Что такое диодный мост в генераторе: Мост диодный: постоянный ток в автомобиле

Диодный мост: устройство, принцип работы и сферы применения

Диодный мост электрического генератора это электрическая схема состоящая из нескольких мощных диодов и варистора, и служащая для выпрямления электрического тока поступающего с ротора возбудителя генератора на его силовой ротор.

Устройство и принцип работы диодного моста

Принцип работы диодного выпрямителя заключается в способности диодов пропускать электроток в одном направлении и предотвращать его обратное прохождение.

 

 

 

 

Основные этапы выпрямления синусоиды переменного тока:

1. На вход выпрямительного блока поступает переменный ток 50-60 Гц.
2. Сборка пропускает электроток в прямом направлении. При этом часть токовой синусоиды, которую полупроводниковая схема считает обратной, срезается и ее знак меняется на противоположный.
3. В итоге функционирования полупроводникового моста на выход подается однополярный пульсирующий ток. Частота пульсаций выходного тока равна удвоенной частоте входного тока – 50х2 = 100 Гц.

Полученный на выходе выпрямительной схемы пульсирующий ток постоянным не является.

Основной вид устройства выпрямительного блока генератора с диодным мостом – это две теплоотводящие пластины, изготовленные из алюминиевого сплава. Пластины могут объединяться в общую конструкцию через 3 изолирующие втулки, а могут быть смонтированы отдельно друг от друга. В каждую из них впаивается по 3 диода – 3 положительных и 3 отрицательных. Плюсовые и минусовые полупроводники соединяются в пары.

Полупроводниковые выпрямители из единичных диодов или сборок

Диоды могут по отдельности впаиваться на плату, но в случае с диодным мостом генератора используется более прогрессивное решение – диодные сборки, подразумевающие объединение полупроводников в общем корпусе или на пластине. Это предпочтительный вариант – такой выпрямитель обходится дешевле и занимает меньший объем.

Полупроводниковые элементы в этом случае подбираются в заводских условиях с контролем всех параметров. У отдельных диодов характеристики могут отличаться, что негативно сказывается на функционировании схемы.

Так же, что очень важно, для защиты от влаги и вибрации, вся диодная сборка заливается специальной смолой, или так называемым компаундом.

Другие преимущества сборки: работа всех ее элементов в едином тепловом режиме, что снижает вероятность выхода из строя отдельного полупроводника, простота монтажа прибора. Минусы сборки – сложность контроля за работоспособностью отдельно взятого полупроводника, невозможность замены одного отдельного элемента в случае его выхода из строя. Но при правильной подборке диодов сборки исправно служат в течение длительного времени.

Выпрямители в одно- и трехфазных сетях переменного тока

Диодный мост, используемый в электросетях напряжением 220 В, состоит из 4 диодов, трехфазных – из 6 полупроводниковых элементов. Принцип работы этих полупроводниковых выпрямителей одинаковый.

Существует множество схем трехфазных выпрямительных блоков, самая мощная и совершенная из них состоит из 6 мостов, включенных параллельно.

Виды диодных мостов по мощности

Разные модели полупроводниковых выпрямителей рассчитаны на разный номинальный ток. По этому параметру полупроводниковые выпрямительные приборы делят на следующие серии:

• малой мощности – величина номинального тока до 0,3 А;
• средней мощности – 0,3 А – 10 А;
• большой мощности – более 10 А.

Одна из важных характеристик полупроводникового выпрямителя – наибольшее обратное напряжение, которое может выдержать блок. Если этот показатель будет превышен, то прибор выйдет из строя.

Области применения диодных мостов

Применяются в конструкции любого синхронного генератора переменного тока для обеспечения функционирования вращающегося магнитного поля силового ротора.

Диодные мосты применяют в основном для ремонта вышедшего из строя генератора.

Купить диодные выпрямительные мосты можно для применения в электросистемах городского электрического транспорта (трамваев, троллейбусов, метро), электровозов, в промышленных системах очистки газовых смесей, буровом оборудовании.

Как проверить диодный мост на исправность? 3 пошаговые методики

Современные бытовые приборы и различные устройства содержат огромное количество радиоэлементов, которые обеспечивают их исправную работу и комфортное существование обывателей. Однако вся техника, эксплуатируемая человеком, иногда выходит со строя и во время ее ремонта приходится проверять состояние радиодеталей.

Одной из наиболее распространенных составляющих, которую вы можете испытать на исправность самостоятельно, является диодный мост. В виду  конструктивных особенностей многие новички сталкиваются с рядом сложностей, поэтому будет целесообразно детально разобраться, как проверить диодный мост на исправность.

О диодных мостах

Прежде чем разбираться в способах проверки диодных мостов на исправность, вам нужно  как следует изучить общую информацию об устройстве и принципе его работы.   Наиболее простой вариант, с практической точки зрения, это четыре выпрямительных диода спаянные в единую схему. Более сложным с точки зрения диагностики является диодная сборка – заводской четырехполюсник, внутри которого набраны четыре полупроводниковых элемента. Но, схематическая реализация и первого, и второго варианта происходит одинаково, принципиальная схема обоих диодных мостов приведена на рисунке ниже:

Рис. 1. Принципиальная схема диодного моста

Как видите, в диоды собираются в мост по такому принципу, в одной точке подключатся катоды двух соседних диодов, а в другой, аноды соседних диодов, с каждого из них снимается полуволна отрицательной или положительной части синусоиды на входе. Другие две точки, имеющие и анодный и катодный вывод диода, предназначены для подачи переменного напряжения. На электрической схеме или непосредственно на диодном мосте выводы переменного напряжения обозначаются буквенной маркировкой  AC или значком «~», а положительный и отрицательный вывод постоянного напряжения «+» и «– » соответственно.

Ищем диодный мост на плате

Проверять можно как установленный на плате диодный мост, так и выпаянный из нее, второй  вариант считается более точным, поскольку на проверку не влияют другие элементы цепи, но следует помнить, что некоторые методы проверки можно реализовать только в рабочем устройстве. Если конструкция прибора довольно сложная или плата переполнена деталями, диодный мост целесообразно искать в таких локациях:

• в блоках питания;
• во вторичных цепях трансформаторов;
• на выходе генераторов;
• перед аккумуляторными батареями. 

После обнаружения диодного моста, необходимо осмотреть его корпус или каждый диод в отдельности. Опытный электрик для себя автоматически заметит расположение вводов, но если вам сложно ориентироваться на память, можете нарисовать схему применительно к вашей ситуации. На такой схеме нужно отобразить плюсовую клемму и отрицательную клемму, клеммы ввода переменного напряжения.

Также следует отметить, что неисправность может заключаться не только в диодных мостах, поэтому при обследовании стоит внимательно осматривать все элементы и детали, а при проверке не исключать целостности объекта.

Проверка индикаторной отверткой

Это наиболее простой вариант опробования, который даст обще представление о состоянии диодного моста и всей схемы  в целом. Для работы вам понадобится только индикатор, вся процедура выполняется под напряжением, поэтому следует соблюдать предельную осторожность:

• Коснитесь жалом отвертки поочередно к каждому выводу переменного напряжения AC  диодного моста. Если лампочка не горит, то это свидетельствует о неисправности цепи до диодного моста – обрыве обмотки, поломке зарядного устройства и т.д. Если же лампочка горит, значит напряжение на мост поступает нормально.

Рис. 2. Опробование индикаторной отверткой

• Также коснитесь отверткой к плюсу клеммы – если лампочка загорится, то диодный мост нормально пропускает положительные полупериоды, соответственно, на этом выводе присутствует потенциал. Если не горит, присутствует повреждение диодного моста.
• Ту же процедуру повторите с минусовой клеммой. Обязательно разделяйте проверку на оба вывода выпрямительного блока, так как неисправность может присутствовать в любом диоде и в любой ветви.

Как видите, в данном примере была использована отвертка с изолированным стержнем. Это связанно с необходимостью выполнять работу под напряжением, кода вы можете перекрыть металлической деталью разные части электроустановки, что повлечет за собой крайне неприятные последствия. Существенным недостатком метода является его низкая информативность и ограничение  по величине рабочего напряжения  — так как индикатор рассчитан на номинал 220 В, то использовать его для низковольтных цепей не получится.

С помощью лампочки и батарейки

Довольно простым способом, позволяющим проверить диодный мост, является использование батарейки и электрической лампочки, которые практически каждый может найти у себя дома. Этот метод не сложнее предыдущего, лампа выступает в роли контрольки, а батарейка в качестве источника питания пониженным напряжением. Батарейку подбирают в соответствии с параметрами самого диода. Для проверки исправности необходимо разделить диоды из моста по отдельности и собрать несложную схему:

Рис. 3. Схема проверки лампочкой и батарейкой

Как видите, вам нужно собрать последовательное соединение от контактов лампочки к  батарейке и самому диоду.

1. Первый этап – правильное соединение, когда плюс батарейки подключается к положительной пластине выпрямителя, а минус аккумулятора на отрицательную пластину выпрямителя. Если диод исправен, то в цепи будет протекать ток и лампочка загорится.
2. Второй этап заключается в переворачивании диода, когда на минусовую пластину подключится положительный вывод выпрямителя, а на плюсовую отрицательный.

Обратная схема проверки лампочкой и батарейкой

При исправном диоде ток протекать не будет, и лампочка не загорится. С практической точки зрения можно не искать батарейку, а обойтись любыми подручными источниками питания, чей номинал сопоставим с номиналом диодного моста и каждого элемента. К примеру, в гараже можно подключиться к автомобильному генератору или клеммам аккумулятора.

Методика проверки мультиметром

Наиболее информативной является полная проверка диодного моста. Для ее реализации вам понадобится мультиметр, тестер или Цешка – любой из этих приборов в равной мере подойдет для измерений.

Выполните такую последовательность действий:

Время затраченное на проверку: 10 минут

Определите назначение выводов.

Метод универсальный, поэтому вы можете проверить как диодный выпрямитель в сборке, так и конструкцию из отдельных деталей, не разбирая их.

Установите щупы мультиметра.

Установите щупы мультиметра в соответствующие разъемы на приборе, соблюдая цветовую маркировку (черный – минус, красный — плюс). Переключатель выведите в режим прозвонки.

Используйте минусовый щуп мультиметра.

Подведите минусовый щуп мультиметра к плюсу диодного моста, а положительный поочередно к каждому из выводов переменного напряжения.

В результате прикосновения на табло мультиметра должно отображаться напряжение открытия диодов, в обеих точках это измеримая величина одинаковая для каждого измерения. В противном случае, сборка неисправна.

Поменяйте щупы тестера местами.

Далее необходимо поменять щупы тестера местами – красный установите на плюс, а черным попеременно касайтесь выводов для переменного напряжения.

На табло будет отображаться единица, свидетельствующая о бесконечно большом сопротивлении – при обратной полярности диоды остаются закрытыми. В противном случае, если отображается какое-то напряжение, мост пробит.

Используйте плюсовой щуп мультиметра.

Коснитесь плюсовым щупом мультиметра отрицательного вывода диодного моста, а минусовым щупом по очереди переменных выводов. В обоих случаях на табло должно отображаться падение напряжения.

Используйте черный щуп.

Установите черный щуп на отрицательный контакт сборки, а красный подводите к переменным выводам. В обеих позициях на мультиметре должна быть единица, в противном случае, элемент пробит.

Видео по теме

Что такое диодный мост — простое объяснение

Подробно рассмотрены устройство, принцип работы и назначение диодного моста. Характеристики данного элемента и схемы выпрямителей. Как спаять и подключить диодный мост.

Мы рассматривали пассивные компоненты электронных схем, такие как резисторы и конденсаторы. Но кроме них электрикам и радиолюбителям приходится сталкиваться и с другими, например полупроводниковыми диодами, стабилитронами и т.д. В этой статье мы расскажем, что такое диодный мост, как он работает и для чего нужен. Содержание:

Определение

Диодный мост – это схемотехническое решение, предназначенное для выпрямления переменного тока. Другое название – двухполупериодный выпрямитель. Строится из полупроводниковых выпрямительных диодов или их разновидности – диодов Шоттки.

Мостовая схема соединения предполагает наличие нескольких (для однофазной цепи – четырёх) полупроводниковых диодов, к которым подключается нагрузка.

Он может состоять из дискретных элементов, распаянных на плате, но в 21 веке чаще встречаются соединенные диоды в отдельном корпусе. Внешне это выглядит, как и любой другой электронный компонент – из корпуса определенного типоразмера выведены ножки для подключения к дорожкам печатной платы.

Стоит отметить, что несколько совмещенных в одном корпусе вентилей, которые соединены не по мостовой схеме, называют диодными сборками.

В зависимости от сферы применения и схемы подключения диодные мосты бывают:

• однофазные;
• трёхфазные.

Обозначение на схеме может быть выполнено в двух вариантах, какое использовать УГО на чертеже зависит от того, собирается мост из отдельных элементов или используется готовый.

Принцип действия

Давайте разбираться, как работает диодный мост. Начнем с того, что диоды пропускают ток в одном направлении. Выпрямление переменного напряжения происходит за счет односторонней проводимости диодов. За счет правильного их подключения отрицательная полуволна переменного напряжения поступает к нагрузке в виде положительной. Простыми словами – он переворачивает отрицательную полуволну.

Для простоты и наглядности рассмотрим его работу на примере однофазного двухполупериодного выпрямителя.

Принцип работы схемы основам на том, что диоды проводят ток в одну сторону и состоит в следующем:

• На вход диодного моста подают переменный синусоидальный сигнал, например 220В из бытовой электросети (на схеме подключения вход диодного моста обозначается как AC или ~).
• Каждая из полуволн синусоидального напряжения (рисунок ниже) пропускается парой вентилей, расположенных на схеме по диагонали.

Положительную полуволну пропускают диоды VD1, VD3, а отрицательную — VD2 и VD4. Сигнал на входе и выходе схемы вы видите ниже.

Такой сигнал называется – выпрямленное пульсирующее напряжение. Для того, чтобы его сгладить, в схему добавляется фильтр с конденсатором.

Основные характеристики

Рассмотрим основные характеристики полупроводниковых диодов. Латинскими буквами приведено их обозначение в англоязычной технической документации (т.н. Datasheet):

• V_rpm – пиковое или максимальное обратное напряжение. При превышении этого напряжения pn-переход необратимо разрушается.
• V_r(rms) – среднее обратное напряжение. Нормальное для работы, то же что и U_обр в характеристиках отечественных компонентов.
• I_o – средний выпрямленный ток, то же что и I_пр у отечественных.
• I_fsm – пиковый выпрямленный ток.
• V_fm – падение напряжения в прямом смещении (в открытом проводящем состоянии) обычно 0.6-0.7В, и больше у высокотоковых моделей.

При ремонте электронной техники и блоков питания или их проектировании новички спрашивают: как правильно выбрать диодный мост?

В этом случае самыми важными для вас параметрами будут обратное напряжение и ток. Например, чтобы подобрать диодный мост на 220В, нужно смотреть на модели с номинальным напряжением больше 400В и нужный ток, например, KBPC106 (или 108, 110). Его технические характеристики:

• максимальный выпрямленный ток – 3А;
• пиковый ток (кратковременно) – 50А;
• обратное напряжение – 600В (800В, 1000В у KBPC108 и 110 соответственно).

Запомните эти характеристики и вы легко сможете определить, какой выбрать вариант по каталогу.

Схемы выпрямителей

Выпрямление тока в блоках питания – основное назначение, среди других компонентов схемы можно выделить входной фильтр, который подключают после выпрямителя – он предназначен для сглаживания пульсаций. Давайте разберемся в этом вопросе подробнее!

В первую очередь стоит отметить, что диодным мостом называют схему однофазного выпрямителя из 4 диодов или трёхфазного из 6. Но любители часто так называют схему выпрямителя со средней точкой.

У двухполупериодного выпрямителя к нагрузке поступает две полуволны, а у однополупериодного – одна.

Чтобы не было путаницы, давайте разбираться в терминологии.

Ниже вы видите однофазную двухполупериодную схему, её правильное название «Схема Гретца», именно её чаще всего подразумевают под названием «диодный мост».

Схема Ларионова – трёхфазный диодный мост, на выходе сигнал двухполупериодный. Диоды в нём пропускают полуволны, открываясь на линейное напряжение, т.е. поочередно: верхний диод фазы A и нижний диод фазы B, верхний фазы B и нижний фазы C и т.д.

Для полноты картины следует рассказать и о других схемах выпрямителей переменного напряжения.

Однополупериодный выпрямитель из 1 диода, включенного последовательно с нагрузкой. Применяется в балластных блоках питания, маломощных миниатюрных блоках питания, а также в приборах, нетребовательных к коэффициенту пульсаций. К нагрузке поступает только одна полуволна.

Двухполупериодный со средней точкой – это и есть то, что ошибочно называют мостом из 2 диодов. Здесь каждую полуволну проводит только один диод. Её преимуществом является больший КПД, чем у схемы Гретца, за счет меньшего числа полупроводниковых вентилей. Однако её использование осложнено тем, что нужен трансформатор с отводом от средней точки, что отражено на схеме принципиальной. Её нельзя использовать для выпрямления сетевого напряжения 220В.

Выпрямитель из сборок Шоттки. Используется в импульсных блоках питания, потому что у диодов Шоттки меньше время обратного восстановления, малая барьерная ёмкость (быстрее переход из открытого состояния в закрытое) и малое прямое падение напряжения (меньше потерь). Чаще всего Шоттки встречаются в сборках, с общим анодом или катодом, как изображено на рисунке ниже.

Поэтому для сборки схемы моста потребуется несколько сборок. Ниже приведен пример из 3 сборок Шоттки с общим катодом.

Из 4 сборок с общим катодом. Отличается от предыдущей тем, что выдерживает больший ток, при тех же компонентах потому, что Шоттки в ней соединены параллельно.

Из 2 сборок Шоттки – одна с общим анодом и одна с общим катодом. Узнать о том, что такое анод и катод, вы можете в нашей отдельной статье.

Как спаять и подключить

Изучать и знать схемы не сложно, основные трудности возникают, когда новичок решает спаять диодный мост своими руками. Для пайки выпрямителя из 4 советских экземпляров типа кд202 используйте иллюстрацию приведенную ниже.

Для сборки диодного моста из современных дискретных диодов типа маломощных 1n4007 (и других – все выглядят аналогично и отличаются только размерами) внимательно посмотрите на следующую иллюстрацию.

Но если вы не собираете его из отдельных деталей, а используете готовый мост, то смотрите ниже, как правильно подключить его в цепь.

Также новичкам будет интересно посмотреть видео о том, как сделать простейший блок питания на 12В:

Область применения и назначение

Чаще всего диодные мосты используют в блоках питания. В трансформаторных БП они подключаются ко вторичной обмотке трансформатора

В импульсных БП – ко входу сети 220В. При этом электронная схема управления и силовая цепь ИБП питается от выпрямленного и сглаженного (не всегда) сетевого напряжения (достигает порядка 300-310 Вольт).

На выводах вторичной обмотки импульсного блока питания высокочастотное переменное напряжение. Для того, чтобы его выпрямить, устанавливают сборки из сдвоенных диодов Шоттки. В связи с этим часто используют схему выпрямления со средней точкой.

В автомобилях и мотоциклах используются трёхфазные диодные мосты, собранные по схеме Ларионова с тремя дополнительными вентилями, потому что для питания бортовой сети используется трёхфазный генератор. Мост в генераторе выполняется в виде сектора окружности и устанавливается на его задней части.

 

Исключение составляют некоторые современные автомобили Toyota и прочих марок, в них используют 6 фазный генератор, для реализации двенадцатипульсной схемы выпрямления из 12 вентилей. Это нужно для снижения пульсации и увеличения выходного тока.

Способы проверки

Для проверки диодного моста лучше всего подходит мультиметр в режиме проверки диодов.

Для этого нужно прозвонить на короткое замыкание входную, затем выходную (диодный мост должен быть выпаян).

Не выпаивая прямо на плате, вы можете измерить падение напряжения на переходах диодов. Для этого нужно определить цоколевку моста, обычно она указывается прямо на корпусе, что мы и рассматривали выше.

На экране мультиметра в прямом смещении должно отображаться цифры в пределах 500-800 мВ, а в обратном – выше 1500 и до бесконечности (зависит от конкретного компонента и измерительного прибора). Тоb же самое можно сделать в режиме Омметра, как показано на рисунке ниже.

Более подробно этот процесс описан в статье «как проверить диодный мост», где кроме методики проверки мы рассказали и о признаках неисправности. Также ознакомьтесь с видео о том, как проверить однофазный выпрямитель и диодный мост автомобильного генератора:

На этом мы и заканчиваем наше подробное объяснение. Надеемся, теперь вам стало понятно, для чего нужен диодный мост и что он делает в электрической цепи. Если возникли вопросы, задавайте их в комментариях под статьей!

Материалы по теме:

• Как выпаивать радиодетали из плат
• Как пользоваться мультиметром — инструкция для чайников
• Как понизить напряжение в сети

Опубликовано: 20.02.2019 Обновлено: 20.02.2019 нет комментариев

Диодный мост с доп. диодами и диодный мост без доп. диодов — Генераторы — — Каталог статей

Все статьи про диодный мост

Диодный мост с дополнительными диодами и диодный мост без дополнительных диодов

Схема генератора с  дополнительными диодами имеет  следующие свойства

1. Позволяет провести ток возбуждения прямо внутри генератора минуя контакты замка зажигания

2. Цепь возбуждения с дополнительными  диодами отделена от аккумулятора лампочкой, это снижает первоначальный ток возбуждения и исключает быструю разрядку аккумулятора, если двигатель не завелся, а зажигание включено.

3. При запуске двигателя, в генератор через лампочку проходит очень маленький ток возбуждения,  поэтому генератор вращается очень легко, что облегчает работу стартера.

4. Лампочка в цепи возбуждения ограничивает ток первоначального возбуждения и позволяет контролировать работу генератора

 

Теперь более подробно  

На автомобилях применяется трехфазный синхронный генератор переменного тока.

Для работы электрооборудования нужен постоянный ток, поэтому в генераторе обязательно установлен выпрямитель. Выпрямитель трехфазного генератора – это диодный мост

по схеме Ларионова.-Три плеча по два диода

Такие диодные мосты использовались на ранних типах генераторов для автомобилей «Москвич», «Зил 130», «Жигули»

Простой диодный мост на Жигули без дополнительных диодов

 

 

Любой автомобильный генератор работает в паре с регулятором напряжения. Регулятор поддерживает заданный уровень напряжения генератора. Через регулятор напряжения проходит ток возбуждения, который создает магнитное поле ротора. При вращении ротора происходит изменение магнитного поля, пересекающего обмотку генератора, что рождает в обмотке генератора ЭДС.

В ранних генераторах использовался самый простой транзисторный регулятор напряжения

 

Посмотрим схему

 

 

Для возбуждения генератора сначала нужно подать в него ток от аккумулятора. При включении зажигания этот ток проходит от аккумулятора, через точку выхода выпрямителя и далее, через щетки в обмотку возбуждения. Когда генератор возбудился, то он уже сам становится источником, и начинает заряжать аккумулятор, и питать все нагрузки. Часть своего тока генератор отдает на собственное возбуждение. Ток возбуждения идет через замок зажигания

Ток возбуждения мощного генератора достигает 5 Ампер, это довольно большой ток, который греет провода и нагрузки, а при размыкании создает сильную искру.  Весь ток возбуждения проходит через контакты замка зажигания, и  контакты постепенно сгорают. Это снижает надежность замка зажигания — ухудшается зарядка аккумулятора и нарушается стабильность работы системы зажигания. Надо сделать так, чтобы ток возбуждения, не проходил через замок зажигания. Питание обмотки  возбуждения можно сделать прямо в генераторе, если отвести часть тока обмоток, через дополнительные диоды. 

По мере накопления опыта использования генераторов переменного тока первого поколения, выявилась такая проблема. Аккумулятор оказывался разряженным, неожиданно для водителя. Причина была в том, что забытый или случайно оставленный включенным замок зажигания, держал цепь возбуждения генератора включенной и аккумулятор разряжался через обмотку возбуждения током 3-5 ампер. Для не очень нового и, как обычно, не полностью заряженного аккумулятора достаточно 2-3 часа и аккумулятор уже не мог завести двигатель. Такое явление объяснялось тем, что для первоначального возбуждения генератора при запуске двигателя, обмотка возбуждения питалась от аккумулятора через замок зажигания. Если замок зажигания выключен, то проблемы не было. Но один – два раза в год многие водители не выключали зажигание по разным причинам.

 

 

 

Применение дополнительных диодов и предварительное возбуждение через лампочку, позволило решить эту проблему.

Аккумулятор, по-прежнему, был необходим для первоначального возбуждения, но в цепь возбуждения включали лампочку, которая сильно ограничивала ток возбуждения на уровне 100 миллиампер, для первоначально возбуждения генератора этого было достаточно, но для работы генератора на полную мощность, нужен уже большой ток возбуждения — примерно 5 Ампер.

В такой схеме генератора — с лампочкой в цепи возбуждения, рабочий ток возбуждения подводится в ротор от дополнительного выпрямителя, который не связан с аккумулятором, поэтому, если двигатель не работал, оставленный включенным, замок зажигания, не приводил к быстрой разрядке аккумулятора, так как на пути тока разрядки стояла лампочки и сильно ограничивала ток.

Через замок зажигания проходит проходит только ток первоначального возбуждения, ограниченный лампочкой, это разгружает контакты замка зажигания и делает систему зарядки более надежной.

Лампочка становится очень удобным индикатором процесса зарядки. Если она горит, при работающем двигателе, значит генератор не заряжает аккумулятор.

 

 

 

 

Таким образом, смысл применения дополнительных диодов для питания обмотки возбуждения генератора состоит  в том,  чтобы ток возбуждение генератора отбирался прямо в генераторе и не проходил через замок зажигания, и  чтобы не происходила неожиданная разрядка аккумулятора, если замок зажигания оставался включенным при неработающем двигателе.

Еще одно важное достоинство схемы генератора с дополнительными диодами:

При запуске двигателя в схеме без доп. диодов,  сразу идет большой ток возбуждения от аккумулятора,  генератор полностью возбуждается и сильно сопротивляется вращению стартера.

В схеме с лампочкой, ток первоначального возбуждения получается небольшим и генератор крутить легко, он полностью возбуждается уже после отключения стартера, что заметно облегчает запуск двигателя.

 

Схема с дополнительными диодами широко применялась всеми производителями генераторов в 80 и 90-е годы, и до сих пор, генераторы по этой схеме производятся для автомобилей прежних лет выпуска.

 

Для современных генераторов схема с дополнительными диодами не применяется. Диодные мосты с дополнительными диодами выпускаются только для генераторов, разработанных в прошлом.

В современных, в генераторах применяют более сложные регуляторы напряжения с микроконтроллерами, они позволяют точно регулировать напряжение, разгружать замок зажигания, защищать аккумулятор от разрядки, облегчать работу стартера при запуске. (См статью «Генераторы S IG L Denso Toyota.) . и обеспечивать расширенные  функции диагностики генератора.

 

 

К такому типу генераторов относится и последнее поколение российских генераторов без дополнительных диодов с многофункциональным регулятором напряжения.

Это генераторы на  «Шеви -Ниву», «Калину», «Гранту» и все последующие модели ВаЗ, а также наиболее современные генераторы для ГАЗа и  КАМАЗА

 

— .

 

 

В настоящее время производятся диодные мосты трех поколений. Для старых генераторов без дополнительных диодов, для генераторов среднего поколения с дополнительными диодами и для современных генераторов, снова без дополнительных диодов. 

 

                            

 

 

                            

 

 

                             

 

 

Если конструктивно диодные мосты совпадают, то для старых генераторов вполне можно использовать диодный мост с доп. диодами, при этом про доп. диоды надо просто забыть.

Можно использовать и наоборот, все будет работать, лампочку придется шунтировать, то есть, восстановить старую схему, только не надо забывать выключить зажигание, если двигатель не работает.  

Для многих современных генераторов диодные мосты без доп диодов, имеют конструкцию выходящую из предыдущей с дополнительными диодами, (сравним  БВО 3 -105-01 и  БВО 4-105-01 см. последний рисунок) поэтому они полностью совместимы по размерам и местам крепления.

Старый диодный мост с доп диодами можно смело ставить в более современный генератор (9402.3701-03 без доп диодов), но регулятор напряжения нужно поставить тоже старого типа (778.3702). Можно поставить и с новым регулятором (845.3702) только дополнительные диоды не присоединять, но придется сделать дополнительный вывод фазы для работы многофункционального регулятора напряжения и соединить второй вывод регулятора с плюсовым выводом диодного моста.. Наоборот тоже можно ставить. Если есть диодный мост без доп. диодов, его можно поставить в старый генератор (9402.3701), но нужно, либо припаять доп. диоды, либо подобрать регулятор напряжения, который работает с управлением от фазы (845. 3702). Внешняя проводка в переделках не нуждается.

Диодные мосты с доп. диодами могут иметь дополнительную клемму, подключенную к фазе. Она нужна для очень ранних генераторов, которые стояли на «Волгах» и «Газелях», с тахометрами, которые как у дизельных машин, работали от генератора. Эти диодные мосты можно смело ставить на более современные генераторы.

 

Как проверить диодный мост генератора в гараже

На чтение 5 мин. Просмотров 1.1k. Опубликовано 10.10.2014 Обновлено 04.12.2015

Автомобильный генератор является одним из важнейших механизмов транспортного средства, так как от его работоспособности зависит функциональность всех электрических узлов и оборудования. Вышел из строя генератор – встала машина. Некоторые автовладельцы, в этой ситуации, впадают в панику, везут свое авто в мастерскую, чтобы выявить признаки неисправности генератора и произвести довольно дорогостоящий ремонт. Но для более опытных людей такая поломка не вызывает трудностей, так как они прекрасно знают, что проверку диодного моста генератора или выявление другой неисправности можно легко провести самостоятельным путем.

Схема генератора автомобиля довольно проста: основой механизма является ротор, на котором располагается обмотка возбуждения генератора, концы которой ведут непосредственно на два контактных кольца. Вторая важнейшая часть электромеханизма автомобиля – статор, состоящий из пластин, произведенных из специальной электротехнической стали. Если внимательно рассмотреть статор, то можно увидеть пазы, в которых расположена трехфазная обмотка, подключенная к нулевой точке и выпрямительному диодному блоку.

Схема генератора на иномарку:

На ВАЗ:

Вал ротора снабжен двумя шариковыми подшипниками, смазочного наполнителя которых должно хватать до конца эксплуатационного срока автомобильного генератора.

Собственно рассмотреть генератор современного автомобиля можно по фото, специально размещенного для этого в статье.

Для проверки работоспособности генератора на автомобилях ВАЗ достаточно обратить внимание на сигнализатор, расположенный на панели приборов транспортного средства. Лампочка прибора должна загораться при включении зажигания и сразу гаснуть, когда запускается двигатель машины. Признаком неисправности генератора является то, что сигнализатор слишком ярко или блекло загорается, не включается или продолжает работать после запуска двигателя.

Существует несколько проблем с этим механизмом, но данную статью мы решили посвятить только одной из неисправностей – проблеме с диодным мостом. Остановимся на этом вопросе более подробно, так как, к сожалению, не каждый владелец транспортного средства знает, как прозвонить диодный мост генератора. Диодный мост является важной частью генератора, так как обеспечивает подачу электрического тока в нужном направлении, одновременно препятствуя его движению в обратном направлении.

Существует два варианта проверки – с помощью обычной лампочки накаливания на 12 вольт и используя более продвинутый инструмент – мультиметр.

Проверку, в принципе, можно произвести без разборки генератора, но такой вариант не позволит точно определить какой именно диод поврежден, обозначая только приблизительную зону поломки.

Проверка диодного моста происходит в несколько этапов

1. Подготовка. Перед тем как производить ремонт и замену диодов в генераторе следует его подготовить к данной процедуре. Для этого необходимо демонтировать защитный кожух механизма и отсоединить выводы регуляторов «Б» и «В». Не стоит забывать, что положительные диоды имеют красную маркировку, тогда как отрицательные – черную.

2. Общая проверка. Первым делом проверяются на замыкание все диоды. Лампа накаливания подсоединяется «минусом» на корпус генератора, а «плюсом» к клемме «30» от АКБ – если лампочка начинает гореть, то один или несколько диодов в мосте повреждены, то есть в цепи происходит короткое замыкание.

3. Проверка отрицательных диодов. Лампочка подсоединяется своим «минусом» на корпус генератора, «плюс» аккумулятора – через лампу, соединяется с болтом крепления моста. Если наш диагностический инструмент начинает подавать признаки жизни – проблемы присутствуют в одном или в нескольких отрицательных диодах.

4. Проверка положительных элементов моста генератора. Процедура схожа с предыдущим процессом, только плюсовую клемму через лампочку перемещаем на зажим «30», «минус» переносится на болт крепления. Возгорание лампочки явно показывает проблему среди элементов положительных диодов.

5. Завершение проверки. Завершением процедуры, показывающей, что один или несколько диодов сгорели, является проверка дополнительных диодов. «Минус» лампочки остается на своем месте (болт крепления), а «плюс» подключается к выводу «61». Работа лампы накаливания определяет неисправность в цепи дополнительных диодов.

Как проверить диодный мост генератора ваз 2106, 2109, 2110 мультиметром? Достаточно просто. Для этого потребуется полностью снять диодный мост с генератора, а сам прибор переключить на режим проверки диодов. В первую очередь проверяется цепь дополнительных диодов полностью, а, если была обнаружена неисправность, каждый из них по отдельности:

• положительный щуп прибора подсоединяется к шине диодов;
• отрицательный к выбранному диоду.

Если элемент находится в рабочем состоянии, то показания на экране мультиметра должны устремиться к бесконечности – перестановка щупов должна привести к показателям в несколько сотен Ом. Если прибор выдает совершенно другие показания, то диагностируемый диод следует заменить.

Аналогичным методом проверяются и схема из положительных или отрицательных диодов, прощупывая каждый из них и заменяя изделие, в случае необходимости.

Причин, почему сгорает диодный мост генератора, довольно много и, очень часто, они являются следствием невнимательных действий самого водителя. Например, неправильное подключение клемм аккумулятора, повышенная нагрузка, езда в особо сложных условиях и так далее. Поэтому, если вы не хотите иметь проблем с одной из важнейших элементов своего транспортного средства – генератора, то рекомендуется более осмотрительнее и аккуратнее водить свой автомобиль.

Ремонт моста автомобильного генератора SW19.ru

Бывает, что вы «прикурили» кого то от своей TOYOTA и не заглушили при этом двигатель. Часто от такой перегрузки по току сгорает диодный мост генератора, который в свою очередь потянет за собой предохранитель на 120 ампер.
Диодные мосты на современных автомобилях часто приварены к обмотке. Мосты на таких генераторах нужно отрезать, а затем запаивать обратно на штатное место. Для ремонта удобно когда сгоревшие диоды моста находятся по краям, если же они в центре, то необходимо аккуратно разделить мост на минусовую и плюсовую пластины. На генераторах импортных автомобилей встречаются диоды припаяны непосредственно к пластине – радиатору. Что бы отремонтировать такой мост, нужна пересадка полупроводниковых кристаллов, о чём тут и пойдёт речь.

Обычно такие операции делают на производстве роботы, в стерильных камерах Но оказывается возможно такую же операцию выполнить почти в полевых условиях.
Что представляет из себя полупроводниковый кристалл? Это тонкий слоёный пирог, подпаянный с двух сторон выводами. Одна сторона кристалла в мощном диоде обычно посажена через подложку на радиатор. На пластинах генератора диоды запаяны в углублениях и закрыты силиконовым герметиком. На плюсовых пластинах кристалл посажен катодом к радиатору, на минусовых анодом к радиатору.
Для хирургической операции понадобятся: Скальпель, пинцет, спирт, припой, флюс, паяльник 100 ватт, газовая горелка, силиконовый герметик. После диагностики моста, скальпелем механически удаляем с пластины нерабочие диоды. Затем протираем посадочные места спиртом.

Теперь нам понадобятся доноры для добычи новых кристаллов. Я использую десятиамперные диоды Д242 отечественного производства, которые показали себя очень достойно в этой миссии. Так же подходят на эту роль Диоды марок Д243, Д231. Отлично работают кристаллы с 25 амперных диодов Д112, которые значительно больше по диаметру. Их я применяю в мощных генераторах на 24 вольта.

Кусачками вскрываем корпус диода и откусываем верхнюю часть вывода что бы освободить медный проводник запаянный к аноду. Затем нагреваем корпус до температуры плавления припоя и пинцетом снимаем кристалл с корпуса диода. При этом можно использовать газовую горелку или паяльник по выбору. При работе важно не перегреть сам кристалл. По этому, нагревать нужно постепенно, контролируя текучесть припоя. То же самое правило применить при посадке кристалла на пластину моста.

Теперь у вас в руках кристалл, подложка и проводник. Тонкая пластинка это кристалл, толще и больше в диаметре это подложка. Рекомендую пересаживать кристалл на пластину вместе с подложкой.

В родном положении кристалл диода Д242 сразу сядет в плюсовую пластину моста.
Если же мы хотим установить такой кристалл в минусовую пластину, то нам необходимо перепаять проводник на противоположную сторону кристалла. Для диодов с обратным включением типа Д112 другое правило: В родном положении кристаллы сядут на минусовую пластину моста, а при посадке на плюсовую пластину потребуется перевернуть кристалл.
Далее, подготавливаем место посадки на пластине, добавляем флюс и припой в нужном количестве. В качестве флюса я использую обычную твёрдую канифоль.
Начинаем нагревать газовой горелкой пластину до плавления припоя. Следить, что бы в ходе работы не отпаялись соседние диоды. Иногда для отвода тепла от стоящих рядом соседних диодов я прикручиваю в этом месте к пластине дополнительный радиатор.

Как только припой на посадочном месте расплавится, опускаем туда кристалл и даем пластине остыть. Что бы ускорить остывание, сразу после посадки кристалла охладить пластину вентилятором, для предотвращения смещения кристалла с подложки. После операции проверяем проводимость новых кристаллов мультиметром. Если с проводимостью всё в порядке подпаиваем вывод кристалла к мосту и закрываем кристалл силиконовым герметиком.

Собираем все узлы в обратной последовательности и тестируем работу генератора на стенде или на самом автомобиле.

Вопросы и ответы с множественным выбором по полупроводниковому диоду

Вопросы и ответы с несколькими вариантами ответов на полупроводниковый диод

В дополнение к чтению вопросов и ответов на моем сайте, я бы посоветовал вам также проверить следующее на Amazon:

1 кв. Кристаллический диод имеет ………

1. однополюсный переход
2. два pn перехода
3. три pn перехода
4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 1

2 кв.Кристаллический диод имеет прямое сопротивление порядка ……………

1. кОм
2. Ом
3. МОм
4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 2

3 кв. Если стрелка символа кристаллического диода положительна относительно бар, то диод ………… .. смещен.

1. вперед
2. реверс
3. вперед или назад
4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 1

4 кв.Обратный ток в диоде порядка ……………….

1. кА
2. мА
3. мкА
4. A

Ответ: 3

Q5. Прямое падение напряжения на кремниевом диоде составляет примерно …………………

1. 2,5 В
2. 3 В
3. 10 В
4. 0,7 В

Ответ: 4

Q6. Кристаллический диод используется как ……………

1. усилитель
2. выпрямитель
3. осциллятор
4. регулятор напряжения

Ответ: 2

Q7.Постоянный ток сопротивление кристаллического диода ………… .. его переменный ток. сопротивление

1. то же, что
2. более
3. менее
4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 3

Q8. Идеальный кристаллический диод — это диод, который ведет себя как идеальный ……… .. при прямом смещении.

1. проводник
2. изолятор
3. материал сопротивления
4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 1

9 кв.Отношение обратного сопротивления к прямому сопротивлению германиевого кристаллического диода составляет примерно ………….

1. 1: 1
2. 100: 1
3. 1000: 1
4. 40 000: 1

Ответ: 4

Q 10. Ток утечки в кристаллическом диоде возникает из-за …………….

1. миноритарные перевозчики
2. мажоритарные носители
3. емкость перехода
4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 1

Q11.Если температура кристаллического диода увеличивается, то ток утечки ……… ..

1. остается прежним
2. убавки
3. увеличивается
4. становится нулем

Ответ: 3

Q12. PIV-рейтинг кристаллического диода составляет ………… .. эквивалентный вакуумный диод

1. то же, что
2. ниже
3. более
4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 2

Q13.Если уровень легирования кристаллического диода повышен, напряжение пробоя ………….

1. остается прежним
2. увеличен
3. уменьшено
4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 3

Q14. Колено напряжения кристаллического диода примерно равно ………….

1. приложенное напряжение
2. напряжение пробоя
3. прямое напряжение
4. барьерный потенциал

Ответ: 4

Q15.Когда график между сквозным током и напряжением на устройстве представляет собой прямую линию, устройство обозначается как ……………….

1. линейный
2. активный
3. нелинейный
4. пассив

Ответ: 1

Q16. Когда ток диода тока кристалла велик, смещение составляет …………

1. вперед
2. обратный
3. плохо
4. реверс

Ответ: 1

Q17.Кристаллический диод — это …………… прибор

1. нелинейное
2. двусторонний
3. линейный
4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 1

Q18. В кристаллическом диоде используется …………… .. характеристика для выпрямления

1. реверс
2. вперед
3. вперед или назад
4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 2

Q19. Когда кристаллический диод используется в качестве выпрямителя, наиболее важным соображением является ………..

1. передняя характеристика
2. уровень допинга
3. обратная характеристика
4. Рейтинг PIC

Ответ: 4

Q20. Если уровень легирования в кристаллическом диоде увеличивается, ширина обедненного слоя ……… ..

1. остается прежним
2. уменьшено
3. увеличенный
4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 3

Q21.Стабилитрон имеет ……… ..

1. однополюсный переход
2. два pn перехода
3. три pn перехода
4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 1

Q22. Стабилитрон используется как …………….

1. усилитель
2. регулятор напряжения
3. выпрямитель
4. мультивибратор

Ответ: 2

Q23. Уровень легирования в стабилитроне …………… кристаллический диод

1. то же, что
2. менее
3. более
4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 3

Q24.Стабилитрон всегда ………… включен.

1. реверс
2. вперед
3. либо назад, либо вперед
4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 1

Q25. Для работы стабилитрона используются ……… .. характеристики.

1. вперед
2. реверс
3. вперед и назад
4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 2

Q26.В области пробоя стабилитрон дидо ведет себя как …………… источник.

1. постоянное напряжение
2. постоянный ток
3. постоянное сопротивление
4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 1

27. Стабилитрон выходит из строя, если он ………… ..

1. смещено вперед
2. имеет обратное смещение
3. носитель более номинального тока
4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 3

Q28.В цепи стабилитрона последовательно подключено сопротивление к ……… ..

1. Правильно обратное смещение стабилитрона
2. защита стабилитрона
3. правильно прямое смещение стабилитрона
4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 2

А29. Стабилитрон …………………. устройство

1. нелинейное
2. линейный
3. усилительный
4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 1

Q30.Стабилитрон имеет ………… .. напряжение пробоя

1. неопределенный
2. диез
3. ноль
4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 2

Q31. ……………. выпрямитель имеет наименьшее прямое сопротивление

1. твердотельный
2. вакуумная трубка
3. газовая трубка
4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 1

Q32. Сеть переменного тока мощность преобразуется в d.c. мощность для …………… ..

1. осветительные цели
2. обогреватели
3. использование в электронном оборудовании
4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 3

Q33. Недостатком однополупериодного выпрямителя является то, что ……………….

1. комплектующие дорогие
Диоды
2. должны иметь более высокую номинальную мощность
3. выходной сигнал трудно фильтровать
4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 3

Q34.Если переменный ток входное значение для однополупериодного выпрямителя составляет среднеквадратичное значение 400 / √2 вольт, тогда номинальное значение PIV диода составляет ………………….

1. 400 / √2 В
2. 400 В
3. 400 x √2 В
4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 2

Q35. Коэффициент пульсации полуволнового выпрямителя …………………

1. 2
2. 1,21
3. 2,5
4. 0,48

Ответ: 2

Q36.Необходим трансформатор для ……………… ..

1. однополупериодный выпрямитель
2. Двухполупериодный выпрямитель с центральным отводом
3. мостовой двухполупериодный выпрямитель
4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 2

Q37. Рейтинг PIV каждого диода в мостовом выпрямителе составляет …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

1. полуторный
2. то же, что
3. дважды
4. четыре раза

Ответ: 1

Q38.Для того же вторичного напряжения выходное напряжение выпрямителя с центральным отводом …………, чем у мостового выпрямителя

.

1. дважды
2. трижды
3. четыре раза
4. полуторный

Ответ: 4

Q39. Если рейтинг PIV диода превышен, ………………

1. диод плохо проводит
2. диод разрушен
3. диод ведет себя как стабилитрон
4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 2

Q40.Источник питания 10 В будет использовать …………………. как конденсатор фильтра.

1. бумажный конденсатор
2. конденсатор слюдяной
3. конденсатор электролитический
4. воздушный конденсатор

Ответ: 3

Q41. Источник питания 1000 В будет использовать ……… .. в качестве конденсатора фильтра

1. бумажный конденсатор
2. воздушный конденсатор
3. конденсатор слюдяной
4. конденсатор электролитический

Ответ: 1

Q42.Схема фильтра ……………… .. обеспечивает наилучшее регулирование напряжения

1. входной дроссель
2. вход конденсатора
3. вход сопротивления
4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 1

Q43. Полупериодный выпрямитель имеет входное напряжение 240 В (среднеквадратичное значение). Если понижающий трансформатор имеет коэффициент трансформации 8: 1, каково пиковое напряжение нагрузки? Не обращайте внимания на падение диода.

1. 27,5 В
2. 86,5 В
3. 30 В
4. 42.5 В

Ответ: 4

Q44. Максимальный КПД однополупериодного выпрямителя ……………… ..

1. 40,6%
2. 81,2%
3. 50%
4. 25%

Ответ: 1

Q45. Самый распространенный выпрямитель — это ……………….

1. однополупериодный выпрямитель
2. Двухполупериодный выпрямитель с центральным отводом
3. мостовой двухполупериодный выпрямитель
4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 3

Ознакомьтесь с полным ресурсом по Basic Electronics Вопросы и ответы. С сотнями вопросов и ответов по главам по базовой электронике это самый полный банк вопросов во всем Интернете.

В дополнение к чтению вопросов и ответов на моем сайте, я бы посоветовал вам также проверить следующее на Amazon:

Сасмита

Привет! Я Сасмита. В ElectronicsPost.com я продолжаю свою любовь к преподаванию. Я магистр электроники и телекоммуникаций.И, если вы действительно хотите узнать обо мне больше, посетите мою страницу «О нас». Узнать больше

Полупроводниковые диоды Вопросы и ответы

Что такое диод с PN переходом?

Название PN-переходный диод означает переход, называемый PN-переходом, образованный введением в одну сторону собственного полупроводникового кристалла акцепторных примесей (образующих полупроводник p-типа) и донорных примесей с другой стороны (формирующих n- типа полупроводник) с двумя активными выводами (di означает два), один вывод действует как анод (p-тип), а другой как катод (n-тип).

Что такое переходная емкость диода?

Увеличение или уменьшение непокрытого заряда на переходе в области обедненного слоя может рассматриваться как емкостный эффект и называется емкостью перехода. По обе стороны от области обеднения комбинация заряженных ионов (акцепторные атомы в p-области, принимая диффузные электроны из n-области, становятся положительно заряженными, а донорные атомы, принимая диффузные дырки из области p-типа, становятся положительно заряженными), действует как конденсатор с параллельными пластинами.Любое изменение приложенного напряжения вызывает соответствующее изменение заряда, накопленного в области истощения. Следовательно, емкость перехода задается как C j = dq j / dv j где dq j — это изменение заряда, накопленного в области истощения из-за изменения напряжения, приложенного к переходу dv j .

Что такое диффузионная емкость или емкость времени прохождения?

Скорость изменения инжектированного заряда, хранящегося рядом с переходом вне области истощения, с приложенным напряжением называется диффузией, или временем прохождения, или накопительной емкостью.

Cd = dQ / dV

dQ — это изменение введенного запаса неосновного заряда рядом с переходом вне области истощения. Для простоты предположим, что p материал сильно легирован по сравнению с n материалом. В таком случае инжектированный ток электронов на сторону p пренебрежимо мал по сравнению с током инжектированных дырок на сторону n через переход. Следовательно, дырочный ток в пересчете на общий инжектированный заряд равен

.

I = Q / t, где t — срок службы отверстий

Следовательно, диффузионная емкость диода равна

.

C d = dQ / dV = t * (dI / dV) = t / r d

C d = t * I / (η * V t )

Что такое статическое и динамическое сопротивление диода?

Статическое сопротивление диода — это отношение напряжения на диоде к току через диод.Он меняется в зависимости от точки смещения на характеристической кривой V-I диода.

Статическое сопротивление r с = V / I

Динамическое сопротивление диода в определенной точке смещения (V, I) определяется как величина, обратная крутизне характеристики V-I диода, соответствующей этому напряжению на диоде и току через диод.

Динамическое сопротивление r d = dV / dI

Статическое сопротивление диода зависит от точки смещения, тогда как динамическое сопротивление диода постоянно в широком диапазоне точек смещения.

Динамическое сопротивление диода

Что такое напряжение обратного пробоя (VBD) диода?

Напряжение обратного пробоя (VBD) диода определяется как напряжение обратного смещения на диоде, при котором он начинает сильно проводить ток. При напряжениях, превышающих напряжение обратного пробоя, токи диодов увеличиваются даже при небольшом изменении напряжения обратного смещения. Должен быть предусмотрен достаточный теплоотвод для отвода тепла, рассеиваемого на диодном переходе для напряжений, превышающих напряжение обратного пробоя; иначе это приведет к необратимому повреждению диода

.

Какие механизмы обратного пробоя в диоде?

В диоде есть два механизма обратного пробоя.Их

• Лавина
• Стабилитрон

Что такое высокочастотные диоды?

Диоды, поддерживающие высокочастотное переключение, называются высокочастотными диодами. Следующие диоды относятся к числу высокочастотных диодов:

• PIN диод
• диод Шоттки
• Туннельный диод.

Почему в светодиодах используются полупроводники с прямой запрещенной зоной ?.

В полупроводниках с прямой запрещенной зоной большая часть энергии, высвобождаемой после рекомбинации электрона в зоне проводимости с дыркой в ​​валентной зоне, будет в форме световой энергии, тогда как в полупроводниках с непрямой запрещенной зоной большая часть энергии, высвобождаемой после рекомбинации электрона в зоне проводимости, будет с дыркой в ​​валентной зоне будет в форме тепловой энергии. Следовательно, в светодиодах используются полупроводники с прямой запрещенной зоной.Некоторые из полупроводников с прямой запрещенной зоной, используемых в производстве светодиодов, представляют собой полупроводники с прямой запрещенной зоной, антимонид галлия (GaSb), арсенид галлия (GaAs), фосфид индия (InP) и т. Д.

Что такое дрейфовый ток?

Поток носителей заряда под действием приложенного электрического поля называется дрейфовым током . Величина дрейфового тока зависит от подвижности, концентрации, величины приложенного электрического поля и площади поперечного сечения, через которое протекает ток.Уравнение плотности дрейфового тока для электронов и дырок равно

Дж n = q * μ n * n * E,

для отверстий J p = q * μ p * p * E

Где μn, μp — подвижности электронов и дырок, n, p — концентрации электронов и дырок, E — приложенное электрическое поле.

Какой ток диффузии?

Поток носителей заряда из-за наличия градиента концентрации из-за диффузии называется диффузионным током.Этот диффузионный ток течет со стороны высокой концентрации на сторону с низкой концентрацией. Диффузионный ток — чисто статистическое явление. Плотность диффузионного тока прямо пропорциональна градиенту концентрации (градиент концентрации — это скорость, с которой концентрация носителей изменяется в зависимости от расстояния dp / dx или dn / dx) и определяется выражением

.

Jn = Dn * q * dn / dx для электронов

Jp = -Dp * q * dp / dx для отверстий

где Dn, Dp — константы диффузии дырок и электронов, q — заряд электрона, dp / dx, dn / dx — градиент концентрации дырок и электронов.

Какое время хранения, время прямого и обратного восстановления диода?

Время прямого восстановления диода определяется как разница во времени между 10% -ной точкой конечного напряжения диода и временем, когда напряжение на диоде достигает 90% и остается в пределах 10% от конечного значения.

Термины запоминание и время перехода используются, когда диод внезапно переключается с прямого смещения на обратное.

Время хранения определяется как временной интервал между приложением обратного смещения и временем, когда сохраненный неосновной заряд становится нулевым.

Время перехода определяется как время, за которое переходная емкость диода заряжается от нуля (это происходит, когда накопленный неосновной заряд становится равным нулю) до приложенного обратного смещения.

Общее время, прошедшее между приложением обратного смещения до полного заряда диода до приложения обратного смещения, называется временем обратного восстановления. Это сумма времени хранения и времени перехода.

Что такое текущее уравнение диода?

Текущее уравнение диода равно

I d = I do * (exp (В / Вт) -1)

где

Ido — обратный ток насыщения,

В — напряжение на диоде,

Вт — напряжение, эквивалентное температуре.

Если V отрицательно и V >> Vt exp (V / Vt) стремится к нулю и Ic = -Ico.

Что такое обратный ток насыщения в диоде?

Это ток, протекающий через диод, когда диод смещен в обратном направлении с напряжением более 5 * Vt (0,13 В при комнатной температуре), где Vt — это напряжение, эквивалентное температуре, которая составляет 26 милливольт при комнатной температуре. Обратный ток насыщения — это ток неосновных носителей, возникающий в результате потока неосновных носителей с любой стороны перехода (электроны с p-стороны на n-сторону и дырки с n-стороны на p-сторону).Это функция концентрации неосновных носителей с обеих сторон, то есть электронов в полупроводнике p-типа и дырок в полупроводнике n-типа, времени жизни носителей и константы диффузии.

Как обратный ток зависит от температуры?

Обратный ток насыщения диода является чувствительной функцией от температуры и быстро увеличивается с повышением температуры. Это связано с тем, что обратный ток насыщения увеличивается с увеличением проводимости кремниевого материала, используемого при производстве транзистора.Проводимость, в свою очередь, зависит от концентрации свободных электронов и дырок, которая увеличивается с ростом температуры из-за увеличения тепловой энергии электронов (из-за повышения температуры). Примерно обратный ток насыщения удваивается на каждые 10 ° C повышения температуры. Если I _co1 является обратным током насыщения при температуре T ₁ , то при температуре T ₂ обратный ток насыщения определяется как

I _co2 = I _co1 * 2 ^{(T2-T1) / 10}

Что такое уравнение неразрывности?

Уравнение неразрывности определяет функциональную взаимосвязь концентраций носителей для приложенного напряжения (или) тока на входе в полупроводниковом корпусе со временем и расстоянием.В его основе лежит закон сохранения заряда. 2)

Что такое закон соединения?

Закон соединения гласит, что в полупроводниковом стержне с двумя точками с потенциалами В 1 и В 2 с концентрациями P 1 и P 2 , затем P 1 и P 2 связаны с V 1 и V 2 на

P 1 = P 2 * exp (( V2- V1) / V t), Где V t эквивалент напряжения t температура

Объясните значение η в уравнении тока диода?

При выводе текущего уравнения для диода предполагается, что генерация носителей и рекомбинация в области пространственного заряда незначительны.Такое предположение справедливо для германия, но не для кремния. Следовательно, чтобы учесть их, в текущее уравнение вводится коэффициент η .

Какое значение η для германия и кремния?

Генерацией и рекомбинацией носителей в области пространственного заряда можно пренебречь для германия, но не для кремния. Следовательно,

η = 1 для германия

η = 2 для кремния

Нарисуйте VI характеристики диода?

VI характеристика диода

Какие диоды будут работать при обратном смещении?

Ниже приведены некоторые диоды, работающие в режиме обратного смещения.

а) Стабилитрон

б) ПИН-диод

в) Варакторный диод

Что такое длина диффузии электронов и дырок?

Среднее расстояние, которое проходит дырка или электрон, прежде чем он рекомбинирует с электроном или дыркой, впоследствии называется диффузионной длиной дырок или электронов.Это обозначается как Lp (дырки) и Ln (электроны). Единица измерения — метры.

Определите время жизни носителя дырок (или) выборов в полупроводнике?

Среднее время жизни дырки (или) электрона неосновного носителя до рекомбинации называется временем жизни носителя.

Какая связь между временем жизни постоянной диффузии и длиной диффузии в диоде?

Длина диффузии Lp = Корень (Dp * Tp)

где Lp = диффузионная длина отверстий в метрах

Dp = Константа диффузии отверстий в м2 / с

Tp = Срок службы несущей в отверстии, сек

Какая связь Эйнштейна между постоянной диффузии и подвижностью?

Связь Эйнштейна между постоянной диффузии и подвижностью равна

.

Где D p , D n — константы диффузии для дырок и электронов; µ n , µ p — подвижности электронов и дырок, В t — напряжение, эквитантное температуре.-19 кулонов

При комнатной температуре 27 градусов Цельсия (300 К) это примерно равно 26 милливольт.

Что такое инжекция неосновных носителей низкого уровня в диоде?

Термин инжекция неосновных носителей на низком уровне используется, когда концентрация введенных неосновных носителей (дырки в материале n, электроны в материале p) очень меньше по сравнению с концентрацией основных носителей, т. Е. Уровнем легирования. Например, дырки вводятся в полупроводник n-типа из-за некоторого возбуждения, скажем, условие инжекции низкого уровня электрического поля выполняется, когда вводимая концентрация дырок << концентрация электронов.

Какой диффузионный ток доминирует над общим током при инжекции неосновных носителей низкого уровня?

В предположении низкого уровня инжекции диффузионный ток преобладает над дрейфовым.

Какое электрическое поле на разомкнутом диоде?

В разомкнутом диоде полный ток, протекающий через переход, будет равен нулю. Следовательно, должно существовать электрическое поле для управления дрейфующим током для противодействия диффузионному току, поскольку чистый ток, текущий через переход, должен быть равен нулю.Приравнивание плотности дырочного тока к нулю

Jp = -Dp * q * dp / dx + q * μ p * p * E

Переставляя члены, получаем E oc = ( Dp / P * μ p) * dp / dx , из отношения Эйнштейна (Отсюда Eoc8 / P) * dp / dx.

Что такое крутой переход или ступенчатый переход?

PN-переход, в котором легирование резко меняется с акцептора на донор, определяется как резкий переход. Изменение плотности заряда в резком переходе с Na = Nd показано ниже

. ступенчатый переход

Изменение плотности заряда с расстоянием в резком переходе

Что такое линейный переход?

PN-переход, в котором легирование резко меняется с акцептора на донор, определяется как резкий переход.Изменение плотности заряда в резком переходе с Na = Nd показано ниже

. линейный PN переход

Изменение плотности заряда в зависимости от расстояния в линейном переходе

Какая связь между емкостью и напряжением обратного смещения?

Емкость диода обратного смещения уменьшается с увеличением напряжения обратного смещения. Когда напряжение обратного смещения увеличивается, ширина обедненного слоя увеличивается, что приводит к уменьшению емкости.

C = ε * A / W

Где W = ширина истощающего слоя.м)

, где k — постоянная, а Vj — встроенный потенциал, V — напряжение обратного смещения.

Где m = 1/2 для крутого перехода

м = 1/3 для линейного перехода.

Как это влияет на проникновение в зону истощения?

Повторное обеднение в диоде с PN-переходом больше проникает в слаболегированный полупроводник (P или N). Исходя из принципа нейтральности заряда, это можно понять следующим образом:

Рассмотрим полупроводниковый переход с материалом P-типа, имеющим концентрацию легирования Na, и материал типа N с концентрацией легирования Nd.Пусть Wp и Wn — ширина обедненного слоя в материалах типа P и N. Тогда, исходя из закона сохранения заряда, общий непокрытый заряд при восстановлении истощения должен быть равен нулю. Соответственно

-Na * Wp * Ap + Nd * Wn * An = 0;

Если площадь поперечных сечений одинакова с обеих сторон

Na * Wp = Nd * Wn

Из приведенного выше уравнения, если Na >> Nd, то Wp << Wn, следовательно, обеднение проникает больше в слаболегированный материал типа N.

Что такое кусочно-линейные характеристики?

Нелинейные характеристики диода могут быть аппроксимированы кусочно-линейными характеристиками, то есть соотношение между напряжением и током определяется двумя выражениями, где каждое выражение является линейным для уникального интервала диапазона напряжений. Кусочные характеристики диода представлены ниже.

Работа диода — Energy Education

Рис. 1. p-n переход диода вместе с его соответствующими схематическими и реальными компонентами. ^[1] Катод и анод диода помечены так, чтобы обычный ток протекал от анода к катоду через диод.

Принцип работы диода может быть трудным для понимания, поскольку он включает довольно продвинутую квантовую механику. Однако на простейшем уровне работу диода можно понять, глядя на поток положительных зарядов (или «дырок») и отрицательных зарядов (электронов). Технически полупроводниковый диод упоминается как p-n переход .Эти p-n переходы также важны для работы фотоэлементов. Для правильной работы диода требуется процесс, известный как легирование. Полупроводники могут быть легированы материалами так, чтобы они имели избыток легко перемещаемых электронов — обычно это называется отрицательной областью или n-типа n-типа. Кроме того, они могут быть легированы элементами, которые создают избыток дырок, которые легко поглощают эти электроны — обычно называемые положительной областью или p-типа . ^{[2] [3]} Отрицательная и положительная области диода также являются катодом и анодом компонента соответственно (см. Рисунок 1).

Различия между этими двумя материалами и их взаимодействие на очень коротких расстояниях (менее миллиметра) приводят к образованию диода при соединении двух типов. Соединение этих двух типов создает p-n-переход, а область между двумя сторонами называется обедненной областью, поскольку электроны из области n-типа диффундируют и заполняют некоторые дыры в области p-типа.Это создает отрицательные ионы в области p-типа и оставляет положительные ионы в области n-типа (см. Рисунок 2). ^[4] Он по-разному реагирует на электрические поля в зависимости от направления электрического поля. Это приводит к полезному поведению электроники в зависимости от того, каким образом приложено напряжение (или электрическое поле), это называется смещением.

Смещение

Диод (PN переход) в электрической цепи позволяет току течь легче в одном направлении, чем в другом.Прямое смещение означает подачу напряжения на диод, позволяющее легко протекать току, в то время как обратное смещение означает подачу напряжения на диод в противоположном направлении. Напряжение с обратным смещением не вызывает протекания заметного тока. Это полезно для изменения переменного тока на постоянный. У него есть и другие применения для управления электронными сигналами.

Обратное смещение

Рис. 2. Обратно-смещенный p-n переход с черными кружками, представляющими легко перемещаемые электроны, и белыми кружками, представляющими электронно-дефицитные «дырки».«В таком соединении с обратным смещением, как этот, электроны покидают черные кружки и движутся к внешней цепи, оставляя больше положительных ионов, в то время как электроны из внешней цепи« заполняют дыры », создавая больше отрицательных ионов.

Если на диод подается напряжение таким образом, что половина диода n-типа была подключена к положительной клемме источника напряжения, а половина p-типа была подключена к отрицательной клемме, электроны из внешней цепи создаст больше отрицательных ионов в области p-типа, «заполняя дыры», и больше положительных ионов будет создано в области n-типа, поскольку электроны смещаются к положительному выводу источника напряжения (см. рисунок 2).Следовательно, область обеднения будет увеличиваться, и напряжение между областями p-типа и n-типа также будет увеличиваться, поскольку общий заряд на каждой стороне перехода увеличивается по величине до тех пор, пока напряжение на диоде не станет равным приложенному напряжению и не будет противодействовать ему и не будет отменено. его, прекращая ток через цепь. Этот процесс происходит почти мгновенно и практически не приводит к протеканию тока через цепь, когда напряжение подается в этом направлении через диод. Это известно как p-n-переход с обратным смещением. ^[5]

Прямое смещение

Рис. 3. Частично и полностью смещенный в прямом направлении p-n переход. Обратите внимание, что для сжатия обедненной области требуется минимальное напряжение.

Когда на диод подается напряжение в противоположном направлении, область обеднения начинает сокращаться (см. Рисунок 3). В диоде с обратным смещением электроны и дырки будут отводиться от перехода, но сценарий с прямым смещением гарантирует, что электроны и дырки движутся к переходу, поскольку они отталкиваются от положительных и отрицательных выводов источника напряжения соответственно. . ^{[1] [6]} При достаточно большом приложенном напряжении и дырки, и электроны преодолеют область истощения и встретятся рядом с переходом, где они могут объединиться в непрерывном процессе, замыкая цепь и позволяя течь току. .

прямое напряжение и напряжение пробоя

Существует минимальное пороговое напряжение, необходимое для преодоления области истощения, которое для большинства кремниевых диодов составляет значительные 0,7 вольт. Кроме того, напряжение обратного смещения индуцирует через диод небольшой ток, называемый током утечки, которым можно пренебречь для большинства целей.Наконец, достаточно большое обратное напряжение приведет к полному электрическому пробою диода и позволит току течь через диод в обратном направлении. ^[1]

Для получения дополнительной информации о диодах см. Все о схемах или гиперфизике.

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

.