SOT553
4 SC70-5 SOT553
5 SC70-6 SOT563
SP1002 ± 8кВ 6 пФ (5 пФ при 2,5 В) 6 В 1 SC70-3
2 SC70-5
SP1003 ± 25 кВ 30 пФ (17 пФ @ 2.5 В) 5 В 7A 1 SOD723
SP1004 ± 8кВ 6 пФ (5 пФ при 1,5 В) 6 В 2A 4 СОТ953
SP1005 ± 30кВ 30 пФ (23 пФ при 2,5 В) 6 В 10A 1 0201 Перекидной чип
SP1007 ± 8кВ 5 пФ (3.5 пФ при 5 В) 6 В 2A 1 0201 Перекидной чип
SP1010 ± 8кВ 6 пФ (3,5 пФ при 2,5 В) 6 В 1A 4 мкДФН-6 1,25×1,0 мм
SP1011 ± 15кВ 12 пФ (7 пФ при 2,5 В) 6 В 2A 4 мкДФН-6 1.25×1,0 мм
SP720 ± 4кВ 3пФ 30В или (± 15В) 3A 14 SOIC-16 PDIP-16
SP721 ± 4кВ 3пФ 30В или (± 15В) 3A 6 SOIC-8 PDIP-8
SP723 ± 8кВ 5пФ 30В или (± 15В) 7A 6 SOIC-8 PDIP-8
SP724 ± 8кВ 3пФ 20В или (± 10В) 3A 4 СОТ23-6
SP725 ± 8кВ 5пФ 30В или (± 15В) 14A 4 SOIC-8
Защита от электростатического разряда низкой емкости:
SP3001 ± 8кВ 0.65пФ 6 В 2.5A 4 SC70-6
SP3002 ± 12кВ 0,85 пФ 6 В 4.5A 4 SC70-6 SOT23-6 μDFN-6 1,6×1,6 мм
SP3003 ± 8кВ 0,65 пФ 6 В 2.5A 2 SC70-5 SOT553
4 SC70-6 SOT563 MSOP-10
SP3004 ± 12кВ 0,85 пФ 6 В 4A 4 СОТ563
SP3010 ± 8кВ 0,45 пФ 6 В 3A 4 мкДФН-10 2.5×1,0 мм
SP3011 ± 8кВ 0,40 пФ 6 В 3A 6 мкДФН-14 3,5×1,35 мм
Защита от грозовых перенапряжений:
SP03-3.3 ± 30кВ 16 пФ 3,3 В 150A 2 SOIC-8
СП03-6 ± 30кВ 16 пФ 6 В 150A 2 SOIC-8
СП03А-3.3 ± 30кВ 4,5 пФ 3,3 В 150A 2 SOIC-8
SPLV2.8 ± 30кВ 3,8 пФ 2,8 В 24A 1 СОТ23-3
SPLV2.8-4 ± 30кВ 3.8пФ 2,8 В 24A 4 SOIC-8
SP3050 ± 20кВ 2,4 пФ 6 В 10A 4 СОТ23-6
SP4060 ± 30кВ 4,4 пФ 2,5 В 20A 8 MSOP
Устройства с фильтрами ESD и EMI:
SP6001 ± 30кВ 24 пФ (C ДИОД = 12 пФ) 6 В ≥ -30 дБ при 1 ГГц 4 мкДФН-8 1.7×1,35 мм
6 мкДФН-12 2,5×1,35 мм
8 мкДФН-16 3,3×1,35 мм
SP6002 ± 30кВ 30 пФ (C ДИОД = 15 пФ) 6 В ≥ -30 дБ при 1 ГГц 4 мкДФН-8 1,7×1,35 мм
6 мкДФН-12 2.5×1,35 мм

Что такое переходное напряжение?

Переходные процессы напряжения определяются как кратковременные всплески электрической энергии и являются результатом внезапного высвобождения энергии, ранее накопленной или вызванной другими способами, такими как большие индуктивные нагрузки или молния. В электрических или электронных схемах эта энергия может выделяться предсказуемым образом посредством контролируемых переключающих действий или произвольно индуцироваться в цепи от внешних источников.

Повторяющиеся переходные процессы часто вызваны работой двигателей, генераторов или переключением компонентов реактивной цепи. С другой стороны, случайные переходные процессы часто вызываются молнией и электростатическим разрядом (ESD). Молнии и электростатические разряды обычно возникают непредсказуемо, и для их точного измерения может потребоваться тщательный мониторинг, особенно если они индуцируются на уровне печатной платы. Многочисленные группы стандартов электроники проанализировали возникновение переходных напряжений с использованием общепринятых методов мониторинга или тестирования.Ключевые характеристики нескольких переходных процессов показаны в таблице ниже.

НАПРЯЖЕНИЕ ТЕКУЩИЙ ВРЕМЯ НАРАЩИВАНИЯ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ
Освещение 25 кВ 20кА 10 мкс 1 мс
Переключение 600 В 500A 50 мкс 500 мс
ЭМИ 1кВ 10A 20 нс 1 мс
ESD 15кВ 30A <1 нс 100 нс

Таблица 1.Примеры переходных источников и магнитуды

Характеристики переходных всплесков напряжения

Всплески переходного напряжения обычно представляют собой волну «двойной экспоненты», как показано ниже для молний и электростатических разрядов.

Рис. 1. Форма волны переходного процесса при разряде молнии

Рис. 2. Форма сигнала ESD-теста

Экспоненциальное время нарастания молнии находится в диапазоне от 1,2 мкс до 10 мкс (по существу, от 10% до 90%), а продолжительность находится в диапазоне от 50 до 1000 мкс (50% от пикового значения).С другой стороны, ESD — это событие гораздо меньшей продолжительности. Время нарастания составляет менее 1.0 нс. Общая продолжительность составляет примерно 100 нс.

Почему переходные процессы вызывают все большее беспокойство?

Миниатюризация компонентов привела к повышенной чувствительности к электрическим нагрузкам. Например, микропроцессоры имеют конструкции и токопроводящие дорожки, которые не могут выдерживать высокие токи от переходных процессов электростатического разряда. Такие компоненты работают при очень низких напряжениях, поэтому нарушения напряжения необходимо контролировать, чтобы предотвратить прерывание работы устройства и скрытые или катастрофические отказы.

Чувствительные микропроцессоры сегодня преобладают в широком спектре устройств. Все, от бытовой техники, такой как посудомоечные машины, до промышленных устройств управления и даже игрушек, использует микропроцессоры для повышения функциональности и эффективности.

В большинстве автомобилей теперь также используется несколько электронных систем для управления двигателем, климатом, торможением и, в некоторых случаях, системами рулевого управления, тяги и безопасности.

Многие вспомогательные или вспомогательные компоненты (например, электродвигатели или аксессуары) в приборах и автомобилях представляют временные угрозы для всей системы.

При тщательном проектировании схемы следует учитывать не только сценарии окружающей среды, но и потенциальные воздействия этих связанных компонентов. В таблице 2 ниже показаны уязвимости различных компонентных технологий.

Тип устройства Уязвимость (вольт)
VMOS 30-1800
МОП-транзистор 100-200
GaAsFET 100-300
СППЗУ 100
JFET 140-7000
КМОП 250-3000
Диоды Шоттки 300-2500
Биполярные транзисторы 380-7000
SCR 680-1000

Таблица 2: Диапазон уязвимости устройства.

ESD (электростатический разряд)

Электростатический разряд характеризуется очень быстрым временем нарастания и очень высокими пиковыми напряжениями и токами. Эта энергия является результатом дисбаланса положительных и отрицательных зарядов между объектами.

Ниже приведены некоторые примеры напряжений, которые могут возникать в зависимости от относительной влажности (RH):

  • Ходьба по ковру:
    35кВ при относительной влажности = 20%; 1.5 кВ при относительной влажности = 65%
  • Ходьба по виниловому полу:
    12кВ при относительной влажности = 20%; 250 В при относительной влажности = 65%
  • Рабочий у верстака:
    6кВ при относительной влажности = 20%; 100 В при относительной влажности = 65%
  • Виниловые конверты:
    7кВ при относительной влажности = 20%; 600 В при относительной влажности 65%
  • Полиэтиленовый мешок, взятый со стола:
    20кВ при относительной влажности = 20%; 1,2 кВ при относительной влажности = 65%

Обращаясь к таблице 2 на предыдущей странице, можно увидеть, что электростатический разряд, генерируемый повседневной деятельностью, может намного превзойти порог уязвимости стандартных полупроводниковых технологий.На рисунке 2 показана форма волны электростатического разряда, как определено в спецификации испытаний IEC 61000-4-2.

Индуктивное переключение нагрузки

Коммутация индуктивных нагрузок приводит к возникновению переходных процессов с высокой энергией, величина которых возрастает по мере увеличения нагрузки. Когда индуктивная нагрузка отключена, коллапсирующее магнитное поле преобразуется в электрическую энергию, которая принимает форму двойного экспоненциального переходного процесса. В зависимости от источника, эти переходные процессы могут достигать сотен вольт и сотен ампер с длительностью до 400 мс.

Типичными источниками индуктивных переходных процессов являются:

  • Генератор
  • Двигатель
  • Реле
  • Трансформатор

Эти примеры очень распространены в электрических и электронных системах. Поскольку размеры нагрузок меняются в зависимости от приложения, форма волны, продолжительность, пиковый ток и пиковое напряжение — все это переменные, которые существуют в реальных переходных процессах. После того, как эти переменные могут быть аппроксимированы, можно выбрать подходящую технологию подавления.

Рисунок 3. Автомобильная разгрузка груза

На рисунке 3 показан переходный процесс, который является результатом накопленной энергии в генераторе переменного тока автомобильной системы зарядки. Подобный переходный процесс также может быть вызван другими двигателями постоянного тока в автомобиле. Например, двигатели постоянного тока приводят в действие такие устройства, как электрические замки, сиденья и окна. Эти различные применения двигателя постоянного тока могут вызывать переходные процессы, которые столь же вредны для чувствительных электронных компонентов, как и переходные процессы, возникающие во внешней среде.

Переходные процессы, вызванные молнией

Хотя прямой удар явно разрушителен, переходные процессы, вызванные молнией, не являются результатом прямого удара. Когда происходит удар молнии, это событие создает магнитное поле, которое может вызвать переходные процессы большой величины в близлежащих электрических кабелях.

На рис. 4 показано, как удар от облака к облаку повлияет не только на кабели RHead, но и на проложенные кабели. Даже при ударе на расстоянии 1 мили (1,6 км) в электрических кабелях может возникнуть напряжение 70 В.

Рис. 4. Удар молнии из облака в облако

На рис. 5 на следующей странице показан эффект удара облака о землю: эффект, вызывающий переходные процессы, намного больше.

Рис. 5. Удар молнии между облаками и землей

На рисунке 6 показана типичная форма волны тока для наведенных помех от молнии.

Рис. 6. Форма тестового сигнала пикового импульсного тока

Технологические решения для временных угроз

Из-за различных типов переходных процессов и приложений важно правильно согласовать решение по подавлению с различными приложениями.Littelfuse предлагает широчайший спектр технологий защиты цепей, чтобы гарантировать, что вы получите правильное решение для вашего приложения. Пожалуйста, обратитесь к нашей онлайн-библиотеке заметок по применению и заметок по дизайну для получения дополнительной информации о типичных проблемах проектирования, встречающихся на https://www.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.