Диоды

Диод — простейшая двухэлектродиая электрон­ная лампа. Два ее электрода — это катод (прямого или косвенного накала) и анод (обычно цилиндрической формы). Основное свойство диодов — односторонняя проводимость, то есть способность пропускать ток только в одном направ­лении.

Схемы включения диодов:

схемы подключения диодов

а — с катодом прямого накала; б — с катодом косвенного накала.

Катод подключен к источнику тока Ен (для диодов с катодом прямого накала Ен составляет при­близительно 1-2 В, для диодов с катодом косвенного на­кала 6,3 В), а анодная цепь — к источнику тока Еа (обычно значения Еа находятся в диапазоне 80-300 В, но для мощ­ных ламп достигают нескольких киловольт). Характерно, что у ламп с подогревным катодом цепь накала и анодная цепь полностью разделены, что создает ряд конструктивных достоинств.

При работе лампы катод нагревается проходящим по нему током и излучает электроны. Когда к аноду приложен положительный потенциал, электрическое поле захваты­вает электроны и перемещает их к аноду. Таким образом, в анодной цепи возникает электрический ток, значение которого определяется главным образом способностью катода отдавать электроны и напряжением на аноде.

Если же на анод лампы подан отрицательный потенциал, то электрическое поле препятст­вует движению электронов, из­лучаемых катодом. Ток не про­ходит, и, как говорят, лампа заперта.

Итак, диод пропускает ток лишь тогда, когда на аноде дей­ствует положительное напряже­ние, а ток в анодной цепи может проходить только в одном на­правлении. Это основное свой­ство диода, называемое односторонней проводимостью, предопределяет его широкое применение в разнообразных схемах в качестве вентильного элемента.

Вольт-амперная характеристика

вольтамперная характеристика

Это зависимость анодного тока Iа от напряжения Uа, приложенного к аноду, при не­изменном напряжении Uн накала, то есть

Ia=f(Ua)

Перегиб (точка а) приведенной вольт-амперной характе­ристики свидетельствует о том, что при данном напряжении Uн накала катод уже не может выделить больше электро­нов, как бы ни увеличивалось напряжение Uа на аноде. Это явление принято называть насыщением. Следует, однако, отметить, что катоды современных диодов обычно не испытывают явления насыщения, поэтому их вольт-амперные характеристики не имеют перегибов.

По вольт-амперной характеристике можно определить такие важные параметры диода, как крутизна характерис­тики и внутреннее сопротивление.

Крутизна характеристики s показывает, насколько изменяется анодный ток при изменении анодного напряжения на 1 В:

крутизна характеристики

Внутреннее сопротивление — это ве­личина, обратная крутизне характеристики, то есть

внутренне сопротивление

К основным параметрам диодов относят также обратное пробивное напряжение и допустимую мощность рассеяния.

Обратное пробивное  напряжение Uобр представляет собой параметр, который показывает, при каком значении напряжения обратной полярности диод выйдет из строя в результате пробоя пространства между анодом и катодом.

Допустимая мощность рассеяния Ра.доп показывает, при какой мощности диод выйдет из строя из-за перегрева анода. Мощность рассеяния, определяемая как Ра =UаIa , выделяется па аноде под действием элект­ронной бомбардировки.

Диоды, предназначенные дли выпрямления токов про­мышленной частоты, называют кенотронами. Низковольтные кенотроны (до 1000 В, до 250 мА) уступили свое место полупроводниковым диодам и сейчас применяются довольно редко. Высоковольтные кенотроны работают в выпрямите­лях с обратным напряжением в несколько киловольт. Сила выпрямленного тока здесь обычно составляет несколько миллиампер.

Маркировка кенотронов содержит букву Ц (например, 5ЦЗС — низковольтный, 1Ц11П — высоковольтный). Пер­вая цифра показывает (округленно) значение напряжения накала, третье число — порядковый номер разработки лампы, а последняя буква — особенности конструкции (С — в стеклянной колбе, П — пальчиковая, Ж — типа «желудь», А, Б—сверхминиатюрная).

Для выпрямления токов высокой частоты применяют детекторные диоды. Главная их особенность — малая ем­кость между электродами (не более 3-4 пФ против 30-50 пФ у кенотронов), что достигается в результате уменьшения поверхности электродов. В маркировке де­текторных диодов на втором месте стоит буква Д (например, 2Д1С), а если в одном общем баллоне размещены два диода (двойной диод), то второе место занимает буква X (2Х2П).