ВАХ диода

Описание

Ламповый диод

Ламповый диод, это один из представителей вакуумных приборов. В основе принципа его работы лежит явление термоэлектронной эмиссии раскалённого тела. Металлическая спираль катода разогревается до высокой температуры (накал), при которой большая часть свободных электронов находится в возбуждённом состоянии, готовых в любой момент сорваться с поверхности спирали во внешнее пространство. Когда к раскалённому катоду подключается источник электронов (минус, или скажем так, электрод с большим электрическим потенциалом по отношению к аноду), а от анода отводится их излишек (подключением плюса источника питания или другого узла электрической схемы с меньшим электрическим потенциалом по отношению к катоду), высокий температурный фон катодного пространства (сильное колебательное возмущение) позволяет большому количеству свободных электронов относительно свободно покидать поверхность металла катодной нити, распространяясь в свободном пространстве. Достигая холодного анода, они легко осаждаются на нём. Такая миграция электронов обуславливает проводимость лампового диода, когда к его аноду подключен положительный, а к катоду отрицательный полюс питания. При смене полярности, избыток электронов по отношению к противоположному выводу диода оказывается на стороне холодного анода. Поскольку его температура значительно ниже, чем у раскалённого катода, электроны на его поверхности будут в сравнительно спокойном состоянии, их эмиссия во внешнее пространство будет ничтожно мала, и с избытком будет компенсироваться всё той же эмиссией электронов с горячего катода. Подробней работу лампового диода мы рассмотрим отдельно. Схематично конструкция ламповых диодов изображена на рисунке 1.

ВАХ диодаРисунок 1. Устройство лампового диода.

Полупроводниковый диод

Полупроводниковый диод, это целое семейство устройств, рабочим телом которых является полупроводниковый материал. В зависимости от назначения, диоды имеют отличающиеся друг от друга вольтамперные характеристики и области их применения. Основные общие черты этих приборов – полупроводниковый p-n (n-p) переход, 2 вывода (катод и анод), хорошая проводимость при прямом включении (низко-потенциальный плюс к аноду, высокопотенциальный минус к катоду) и высокое электрическое сопротивление при обратном включении, вплоть до увеличения напряжения на выводах до пробоя p-n перехода. Принцип действия диодов мы подробно будем рассматривать при изучении их разновидностей в отдельности

Пока достаточно просто усвоить одно важное свойство диода – он проводит ток в прямом направлении и не проводит (закрывается) в обратном

Устройство полупроводникового диода представлена на рисунке 2.              

ВАХ диодаРисунок 2. Устройство полупроводниковых диодов. а) точечного; б) плоскостного, изготовленного сплавным метом; в) плоскостного, изготовленного диффузионным методом.

Благодаря различным технологиям изготовления, диоды обладают разными свойствами и находят самое разнообразное применение в электронике и электротехнике.

Принцип работы

При разогреве катода начнут покидать его поверхность за счёт . По мере того как электроны покидают поверхность катода и накапливаются в его атмосфере, возникает область отрицательного заряда. При этом в такой же пропорции поверхность начинает заряжаться положительно. В итоге каждому следующему электрону для отрыва из атома потребуется больше энергии, а сами электроны будут удерживаться положительно заряженной поверхностью в некоторой ограниченной по объему области над катодом. В результате вокруг катода образуется своего рода облако электронов. Часть электронов с наименьшими скоростями из облака падает обратно на катод. При заданной температуре катода облако стабилизируется: на катод падает столько же электронов, сколько из него вылетает.

Уже при нулевом напряжении анода относительно катода (например, при коротком замыкании анода на катод) в лампе течёт ток электронов из катода в анод: относительно быстрые электроны преодолевают потенциальную яму пространственного заряда и притягиваются к аноду. Отсечка тока наступает только тогда, когда на анод подано запирающее отрицательное напряжение порядка −1 В и ниже. При подаче на анод положительного напряжения в диоде возникает ускоряющее поле, ток анода возрастает. При достижении током анода значений, близких к пределу эмиссии катода, рост тока замедляется, а затем стабилизируется (насыщается).

Маркировка приборов

Электровакуумные диоды маркируются по такому принципу, как и остальные лампы:

  1. Первое число обозначает напряжение накала, округлённое до целого.
  2. Второй символ обозначает тип электровакуумного прибора. Для диодов:
    • Д — одинарный диод.
    • Ц — кенотрон (выпрямительный диод)
    • X — двойной диод, то есть содержащий два диода в одном корпусе с общим накалом.

      • МХ — механотрон-двойной диод
      • МУХ — механотрон-двойной диод для измерения углов
  3. Следующее число — это порядковый номер разработки прибора.
  4. И последний символ — конструктивное выполнение прибора:
    • С — стеклянный баллон диаметром более 24 мм без цоколя либо с октальным (восьмиштырьковым) пластмассовым цоколем с ключом.
    • П — пальчиковые лампы (стеклянный баллон диаметром 19 или 22,5 мм с жёсткими штыревыми выводами без цоколя).
    • Б — миниатюрная серия с гибкими выводами и с диаметром корпуса менее 10 мм.
    • А — миниатюрная серия с гибкими выводами и с диаметром корпуса менее 6 мм.
    • К — серия ламп в керамическом корпусе.

Если четвертый элемент отсутствует, то это говорит о присутствии металлического корпуса!

Электрический ток в вакуумном диоде

Электроника Электрический ток в вакуумном диоде

просмотров — 204

Рис.3.4. Схема включения вакуумного диода.

Явление испускания электронов нагретыми металлами принято называть термо­элек­тронной эмиссией. С повышением температуры возрастает кинетическая энергия электронов и они получают возможность, пре­одолев ра­боту выхода, покинуть поверхность металла. Термоэлек­тронная эмиссия лежит в основе работы электронных ламп. Простейшая электронная лампа — вакуумный диод, — представляет собой вакууммиро­ванный стеклян­ный или металлический баллон, внутри которого нахо­дятся два электрода: нагреваемый нитью накала, ме­таллический катод К и холодный метал­лический анод А. Высокий вакуум в диоде создается для того, чтобы электроны при своем движении не сталкивались с молекулами воздуха. На рис.3.4 приведена схема включения вакуумного диода. Батарея БН служит для нагревания нити накала и далее катода. Напряжение между анодом и катодом создается с помощью батареи Ба.

Вакуумный диод обладает односторонней проводимостью, то есть электроны могут двигаться только от катода к аноду, притягиваясь Кулоновскими силами к положительно заряженному аноду. В случае если же анод заряжен батареей Ба отрицательно, то анод отталкивает испускаемые нагретым като­дом электроны обратно и они образуют «электронное облако», ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ сосредоточено вблизи катода. Такое же «электронное облако» образуется при нулевом и даже при положительном напряжении анода за счет притяжения электронов к катоду, где после вылета электронов возникает поверхностный, положительный заряд. При увеличении положительного анодного напряжения все большая часть электронов будет лететь прямо к аноду, не задерживаясь в «электронном облаке», его плотность начнет уменьшаться и количество электронов, притяги­ваемых анодом в каждую секунду, будет увеличиваться. Электроны, долетевшие до анода, двигаются далее по проводам под действием батареи Ба , доходят до катода и снова испускаются к аноду.

В замкнутой цепи возникает электрический ток, называемый анодным током. Зависимость анодного тока Iа от анод­ного напряжения Uа принято называть вольт­ампер­ной характеристикой диода. На рис.3.5 пред­ставлены три вольт-амперные ха­рактеристи­ки, снятые при различных температурах като­да Т1

На участках кривых при UА

С ростом температуры катода увеличивается число испускаемых им электро­нов, растет плотность «электронного облака». Для рассеивания объемного заряда об­лака требуется большее анодное напряжение. По этой причине при увеличении темпера­туры катода насыщение анодного тока наступает при больших значениях Uа и сама величи­на тока насыщения Iнас также возрастает.

Читайте так же:  Медиафасады Виды медиафасадов

Явление термоэлектронной эмиссии используется в различных электронных лампах, рентгеновских трубках, электронном микроскопе и т.д. Рассмотренная выше двухэлектродная лампа применяется в электро- и радиотехнике, автоматике и телеме­ханике для выпрямления переменного тока, усиления тока и электрических сигналов, для генерирования электромагнитных колебаний.

— Электрический ток в вакуумном диоде

Рис.3.4. Схема включения вакуумного диода.
Явление испускания электронов нагретыми металлами называется термо­элек­тронной эмиссией. С повышением температуры возрастает кинетическая энергия электронов и они получают возможность, пре­одолев ра­боту выхода,…

Специальные типы диодов

  • Стабилитроны
    (диод Зенера). Используют обратную ветвь
    характеристики диода с обратимым
    пробоем для стабилизации напряжения.

  • Туннельные
    диоды (диоды Лео Эсаки). Диоды, существенно
    использующие квантовомеханические
    эффекты. Имеют область т. н.
    «отрицательного сопротивления» на
    вольт-амперной характеристике.
    Применяются как усилители, генераторы
    и пр.

  • Варикапы.(диоды
    Джона Джеумма) Используется то, что
    запертый p—n-переход обладает большой
    ёмкостью, причём ёмкость зависит от
    приложенного обратного напряжения.
    Применяются в качестве конденсаторов
    переменной ёмкости.

  • Светодиоды
    (диоды Генри Раунда). В отличие от обычных
    диодов, при рекомбинации электронов и
    дырок в переходе излучают свет в видимом
    диапазоне, а не в инфракрасном. Однако,
    выпускаются светодиоды и с излучением
    в ИК диапазоне, а с недавних пор — и
    в УФ.

  • Полупроводниковые
    лазеры. По устройству близки к светодиодам,
    однако имеют оптический резонатор,
    излучают когерентный свет.

  • Фотодиоды.
    Запертый фотодиод открывается под
    действием света.

  • Солнечный
    элемент. Подобен фотодиоду, но работает
    без смещения. Падающий на p-n переход
    свет вызывает движение электронов и
    генерацию тока.

  • Диоды
    Ганна. Используются для генерации и
    преобразования частоты в СВЧ диапазоне.

  • Диод
    Шоттки. Диод с малым падением напряжения
    при прямом включении.

  • Лавинный
    диод — диод, основанный на лавинном
    пробое обратного участка вольт-амперной
    характеристики. Применяется для защиты
    цепей от перенапряжений

  • Лавинно-пролётный
    диод — диод, основанный на лавинном
    умножении носителей заряда. Применяется
    для генерации колебаний в СВЧ-технике.

  • Магнитодиод.
    Диод, вольт-амперная характеристика
    которого существенно зависит от значения
    индукции магнитного поля и расположения
    его вектора относительно плоскости
    p-n-перехода.

  • Стабисторы.
    При работе используется участок ветви
    вольт-амперной характеристики,
    соответствующий «прямому напряжению»
    на диоде.

  • Смесительный
    диод — предназначен для перемножения
    двух высокочастотных сигналов.

  • pin
    диод — содержит область собственной
    проводимости между сильнолегированными
    областями. Используется в СВЧ-технике,
    силовой электронике, как фотодетектор.

Применение
диодов

Диодные
выпрямители

Диоды
широко используются для преобразования
переменного тока в постоянный (точнее,
в однонаправленный пульсирующий).
Диодный выпрямитель или диодный мост
(То есть 4 диода для однофазной схемы, 6
для трёхфазной полумостовой схемы или
12 для трёхфазной полномостовой схемы,
соединённых между собой по схеме) —
основной компонент блоков питания
практически всех электронных устройств.
Диодный трёхфазный выпрямитель по схеме
Ларионова А. Н. на трёх параллельных
полумостах применяется в автомобильных
генераторах, он преобразует переменный
трёхфазный ток генератора в постоянный
ток бортовой сети автомобиля. Применение
генератора переменного тока в сочетании
с диодным выпрямителем вместо генератора
постоянного тока с щёточно-коллекторным
узлом позволило значительно уменьшить
размеры автомобильного генератора и
повысить его надёжность.

В
некоторых выпрямительных устройствах
до сих пор применяются селеновые
выпрямители. Это вызвано той особенностью
данных выпрямителей, что при превышении
предельно допустимого тока, происходит
выгорание селена (участками), не приводящее
(до определенной степени) ни к потере
выпрямительных свойств, ни к короткому
замыканию — пробою.

В
высоковольтных выпрямителях применяются
селеновые высоковольтные столбы из
множества последовательно соединённых
селеновых выпрямителей и кремниевые
высоковольтные столбы из множества
последовательно соединённых кремниевых
диодов.

Диодные
детекторы

Диоды
в сочетании с конденсаторами применяются
для выделения низкочастотной модуляции
из амплитудно-модулированного радиосигнала
или других модулированных сигналов.
Диодные детекторы применяются в
радиоприёмных устройствах: радиоприёмниках,
телевизорах и т.п. Используется
квадратичный участок вольт-амперной
характеристики диода.

Вакуумный диод

Вакуумный диод содержит накальный катод и анод. Чтобы электроны, вышедшие из катода, достигли анода, скорость электронов vx должна быть не только больше г вых, но и достаточной для преодоления потенциального барьера в вакууме.

Принципиальная схема генератора шуми-вых сигналов на диоде.

Миниатюрный вакуумный диод, например 2Д2С, работает в режиме насыщения. Сопротивление нагрузки К должно быть согласовано с входным сопротивлением устройства, на вход которого подается мощность шума.

Конструкция теплового генератора шума.

Миниатюрный вакуумный диод, например 2Д2С, работает в режиме насыщения. Сопротивление нагрузки R должно быть согласовано с входным сопротивлением устройства, на вход которого подается мощность шума.

Дан вакуумный диод с плоскими вольфрамовыми электродами. Катод косвенного накала имеет эффективность At 4 ма / вт и питается от источника постоянного напряжения 10 в.

Если вакуумный диод работает не в области насыщения, то объемный заряд перед катодом заметно снижает дробовой шум.

Потенциальный барьер при отрицательном анодном напряжении.| Потенциальный барьер при.

Если вакуумный диод включен в прямом направлении ( анод имеет положительный потенциал), ток определяется по формуле Ричардсона. Однако при определенном значении анодного напряжения происходит увеличение тока при возрастании напряжения.

Дан плоский вакуумный диод со следующими параметрами: расстояние между электродами rfl 53 мм, площадь поверхности электродов 5 5 смг, ток насыщения / s 500 жа.

Преимуществом вакуумных диодов в сравнении с полупроводниковыми являются: меньшая зависимость параметров от температуры окружающей среды, меньшая инерционность, практическое отсутствие обратного тока. Недостатки: большая масса и габариты, меньшая долговечность, худшая экономичность ( требуется разогрев катода), относительно большое сопротивление постоянному току для прямого направления.

Преимуществом вакуумных диодов в сравнении с полупроводниковыми являются: меньшая зависимость параметров от температуры окружающей среды, меньшая инерционность, практическое отсутствие обратного тока. Недостатки: большая масса и габариты, меньшая долговечность, худшая экономичность ( требуется разогрев катода), относительно большое сопротивление достоянному току для прямого направления.

Триодные ламповые вольтметры по мостовой схеме.

Вместо вакуумных диодов можно с успехом применять полупроводниковые диоды, например германиевые. Достоинством вольтметра с такими диодами является отсутствие источника накала и начального тока. Таким образом, отпадает необходимость компенсации этого тока.

Применение вакуумных диодов основано на односторонней проводимости. Если к цепи из последовательно соединенных диода и нагрузки подключить переменное напряжение, то по нагрузке с сопротивлением Rn ( рис. 1.6, а) будет протекать электрический ток только в те моменты, пока на аноде будет действовать положительная полуволна напряжения. Напряжение противоположной полярности на электродах ( — на аноде, на катоде) создает в лампе тормозящее электрическое поле, электронный поток отсутствует, сопротивление лампы резко возрастает и ток в сопротивлении нагрузки не протекает. Через нагрузочный резистор проходят только полуволны тока положительной полярности. Ток, изменяющийся по величине, но одного направления, называется пульсирующим.

1.1. Ламповый диод, триод, тетрод, пентод.

Принцип действия
лампового диода (рис.1.1 а) основан на
явлении термоэлектронной эмиссии.
Внутри вакуумного баллона над одним из
нагретых электродов (катоде) образуется
электронное облако, которое может
собираться противоположным электродом
(анодом), если к нему приложено положительное
напряжение относительно катода.

ВАХ диода

Рис. 1.1.
Ламповые элементы: диод (а), триод (б),
тетрод (в).

Вольт-амперная
характеристика (ВАХ) лампового диода
является следствием решения уравнения
Пуассона при нулевом значении потенциала
и его градиента на катоде:

ВАХ диода (1.1),

и для плоского
анодного промежутка имеет вид

ВАХ диода (1.2),

где ua– анодное
напряжение (V),
ja–плотность
тока (A/cm2),
d
–длина промежутка (cm).

Таким образом, ток
анода в прямом смещении (ua>0)
пропорционален напряжению в степени
три вторых, а при отрицательном (обратном)
напряжении (ua

Читайте так же:  Как изготовить светодиодные светящиеся фигуры своими руками

ВАХ диода

Рис.1.2.
ВАХ лампового диода.

Выражение (1.2)
показывает малое значение возможного
тока в лампе даже при напряжении до
сотен вольт, что является существенным
недостатком лампы. Это объясняется
влиянием отрицательного поля объемного
заряда электронов, создающих ток.

Другим недостатком
лампы является необходимость затрачивания
большой мощности на нагрев катода для
обеспечения эмиссии электронов:

ВАХ диода (1.3).

Здесь A

60200
A/cm2
, e
— работа выхода материала катода (
4.5 eV
для вольфрама), T— рабочая
температура (2300-2500
K).
Для специальных оксидных катодов e
0.811.4
eV
и рабочую температуру T
можно уменьшить до 10001100
K.

Преимуществом
ламп является радиационная и температурная
устойчивость, возможность выдерживать
высокие напряжения (до 100 kV),
практическое полное отсутствие обратного
тока при отрицательном напряжении на
аноде.

Дополнительный
сеточный электрод вблизи анода реализует
схему трехэлектродной электронной
лампы, называемой триодом (рис.1.1 б). ВАХ
триода (рис.1.3) показывает возможность
управлять анодным током с помощью
сеточного напряжения.

Триод характеризуется
тремя основными параметрами: крутизной
характеристики S,
внутренним сопротивлением Ri,
коэффициентом усиления .

ВАХ диода (1.4).

ВАХ диода

Рис. 1.3.
ВАХ лампового триода.

Эти параметры
связаны равенством

ВАХ диода (1.5).

Для малого приращения
анодного тока справедливо соотношение

ВАХ диода (1.6).

Другие многоэлектродные
ламповые элементы отличаются
дополнительными сеточными электродами,
среди которых следует выделить тетрод
(рис.1.1 в). Вторая сетка тетрода, называемой
экранирующей, помещается между управляющей
сеткой и анодом, и на нее подается
постоянное положительное напряжение.

Тетроды имеют
больший коэффициент усиления и меньшую
“проходную” анодно-сеточную емкость
по сравнению с триодом. Кроме того, ВАХ
тетрода (рис.1.4) может иметь провал,
называемый динатронным эффектом.
Последний является следствием вторичной
электронной эмиссии: каждый электрон,
ускоряемый полем экранирующей сетки,
может “выбивать” из анода вторичные
электроны. При анодных напряжениях
меньше напряжения экранирующей сетки
(участок a-b)
вторичные электроны остаются на сетке,
уменьшая анодный ток, а при больших
(участок b-c)
вторичные электроны возвращаются на
анод.

Устранение
динатронного эффекта достигается в
пятиэлектродных лампах (пентодах) за
счет введения третьей (защитной) сетки,
расположенной между анодом и экранирующей
сеткой и присоединенной непосредственно
к катоду. Защитная сетка обладает большой
проницаемостью для быстрых электронов,
ускоренных с катода, но отталкивает
медленные электроны, отраженные с анода.
При этом еще более уменьшается емкость
(управляющая сетка — анод) и увеличивается
внутреннее сопротивление и коэффициент
усиления (до нескольких тысяч) лампы.

ВАХ диода

Рис. 1.4.
ВАХ лампового тетрода. Участок (a-b)
–динатронный эффект.

В настоящее время
ламповые элементы из-за их недостатков
вытесняются полупроводниковыми
элементами и остаются только в областях
электроники, где сказывается их
преимущества. Это мощные и высокочастотные
генераторные и модуляторные лампы с
напряжениями до десятков kV
в непрерывном режиме, а также специальные
СВЧ-лампы до десятков ГHz.

Физика 10 класс

«Фарадей» — Ток. Занятия в Городском философском обществе. Магнитооптика. Существование магнитного поля. Электрический генератор. Сеть переменного тока. Изменение магнитного поля. Экспериментальные исследования. Трансформатор. Королевский институт. Соленоид. Первые самостоятельные исследования. Стрелка гальванометра. Знакомство с биографией. Майкл Фарадей. Изменение силы тока. Электродвигатель. Вклад Фарадея в учение об атомном строении вещества.

«Закон сохранения и превращения энергии» — Тело брошено вертикально вверх. Энергия не возникает и не исчезает. Примеры применения закона сохранения энергии в селе Русском. Закон сохранения и превращения механической энергии. Историческая справка. Существует два вида механической энергии. Цель. Утверждение о невозможности создания «вечного двигателя». Энергия не может появиться у тела, если оно не получило её. Полная механическая энергия тела.

«Взаимодействие тел, законы Ньютона» — Характеристики силы. Третий закон Ньютона. Мальчик массой 40кг качается на качелях, длина которых 2м. Найдите силу давления на качели при прохождении нижней точки, если скорость в этот момент равна 3м/с. Равнодействующая двух сил. Законы Ньютона. Зачем нужна динамика. В чем причина движения. Масса. Анализ задачи. Примеры выполнения первого закона Ньютона. Тело массой 4кг движется в соответствии с приведенным графиком. Вычислить действующую силу и определить вид движения.

«Ускорение свободного падения тела» — Падение различных тел. Движение с постоянным ускорением. Движение. Тело, брошенное под углом к горизонту. Начальная скорость точки. Найдем траекторию тела. Опыт Ньютона. Начальная скорость. Три тела упадут одновременно. Сопротивление воздуха. Движение тела. Движение с ускорением. Свободное падение тел. Ускорение свободного падения. Тело движется прямолинейно. Начальная скорость и ускорение.

«Тест «Термодинамика»» — Количество теплоты, полученное газом при переходе из состояния 1 в состояние 2, равно. А. … гамма – квантов; Б. … электронов ; В. … нейтронов; Г. …протонов. Задание на дом. Какова природа — излучения? Дата проведения: 21.02.12 Цель: текущий контроль знаний учащихся. 5. Гамма- лучи не отклоняются магнитным полем. по теме: «Основы термодинамики». Б. зависимость давления столба жидкости от глубины. Относительная влажность воздуха равна 10% 20% 30% 40%.

«Физика и искусство» — Физика и искусство. Леонардо да Винчи. Интеграция науки. Русские художники. Живописец. Стихотворения Лермонтова. Море. Мир искусства. Свободная стихия. Физические явления. Цвет предмета. Свет в искусстве. Леонардо. Альберт Эйнштейн. Ансамбль героям Сталинградской битвы. Чешский биолог. Вывод о равенстве действия и противодействия. Физика и живопись. Физические методы исследования картин. Коровин. Сложность белого цвета.

«Физика 10 класс»

Вакуумный диод

Шумы в вакуумном диоде, находящемся в режиме насыщения, возникают вследствие случайного характера процесса термоэлектронной эмиссии — анодный ток непрерывно изменяется вокруг своего среднего значения. Эта переменная составляющая анодного тока называется шумовым током.

Приемно-усилительные лампы и вакуумные диоды маркируются следующим образом. Первая цифра указывает напряжение накала лампы, следующая за цифрой буква обозначает тип лампы. Третий знак маркировки указывает типовой номер данного вида и, наконец, четвертый знак ( буква) обозначает конструктивные особенности ламп.

Устройство и условное обозначение триода.| Схема включения триода для снятия характеристик.

В настоящее время вакуумные диоды все больше вытесняются полупроводниковыми, успешно применяющимися как для выпрямления переменных токов, так и для детектирования колебаний. Устройство и принцип работы таких диодов будут описаны ниже.

На сверхвысоких частотах вакуумные диоды применяются редко, чаще — кремниевые кристаллические диоды.

Принципиальная схема уснли теля на электронной лампе.

В современной радиоэлектронике вакуумные диоды находят ограниченное применение. При этом используются свойство односторонней проводимости ( в высоковольтных выпрямителях переменного тока) и очень равномерный ( белый), не зависящий от частоты спектр шума, создаваемого током анода в режиме насыщения.

Энергетическая схема р-п перехода с внешним смещением.

В отличие от вакуумного диода полупроводниковый диод не имеет начального теплового тока при U0 и имеет существенно меньшее прямое сопротивление. В то же время его обратное сопротивление конечно, е то время как вакуумный диод обладает практически бесконечным обратным сопротивлением.

Выбор кристаллического или вакуумного диода до некоторой степени определяется из рассмотрения частотных и шумовых характеристик.

Между плоскопараллельными электродами вакуумного диода ( рис. 3.4) приложено напряжение Еа. В момент времени 0 электрон начинает свое движение к аноду с начальной скоростью УО.

Двухэлектродная лампа является простейшим вакуумным диодом, состоящим из герметического, в большинстве случаев стеклянного, баллона, в котором изолированно друг от друга находятся два электрода — анод и катод. Электроды могут быть плоской или цилиндрической формы. В плоских электродах рабочие поверхности анода А ( рис. 184, а) и катода / С выполнены в виде дисков. Катод в этом случае делают подогревным. В цилиндрическом электроде ( рис. 184, б) катод может быть с прямым ( рис. 185, а) или косвенным ( рис. 185, б) накалом. Внутри баллона создан высокий вакуум. Давление остаточных газов в нем составляет 10 — 6 — 10 — 7 мм рт. ст., что обусловливает в лампе чисто электронный ток и предохраняет от окисления электроды.

Читайте так же:  Производство, передача и потребление электрической энергии
Схема диодного смесителя.

В сантиметровом диапазоне волн вакуумные диоды создают слишком большой уровень шума и не могут быть использованы. В этом диапазоне широко применяют кристаллические смесители. Электромагнитное поле резонатора создается под суммирующим воздействием приходящего сигнала и гетеродина. Диод находится в пучности электрического поля. В цепи диода возникает ток, который, как и во всех других типах преобразователей, имеет составляющую про межуточной частоты. С усилителем промежуточной частоты смеситель соединяется посредством коаксиального кабеля.

Схема диодного смесителя.

Ламповый диод

Вы, конечно, заметили, что в этом параграфе не говорится о возможности замен ламповых диодов с изменением схемы. Это сделано умышленно, так как ламповые диоды, работающие в качестве детекторов и низковольтных выпрямителей, наиболее просто заменять полупроводниковыми. Об этом рассказывается в следующем параграфе.

Рассмотренные физические процессы происходят в диодном детекторе в идеальным диодом, к которому близки характеристики лампового диода.

Детектирование сигналов AM и ЧМ производится разными детекторами: AM колебаний — обычно полупроводниковым или ламповым диодом, а ЧМ колебаний — частотным детектором.

Диодный вольтметр — вольтметр ( см.), в котором подлежащее измерению переменное напряжение выпрямляется ламповым диодом ( см.) или полупр сводников ым диодом ( см.) и по величине постоянной составляющей тока диода определяется величина подводимого напряжения.

Диодный вольтметр — вольтметр ( см.), в котором подлежащее измерению переменное напряжение выпрямляется ламповым диодом ( см.) или полупр оводниковым диодом ( см.) и по величине постоянной составляющей тока диода определяется величина подводимого напряжения.

В отечественных телевизорах новых типов ( Союз, Знамя и др.) полупроводниковые выпрямительные диоды нашли широкое применение вместо ламповых диодов и кенотронов, что позволило серьезно снизить мощность, потребляемую этими телевизорами.

Ламповые диоды-кенотроны типа 5ЦЗС и 5Ц4С в телевизорах старых типов могут заменяться германиевыми диодами ДГ-Ц24 — ДГ-Ц27, Д7А — Д7Ж, Д202 — Д205, Д302 — Д305 и др. Заменяя выпрямительные ламповые диоды полупроводниковыми, следует помнить о необходимости соблюдения условий, приведенных выше для взаимозаменяемости диодов

Ввиду превышения допустимых величин обратных напряжений, прилагаемых к лампе, над допустимым обратным напряжением, прилагаемым к диоду, особенно важно учесть этот параметр при замене ламп.

В комплект машины входят блоки перемножения двух переменных типа БП-4 ( 4 блока) и блоки воспроизведения однозначных нелинейных функций одной переменной ( функциональные преобразователи) типа БН-10 ( 4 блока), схема которых построена на ламповых диодах. Погрешность при изменении входных величин с частотами от 0 до 10 Гц не превышает 1 % по отношению к шкале 100 В. Конструкция блоков обеспечивает быструю их смену в ячейках машины. Сменные блоки вставляют в ячейки решающего блока, расположенные под лицевой панелью. Для извлечения блоков служат грибообразные рукоятки внизу блока.

Электровакуумные диоды в ограничителях выгодно применять при низких рабочих частотах, когда последовательное сопротивление может быть выбрано большим. Недостатком ламповых диодов является расход мощности в цепях накала и сравнительно высокое прямое сопротивление. Более широкое применение находят полупроводниковые диоды. Однако большой разброс и различная величина их обратных сопротивлений затрудняют получение стабильного начального режима ограничителя и вызывают асимметрию ограничения.

К основным агрегатам СВЧ-установки также относится магнетрон, в котором генерируется электромагнитное излучение СВЧ диапазона. Магнетрон представляет собой ламповый диод, имеющий анод и непосредственно нагреваемый катод.

Включение диода в электрическую цепь ( а, распределение потенциалов между электродами ( б и вольт-амперные характеристики ( в.

Принцип действия диода основан на односторонней электропроводности между катодом и анодом. Электрическая цепь с ламповым диодом показана на рис. 1.6, а. Она содержит два источника энергии: один из них называется накальнымг другой — анодным. Канальный источник обеспечивает разогрев катода и эмиссию электронов с его поверхности; между катодом и анодом образуется электронное облако.

Обычно используются меднозакисные, селеновые, германиевые и кремниевые вентили. В отдельных случаях применяют ламповые диоды, а также механические выпрямители с вращающимися или вибрирующими контактами. Подробные сведения относительно этих выпрямителей можно найти в литературе.

Схема диодного.| Схема диодного элемента, использующего кремниевые диоды с малым обратным напряжением.

Схема с потенциально заземленным диодом более проста, но менее гибка, так как не обеспечивает независимых регулировок момента отпирания ( или запирания) диода и угла наклона линейного отрезка. Кроме того, при использовании лампового диода, вольт-амперная — характеристика которого отличается наличием анодного диода, не равного нулю при ма 0 ( см. рис. 4.18 а), возникают дополнительные затруднения при расчете схем функциональных преобразователей. Этот недостаток практически отсутствует у кристаллических диодов.

Термин

Если разложить термин на части, их получится всего две – «ди» и «од». Можно заметить, что это – слово не имеющее корня,  и состоящее лишь из приставки и суффикса. В общем этот термина означает двухполюсник, или точнее – устройство имеющее 2 функциональных вывода. По логике, этим термином можно было бы обозначить любое устройство, имеющее 2 вывода, будь то резистор, конденсатор, или например, утюг и другие однофазные электроприборы, имеющие 2 вывода . Да, представить такое – можно поржать от души: нас окружают сплошь одни диоды . Но все приборы имеют свои вполне логичные названия, а диодами принято называть 2 типа устройств.

Первый из них, это предшественник полупроводникового диода – ламповый диод. На самом деле это устройство имеет не 2, а 3 или 4 вывода, но из них функциональных* всё равно два.

Второй прибор, это полупроводниковый диод, имеющий два вывода.

Интересные факты

  • В первые десятилетия развития полупроводниковой технологии точность изготовления диодов была настолько низкой, что приходилось делать «разбраковку» уже изготовленных приборов. Так, диод Д220 мог, в зависимости от фактически получившихся параметров, маркироваться и как переключательный (Д220А, Б), и как стабистор (Д220С)[источник не указан 3641 день]. Радиолюбители широко использовали его в качестве варикапа.
  • Диоды могут использоваться как датчики температуры.
  • Диоды в прозрачном стеклянном корпусе (в том числе и современные SMD-варианты) могут обладать паразитной чувствительностью к свету (то есть радиоэлектронное устройство работает по-разному в корпусе и без корпуса, на свету). Существуют радиолюбительские схемы, в которых обычные диоды используются в качестве фотодиода и даже в качестве солнечной батареи.

Основы электронной эмиссии.

В электронных лампах используются потоки свободных электронов в вакууме. Поэтому в каждой электронной лампе необходимо получить в достаточном количестве свободные электроны. Явление выделения свободных электронов с поверхности тех или иных веществ называют электронной эмиссией.

Испускание электронов под влиянием тепла называют термоэлектронной эмиссией. К другим видам эмиссии относятся: электростатическая или автоэлектронная эмиссия — вырывание электронов сильным электрическим полем, вторичная электронная эмиссия — выбивание электронов ударами быстро движущихся электронов, электронная эмиссия под ударами ионов, фотоэлектронная эмиссия — выделение электронов под действием лучей света.

Список источников

  • wiki2.org
  • www.radioingener.ru
  • www.ngpedia.ru
  • 10i5.ru
  • volt-info.ru
  • intellect.icu
  • howlingpixel.com
  • StudFiles.net
  • 5klass.net
Ссылка на основную публикацию