Нельзя подключать диод непосредственно к батарее, так как он может перегореть. Для ограничения тока необходимо использовать резистор. Сопротивление этого устройства для маломощных диодных держателей составляет от 680 Ом до 1-2 кОм. Для мощных светодиодных ламп следует использовать резистор в несколько десятков килоом.
Как определить полярность диода
Хотя диоды — это радиоэлектронные компоненты, имеющие всего два вывода, их не следует подключать по назначению. Необходимо всегда соблюдать полярность диода. Если этого не сделать, схема в лучшем случае не будет работать, в худшем — диод может выйти из строя.
Опытным радиолюбителям несложно определить полярность устройства, поэтому данная статья написана для людей, не знакомых с радиотехникой. Поэтому, прежде чем мы научимся определять полярность диода, давайте разберемся в его структуре и принципе работы.
Устройство диода
Задача диода — пропускать ток в одном направлении и не пропускать его в противоположном направлении. Для достижения этой цели используются полупроводниковые материалы с различной проводимостью. В целом, существует два типа передачи энергии:
- с помощью электронов;
- с помощью дырок.
Электроны знакомы многим. Атом любого вещества имеет ядро и электроны. В металлах электроны являются основным носителем энергии, поскольку они могут относительно легко отделяться от ядер. В диодах используется другой материал — полупроводник.
| До появления полупроводников использовались вакуумные трубки, в которых основным носителем информации также были электроны. |
Этот материал отличается от металлов и диэлектриков тем, что в нормальном состоянии он является диэлектриком — практически не проводит ток. При нагревании в нем образуются свободные электроны, которые могут участвовать в переносе заряда, то есть приобретают свойства металлов, хотя и не в полной мере.
Хотя для изготовления диода могут использоваться различные материалы, например, металл, диэлектрик и тому подобное, мы будем говорить о широко используемых диодах, состоящих из двух полупроводников. Материал может быть:
- кремний;
- германий;
- соединения галлия и индия.
Это лишь некоторые, но наиболее часто используемые материалы. Затем к полупроводнику добавляется другой химический элемент, который в сочетании с полупроводником либо добавляет к нему электрон (в этом случае примесь называется донором), либо удаляет его из него (в этом случае примесь называется акцептором).
В первом случае полупроводник имеет избыток электронов, во втором — недостаток электронов. Чтобы определить полярность диода, важно знать, какой тип полупроводника находится на одной и другой стороне.
Всего существует два типа:
Тип N называется примесным полупроводником, в котором основными носителями заряда являются электроны, поскольку в этом материале имеется избыток электронов. Тип P — это полупроводник с недостатком электронов. Этот тип проводимости называется дырочной проводимостью. Когда эти два типа объединяются, получается диод.
Как работает диод
В основе работы диода лежит разная проводимость двух полупроводников, соединенных вместе (в этой статье мы будем говорить только о них).
Полупроводник n-типа переносит электроны, а полупроводник p-типа — дырки. Если полярность диода правильная, т.е. тип n — минус, а тип p — плюс, то каждый тип питается напрямую и диод открыт. Если знаки питания меняются местами, т.е. подается обратное напряжение, диод закрывается. Почему это так?
При переходе между двумя полупроводниками с разной проводимостью образуется небольшая область поляризации. Это происходит, когда электроны частично мигрируют из области n-типа в область p-типа. В случае подключения постоянного напряжения недостаток электронов и дырок компенсируется подачей тока, так что зона, закрытая для переноса носителей заряда, практически исчезает.
Под действием электродвижущей силы, действующей на источник питания, электроны перескакивают с дырки на дырку, пересекают зону p-типа и достигают проводника.
Что произойдет, если изменить полярность источника питания: подключить положительный полюс к части n-типа, а отрицательный — к части p-типа? В этом случае электроны в части n-типа движутся к источнику энергии, расширяя закрытую полосу и увеличивая внутреннее сопротивление диода. В этом случае диод закрыт.
Если увеличить напряжение на диоде, электроны смогут естественным образом обойти насыщенную область, и через диод потечет ток. Некоторые диоды, называемые стабилизирующими, работают именно так.
Но восстановительные диоды не «любят» такие условия и могут выйти из строя. Для фиксированных диодов указывается не только обратное напряжение, но и ток, при котором они могут работать. Если эти значения превышены, может произойти необратимый процесс — тепловой пробой — и устройство может выйти из строя.
Полярность диода
Диоды — это электронные компоненты, работа которых зависит от их правильного подключения к схеме. Подключение должно соответствовать полярности самого устройства.
Это важно: если диод подключен с неправильной полярностью, может произойти короткое замыкание, и вся схема может выйти из строя.
Особенности функционирования
Диоды проводят ток только в одном направлении, когда к ним приложено напряжение. Постоянный ток не будет протекать, если ток течет в противоположном направлении.
Чтобы не ошибиться при пайке двухполюсника в схему, нужно знать, где у диода положительный и отрицательный выводы. Это несложно, если устройство имеет соответствующую маркировку. Часто на теле нет явных признаков полюсов. В этих случаях катод и анод определяются другими способами.
Способы определения полярности
Каждая из техник выявления положительных и отрицательных полюсов отличается от других и используется в разных ситуациях. Эти методы можно разделить на четыре группы:
- С помощью тестера (мультиметра);
- По внешнему виду;
- Включением в цепь питания;
- По технической документации.
Как определить полярность тестером (мультиметром)
Одним из самых простых и надежных методов определения полюсов является использование мультиметра (тестера). Для этого необходимо:
- Перевести прибор в режим омметра или режим проверки диода;
- Подключить провод с красной изоляцией, на который подаётся плюс, к одному из выводов устройства;
- Проводник с черной изоляцией, на который подаётся минус, подключить ко второму выводу двухполюсника.
- Менять очередность подключения щупов к выводам устройства. Полярность будет правильной, когда на дисплее появятся численные значения. Тогда контакт красного цвета будет подключен к аноду, а черного – к катоду.
В режиме проверки диодов эти показания находятся в диапазоне от 500 до 1200 мВ. В режиме измерения они примерно такие, как показано на рисунке выше. А означает предел или бесконечность.
Обратите внимание! Для специальных целей существуют различные биполярные модули, результаты измерений которых могут быть необычными. К ним относятся, например, стабилизаторы, варикапы и диоды Шоттки.
Кроме того, с помощью контроллера можно определить полярность светодиода в режиме Hfe. Для этого необходимо, чтобы:
- Включить тестер в соответствующий режим работы (Hfe);
- Вставить светодиод в гнездо для транзисторов, в место, помеченное как PNP. Длинная ножка двухполюсника должна войти в отверстие Е, короткая – в С.
Дополнительная информация. Метод Hfe также можно использовать, если тестируется светодиод в форме Smd. Для этого просто вставьте контакты клемм E и C и прикоснитесь ими к контактам двухполюсника.
Как определить полярность по внешнему виду
Полярность можно расшифровать, визуально осмотрев устройство. При изготовлении диполей производители наносят на них специальную маркировку, чтобы впоследствии их можно было правильно идентифицировать.
Это могут быть:
- точки, кольцевые полоски, расположенные ближе к аноду,
- заостренная форма устройства со стороны плюса, плоская – со стороны минуса,
- символы плюс и минус на корпусе (в больших приборах).
По внешнему виду данных DIP положительный и отрицательный полюса можно определить по следующим символам:
- Вывод анода длиннее, чем катода;
- Размер анода меньше, модель катода напоминает форму флажка;
- При мощности выше 1 Вт на ножке анода имеется маркировка «+».
Обратите внимание! Если светодиод уже использовался в схеме, размеры клемм могут не соответствовать первоначально указанным параметрам.
