Содержание

как проверить светодиод мультиметром перед установкой освещения

На сегодняшний день электроника прочно вошла в жизнь и имеется в составе любого прибора или гаджета. Но, как не прискорбно, это было и приборы, и гаджеты ломаются и приходят в негодность. Самой часто встречающейся причиной, по которой многие приборы ломаются — это поломка одного из элемента электрической сети, к примеру диод.

Выполнить проверку поломки или неисправности этого элемента возможно самостоятельно. В статье разберем подробно как проверить диод мультиметром, а также что представляет из себя этот прибор и как им пользоваться.

Диоды бывают разные

Простой диод является элементом электрической сети и несет в себе роль полупроводника, то есть р-n переход. Он устроен так, что вполне может осуществить пропуск тока по цепи, но только в одну сторону. И осуществляется это от анода к катоду. Для этого обязательно к аноду присоединяется «плюс», а к катоду — «минус».

Обязательно стоит учесть и запомнить! Двигаться в обратном направлении ток в диоде не может.

Из-за такого отличительного момента изделие возможно проверить на неисправность с помощью тестера или мультметра. Рассмотрим какие же бывают диоды и чем отличаются друг от друга.

Типы диодов:
  1. Простой диод.
  2. Стабилитрон, как понятно из названия он препятствует повышению напряжения, то есть стабилизирует его.
  3. Варикап, диод обладающий емкостью, часто встречается в УКВ приемниках.
  4. Тиристор, диод с управляющим электродом, при подачи сигнала на управляющий электрод можно управлять состоянием тиристора, то есть открывать его или закрывать. Такой элемент часто встречается в силовой электронике.
  5. Симистор, примерно тоже самое, что и тиристор только для переменного напряжения. Диагностика данного диода будет рассмотрена в другой статье.
  6. Светодиод, диод излучающий свет при прохождении через него тока.
  7. Диод Шотки, диод обладающий повышенным быстродействием и малым падением напряжения.

Также есть фотодиоды, инфракрасные диоды и др.

Несмотря на то, что диоды отличаются по назначению и переходу, их проверка выполняется аналогично. Принцип работы диодов аналогичен.

Что называется мультиметром?

Мультиметр — это прибор, который имеет ряд функций:

  • Измерение напряжения, тока;
  • Измерение сопротивления;
  • Прозвонка, в этом режиме мультиметр показывает напряжение падения в мВ.
  • Также могут буть функции измерения емкости, температуры, частоты и др.
Как проверить диод мультиметром?

После того как определились с типом диодов, их различиями и особенностями, а также с назначением этого прибора, можно рассмотреть порядок работы с ним. Проверка заключается в том, что проверяют пропускную способность тока через них. Если это правило соблюдается, то смело можно заявить, что элемент схемы работает исправно и не имеет недостатков.

Обычные диоды проверяются этим прибором без особых усилий. Чтобы выполнить диагностику этих элементов достаточно выполнить следующие действия:

Проверка работоспособности диода, светодиода, стабилитрона.
  • Устанавливаем прибор в режим прозвонки, если такого режима нет, то в режим измерения сопротивления 1кОм;
  • Убеждаемся, что щупы прибора подключены в нужные нам гнезда мультиметра;
  • Провод красного цвета подсоединяется к аноду, а провод черного цвета — к катоду;

  • Производим измерение. В режиме прозвонки, при подключении диода прибор показывает падение напряжения от 200 до 400 мВ для германиевых диодов, от 500 до 700 мВ для кремниевых. При измерении сопротивления прибор будет показывать сопротивление диода. К примеру, для германиевых элементов сопротивление составляет от 100 килоом до 1 магаома, для элементов выполненных из кремния этот показатель равен 1000 мегаом. Если проверяется выпрямительный полупроводник, то значение еще более высокое. Это обязательно нужно учитывать, чтобы не допустить ошибку при определении результатов;
  • Меняем местами красный и черный щуп прибора;
  • Производим измерение. Если диод подключить в обратном направлении, то прибор будет показывать единицу «1», то есть величина сопротивления или напряжения утечки бесконечно большая;

  • Нужно помнить, что может быть вовсе не поломка, а утечка. Этот вариант возможен в двух случаях, если прибор долго находился в эксплуатации или же сборка его была выполнена не качественно. Если имеется короткое замыкание или утечка, то прибор покажет низкое сопротивление. Причем при определении результата нужно учитывать вид полупроводника.
  • Делаем выводы о работоспособности элемента.

Если все показатели соблюдены, то можно смело сказать, что он работает правильно и исправен. А вот если хотя бы один параметр не верный, то это свидетельствует о том, что элемент нужно заменить.

Признаки неисправного диода
  • Если диод неисправен, то в режиме прозвонки прибор запищит, а в режиме измерения сопротивления покажет значение близкое к 0, что говорит о том что диод коротко замкнут, то есть пробит.
  • Если при обоих измерениях прибор показывает 1, тоесть бесконечно большую величину, это означает, что диод в обрывае.

Диодный мост

Бывает, что возникает необходимость в диагностике диодного моста. Он представляет собой сборку, которая состоит из 4 полупроводников. Причем они соединены так, что переменное напряжение преобразуется в постоянное. Принцип проверки практически такой же. Важной отличительной особенностью является то, что нужно определить как подключены диоды в диодном мосту и проверить каждый диод в прямом и обратном направлении.





Заключение

Провести диагностику работоспособности полупроводников в приборе самостоятельно не сложно. Важно соблюдать порядок действий с мультиметром и четко выполнять все по инструкции. Но при этом обязательно начиная проверку нужно обратить внимание на тип элемента, иметь понятие о том, какое должно быть рабочее сопротивление и напряжение у исправного диода этой разновидности и только потом проводить диагностику и делать выводы.

Используя прибор для проверки исправности диода или любых других целей нужно придерживаться техники безопасности при пользовании им. Все щупы должны быть в исправном состоянии, изоляция проводов должна быть целостной.

Если имеются какие — ни будь дефекты, то их желательно сразу устранить, чтобы не нанести себе травмы при измерении. Также важно помнить, что у каждого прибора есть своя погрешность, в дешевых моделях она очень большая. И это важно учитывать при проведении проверки. От того насколько правильно будут выполнены все действия по диагностике, будет зависеть и результат проверки, и ее точность. Поэтому нужно уделить этому должное внимание.

Как проверить светодиодную лампу, ленту и другие приборы для освещения на исправность LED-элементов. Несмотря на более высокий срок эксплуатации по сравнению с лампами накаливания, осветительные светодиоды быстрее выходят из строя, чем индикаторные.

Светодиоды – полупроводниковые приборы, создающие оптическое излучение при прохождении электрического тока в прямом направлении. Делятся на две разновидности – индикаторные и осветительные. Первые характеризуются меньшей мощностью, поэтому используются в подсветке электронных устройств, выполняя функцию индикаторов.

Вторые применяются в осветительных приборах, включая лампы, ленты, фонари и прожектора.

Проверка светодиодных ламп

Важны четыре основные характеристики светодиодов (СД) – рабочий ток, прямое падение напряжения, мощность и световой поток. Рабочий ток индивидуален для каждого изделия и указывается на корпусе. С падением напряжения все гораздо проще – его значение зависит от цвета и материала, из которого изготовлено устройство.

Обычно зависимость напряжения от цвета СД следующая:

  • красные – 1,5-2 В;
  • оранжевые и желтые – 1,8-2,2 В;
  • зеленые – 1,9-4 В;
  • синие и белые – 3-3,5 В;
  • белые, синие и зеленые – 3-3,6 В.

Важно! Все параметры измеряются мультиметром. И для этого не нужно быть квалифицированным электриком!

Другой способ проверить светодиод (LED) – подключить его к источнику питания, состоящему из батареек. Из подручных средств, используемых при определении неисправностей, выделим зарядные устройства для мобильных телефонов (или более мощные – для фонарей).

Проверка мультиметром

При использовании мультиметра выполните следующие действия:

  1. Поверните тумблер, установив его на режим проверки LED-диодов.
  2. Подключите провода мультиметра к светодиоду.
  3. Убедитесь, что соблюдаете полярность СД: красные питаются от анода, черные – от катода.

При правильном подключении прибор засветится, в противном случае показания на мультиметре не изменятся.

Определяйте неисправности при минимальном освещении, чтобы повысить вероятность фиксирования свечения СД. При его отсутствии ориентируйтесь на показатели мультиметра – на работающем элементе значение должно быть отличным от показаний по умолчанию.

Есть более простой метод – прозванивание LED-диодов. Мультиметр используется для проверки транзисторов. В секции PNP катод подключите к отверстию C, а анод – к E.

Проверка подручными материалами

Для обнаружения неисправностей светодиодов используют LED-тестер, изготавливаемый из подручных средств, – нескольких пальчиковых батареек, соединенных параллельно, или мощной «Кроны».

Также тестер собирается из ненужной зарядки для телефона или другого электрического прибора. Отрежьте разъем на конце шнура, зачистите провода. Красный (плюс) присоедините к аноду, а черный (минус) – к катоду. Если будет достаточно напряжения, то СД загорится.

Зарядные устройства от фонариков пригодятся в том случае, если неисправны лампочка или лента с более мощными светодиодами.

Проверка светодиодов без выпаивания

Для подключения щупов мультиметра соедините их при помощи пайки с небольшим металлическим предметом – канцелярской скрепкой. Между ними установите текстолитовую пластину, заизолировав ее клейкой лентой. Эта простая конструкция – безопасный проводник для фиксации щупов. Подключитесь к светодиоду, не выпаивая его из схемы.

Проверка исправности светодиодов в фонаре

Перед определением неисправностей удалите из фонарика батарейку, разберите его и выньте текстолитовую плату, к которой прикреплен нужный СД. Воспользуйтесь тестером, подключив к нему щупы через PNP-разъем. Выпаивать диод необязательно – замеры производятся на плате. Устройство засветится только при прямом включении!

При параллельном подключении светодиодов замерьте сопротивление всей схемы. Если оно будет близко к нулю, то один из полупроводников работает некорректно. Чтобы определить, какой именно, воспользуйтесь методом, указанным выше, изучая каждый СД отдельно.

Проверка LED-прожектора

Осмотрите светодиоды визуально. Если видите большой квадрат желтого цвета, то не пытайтесь проверить работоспособность тестером, – напряжение такого элемента свыше 20 В.

Если в прожекторе используется несколько мелких SMD, то есть смысл применить мультиметр. Разберите устройство и отыщите драйвер подсветки, влагозащитную прокладку и плату с установленными LED-диодами. Процедура аналогична проверке светодиодной лампы (читайте выше).

Проверка инфракрасного диода

Инфракрасные диоды используются во многих электронных приборах, особенно популярны в пультах дистанционного управления. Их основная функция – передача сигнала на фотоприемник телевизора, музыкального центра или светодиодной лампы. Если батарейки исправны, то вышел из строя СД.

Разглядеть свечение инфракрасного светодиода без подручных средств нереально, но его проверка проста. Наведите фотоаппарат (или фотокамеру любого девайса) на СД, расположенный в пульте ДУ. Если полупроводник работает, то вы увидите непродолжительное свечение с фиолетовым оттенком.

В качестве тестера такого СД используют и осциллограф. Если на его фотоэлемент попадает ИК-излучение, то создается напряжение.

Проверка светодиодной ленты

Светодиодная лента – источник света из нескольких LED-элементов. СД группируются по три штуки на участок. Тогда ленту можно разделить на отрезки любой длины без ухудшения эксплуатационных характеристик.

Чтобы убедиться в ее работоспособности, подайте электрический ток на контакты. Исправная будет светиться вся. Если горит лишь часть, проблемы в токопроводящем кабеле. Его необходимо проверить мультиметром.

Если не будет светиться целый участок из трех светодиодов, проблема в этих элементах. Осмотрите каждый из них и измерьте сопротивление резистора всей группы.

Рассмотренные методы проверки LED-диодов в осветительных приборах просты – вооружитесь мультиметром или проводами с парой пальчиковых батареек. В случае обнаружения неисправного элемента замените его или отнесите в мастерскую.

Светодиоды подразделяются на индикаторные и осветительные. Индикаторные обладают меньшей мощностью и применяются в подсветке дисплеев приборов, как индикаторные источники светового сигнала. Осветительные – более мощные (мощность более 1 Вт), применяются в конструкциях осветительных приборов, которые могут производиться в форме с ламп, лент, прожекторов.

Срок службы таких источников в десятки раз выше, чем ламп накаливания. Тем не менее, осветительные элементы служат гораздо меньше, чем индикаторные. Иногда возникает потребность их проверить, сделать это можно мультиметром или специальным тестером.

Последовательность проверки

Для работы светодиода необходим постоянный ток невысокого напряжения. Для его получения применяются различные устройства, представляющие собой миниатюрные блоки питания, которые являются элементами конструкции осветительных приборов. Осуществлять проверку при помощи фактического подключения к таким блокам не всегда представляется возможным. В этом случае необходимо использовать мультиметр.

Учитывая особенности устройства, можно легко понять, как проверить светодиод мультиметром. Поскольку он имеет в своей структуре полупроводниковый переход, то, по аналогии с обычным диодом, должен пропускать ток в определенном направлении. Если величина тока будет достаточна, светодиод будет излучать свет.

Для проверки светодиода мультиметром необходимо перевести прибор в режим прозвона диодов, далее:

Аналогично можно осуществить проверку светодиода простейшим тестером, представляющим собой разорванную цепь из отрезка проводника, источника постоянного тока и контрольной лампы.

Возможна ситуация, когда в процессе проверки мощного осветительного светодиода вышеописанным способом, отражается напряжение на дисплее, светится элемент, но при включении в схему яркость недостаточно сильная. Это определяется невооруженным глазом без всяких измерений. В этом случае, скорее всего, имеет место дефект кристалла. Такой светодиод необходимо заменить.

Можно проверить светодиод тестером, не выпаивая его из схемы. Достаточно освободить один из его контактов.

В настоящее время производятся и поступают в продажу специальные устройства – LED TESTER. Каждое такое устройство представляет собой тестер светодиодов, выполненный в виде прибора с встроенным источником питания и комплектом разъемов для проверки устройств различных типов.

Проверка светодиодной ленты

Светодиодная лента представляет собой источник света, состоящий из множества элементов. Они расположены равномерно по длине ленты и сгруппированы по три. Это позволяет разрезать светодиодную ленту на отрезки практически любой длины, не ухудшая при этом ее эксплуатационных свойств. Главное, чтобы разрез не приходился на середину группы из трех элементов.

Проверка ленты заключается в подаче тока на контакты питания. Если лента горит, она исправна. Если не горит вся лента, неисправность нужно искать в подводящих проводах. Для этого можно их прозвонить тестером. Можно для проверки целостности проводов измерить сопротивление мультиметром.

Если при включении питания в ленте не горят отдельные группы, проблема не в подводящих проводах, а в конкретном сегменте со светодиодами. В этом случае они проверяются по методике, описанной выше, а также проверяется резистор (он один на всю группу) на соответствие заданному значению сопротивления.

Проверка светодиодных ламп

Для удобства потребителей в настоящее время налажен выпуск ламп на основе светодиодов, которые имеют геометрическую конфигурацию, схожую с уже привычными лампами накаливания. Это дает возможность устанавливать светодиодные лампы в обычные светильники, питающиеся от сети 220 В.

В конструкцию такой лампы встроен специальный преобразователь тока – драйвер. Это устройство собирается из деталей, имеющих параметры, различающиеся в каждой отдельной модели. Это обстоятельство делает невозможным применение такого вида диагностики, как проверка светодиодной лампы мультиметром.

Светодиодную лампу прозванивают при помощи специального тестера. Он представляет собой прибор, внутри которого собрана схема, позволяющая проверять работоспособность ламп различных типов. Для этого на корпусе выполнены несколько разъемов под цоколи ламп, наиболее часто применяемых. Вывод результата проверки, осуществляется в виде звукового сигнала.

Светодиод по своей внутренней структуре напоминает обычный диод. Поэтому проверить его можно аналогичным образом – включением в прямом направлении, т.е. между анодом и катодом светодиода необходимо приложить положительное напряжение. Проверка не составит больших проблем, если у вас есть мультиметр. В отличие от стандартных кремниевых диодов, прямое напряжение на которых около 0,6…0,7 В, светодиод обладает более высоким значением этого параметра, причем в зависимости от цвета свечения и материала изготовления. Так красные светоизлучающие полупроводники имеют напряжение – 1,5…2 В, зеленые – 1,9…4 В, белые – в районе 3…3,5 В.

В простейшем варианте, нужно включить мультиметр в режим проверки диодов, как показано на рисунке.

Далее визуально определим полярность включения. У большинства светодиодов вывод катода обычно немного короче анода. Если выводы кто-то обкусил, то можно посмотреть на просвет. Обычно тот электрод, который большего размера является катодом, но бывают редкие исключения из этого правила.

Остается только подключить мультиметр к выводам светодиода. Красный щуп подсоединяем к аноду, черный – к катоду. Исправный компонент должен при этом засветиться.

Еще проще и удобнее прозвонить светодиоды в том случае, если в вашем мультиметре имеется функция проверки транзисторов. В этом случае необходимо всего лишь вставить в соответствующий разъем выводы. Для секции NPN: анод необходимо засунуть в С (коллектор), катод в E (эмиттер). Для секции транзистора структуры PNP – с точностью до наоборот.

Если необходимо проверить достаточно мощные световые полупроводниковые элементы, работающих на токах порядка сотен и даже тысяч мА, то иногда попадается такой дефект: при «прозвонке» светодиод подсвечивается нормально и признается хорошим, а когда включается на полный рабочий ток, то светит гораздо слабее своих собратьев. В данном случае имеется дефект кристалла и если замена бракованных компонентов в готовом изделии затруднена, то рекомендуется проверить их заранее с помощью специального тестера.

Первое, что потребуется сделать, это добыть из старой батарейки типа «Крона» соединительную колодку и комплект крепежа для неё. Затем ищем подходящий корпус для будущего устройства и крепим на него контактную колодку. Изготавливаем штыри для подключения к мультиметру, вместо щупов.


По размеру и конфигурации отсека для радиоэлементов вырезаем крышку – плату, на которую монтируем кнопку включения и разъем для подсоединения проверяемого компонента. С внутренней стороны печатной платы, в соответствии со схемой, припаиваем сопротивление (1 к, 0,25 Вт) и монтажные провода. Монтируем всё это в наш корпус и соединяем провода согласно принципиальной схемы. Клеим на свободное место на печатной плате схематичное изображение светодиода, которое ориентируем согласно схеме подсоединения, при которой светодиод будет функционировать. Подключаем к мультиметру. Устанавливаем предел измерения 20V постоянного напряжения.

Подсоединяем внешний источник питания (исправная батарейка крона) и проверяемый компонент. Нажимаем кнопку включения. Имеем: исправный светодиод с напряжением его питания около 2 Вольт. Если напряжение питания знать не требуется можно обойтись и без мультиметра.

Светодиод – полупроводниковый прибор, по своей структуре напоминающий обычный диод. Поэтому проверить его можно как обычный диод – включением в прямом направлении, т.е. между анодом и катодом приложить положительное напряжение. Проверка не составит труда, если есть на руках обычный тестер. В отличие от обычных кремниевых диодов, прямое напряжение на которых составляет 0,6…0,7 В, светодиод имеет гораздо большее значение этого параметра. В зависимости от цвета и материала, красные имеют напряжение – 1,5…2 В, зеленые – 1,9…4 В, белые – около 3…3,5 В. Эта информация указана в документации производителя.

Еще одной особенностью светоизлучающего диода от обычного – низкое обратное напряжение, которое превышает прямое всего на несколько вольт. Это повышает риск выхода прибора из строя при неправильном включении или вследствие электростатического разряда. Как убедиться в исправности светодиода, прежде чем смонтировать его на плату?

Практически любой цифровой тестер (или мультиметр, кому как больше нравится) позволяет быстро проверить светодиод на работоспособность.

В простейшем случае, чтобы прозвонить светодиод, нужно включить мультиметр в режим проверки диодов, как показано на рисунке ниже.

Далее определим полярность включения. У выводных светодиодов катод обычно короче анода. Если выводы одинаковой длины (кто-то «заботливо» обкусил), то смотрим на просвет. На рисунке видно, что внутри самого корпуса располагаются два электрода, обычно тот который большего размера – катод, но это не всегда так, поэтому не стоит брать это за правило.

Остается только подключить тестер к выводам светодиода. Красный щуп к аноду, черный – к катоду (если, конечно, у вас стандартные цвета щупов). Исправность определяется по свечению.

Этим же способом можно проверить и мощный светодиод. Такие обычно смонтированы на плату с металлической подложкой (MCPCB). Полярность обычно подписана рядом с контактными площадками. Если нет, тогда наугад. Вероятность повредить светодиод тестером очень мала – не та мощность.

Еще проще и удобнее прозвонить выводные светодиоды, если в мультиметре есть функция проверки транзисторов. В этом случае нужно всего лишь вставить в соответствующий разъем выводы. Для секции NPN: анод в отверстие С (коллектор), катод в E (эмиттер). Для секции PNP – с точностью до наоборот. Наглядно проверка показана на рисунке ниже.

Когда дело касается мощных осветительных светодиодов, работающих на токах порядка сотен и тысяч мА, то встречается такой дефект: при «прозвонке» светодиод подсвечивается и признается годным, а когда включается на рабочий ток, то светит словно «в полнакала». Это связано с дефектом кристалла и если замена бракованных светодиодов в готовом изделии (например, прожекторе) затруднена, то необходимо проверить их заранее.

Более тщательная проверка, помимо мультиметра, потребует еще и источника тока. Идеальный вариант – наличие лабораторного источника, но подойдет и адаптер для зарядки мобильных телефонов или других устройств. Главное, чтобы он имел стабилизацию по току.

Последовательность такова:

  1. мультиметр переключаем на предел «10 А» (не забываем переставить щуп в соответствующее гнездо) и включаем в цепь последовательно между светодиодом и источником питания;
  2. включаем питание, измеряем силу тока, выключаем питание;
  3. мультиметр включаем параллельно светодиоду, установив предел измерения «20 В» (опять же не забывая переставить щуп, а то устроим КЗ), источник соединяем напрямую со светодиодом, соблюдая полярность;
  4. включаем питание, измеряем падение напряжения на светодиоде, выключаем питание;
  5. проверяем исправность по соответствию тока и напряжения по кривой вольтамперной характеристики, приведенной производителем в data sheet.

Электронный анод. Назначение диода. Определяем полярность светодиода. Где плюс и минус у LED

Есть вещи, которые хочется, что называется «развидеть» – термин вполне устоявшийся и понятный.

Евгений Гришковец, рассказывает про железнодорожников. (с) Спектакль «Одновременно»

А есть вещи которые, ну никак не получается запомнить. Это возникает от того, что новое понятие не может однозначно зацепиться за уже известные факты в сознании, никак не получается построить новую связь в семантической сети фактов.

Все знают, что у диода есть катод и анод. Все знают, как диод обозначается на электрической схеме. Но далеко не все могут правильно сказать, где же на схеме что.

Под спойлером картинка, посмотрев на которую, вы навсегда запомните, где у диода анод, а где катод. Должен предупредить, развидеть это не получится, так что тот, кто не уверен в себе, пусть не открывает.

Теперь, когда мы отпугнули слабых, продолжаем…


Да, вот так все просто. Буква К – это катод, буква А – это анод. Извините, теперь и вы это никогда не забудете.

Продолжим, и разберемся куда течет ток. Если приглядеться, обозначение диода представляет собой стрелку. Вот, не поверите – ток течет именно туда, куда показывает стрелка! Что логично, не правда ли? Дальше больше – ток течет “А ткуда” (от Анода) и “К уда” (к Катоду). В обозначениях транзисторов тоже есть стрелки, и они так же обозначают направление тока.


Ток – направленное движение заряженных частиц – это мы все знаем из школьной физики. Каких частиц? Да, любых заряженных! Это могут быть и электроны несущие отрицательный заряд и обделенные электронами частицы – атомы или молекулы, в растворах и плазме – ионы, в полупроводниках – «свободные электроны» или вообще «дырки», что бы это не значило. Так вот, во всем этом зоопарке проще всего разобраться так: ток течет от плюса к минусу, и все. Запомнить это очень просто: «плюс» – интуитивно – это там где чего-то «больше», больше в данном случае зарядов (еще раз – не важно каких!) и текут они в сторону «минуса», где их мало и ждут. Все остальные подробности, непринципиальны.

Ну, и последнее – батарейка. Обозначение тоже всем известно, две палочки подлинней потоньше и покороче потолще. Так вот покороче и потолще символизирует собой минус – эдакий «жирный минус» – как в школе, помните: «ставлю тебе четыре с жирным минусом ». Я только так и запомнил, возможно, кто-то предложит вариант лучше.

Теперь, вы без труда ответите на вопрос, загорится ли лампочка в этой схеме:

Катод – это электрод устройства, который подключен к отрицательному полюсу источнику тока. Анод – противоположность ему. Это электрод прибора, подключенный к положительному полюсу источника тока.

Обратите внимание! Чтобы легче запомнить разницу между ними, используют шпаргалку. В словах «катод»-«минус», «анод»-«плюс» одинаковое число букв.

Применение в электрохимии

В этом разделе химии катод – это отрицательно заряженный электрический проводник (электрод), притягивающий к себе положительно заряженные ионы (катионы) во время процессов окисления и восстановления.

Электролитическое рафинирование – это электролиз сплавов и водных растворов. Большинство цветных металлов подвергаются такой очистке. При помощи электролитической очистки получается металл с высокой чистотой. Так, степень чистоты меди после рафинирования достигает 99,99%.

На положительном электрическом проводнике во время рафинирования или очистки проходит электролитический процесс. Во время него металл с примесями помещают в электролизер и делают анодом. Такие процессы проводятся при помощи внешнего источника электрической энергии и называются реакциями электролиза. Осуществляются в электролизерах. Он выполняет функцию электронасоса, нагнетающего отрицательно заряженные частицы (электроны) в отрицательный проводник и удаляющего его из анода. Откуда исходит ток, неважно.

На катоде очищается металл от посторонних примесей. Простой катод изготавливается из вольфрама, иногда – из тантала. Достоинством вольфрамового отрицательного электрода является стойкость его изготовления. Из недостатков – имеет низкую эффективность и неэкономичность. Сложные катоды имеют разное устройство. У многих таких типов проводников на чистый металл сверху наносится специальный слой, который активирует получение большей производительности при относительно низких температурах. Они очень экономичны. Их недостаток состоит в небольшой устойчивости производительности.

Готовый чистый металл тоже называется катодом. Например, цинковый или платиновый катод. На производстве отрицательный проводник отделяют от катодной основы при помощи катодосдирочных машин.

При удалении отрицательно заряженных частиц из электрического проводника на нем создается анод, а при нагнетании отрицательно заряженных частиц на электрический проводник – катод. При электролизе очищаемого металла его положительные ионы притягивают к себе отрицательно заряженные частицы на отрицательном проводнике, и происходит восстановительный процесс. Чаще всего используют такие аноды:

  • цинковые;
  • кадмиевые;
  • медные;
  • никелевые;
  • оловянные;
  • золотые;
  • серебряные;
  • платиновые.

Чаще всего на производстве используют цинковые аноды. Они бывают:

  • катанные;
  • литые;
  • сферические.

Больше всего применяют катанные цинковые аноды. Еще используют никелевые и медные. А вот кадмиевые почти не используются из-за их токсичности для экологии. Бронзовые и оловянные аноды применяют при изготовлении радиоэлектронных печатных плат.

Гальванизация (гальваностегия) – процесс нанесения тонкого слоя металла на другой предмет с целью предотвращения коррозии изделия, окисления контактов в электронике, износостойкости, декорации. Суть процесса такая же, как при рафинировании.

Цинк и олово используют для повышения стойкости изделия при коррозии. Цинкование бывает холодным, горячим, гальваническим, газотермическим и термодиффузионным. Золото используют в основном в защитно-декоративных целях. Серебро повышает стойкость контактов электроприборов к окислению. Хром – для увеличения износостойкости и защиты от коррозии. Хромирование придает изделиям красивый и дорогой вид. Используется для нанесения на ручки, краны, колесные диски и т.д. Процесс хромирования токсичен, поэтому строго регламентируется законодательством разных стран. Ниже на картинке представлен метод гальванизации при помощи никеля.

Применение в вакуумных электронных приборах

Здесь катод выступает источником свободных электродов. Они образуются в ходе их выбивания из металла при высоких температурах. Положительно заряженный электрод притягивает электроны, выпущенные отрицательным проводником. В разных аппаратах он в разной степени собирает их в себя. В электронных трубках он полностью притягивает отрицательно заряженные частицы, а в электронно-лучевых приборах – частично, формируя в завершении процесса электронный луч.

Анод – это электрод прибора, который присоединяется к положительному полюсу необходимого источника питания. При этом электрический потенциал анода является положительным по отношению к потенциалу указанного катода. Во всех процессах электролиза анод – это электрически положительный полюс, на котором происходят окислительно-восстановительные реакции. Получается, что результатом этих операций может быть разрушение анода. Это используется, например, при электрорафинировании металлов.

Самые популярные аноды

В металлургии используется анод для гальваники для того, чтобы наносить на поверхность изделий слой металла электрохимическим способом или для электрорафинирования. При этом процессе металл с примесями полностью растворяется на аноде, а потом осаждается в чистом виде на катоде.

В основном распространены аноды из цинка, которые могут быть литыми, сферическими, катаными. Причем последние используются чаще всего. Кроме того, берут аноды из никеля, меди, олова, бронзы, кадмия, сплава сурьмы и свинца, серебра, платины и золота. А вот из кадмия аноды почти не используют, что обуславливается их экологической вредностью. Анод из драгоценных металлов используют для того, чтобы повысить коррозионную стойкость, улучшить эстетические свойства предметов, а также для других целей. Кроме того, они пригодятся и для того, чтобы повысить электропроводность изделий.

В вакуумных электронных приборах анод – это специальный электрод, который способен притягивать к себе любые летящие электроны, которые испущены катодом. В рентгеновских трубках и электронных лампах он имеет такую конструкцию, когда полностью поглощает все электроны. В электронно-лучевых трубках аноды являются элементами электронной пушки, которые поглощают только часть летящих электронов, формируя при этом электронный луч после себя. В полупроводниковых приборах электроды, которые подключаются к положительному источнику тока, когда прибор открыт, то есть он имеет небольшое сопротивление, называют анодом, а тот, что подключен к отрицательному полюсу, соответственно, – катодом.

Знак анода и катода

В специальной литературе часто можно встретить самое разное обозначение знака анода: «+» или «-». Это определяется особенностями рассматриваемых процессов. К примеру, в электрохимии считают, что катод – это электрод, на котором протекает процесс восстановления, а анод – это электрод, на котором протекает процесс окисления. При активной работе электролизера внешний источник тока обеспечивает на одном электроде избыток электронов и здесь происходит восстановление металла. Этот электрод является катодом. А на другом электроде, в свою очередь, обеспечивается недостаток электронов и происходит окисление металла, и его называют анодом.

При работе гальванического элемента, на одном из электродов избыток электронов обеспечивается уже не внешним источником тока, а именно реакцией окисления металла, то есть здесь отрицательным будет уже анод. Электроны, которые проходят через внешнюю цепь, будут расходоваться на протекание реакции восстановления, то есть катодом можно назвать положительный электрод.

Исходя из такого толкования, для аккумулятора аноды и катоды меняются местами в зависимости от того, как направлен ток внутри аккумулятора. В электротехнике анодом называют положительный электрод. Так электрический ток течет от анода к катоду, а электроны – наоборот.

Например, при электролитическом рафинировании металлов (меди , никеля и пр. ) на катоде осаждается очищенный металл.

Катод в вакуумных электронных приборах

Катод у полупроводниковых приборов

Знак анода и катода

В литературе встречается различное обозначение знака катода – «-» или «+», что определяется, в частности, особенностями рассматриваемых процессов.

В электрохимии принято считать, что катод – электрод, на котором происходит процесс восстановления , а анод – тот, где протекает процесс окисления . При работе электролизера (например, при рафинировании меди) внешний источник тока обеспечивает на одном из электродов избыток электронов (отрицательный заряд), здесь происходит восстановление металла, это катод. На другом электроде обеспечивается недостаток электронов и окисление металла, это анод.

В электротехнике катод – отрицательный электрод, ток течет от анода к катоду, электроны , соответственно, наоборот.

См. также

Литература

Ссылки

  • Рекомендации ИЮПАК по выбору знака для величин анодного и катодного токов

Wikimedia Foundation . 2010 .

Синонимы :

Смотреть что такое “Катод” в других словарях:

    – (греч. kathodos спуск). Полюс гальванической пары, противоположный аноду. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. КАТОД в гальванических элементах и вольтовом столбе отрицательный полюс, т. е. конец… … Словарь иностранных слов русского языка

    катод – а, м. cathode f. <англ. cathode < гр. kathodos путь вниз, спуск. Электрод, соединенный с отрицательным полюсом источника тока (в противоположность аноду). БАС 1. В действии таких приборов, как гальваническая баттарея, полярности нет и быть… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

    катод – катод Плоская заготовка, получаемая методом электролиза, предназначенная для переплава. [ГОСТ 25501 82] катод Отрицательный электрод рентгеновской трубки [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология… … Справочник технического переводчика

    – (от греч. kathodes ход вниз, возвращение; термин предложен англ. физиком М. Фарадеем в 1834), 1) отрицательный электрод электровакуумного или газоразрядного прибора, служащий источником эл нов, к рые обеспечивают проводимость межэлектродного пр… … Физическая энциклопедия

    Эмиттер Словарь русских синонимов. катод сущ., кол во синонимов: 4 термокатод (1) … Словарь синонимов

    КАТОД – КАТОД, электрод, соединенный с отрицательным полюсом батареи. Если в жидкость погрузить две металлические пластины, соединенные с полюсами батареи, то различие между катодом и анодом скажется в следующем: если пластины, из к рых сделаны электроды … Большая медицинская энциклопедия

    катод – электровакуумного прибора; катод Электрод, основным назначением которого обычно является испускание электронов при электрическом разряде … Политехнический терминологический толковый словарь

    – (от греческого kathodos ход вниз, возвращение), электрод электронного либо электротехнического прибора или устройства (например, электровакуумного прибора, гальванического элемента, электролитической ванны), характеризующийся тем, что движение… … Современная энциклопедия

    – (от греч. kathodos ход вниз возвращение), в широком смысле электрод различных радио и электротехнических устройств или приборов (электронных ламп, гальванических элементов, электролитических ванн и т. д.), характеризующийся тем, что движение… … Большой Энциклопедический словарь

    КАТОД, отрицательно заряженный ЭЛЕКТРОД в электролитическом элементе или ЭЛЕКТРОННОЙ ТРУБКЕ. В процессе ЭЛЕКТРОЛИЗА (где электрическая энергия используется для осуществления химических изменений) к нему притягиваются положительно заряженные ионы… … Научно-технический энциклопедический словарь

    КАТОД, катода, муж. (греч. kathodos возвращение) (физ.). Отрицательный электрод; ант. анод. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

Книги

  • Методы экспериментальной физики в избранных технологиях защиты природы и человека: Монография , Коржавый Алексей Павлович. В книге изложены избранные методы экспериментальной физики, созданные на основе вакуумных СВЧ-, газоразрядных лазеров и приборов отпаянного типа для защиты окружающей природной среды и…

m. katod-anod.ru

Назначение диода, анод диода, катод диода, как проверить диод мультиметром

Назначение диода – проводить электрический ток только в одном направлении. Когда-то давно применялись ламповые диоды. Но сейчас используются в основном полупроводниковые диоды. В отличие от ламповых они значительно меньше по размеру, не требуют цепей накала и их очень просто соединять различным образом.

Условное обозначениедиода на схеме

На рисунке показано условное обозначение диода на схеме. Буквами А и К соответственно обозначены анод диода и катод диода. Анод диода – это вывод, который подключается к положительному выводу источника питания, непосредственно или через элементы схемы. Катод диода – это вывод из которого выходит ток положительного потенциала и далее через элементы схемы попадает на отрицательный электрод источника тока. Т.е. ток через диод идёт от анода к катоду. А в обратном направлении диод ток не пропускает. Если каким-то из своих выводов диод подключается к источнику переменного напряжения, то на другом его выводе получается постоянное напряжение с полярностью, зависящей от того, как диод подключен. Если он подключен анодом к переменному напряжению, то с катода мы получим положительное напряжение. Если он подключен катодом, то с анода будет получено соответственно отрицательное напряжение.

Как проверить диод мультиметром

Как проверить диод мультиметром или тестером – такой вопрос встаёт тогда, когда есть подозрение, что диод неисправен. Но, ответ на этот вопрос даёт ещё один ответ, где у диода анод, а где катод. Т.е. если мы изначально не знаем цоколёвку диода, то просто ставим мультиметр или тестер на прозвонку диодов (или на измерение сопротивления) и по очереди прозваниваем диод в обоих направлениях. Если диод исправен, наш прибор будет показывать прохождение тока только в одном из вариантов. Если диод пропускает ток в обоих вариантах – диод пробит. Если он не пропускает ни в каком варианте, диод перегорел и также неисправен. В случае исправного диода, когда он проводит ток, смотрим на клеммы прибора, тот вывод диода, что подключен к положительному выводу тестера, является анодом диода, а тот, что к отрицательному – катодом диода. Проверка диодов очень похожа на проверку транзисторов.

katod-anod.ru

Определяем полярность светодиода. Где плюс и минус у LED

Любой любитель самоделок и электроники используют диоды в качестве индикаторов, или в качестве световых эффектов и освещения. Чтобы Led прибор светился, нужно его правильно подключить. Вам уже известно, что диод проводит ток только в одну сторону. Поэтому прежде чем паять, нужно определить где анод и катод у светодиода.

Вы можете встретить два обозначения LED на принципиальной электрической схеме.

Треугольная половина обозначения – анод, а вертикальная линия – катод. Две стрелки обозначают то, что диод излучает свет. Итак, на схеме указывается анод и катод диода, как найти его на реальном элементе?

Цоколевка 5мм диодов

Чтобы подключить диоды как на схеме нужно определиться где у светодиода плюс и минус. Для начала рассмотрим на примере распространённых маломощных 5 мм диодов.

На рисунке выше изображен: А – анод, К – катод и схематическое обозначение.

Обратите внимание на колбу. В ней видно две детали – это небольшой металлический анод, и широкая деталь похожая на чашу – это катод. Плюс подключается к аноду, а минус к катоду.

Если вы используете новые LED элементы, вам еще проще определить их цоколевку. Определить полярность светодиода поможет длина ножек. Производители делают короткую и длинную ножку. Плюс всегда длиннее минуса!

Если вы паяете не новый диод, тогда плюс и минус у него одинаковой длины. В таком случае определить плюс и минус поможет тестер или простой мультиметр.

Как определить анод и катод у диодов 1Вт и более

В фонариках и прожекторах 5мм образцы используются всё реже, на их смену пришли мощные элементы мощностью от 1 ватта или SMD. Чтобы понять где плюс и минус на мощном светодиоде, нужно внимательно посмотреть на элемент со всех сторон.

Самые распространённые модели в таком корпусе имеют мощность от 0,5 ватт. На рисунке красным обведена пометка о полярности. В данном случае значком «плюс» помечен анод у светодиода 1Вт.

Как узнать полярность SMD?

SMD активно применяются практических в любой технике:

  • Лампочки;
  • светодиодные ленты;
  • фонарики;
  • индикация чего-либо.

Их внутренностей разглядеть не получится, поэтому нужно либо использовать приборы для проверки, либо полагаться на корпус светодиода.

Например, на корпусе SMD 5050 есть метка на углу в виде среза. Все выводы, расположенные со стороны метки – это катоды. В его корпусе расположено три кристалла, это нужно для достижения высокой яркости свечения.

Подобное обозначение у SMD 3528 тоже указывает на катод, взгляните на эту фотографию светодиодной ленты.

Маркировка выводов SMD 5630 аналогична – срез указывает на катод. Его можно распознать еще и по тому, что теплоотвод на нижней части корпуса смещён к аноду.

Как определить плюс на маленьком SMD?

В отдельных случаях (SMD 1206) можно встретить еще один способ обозначения полярности светодиодов: с помощью треугольника, П-образной или Т-образной пиктограммы на поверхности диода.

Выступ или сторона, на которую указывает треугольник, является направлением протекания тока, а вывод расположенный там – катодом.

Определяем полярность мультиметром

При замене диодов на новые, вы можете определить плюс и минус питания вашего прибора по плате.

Светодиоды в прожекторах и лампах обычно распаяны на алюминиевой пластине, поверх которой нанесён диэлектрик и токоведущие дорожки. Сверху она обычно имеет белое покрытие, на нём часто указана информация о характеристиках источника питания, иногда и распиновка.

Но как узнать полярность светодиода в лампочке или матрице если на плате нет сведений?

Например, на этой плате указаны полюса каждого из светодиодов и их наименование – 5630.

Чтобы проверить на исправность и определить плюс и минус светодиода воспользуемся мультиметром. Черный щуп подключаем в минус, com или гнездо со знаком заземления. Обозначение может отличаться в зависимости от модели мультиметра.

Далее выбираем режим Омметра или режим проверки диодов. Затем подключаем поочередно щупы мультиметра к выводам диода сначала в одном порядке, а потом наоборот. Когда на экране появятся хоть какие-то значения, или диод загорится – значит полярность правильная. На режиме проверки диодов значения равны 500-1200мВ.

В режиме измерения значения будут подобными тем, что на рисунке. Единица в крайнем левом разряде обозначает превышение предела, либо бесконечность.

Другие способы определения полярности

Самый простой вариант для определения где плюс у светодиода – это батарейки с материнской платы, типоразмера CR2032.

Её напряжение порядка 3-х вольт, чего вполне хватит чтобы зажечь диод. Подключите светодиод, в зависимости от его свечения вы определите расположение его выводов. Таким образом можно проверить любой диод. Однако это не очень удобно.

Можно собрать простейший пробник для светодиодов, и не только определять их полярность, но и рабочее напряжение.


Схема самодельного пробника

При правильном подключении светодиода через него будет протекать ток порядка 5-6 миллиампер, что безопасно для любого светодиода. Вольтметр покажет падение напряжения на светодиоде при таком токе. Если полярность светодиода и пробника совпадёт – он засветится, и вы определите цоколевку.

Знать рабочее напряжение нужно, так как оно отличается в зависимости от типа светодиода и его цвета (красный берет на себя менее 2-х вольт).

И последний способ изображен на фото ниже.

Включите на тестере режим Hfe, вставьте светодиод в разъём для проверки транзисторов, в область помеченной как PNP, в отверстия E и C, длинной ножкой в E. Так можно проверить работоспособность светодиода и его распиновку.

Если светодиод выполнен в другом виде, например, smd 5050, вы можете воспользоваться этим способом просто – вставьте в E и C обычные швейные иглы, и прикоснитесь к ним контактами светодиода.

Любому любителю электроники, да и самоделок вообще нужно знать, как определить полярность светодиода и способы их проверки.

Будьте внимательны при выборе элементов вашей схемы. В лучшем случае они просто быстрее выйдут из строя, а в худшем – мгновенно вспыхнут синем пламенем.

svetodiodinfo.ru

Обозначение светодиодов и других диодов на схеме

Название диод переводится как «двухэлектродный». Исторически электроника берёт своё начало от электровакуумных приборов. Дело в том, что лампы, которые многие помнят из старых телевизоров и приёмников, носили названия типа диод, триод, пентод и т.д.

Название заключало в себе количество электродов или ножек прибора. Полупроводниковые диоды были изобретены в начале прошлого века. Их использовали для детектирования радиосигнала.

Главное свойство диода – характеристики проводимости, зависящие от полюсовки приложенного к выводам напряжения. Обозначение диода указывает нам на проводящее направление. Движение тока совпадает со стрелкой на УГО диода.

УГО – условное графическое обозначение. Иначе говоря, это значок, которым обозначается элемент на схеме. Давайте разберем как отличать обозначение светодиода на схеме от других подобных элементов.

Диоды, какие они бывают?

Кроме отдельных выпрямительных диодов их группируют по области применения в один корпус.

Обозначение диодного моста

Например, так изображается диодный мост для выпрямления однофазного напряжения переменного тока. А ниже внешний вид диодных мостов и сборок.

Другим видом выпрямительного прибора является диод Шоттки – предназначен для работы в высокочастотных цепях. Выпускается как в дискретном виде, так и в сборках. Их часто можно встретить в импульсных блоках питания, например БП для персонального компьютера AT или ATX.

Обычно на сборках Шоттки на корпусе указывается его цоколевка и внутренняя схема включения.


Специфичные диоды

Выпрямительный диод мы уже рассмотрели, давайте взглянем на диод Зенера, который в отечественной литературе называют – стабилитрон.


Обозначение стабилитрона (диод Зенера)

Внешне он выглядит как обычный диод – черный цилиндр с меткой на одной из сторон. Часто встречается в маломощном исполнении – небольшой стеклянный цилиндр красного цвета с черной меткой на катоде.

Обладает важным свойством – стабилизация напряжения, поэтому включается параллельно нагрузке в обратном направлении, т. е. к катоду подключается плюс питания, а анод к минусу.

Следующий прибор – варикап, принцип его действия основан на изменении величины барьерной емкости, в зависимости от величины приложенного напряжения. Используется в приемниках и в цепях, где нужно производить операции с частотой сигнала. Обозначается как диод, совмещенный с конденсатором.

Варикап – обозначение на схеме и внешний вид

Динистор – обозначение которого выглядит как диод, перечеркнутый поперек. По сути так и есть – он из себя представляет 3-х переходный, 4-х слойный полупроводниковый прибор. Благодаря своей структуре обладает свойством пропускать ток, при преодолении определенного барьера напряжения.

Например, динисторы на 30В или около того часто используются в лампах «энергосберегайках», для запуска автогенератора и других блоках питания, построенных по такой схеме.

Обозначение динистора

Светодиоды и оптоэлектроника

Раз диод излучает свет, значит обозначение светодиода должно быть с указанием этой особенности, поэтому к обычному диоду добавили две исходящие стрелки.


В реальности есть много разных способов определить полярность, подробнее об этом есть целая статья. Ниже, для примера, распиновка зеленого светодиода.

Обычно у светодиода маркировка выводов выполняется либо меткой, либо ножками разной длины. Короткая ножка – это минус.

Фотодиод, прибор обратный по своему действию от светодиода. Он изменяет состояние своей проводимости в зависимости от количества света, попадающего на его поверхность. Его обозначение:


Такие приборы используются в телевизорах, магнитофонах и прочей аппаратуре, которая управляется пультом дистанционного управления в инфракрасном спектре. Такой прибор можно сделать, спилив корпус обычного транзистора.

Часто применяется в датчиках освещенности, на устройствах автоматического включения и выключения осветительных цепей, например таких:


Оптоэлектроника – область которая получила широкое распространения в передаче данных и устройствах связи и управления. Благодаря своему быстродействию и возможности осуществить гальваническую развязку, она обеспечивает безопасность для питаемых устройств в случае возникновения высоковольтного скачка на первичной стороне. Однако не в таком виде как указано, а в виде оптопары.

В нижней части схемы вы видите оптопару. Включение светодиода здесь происходит замыканием силовой цепи с помощью оптотранзистора в цепи светодиода. Когда вы замыкаете ключ, ток идёт через светодиод в оптопаре, в нижнем квадрате слева. Он засвечивается и транзистор, под действием светового потока, начинает пропускать ток через светодиод LED1, помеченный зеленым цветом.

Такое же применение используется в цепях обратной связи по току или напряжению (для их стабилизации) многих блоков питания. Сфера применения начинается от зарядных устройств мобильных телефонов и блоков питания светодиодных лент, до мощных питающих систем.

Диодов существует великое множество, некоторые из них похожи по своим характеристикам, некоторые имеют совершенно необычные свойства и применения, их объединяет наличие всего лишь двух функциональных выводов.

Вы можете встретить эти элементы в любой электрической схеме, нельзя недооценивать их важность и характеристики. Правильный подбор диода в цепи снаббера, например, может значительно повлиять на КПД и тепловыделение на силовых ключах, соответственно на долговечность блока питания.

Если вам было что-нибудь непонятно – оставляйте комментарии и задавайте вопросы, в следующих статьях мы обязательно раскроем все непонятные вопросы и интересные моменты!

svetodiodinfo.ru

Как проверить диод мультиметром – Практическая электроника

В радиоэлектронике в основном применяются два типа диодов – это просто диоды, а также есть и светодиоды. Есть также стабилитроны, диодные сборки, стабисторы и тд. Но я их не отношу к какому то определенному классу.

На фото ниже у нас простой диод и светодиод.

Диод состоит из P-N перехода, поэтому весь прикол в проверке диода в том, что он пропускает ток только в одном направлении, а в другом не пропускает. Если это условие выполняется, то можно дать диагноз диоду – асболютно здоров. Берем наш известный мультик и крутилку ставим на значок проверки диодов. Подробнее об этом и других значках я говорил в статье Как измерить ток и напряжение мультиметром?.

Хотелось бы добавить пару слов о диоде. Диод, как и резистор, имеет два конца. И называются они по особенному – катод и анод. Если на анод подать плюс, а на катод минус, то ток через него спокойно потечет, а если на катод подать плюс, а на анод минус – ток НЕ потечет.

Проверяем первый диод. Один щуп мультиметра ставим на один конец диода, другой щуп на другой конец диода.

Как мы видим, мультиметр показал напряжение в 436 миллиВольт. Значит, конец диода, который касается красный щуп – это анод, а другой конец – катод. 436 миллиВольт – это падение напряжения на прямом переходе диода. По моим наблюдениям, это напряжение может быть от 400 и до 700 миллиВольт для кремниевых диодов, а для германиевых от 200 и до 400 миллиВольт. Далее меняем выводы диода местами.

Единичка на мультиметре означает, что сейчас электрический ток не течет через диод. Следовательно, наш диод вполне рабочий.

А как же проверить светодиод? Да точно также! Светодиод – это точно тот же самый простой диод, но фишка его в том, что он светится, когда на его анод подают плюс, а на катод – минус.

Смотрите, он маленько светится! Значит вывод светодиодика, на котором красный щуп – это анод, а вывод на котором черный щуп – катод. Мультиметр показал падение напряжения 1130 миллиВольт. Это нормально. Оно также может изменяться, в зависимости от «модели» светодиода.

Меняем щупы местами. Светодиодик не загорелся.

Выносим вердикт – вполне работоспособный светодиод!

А как же проверить диодные сборки, диодные мосты и стабилитроны? Диодные сборки – это соединение нескольких диодов, в основном 4 или 6. Находим схемку диодной сборки, и тыкаем щупами мультика по выводам этой самой диодной сборки и смотрим на показания мультика. Стабилитроны проверяются точно также, как и диоды.

www.ruselectronic.com

Маркировка диодов: таблица обозначений

Содержание:
  1. Маркировка импортных диодов
  2. Маркировка диодов анод катод

Стандартная конструкция полупроводникового диода выполнена в виде полупроводникового прибора. В нем имеется два вывода и один выпрямляющий электрический переход. В работе прибора использованы различные свойства, связанные с электрическими переходами. Вся система соединена в едином корпусе из пластмассы, стекла, металла или керамики. Часть кристалла с более высокой концентрацией примесей носит название эмиттера, а область, имеющая низкую концентрацию, называется базой. Маркировка диодов и схема обозначений применяются в соответствии с их индивидуальными свойствами, конструктивными особенностями и техническими характеристиками.

Характеристики и параметры диодов

В зависимости от применяемого материала, диоды могут быть выполнены из кремния или германия. Кроме того, для их изготовления используется фосфид индия и арсенид галлия. Диоды из германия обладают более высоким коэффициентом передачи, по сравнению с кремниевыми изделиями. У них большая проводимость при сравнительно невысоком напряжении. Поэтому, они широко используются в производстве транзисторных приемников.

В соответствии с технологическими признаками и конструкциями, диоды различаются как плоскостные или точечные, импульсные, универсальные или выпрямительные. Среди них следует отметить отдельную группу, куда входят светодиоды, фотодиоды и тиристоры. Все перечисленные признаки дают возможность определить диод по внешнему виду.

Характеристики диодов определяются такими параметрами, как прямые и обратные токи и напряжения, диапазоны температур, максимальное обратное напряжение и другие значения. В зависимости от этого, производится нанесение соответствующих обозначений.

Обозначения и цветовая маркировка диодов

Современные обозначения диодов соответствуют новым стандартам. Они разделяются на группы, в зависимости от предельной частоты, при которой происходит усиление передачи тока. Поэтому, диоды бывают низкой, средней, высокой и сверхвысокой частоты. Кроме того, у них различная рассеиваемая мощность: малая, средняя и большая.

Маркировка диодов представляет собой краткое условное обозначение элемента в графическом исполнении с учетом параметров и технических особенностей проводника. Материал, из которого изготовлен полупроводник, имеет обозначение на корпусе соответствующими буквенными символами. Эти обозначения проставляются вместе с назначением, типом, электрическими свойствами прибора и его условным обозначением. Это помогает, в дальнейшем, правильно подключить диод в электронную схему устройства.

Выводы анода и катода обозначаются стрелкой или знаками плюс или минус. Цветовые коды и метки в виде точек или полосок, наносятся возле анода. Все обозначения и цветовая маркировка позволяют быстро определить тип устройства и правильно использовать его в различных схемах. Подробная расшифровка данной символики приводится в справочных таблицах, которые широко используются специалистами в области электроники.

Маркировка импортных диодов

В настоящее время широко используются SMD-диоды зарубежного производства. Конструкция элементов выполнена в виде платы, на поверхности которой закреплен чип. Слишком маленькие размеры изделия не позволяют нанести на него маркировку. На более крупных элементах обозначения присутствуют в полном или сокращенном варианте.

В электронике SMD-диоды составляют около 80% всех используемых изделий этого типа. Такое разнообразие деталей заставляет внимательнее относиться к обозначениям. Иногда они могут не совпадать с заявленными техническими характеристиками, поэтому желательно провести дополнительную проверку сомнительных элементов, если они планируются к использованию в сложных и точных схемах. Следует учитывать, что маркировка диодов этого типа может быть разной на совершенно одинаковых корпусах. Иногда присутствует только буквенная символика, без каких-либо цифр. В связи с этим рекомендуется использовать таблицы с типоразмерами диодов от разных производителей.

Для SMD-диодов чаще всего используется тип корпуса SOD123. На один из торцов может наноситься цветная полоса или тиснение, что означает катод с отрицательной полярностью для открытия р-п-перехода. Единственная надпись соответствует обозначению корпуса.

Тип корпуса не играет решающей роли при использовании диода. Одной из основных характеристик является рассеивание некоторого количества тепла с поверхности элемента. Кроме того, учитываются значения рабочего и обратного напряжения, величина максимально допустимого тока через р-п-переход, мощность рассеивания и другие параметры. Все эти данные указаны в справочниках, а маркировка лишь ускоряет поиск нужного элемента.

По внешнему виду корпуса не всегда удается определить производителя. Для поиска нужного изделия существуют специальные поисковики, в которые нужно ввести цифры и буквы в определенной последовательности. В некоторых случаях диодные сборки вообще не несут какой-либо информации, поэтому в таких случаях сможет помочь только справочник. Подобные упрощения, делающие обозначение диода очень коротким, объясняются крайне ограниченным пространством для нанесения маркировки. При использовании трафаретной или лазерной печати удается разместить 8 символов на 4 мм2.

Стоит учесть и тот факт, что одним и тем же буквенно-цифровым кодом могут обозначаться совершенно разные элементы. В таких случаях анализируется вся электрическая схема.

Иногда в маркировке указывается дата выпуска и номер партии. Подобные отметки наносятся для возможности отслеживания более современных модификаций изделий. Выпускается соответствующая корректирующая документация с номером и датой. Это позволяет более точно установить технические характеристики элементов при сборке наиболее ответственных схем. Применяя старые детали для новых чертежей, можно не получить ожидаемого результата, готовое изделие в большинстве случаев просто отказывается работать.

Маркировка диодов анод катод

Каждый диод, как и резистор, оборудован двумя выводами – анодом и катодом. Эти названия не следует путать с плюсом и минусом, которые означают совершенно другие параметры.

Тем не менее, очень часто требуется определить точное соответствие каждого диодного вывода. Существует два способа определения анода и катода:

  • Катод маркируется полоской, которая заметно отличается от общего цвета корпуса.
  • Второй вариант предполагает проверку диода мультиметром. В результате, не только устанавливается местонахождение анода и катода, но и проверяется работоспособность всего элемента.

electric-220.ru

ДИОДЫ

Диод является двух электродным полупроводниковым прибором. Это соответственно Анод (+) или положительный электрод и Катод (-) или отрицательный электрод. Принято говорить, что диод имеет (p) и (n) области, они соединены с выводами диода. Вместе они образуют p-n переход. Разберем подробнее, что же такое этот p-n переход. Полупроводниковый диод представляет собой очищенный кристалл кремния или германия, в котором в область (p) введена акцепторная примесь, а в область (n) введена донорная примесь. В качестве донорной примеси могут выступать ионы Мышьяка, а в качестве акцепторной примеси ионы Индия. Основное свойство диода, это возможность пропускать ток только в одну сторону. Рассмотрим приведенный ниже рисунок:

На этом рисунке видно, что если диод включить Анодом к плюсу питания и Катодом к минусу питания, то диод находится в открытом состоянии и проводит ток, так как его сопротивление незначительно. Если диод включен Анодом к минусу, а Катодом к плюсу, то сопротивление диода будет очень большим, и тока в цепи практически не будет, вернее он будет, но настолько маленьким, что им можно пренебречь.

Подробнее можно узнать, посмотрев следующий график, Вольт-Амперную характеристику диода:

В прямом включении, как мы видим из этого графика диод имеет небольшое сопротивление, и соответственно хорошо пропускает ток, а в обратном включении до определенной величины напряжения диод закрыт, имеет большое сопротивление и практически не проводит ток. В этом легко убедиться, если есть под рукой диод и мультиметр, нужно поставить прибор в положение звуковой прозвонки, либо установив переключатель мультиметра напротив значка диода, в крайнем случае, можно попробовать прозвонить диод, установив переключатель на положение 2 КОм измерения сопротивления. Изображается на принципиальных схемах диод так, как на рисунке ниже, запомнить, где какой вывод легко: ток у нас, как известно, всегда течет от плюса к минусу, так вот треугольник в изображении диода как бы показывает своей вершиной направление тока, то есть от плюса к минусу.

Проверяем исправность радиодеталей. Как проверить конденсаторы мультиметром на работоспособность

Проверка электронных компонентов с использованием мультиметра это довольно простая задача. Для ее выполнения нужен обычный мультиметр китайского производства, покупка которого не представляет проблемы, важно только избегать самых дешевых, откровенно некачественных моделей.
Аналоговые приборы со стрелочным указателем до сих пор способны выполнять такие задачи, но более удобны в применении
цифровые мультиметры , в которых выбор режима осуществляется при помощи переключателей, а результаты измерения отображаются на электронном дисплее.
Внешний вид аналоговых и цифровых мультиметров:

Сейчас чаще всего используются цифровые мультиметры, так как у них меньший процент погрешности, их легче использовать и данные выводятся сразу на дисплей прибора.
Шкала цифровых мультиметров больше, имеются удобные дополнительные функции – температурный датчик, частотомер, проверка конденсатора, и др.
Проверка транзистора

Если не вдаваться в технические подробности, то транзисторы бывают полевые и биполярные

Биполярный транзистор представляет собой два встречных диода, поэтому проверка выполняется по принципу «база-эмиттер» и «база-коллектор». Ток может идти только в одном направлении, в другом его быть не должно. Не нужно проверять переход «эмиттер-коллектор». Если на базе нет напряжения, но ток все же проходит, прибор неисправен.

Для проверки полевого транзистора N-канального типа, нужно присоединить черный (отрицательный) щуп к выводу стока. К выводу истока транзистора присоединяется красный (положительный) щуп. В таком случае транзистор закрыт, мультиметр высвечивает падение напряжения примерно 450 мВ на внутреннем диоде, и бесконечное сопротивление на обратном. Теперь нужно присоединить красный щуп к затвору, после чего вернуть на вывод истока. Черный щуп при этом остается присоединен к выводу стока. Показав на мультиметре 280 мВ, транзистор открылся от прикосновения. Не отсоединяя красный щуп, дотронемся черным щупом к затвору. Полевой транзистор закроется, а на дисплее мультиметра увидим падение напряжения. Транзистор исправен, что и показали данные манипуляции. Диагностика Р-канального транзистора выполняется аналогично, но щупы меняют местами.

Проверка диода

Сейчас выпускается несколько основных типов диодов (стабилитрон, варикап, тиристор, симистор, свето- и фотодиоды), каждый из них используется для определенных целей. Для проверки на диоде замеряется сопротивление с плюсом на аноде (должно быть от нескольких десятков до нескольких сотен Ом), затем с плюсом на катоде – должна быть бесконечность. Если показатели другие – прибор неисправен.

Проверка резисторов
Как можно понять из картинки, резисторы тоже бывают разные:

На всех резисторах производителями указывается номинальное сопротивление. Его мы и замеряем. Допускается 5% погрешности значения сопротивления, если погрешность больше – прибор лучше не использовать. Если резистор почернел, его тоже лучше не использовать, даже если сопротивление в пределах нормы.
Проверка конденсаторов
Сначала осматриваем конденсатор. Если на нем нет никакие трещин и вздутий, нужно попытаться (осторожно!) покрутить выводы конденсатора. Если получается прокрутить или даже вообще вытащить – конденсатор сломан. Если внешне все нормально, проверяем мультиметром сопротивление, показания должны быть равны бесконечности.
Катушка индуктивности

В катушках поломки могут быть разные. Поэтому сначала исключаем механическую неисправность. Если внешне повреждений нет, измеряем сопротивление, подключая мультиметр к параллельным выводам. Оно должно быть близким к нулю. Если номинальное значение превышено, возможно, поломка произошла внутри катушки. Можно попытаться перемотать катушку, но проще поменять.

Микросхема

Микросхему мультиметром проверять не имеет смысла – в них десятки и сотни транзисторов, резисторов и диодов. На микросхеме не должно быть механических повреждений, пятен от ржавчины и перегрева. Если внешне все в порядке, микросхема скорее всего повреждена внутри, починить ее не удастся. Однако можно проверить выходы микросхемы на напряжение. Слишком низкое сопротивление выходов питания (относительно общего) свидетельствует о коротком замыкании. Если хотя бы один из выходов неисправен, скорее всего схему уже не вернуть в строй.

Работа с цифровым мультиметром
Подобно аналоговому, цифровой тестер имеет щупы красного и черного цвета, а также 2-4 дополнительных гнезда. Традиционно, «масса» или общий вывод маркируется черным. Гнездо общего вывода обозначается знаком «-» (минус) или кодом СОМ. Конец вывода бывает оснащен зажимом типа «крокодильчик», для укрепления на проверяемой схеме.
Красный вывод всегда использует гнездо с маркировкой «+» (плюс) или кодом V.
В более сложных мультиметрах имеется дополнительное гнездо для красного щупа, обозначенное кодом «VQmA». Его использование позволяет измерять сопротивление и напряжение в миллиамперах.
Гнездо, обозначенное 10ADC предназначено для измерения постоянного тока, силой до 10А.
Главный переключатель режимов, имеющий круглую форму и расположенный в большинстве мультиметров посредине передней панели, служит для выбора режимов измерения. При выборе напряжения следует выбирать режим больший, чем сила тока. Если требуется проверить бытовую розетку, из двух режимов, 200 и 750 В, выбираем режим 750.


Сегодня мы поговорим о том, как самостоятельно провести диагностику ЖК телевизора или плазменной панели в домашних условиях. Также узнаем, как с помощью мультиметра и тестера выявить неисправности в жк-телевизоре и обнаружить сломанные или сгоревшие радиодетали, платы и микросхемы

Диагностику ЖК телевизора необходимо начинать с чистки аппарата. Вооружившись мягкой кистью и пылесосом, следует произвести чистку внутренней поверхности корпуса, поверхности микросхем и платы телевизионного приемника. После тщательной очистки производят внешний осмотр платы и элементов на ней. Иногда можно сразу определить место неисправности по вздувшимся или разорвавшимся конденсаторам, по обгоревшим резисторам или по прогоревшим насквозь транзисторам и микросхемам.


Значительно чаще визуальный осмотр не выявляет внешних признаков неисправных деталей. И тут возникает вопрос – с чего начать?



Наиболее целесообразно начать ремонт жк телевизора с проверки работоспособности блока питания. Для этого отключаем нагрузку и подключаем вместо нее лампу накаливания 220 В, 60…100 Вт.


Обычно напряжение питания строчной развертки составляет 110…150 В в зависимости от размеров кинескопа. Просмотрев вторичные цепи, на плате рядом с импульсным трансформатором блока питания находим конденсатор фильтра, который чаще всего имеет емкость 47…100 мкФ и рабочее напряжение порядка 160 В. Рядом с фильтром находится выпрямитель напряжения питания строчной развертки.

После фильтра напряжение поступает на выходной каскад через дроссель, ограничительный резистор или предохранитель, а иногда на плате стоит просто перемычка. Отпаяв этот элемент, мы отключим выходной каскад блока питания от каскада строчной развертки. Параллельно конденсатору подключаем лампу накаливания – имитатор нагрузки.


При первом включении ключевой транзистор блока питания может выйти из строя из-за неисправности элементов обвязки. Для того чтобы этого не произошло, блок питания лучше включать через еще одну лампу накаливания мощностью 100…150 Вт, используемую в качестве предохранителя и включенную вместо выпаянного компонента. Если в схеме есть неисправные элементы и ток потребления будет большим, лампа загорится, и все напряжение упадет на ней.

В такой ситуации необходимо, прежде всего, проверить входные цепи, сетевой выпрямитель, конденсатор фильтра и мощный транзистор блока питания. Если при включении лампа зажглась и сразу погасла или стала слабо светиться, то можно предположить, что блок питания исправен, и дальнейшую регулировку лучше производить без лампы.


Включив блок питания, замерьте напряжение на нагрузке. Внимательно посмотрите на плате, нет ли около блока питания резистора регулировки выходного напряжения. Обычно рядом с ним находится надпись, указывающая величину напряжения (110…150 В).



Если таких элементов на плате нет, обратите внимание на наличие контрольных точек. Иногда величину напряжения питания указывают рядом с выводом первичной обмотки строчного трансформатора. Если диагональ кинескопа 20…21″, напряжение должно быть в диапазоне 110…130 В.


Если напряжение питания выше указанных значений, надо проверить целостность элементов первичной цепи блока питания и цепь обратной связи, которая служит для установки и стабилизации выходного напряжения. Следует также проверить электролитические конденсаторы. При высыхании их емкость значительно уменьшается, что приводит к неправильной работе схемы и повышению вторичных напряжений.

Особо надо остановиться на диагностике блока управления ЖК телевизором.
При его ремонте желательно пользоваться схемой или справочными данными на процессор управления. Если не удалось найти таких данных, можно попытаться скачать их с сайта производителя этих компонентов через Интернет


Неисправность в блоке может проявляться следующим образом: телевизор не включается, телевизор не реагирует на сигналы с пульта или кнопок управления на передней панели, нет регулировок громкости, яркости, контрастности, насыщенности и других параметров, нет настройки на телевизионные программы, не сохраняются настройки в памяти, нет индикации параметров управления.


Если телевизор не включается, прежде всего проверяем наличие питания на процессоре и работу тактового генератора. Затем нужно определить, поступает ли сигнал с процессора управления на схему включения. Для этого необходимо выяснить принцип включения телевизора.


Телевизор можно включить с помощью управляющего сигнала, который запускает блок питания, или с помощью снятия блокировки с прохождения строчных запускающих импульсов с задающего генератора до блока строчной развертки.
Следует отметить, что на процессоре управления сигнал на включение обозначается либо Power, либо Stand-by. Если сигнал с процессора поступает, то неисправность следует искать в схеме включения, а если сигнала нет, придется менять процессор.
Если телевизор включается, но не реагирует на сигналы с пульта, нужно для начала проверить сам пульт.


Проверить его можно на другом телевизоре такой же модели.
Для проверки пультов можно изготовить простое устройство, состоящее из фотодиода, подключенного к разъему СР-50. Устройство подключается к осциллографу, чувствительность осциллографа устанавливается в пределах 2…5 мВ. Пульт следует направить на светодиод с расстояния 1…5 см. На экране осциллографа при исправном пульте будут видны пачки импульсов. Если импульсов нет, диагностируем пульт.


Проверяем последовательно питание, состояние контактных дорожек и состояние контактных площадок на кнопках управления, наличие импульсов на выходе микросхемы пульта, исправность транзистора или транзисторов и исправность излучающих светодиодов.


Часто после падения пульта выходит из строя кварцевый резонатор. При необходимости меняем неисправный элемент или восстанавливаем контактные площадки и покрытие кнопок (это можно сделать, нанеся графит, например мягким карандашом, или наклеив на кнопки металлизированную пленку).


Если пульт исправен, нужно проследить прохождение сигнала от фотоприемника до процессора. Если сигнал доходит до процессора, а на его выходе ничего не меняется, можно предположить, что процессор неисправен.
Если телевизор не управляется с кнопок на передней панели, нужно сначала проверить исправность самих кнопок, а затем проследить наличие импульсов опроса и подачу их на шину управления.


Если телевизор включается с пульта и импульсы поступают на шину управления, а оперативные регулировки не работают, надо выяснить, с помощью какого вывода микропроцессор управляет той или иной регулировкой (громкость, яркость, контрастность, насыщенность). Далее проверить тракты данных регулировок, вплоть до исполнительных устройств.


Микропроцессор выдает управляющие сигналы с линейно изменяющейся скважностью, а поступая на исполнительные устройства, данные сигналы преобразуются в линейно изменяющееся напряжение.


Если сигнал поступает на исполнительное устройство, а реакции устройства на этот сигнал нет, то ремонту подлежит данное устройство, а если нет управляющего сигнала, замене подлежит процессор управления.


При отсутствии настройки на телевизионные программы сначала проверяем узел выбора поддиапазона. Обычно через буферы, реализованные на транзисторах, с процессора подается напряжение на выводы тюнера (0 или 12 В). Чаще всего выходят из строя именно эти транзисторы. Но бывает, что с процессора нет сигналов переключения поддиапазонов. В этом случае надо менять процессор. .

Далее проверяем узел выработки напряжения настройки. Напряжение питания обычно поступает от вторичного выпрямителя со строчного трансформатора и составляет 100…130 В. Из этого напряжения с помощью стабилизатора формируется 30. ..31 В.


Микропроцессор управляет ключом, формирующим напряжение настройки 0…31 В с помощью сигнала с линейно изменяющейся скважностью, который после фильтров преобразуется в линейно изменяющееся напряжение.

Элементы не способны идеально перекрыть поток света – черный цвет на экране ЖК-телевизора на самом деле не является абсолютно черным.

Из недостатков также необходимо отметить искажение цветов и потерю контрастности, поскольку угол обзора у ЖК не так уж широк. Из-за этой особенности LCD-телевизоры долго не могли завоевать популярность, но сейчас, благодаря усилиям разработчиков, искажения стали практически незаметны.

К достоинствам телевизоров с жидкокристаллическим экраном можно отнести широкий выбор моделей с различными показателями яркости (от 250 до 1500 кд/м2) и контрастности (от 500:1 до 5 000 000:1). Благодаря этому, покупатель может приобрести аппарат, оптимально сочетающий в себе требуемое качество изображения и доступную цену. Кроме того, ЖК-телевизоры обладают малым весом и толщиной, поэтому их можно размещать на стене.

Но самая большая заслуга жидкокристаллической технологии – в ее массовости. За счет широкомасштабного производства, цены на телевизоры с ЖК-матрицей сейчас ниже, чем на другие подобные устройства.

Чаще всего выходит из строя стабилизатор 30…33 В. Если в телевизоре не сохраняются настройки в памяти, надо при любой настройке проверить обмен данными между процессором управления и микросхемой памяти по шинам CS, CLK, D1, DO. Если обмен есть, а значения параметров в памяти не хранятся, замените микросхему памяти.


Если в телевизоре нет индикации параметров управления, необходимо в режиме индикации проверить наличие пачек видеоимпульсов служебной информации на процессоре управления по цепям R, G, В и сигнал яркости, а также прохождение этих сигналов через буферы на видеоусилители.

Вы должны понимать что вы делаете и соблюдать технику безопасности, в том числе электростатической (в т.ч. работать в антистатическом браслете).
Стандарт ATX имеет 2 версии – 1.X и 2. X, имеющие 20 и 24-пиновые коннекторы соответственною, вторая версия имеет 24-x 4 дополнительных пина, удлиняя тем самым стандартный коннектор на 2 секции таким образом:

Прежде чем мы начнем, расскажу про “правила большого пальца” по отношению к неисправностям ЖК телевизора:


1) Проблемную телевизионную плату в ЖК или плазме легче заменить чем починить, это крайне сложная и многослойная схема, в которой разве что можно заменить пару конденсаторов, а обычно это проблемы не решает.
2) Если вы не уверены в том что вы делаете, то не делайте этого.


Для более точной и углубленной диагностики ЖК телевизора вам понадобится осциллограф.

Перейдем к диагностике ЖК телевизора или плазмы:

Вам понадобится обычный мультиметр и тестер. Необходимы достаточно тонкие щупы, для того чтобы мы могли тыкнуть в провод с задней части коннектора, конденсатора, резистора и любой другой радиодетали.
Ничего из корпуса ЖК телевизора не вынимаем. Диагностику проводим с коннектором питания в проверяемой плате, и включенным блоком питания, подключенным к сети.


Проверка напряжения ЖК телевизора :


Если ваш мультиметр не имеет функции автоматической подстройки диапазона, то выставьте его на измерение десяток вольт постоянного напряжения. (Обычно обозначается 20 Vdc)
Поставим черный щуп на землю (GND-pin, COM) – черный провод, к примеру контакты 15, 16, 17.

Концом красного щупа тыкаем в:

1) Пин 9 (Пурпурный, VSB) – должен иметь напряжение 5 вольт ± 5%. Это резервный интерфейс питания и он работает всегда, когда блок питания подключен к сети. Он используется для питания компонентов, которые должны работать, пока 5 основных каналов питания недоступны. К примеру – контроль питания, Wake on LAN, USB-устройства у телевизора, контроль вскрытия и т.д.
Если напряжения нет или он меньше/больше, то это означает серьезные проблемы со схемой самого блока питания.

2) Пин 14 (Зеленый, PS_On) должен иметь напряжение в районе 3-5 вольт. Если напряжения нет, то отключите кнопку питания от проверяемой платы или микросхемы. Если напряжение поднимется, то виновата кнопка.

Все еще держим красный щуп на 14ом контакте…


3) Смотрим на мультиметр и нажимаем кнопку питания, напряжение должно упасть до 0, сигнализируя блоку питания о том, что надо врубать основные рельсы питания постоянного тока: +12VDC, +5VDC, +3.3VDC, -5VDC и -12 VDC. Если изменений нет, то проблема либо в процессоре/ плате, либо в кнопке питания. Для того чтобы проверить кнопку питания вытаскиваем ее коннектор из разъема на микросхеме или плате и легонько закорачиваем пины легким прикосновением отвертки или джампером. Также можно попробовать аккуратно проводом закоротить PS_On на землю сзади. Если изменений нет, то скорее всего что-то случилось с проверяемой платой, процессором или его сокетом.


Если подозрения все-таки падают именно на процессор, то можно попытаться заменить процессор на известный исправный, но делать это на свой страх и риск, поскольку если убила его неисправная плата, то тоже самое может случиться и с этим.
При напряжении ~0 В на PS_On… (Т.e. после нажатия на кнопку)
4) Проверяем Pin 8 (Серый, Power_OK) он должен иметь напряжение ~3-5V, что будет означать что выходы +12V +5V и +3.3V находятся на приемлемом уровне и держат его достаточное время, что дает процессору сигнал стартовать. Если напряжение ниже 2.5V то процессор телевизора не получает сигнала к старту.
В таком случае виноват блок питания.

5) Нажатие на Restart должно заставить напряжение на PWR_OK упасть до 0 и быстро подняться обратно.
На некоторых телевизионныхплатах этого происходить не будет, в случае если производитель использует “мягкий” триггер перезагрузки.

При напряжении ~5V на PWR_OK
6) Смотрим на таблицу и сверяем основные параметры напряжения на коннекторе и всех коннекторах периферии:

Тестируем ЖК телевизор на пробои:

ОТКЛЮЧАЕМ ЖК ТЕЛЕВИЗОР ОТ СЕТИ и ждем 1 минуту пока уйдет остаточный ток.

Ставим мультиметр на измерение сопротивления. Если ваш мультиметр не имеет автоматической подстройки диапазона, то ставим его на самый нижний порог измерений (Обычно это значок 200 Ω). Из-за погрешностей, замкнутая цепь не всегда соответствует 0 Ом. Сомкните щупы мультиметра и посмотрите какую цифру он показывает, это и будет нулевым значением для замкнутой цепи.

Проверим цепи блока питания ЖК телевизора :

Вынимаем коннектор из проверяемой платы…
И держа один из концов мультиметра на металлической части корпуса телевизора…
1) Дотрагиваемся щупом мультиметра до одного из черных проводов в коннекторе, а потом до среднего штырька (земли) сетевой вилки. Сопротивление должно быть нулевым, если это не так, то блок питания плохо заземлен и его следует заменить.
2) Дотрагиваемся щупом до всех цветных проводов в коннекторе по очереди. Значения должны быть больше нуля. Значение, равное 0 или меньше 50 Ом означает проблему в цепях питания.


3) Дотрагиваемся одним щупом мультиметра до шасси, а другим тыкаем во все разъемы земли (GND, пины 3, 5, 7, 13, 15, 16, 17) и смотрим на мультиметр. Сопротивление должно быть нулевым. Если оно не нулевое вытаскиваем телевизионную плату из корпуса и тестируем опять, только в этот раз один из щупов должен касаться металлизированного колечка у отверстия для шурупов на которых плата фиксируется к задней стенке корпуса жк-телевизора. Если значение сопротивления все еще ненулевое, то с цепями проверяемой платы что-то глубоко не так и скорее всего ее придется менять.

К сожалению, рано или поздно любая техника начинает некорректно работать либо вовсе перестаёт функционировать. Зачастую это случается из-за выхода из строя микросхемы, а точнее, из-за поломки определённых деталей на микросхеме. Наиболее важными и в то же время наименее надёжными элементами в цепи являются конденсаторы.

Конденсаторами являются устройства способные накапливать электрический заряд. Конструкция данной детали достаточно простая и представляет собой две токопроводящие пластины , между которыми расположен диэлектрик. Наиболее важной характеристикой этого элемента является его ёмкость. Величина ее зависит от толщины токопроводящих пластин и диэлектрика. Единица измерения ёмкости устройства называется Фарад. В электрической цепи конденсатор является пассивным элементом, поскольку он не влияет на преобразование электрической энергии. Он также способен оказывать так называемое реактивное сопротивление переменному току.

Виды конденсаторов

По принципу работы они разделяются на два типа:

  • полярные;
  • неполярные.

Полярными являются конденсаторы электрические, в которых используется электролит. Благодаря расположенному внутри электролиту, вместо одной из токопроводящих пластин и обретается полярность. Полярные конденсаторы имеют отдельный контактный вывод на плюс и на минус. Если включить в электрическую схему такую деталь, не учитывая полярность, то она достаточно быстро выйдет из строя. Ёмкость элементов электролитического типа начинается от 1 микроФарада и может достигать сотен тысяч микроФарад.

Неполярными называются конденсаторы, имеющие небольшую ёмкость. В таких устройствах не присутствует электролит , соответственно их можно включать в схему как угодно.

Проверка на работоспособность

Для того чтобы произвести проверку конкретного элемента на микросхеме и получить достоверную информацию о его состоянии, его следует демонтировать с микросхемы. Если деталь не выпаять, то элементы, расположенные на плате по соседству, от необходимой нам, будут вносить искажения в получаемые показания в момент измерения её ёмкости.

После того как измеряемый конденсатор выпаян из цепи, его необходимо визуально проверить на присутствие каких-либо дефектов. Если таковые обнаружатся, такая деталь автоматически становится непригодной к использованию.

Если визуальная проверка не выявила никаких повреждений, то следует начать проверять элементов микросхемы мультиметром.

Мультиметр

Это прибор, благодаря которому существует возможность измерять показания постоянного и переменного тока, уровни мощности и сопротивления электрических сетей, а также точно устанавливать внутреннюю ёмкость конденсаторов.

Перед тем как начнётся проверка каких-либо элементов мультиметром, необходимо проверить исправность самого мультиметра. Для этого регулятор прибора нужно установить в положение прозвона , после чего щупы мультиметра прижимают друг другу и если он начинает пищать, то значит он исправен.

Далее, можно проверять все элементы на исправность. Прекрасным способом станет проверка конденсатора на возможность заряжаться. Для этого необходимо взять деталь электролитического типа и выставить тестер с помощью регулятора в положение прозвонки. Далее, щупы мультиметра нужно установить на деталь согласно обозначениям полярности, плюс к плюсу, минус к минусу. В случае исправности детали, на табло мультиметра будут отображаться плавно возрастающие до бесконечности числовые значения. После того как измеряемый элемент окончательно зарядится, тестер издаст звуковой сигнал, а на табло начнёт отображаться единица, что также свидетельствует о корректной работе проверяемой детали.

С тем как проверить конденсаторы мультиметром на сопротивление, разобраться тоже очень просто. Сперва тестер необходимо выставить в положение измерения сопротивления , после чего, как и в случае измерения ёмкости, при касании щупами детали, на цифровом табло или шкале мультиметра будет отображаться значение номинального сопротивления.

Но часто бывает и так, что при проверке мультиметром, деталь стала неисправной. Основных причин по которым ранее рабочий элемент перестаёт функционировать всего две:

  • пробой;
  • обрыв.

Пробой возникает в следствие так называемого засыхания конденсатора. Со временем диэлектрик между токопроводящими пластинами разрушается, постепенно теряя свои свойства. Вследствие этого между пластинами проходит ток, что приводит к короткому замыканию и сгоранию детали. Если проверять пробитый конденсатор мультиметром, то прикоснувшись к нему щупами, тестер начнёт пищать, а на табло будет отображаться ноль, что свидетельствует об отсутствии заряда в устройстве.

В момент такой неисправности, как обрыв при измерении, прибор вместо плавного возрастания показателей сопротивления, моментально выдаст максимальное значение заряженности конденсатора , что также свидетельствует о его неисправности и такой элемент немедленно следует заменить на такой же или аналогичный.

Очень часто мы сталкиваемся с такой проблемой: из-за поломки небольшой радиодетали выходит из строя целый агрегат. Чтобы как-то облегчить себе жизнь, нужно уметь быстро проверять и устранять поломки. Для этого мы сейчас научимся, как правильно и, главное, быстро проверять радиодетали . Вне зависимости от производителя, будь то импортные, отечественные либо советские радиодетали, принципы и приемы проверки идентичны. Естественно, визуально мы не всегда сможем понять, исправна эта деталь или нет, поэтому нам понадобится мультиметр.

Проверяем биполярные транзисторы.


Самая распространенная поломка-это сгоревшие в схемах транзисторы . Поэтому начнем с них. Чтобы проверить их работоспособность, первым делом «прозваниваем» переходы БАЗА-ЭМИТТЕР и БАЗА-КОЛЛЕКТОР. Следует учитывать, что ПНП транзистор проводит ток к БАЗЕ, а НПН транзистор – от БАЗЫ (ток идет только в одном направлении, в обратном направлении идти не должен). Далее прозваниваем два перехода ЭМИТТЕР-КОЛЛЕКТОР. Пока транзистор закрыт, ток не должен проходить через них в любом направлении. Как только на БАЗУ подали напряжение, ток, проходя через переход БАЗА-ЭМИТТЕР, открывает транзистор , одновременно сопротивление перехода ЭМИТТЕР-КОЛЛЕКТОР резко падает, практически до нуля. Следует учесть, что падение напряжения на переходах обычно не ниже 0,6В (у сборных транзисторов «Дарлингтонов» более 1.2В, в связи с этим мультиметры с батарейкой 1.5В не смогут их открыть). Рекомендую приобрести мультиметр с более мощным элементом питания.

Также следует учесть, что в некоторых современных транзисторах параллельно с цепью КОЛЛЕКТОР-ЭМИТТЕР встроен диод (изучите документацию, если КОЛЛЕКТОР-ЭМИТТЕР прозванивается в одну сторону).

ИТОГ: если хотя бы одно из утверждений не подтвердилось, транзистор неисправен. Перед его заменой проверьте оставшиеся детали.

Проверяем униполярные транзисторы.

Сопротивление между всеми выводами униполярного (полевого) транзистора должно быть бесконечным. Вне зависимости от тестового напряжения прибор должен показывать бесконечное сопротивление. Но имеются некоторые исключения!!!

Прикладывая положительный щуп к затвору n-типа, а отрицательный – к истоку транзистора, емкость затвора зарядится и транзистор откроется. Между стоком и истоком прибор будет показывать некоторое сопротивление. Это не неисправность. Просто перед прозвонкой канала «сток-исток» замкните все ножки транзистора для разрядки емкости затвора. Только после этого, если сопротивление «сток-исток» не бесконечно, транзистор можно считать неисправным.

Следует помнить, что в мощных современных полевых транзисторах между стоком и истоком стоит диод, поэтому при проверке канала «сток-исток» транзистор будет вести себя как обычный диод. Не забывайте читать даташиты к Вашим радиодеталям.

Проверяем конденсаторы.


Одни из самых выходящих из строя радиодеталей – , причем электролитические ломаются чаще, керамика и пленка – наоборот.

Первоначальные наши действия – это визуальный осмотр платы. Электролитические конденсаторы после выхода из строя надуваются, а иногда даже взрываются. Керамические конденсаторы не надуваются, но взорваться могут. Так же, как и электролитические, их надо прозвонить. Ток проводить они не должны.

Следующий шаг, который мы выполняем, – это механическая проверка выводов внутреннего контакта. Для этого сгибаем выводы конденсатора под небольшим углом, слегка потягивая и поворачивая их в разные стороны, убеждаемся в их неподвижности. Если хотя бы один вывод крутится вокруг оси либо свободно вынимается из корпуса, значит он непригоден.

Последнее, что мы делаем, – замеряем сопротивление. При подключении щупов сопротивление от единиц Ом в течение секунды вырастет до бесконечности. При перемене мест щупов эффект повторится. Этот эффект наиболее заметен у емкостью более 10 мкФ.

Теперь мы можем сделать вывод: если конденсатор проводит ток либо не заряжается, он неисправен.

Проверяем резисторы.


Резисторы – это наиболее распространенные на платах радиодетали . Резисторы выходят из строя не так часто, как другие компоненты, да и проверить их намного проще.

Первым делом – визуальный осмотр. Если резистор почерневший (перегретый), то он, вероятнее всего, неисправен, и даже если он исправен, рекомендую его заменить.

Далее – прозвонка. Если сопротивление меньше бесконечности и не равно нулю, скорее всего резистор пригоден к использованию. Замеряем сопротивление, и если оно отличается от номинального больше чем на ±5% , такой резистор лучше заменить.

Проверяем диоды.

Ну, тут вообще все очень просто. Замеряем сопротивление. С плюсом на аноде оно должно показать несколько десятков либо сотен Ом, с плюсом на катоде – бесконечность. В противном случае диод неисправен.

Проверяем индуктивность.

Причины выхода из строя индуктивности – две: первая – короткое замыкание витков, вторая – обрыв.

Обрыв определяем замером сопротивления, оно должно быть меньше бесконечности.

Короткое замыкание вычислить сложнее. Для дросселей и трансформаторов с обмотками не меньше 1000 витков проверяем напряжение самоиндукции. Для этого подаем низковольтный импульс на обмотку и затем замыкаем эту обмотку газоразрядной лампочкой. Импульс требуется подать, слегка касаясь контактов элемента питания. Если лампочка в итоге мигнет, то короткого замыкания нет. В противном случае либо мало витков, либо короткое замыкание.

Конечно, такой способ не совсем точный, поэтому, прежде чем «грешить» на индуктивность, проверьте остальные детали.

Проверяем оптопары.


Сначала прозваниваем излучающий диод. Как и обычный диод, он должен прозваниваться в одну сторону.

Затем, подав питание на излучающий диод, замеряем сопротивление фотоприемника (в зависимости от оптопары, это может быть диод, транзистор, тиристор или симистор). Сопротивление должно быть близким к нулю. Затем убираем питание, если сопротивление выросло до бесконечности, значит исправна.

Проверяем тиристоры (симисторы).

Для проверки берем омметр. Плюс подключаем к аноду, минус к катоду. Сопротивление должно равняться бесконечности. Затем к аноду присоединяем управляющий электрод. Сопротивление должно упасть примерно до сотни Ом. После этого отсоединяем управляющий электрод от анода. Сопротивление должно остаться низким (это называют током удержания). В противном случае отбраковываем.

В следующих статьях мы рассмотрим проверку и выбраковку большинства остальных компонентов.

Прошу обратить внимание: если Вы нашли неисправные радиодетали и хотите их заменить, то мы с радостью поможем найти любые радиодетали и компоненты .

Часто возникает ситуация, когда из-за вышедшей из строя маленькой незначительной детали перестает работать бытовой прибор. Поэтому, ответ на вопрос, как прозванивать плату мультиметром, хотели бы знать многие начинающие радиолюбители. Главное в этом деле быстро обнаружить причину поломки.

Перед выполнением инструментальной проверки, необходимо осмотреть плату на наличие поломок. Электрическая схема платы должна быть без повреждений мостиков, детали не должны быть распухшими и черными. Приведем правила проверки некоторых элементов, в том числе и материнской платы.

Проверка отдельных деталей

Разберем несколько деталей, при поломке которых выходит из строя схема, а вместе с этим и все оборудование.

Резистор

На различных платах данную деталь применяют довольно часто. И так же часто при их поломке происходит сбой в работе прибора. Резисторы несложно проверить на работоспособность мультиметром. Для этого необходимо провести измерение сопротивления. При значении, стремящемся к бесконечности, деталь следует заменить. Неисправность детали можно определить визуально. Как правило, они чернеют из-за перегрева. При изменении номинала более 5%, резистор требует замены.

Диод

Проверка диода на неисправность не займет много времени. Включаем мультиметр на замер сопротивления. Красный щуп на анод детали, черный на катод – показание на шкале должно быть от 10 до 100 Ом. Переставляем , теперь минус (черный щуп) на аноде – показание, стремящееся к бесконечности. Эти величины говорят об исправности диода.


Катушка индуктивности

Плата редко выходит из строя по вине этой детали. Как правило, поломка случается по двум причинам:

  • витковое короткое замыкание;
  • обрыв цепи.


Проверив значение сопротивления катушки мультиметром, при значении менее бесконечности – цепь не оборвана. Чаще всего, сопротивление индуктивности имеет значение в несколько десятков омов.

Определить витковое замыкание немного труднее. Для этого прибор переводим в сектор измерения напряжения цепи. Необходимо определить величину напряжения самоиндукции. На обмотку подаем небольшой по напряжению ток (чаще всего используют крону), замыкаем ее с лампочкой. Лампочка моргнула – замыкания нет.

Шлейф

В этом случае следует прозванивать контакты входа на плату и на самом шлейфе. Заводим щуп мультиметра в один из контактов и начинаем прозвон. Если идет звуковой сигнал, значит, эти контакты исправны. При неисправности одно из отверстий не найдет себе «пару». Если же один из контактов прозвонится сразу с несколькими – значит, пришло время менять шлейф, поскольку на старом короткое замыкание.


Микросхема

Выпускается большое разнообразие этих деталей. Замерить и определить неисправность микросхемы с помощью мультиметра достаточно тяжело, наиболее часто используют тестеры pci. Мультиметр не позволяет провести замер, потому что в одной маленькой детали находится несколько десятков транзисторов и других радиоэлементов. А в некоторых новейших разработках сконцентрированы миллиарды компонент.


Определить проблему можно только при визуальном осмотре (повреждения корпуса, изменение цвета, отломанные выводы, сильный нагрев). Если деталь повреждена, ее необходимо заменить. Нередко при поломке микросхемы, компьютер и другие приборы перестают работать, поэтому поиск поломки следует начинать именно с обследования микросхемы.

Тестер материнских плат – это оптимальный вариант определения поломки отдельной детали и узла. Подключив POST карту к материнке и запустив режим тестирования, получаем на экране прибора сведения об узле поломки. Выполнить обследование тестером pci сможет даже новичок, не имеющий особых навыков.

Стабилизаторы

Ответ на этот вопрос, как проверить стабилитрон, знает каждый радиотехник. Для этого переводим мультиметр в положение замера диода. Затем касаемся щупами выходов детали, снимаем показания. Меняем местами щупы и выполняем замер и записываем цифры на экране.

При одном значении порядка 500 Ом, а во втором замере значение сопротивления стремится к бесконечности – эта деталь исправна и годится для дальнейшего использования . На неисправной — величина при двух измерениях будет равна бесконечности – при внутреннем обрыве. При величине сопротивления до 500-сот Ом – произошел полупробой.

Но чаще всего на микросхеме материнской платы сгорают мосты – северный и южный. Это стабилизаторы питания схемы, от которых поступает напряжение на материнку. Определяют эту «неприятность» достаточно легко. Включаем блок питания на компьютере, и подносим руку к материнской плате. В месте поражения она будет сильно нагреваться. Одной из причин такой поломки может быть полевой транзистор моста. Затем проводим прозвонку на их выводах и при необходимости заменяем неисправную деталь. Сопротивление на исправном участке должно быть не более 600 Ом.

Методом обнаружения нагревающего устройства, определяют короткое замыкание (КЗ) на некоторых деталях платы. При подаче питания и обнаружения участка нагрева, кисточкой смазываем место нагрева. По испарению спирта определяется деталь с КЗ.

Использование варикапа, май 1958 г. Радиоэлектроника

Май 1958 г. Радиоэлектроника

[Таблица содержания]

Восковая ностальгия и изучение истории ранней электроники. См. статьи из Радиоэлектроника , опубликовано 1930-1988 гг. Настоящим признаются все авторские права.

Мы с тобой знаем их как варакторы диоды», но изначально полупроводниковые переходы, обратное смещение которых определяет его емкость была названа «варикапом».’ Новое и чудесное увлечение полупроводниками был в самом разгаре к 1958 году. Ученые, инженеры и любители сжигали полуночное масло (используя популярную фразу дня) проведение экспериментов и разработка схем для замены электронных ламп и ручных управления с транзисторами и другими электрически переменными полупроводниками. Варикап имел возможность настраивать генераторы и фильтры приемника и передатчика без необходимость в высоких напряжениях смещения ламп и больших многопластинчатых пластинах с механическими переменными параметрами конденсаторы.В этой статье от Radio-Electronics говорится о ранней стоимости варикапов. 4,50 доллара за штуку (39,95 доллара в долларах 2019 года за штуку). BLS Inflation Calculator), поэтому они ни в коем случае не были дешевыми. Однако их стоимость была оправдана за счет уменьшения сложности схемы (механически регулируемый конденсатор и, возможно, вакуумная трубка), повышение надежности (отсутствие изнашиваемых движущихся частей, виброустойчивость, стойкость к факторам окружающей среды) и престижность претензии быть современным «электронно настроенным» продуктом.

Использование варикапа

Руфус П. Тернер

Емкость этого поразительного маленького полупроводника размером резистора мощностью 1/4 Вт зависит от приложенного к нему напряжения.

Емкость полупроводникового перехода с обратным смещением зависит от обратного постоянное напряжение-емкость уменьшается с увеличением напряжения. Этот эффект был отмечен как в диодах, так и в силовых выпрямителях. В селеновых пластинах выпрямителя, например, емкость сравнительно велика, часто достигая 0.25 мкф и более. Попытки использование этой чувствительной к напряжению емкости было затруднено сравнительно малое обратное сопротивление перехода – для воздействия нужны довольно большие токи емкость изменяется, а добротность слишком мала для большинства практических применений. Также, как емкость, так и обратное сопротивление чрезвычайно чувствительны к температуре в обычных диодах и выпрямителях.

Важная веха была достигнута с разработкой диода с кремниевым переходом.Это полупроводниковое устройство имеет небольшую, но полезную величину емкости, которую легко изменять. по обратному смещению. А обратное сопротивление кремниевого p-n перехода таково высокий (часто 10 000 МОм при -1 вольт), что почти не требуется ток сделать работу. По сути, это высокодобротный компонент, кремниевый переход известен стабильность его емкости в широком диапазоне температур. В исследовательских лабораториях за последние 2 года вольточувствительная емкость кремниевого p-n перехода использовался в экспериментальной настройке, управляемой напряжением, частотных модуляторах, автоматических регулятор частоты, усилители конденсаторного типа, перестраиваемые фильтры и многочисленные чувствительные устройства дистанционного управления.Рабочие, которые были заинтригованы более ранними диэлектрическими усилителя (с использованием керамических конденсаторов, чувствительных к напряжению), только для того, чтобы их резкий температурный дрейф, их интерес вновь стимулировался кремнием. узел.

Теперь полезный новый полупроводниковый компонент, варикап (см. Радиоэлектроника, январь 1958 г., стр. 45) стал коммерчески доступным. Этот простой, двухконтактный, Устройство p-n перехода, предназначенное для использования в качестве конденсатора переменного напряжения, открывает новые перспективы для упрощения многих электронных схем.Количество приложений к старым схемам, а возможности для новых схем будут ограничены только воображение и смекалка экспериментатора. Не больше, чем у большинства 1/4-ваттных резисторов и напоминающий миниатюрный кристаллический диод, варикап будет выполнять работу реактивного сопротивления. трубки модулятора или переменного конденсатора, оба из которых во много раз больше его размера.

Миниатюрный настроечный конденсатор и карликовая реактивная лампа Varicap которые могут заменить их.

Схема

AFC, которую вы можете добавить к FM-приемнику, подходит для 2 1/8 x 2 3/8-дюймовая фенольная плита.

Рис. 1 – Схематическое обозначение и эквивалентная схема Варикап.

Рис. 2. Как емкость варикапа зависит от напряжения смещения.

Электрические характеристики Varicap

Рис. 3. Тестовая установка для демонстрации работы варикапа.

Характеристики варикапа

На рис. 1 показаны условное обозначение и эквивалентная схема варикапа. Маркировка на рис. 1-a указывает полярность напряжения смещения постоянного тока. Положительный конец устройства отмечен окрашенной черной полосой.

На рис. 1-b показана эквивалентная схема. Емкость C варьируется примерно как 1/√V, где V — напряжение обратного смещения, практически постоянное (для любого заданного значения V) от -65°С до 150°С.И емкость, и последовательное сопротивление R s ) практически не зависят от рабочего частота. Максимальная частота, при которой эквивалентная схема остается такой, как показано на рис. 1-b — 500 мкс.

Варикапы

доступны с шестью емкостями, как показано в таблице. Эти емкости получаются при смещении постоянного тока -4 вольта. Допустимое отклонение емкости составляет ± 20%. Варикап стоит около 4,50 долларов.

На рис. 2 показано изменение емкости при обратном постоянном напряжении смещения.Этот кривая относится ко всем типам варикапов, независимо от их номинальной емкости, и показывает, что каждый имеет 100% номинальной емкости при смещении -4 вольта. При подаче смещения на варикап протекает ток всего в несколько миллимикроампер. Таким образом, для изменения емкости этого высокоомного устройство.

Поскольку сигнал смещения может быть как постоянным, так и флуктуирующим, можно использовать сигналы.Диапазон частот простирается от постоянного тока до более чем 500 мкс.

В любом приложении общее напряжение, подаваемое на варикап (т. напряжение смещения плюс пик напряжения сигнала при наличии переменной составляющей) не должно превышать максимальное рабочее напряжение устройства. Кроме того, поскольку варикап диод работает в обратном направлении, напряжение смещения постоянного тока не должно быть установлено настолько низким, что пиковое напряжение сигнала переключит операцию в прямое или проводящее, область.

Varicap фактически использует емкость p-n перехода для выполнения своей работы. Почему емкость существует в соединении, здесь не будет повторяться. Емкость перехода в полупроводниковых приборах знаком читателю; емкость коллектора, например, хорошо известен своей ролью в ограничении высокочастотной характеристики транзисторов. 1,2

В обычном конденсаторе через диэлектрик протекает небольшой ток утечки потому что это не идеальный изолятор.Чем выше сопротивление изоляции, тем уменьшить этот ток. У слюдяного конденсатора в хорошем состоянии диэлектрическое сопротивление может составлять 100 000 МОм и более, а ток утечки при низком постоянном напряжении столь мал что его можно полностью игнорировать. В трубчатом бумажном конденсаторе диэлектрик сопротивление может достигать 1000 МОм; поэтому ток утечки намного выше чем в слюдяном блоке. Ток утечки выше всего у электролитического конденсатора; это может быть заметная часть миллиампера.Из-за тока утечки, Эквивалентная схема конденсатора показывает сопротивление утечки параллельно конденсаторные пластины.

Сопротивление утечки слюдяного конденсатора настолько велико, что его шунтирующий эффект незначительно. Диэлектрик между пластинами приближается к идеальному изолятору, нет (для всех практических целей и целей) заметного пути утечки между пластины, а параллельное сопротивление может быть стерто из эквивалентной схемы.Точно так же в варикапе сопротивление утечки чрезвычайно велико (порядка десятков тысяч МОм), так как кремниевый p-n переход с обратным смещением проходит всего несколько тысячных микроампер. Как и в слюдяном конденсаторе, параллельный сопротивлением можно пренебречь, а переход считать емкостью, так как его реактивное сопротивление на много порядков ниже шунтирующего сопротивления. Ситуация это почти то же самое, что иметь очень хороший диэлектрик между «пластинами» перехода. Эта емкость изменяется, как объяснялось ранее, в зависимости от приложенного обратного напряжения постоянного тока.

Обычный конденсатор также имеет составляющую последовательного сопротивления R s . На высоких частотах величина этого сопротивления обусловлена ​​сопротивлением пластины, выводы и различные синфазные составляющие тока. Добротность конденсатора зависит от этого последовательного сопротивления. Varicap также имеет компонент R s . Он показан на рис. 1-б и указан для каждого типа на диаграмме.Вопрос варикапа (но не его емкости) так же зависит от этой последовательной составляющей. Однако, как упоминалось ранее, эта составляющая последовательного сопротивления не зависит от частота до 500 мкс.

Следует учитывать, что другие полупроводниковые переходы, такие как германиевые диоды и селеновые выпрямители пропускают гораздо более высокие обратные токи (утечки). Эти утечки не только выше, чем у высококачественных кремниевых переходов, но и заметно увеличивают с повышенным обратным напряжением. В этих единицах, поскольку сопротивление утечки часто того же порядка или даже меньше, чем емкостное реактивное сопротивление, полезное изменение, производимое изменением напряжения на этих устройствах, не является исключительно изменение емкости, а скорее изменение импеданса эквивалентного R-C схема. В этом отношении селеновый выпрямитель чем-то напоминает электролитический. конденсатор с его высокой утечкой. Наоборот, чрезвычайно высокая утечка сопротивление кремниевого p-n перехода и его полезная емкость идентифицируют его как качественный конденсатор.

Эффект настройки

Одно из первых применений, которое приходит на ум, — использование варикапа в качестве преобразователя напряжения. подстроечный конденсатор в LC цепи. На рис. 3 показана тестовая установка автора для продемонстрировать этот эффект и проверить диапазон настройки для одного набора рабочих условий.

В этой конструкции C2 представляет собой варикап типа V56, который служит подстроечным конденсатором. цепи LC, L2-C2. Конденсатор С1 блокирует протекание постоянного тока с катушки.Эта емкость очень велика по отношению к C2. Регулируемое смещение постоянного тока поставляется от батарейки через потенциометр R2. Уровень смещения определяется вольтметром постоянного тока. Изолирующий резистор R1 блокирует поток ВЧ в цепь постоянного тока, но не вносит заметных помех. падение постоянного напряжения из-за незначительного постоянного тока, протекающего через варикап. Вместо R1 можно использовать ВЧ-дроссель. ВЧ vtvm действует как высокоимпедансный резонанс. показатель. Тестовый сигнал подается обычным генератором радиочастотных сигналов, соединенным по линии связи. к цепи LC через катушку L1.Катушка L2 намотана в резонанс с C2. в районе 2 мк.

Напряжение постоянного тока, близкое к нулю, варикап имеет наибольшую емкость (номинально больше чем 100 мкФ), и поэтому LC-контур настроен на самую низкую частоту. При -9 вольт емкость низкая (примерно 39 мкф) и цепь настроен на самую высокую частоту. Чтобы не отставать от рабочих характеристик варикапа, напряжение постоянного тока не должно быть меньше 1, а ВЧ напряжение, обозначенное vtvm больше 0.5 вольт среднеквадратичное значение.

Чтобы продемонстрировать эффективность варикапа как регулятора напряжения конденсатор: (1) Установите напряжение постоянного тока на -1. (2) Настройте генератор радиочастотных сигналов на резонанс, на что указывает пиковое отклонение vtvm. Установите регулятор выхода генератора на удерживайте это отклонение на уровне 0,5 В (среднеквадратичное значение). (3) Запишите частоту генератора как f1. (4) Установите напряжение постоянного тока на -9, отметив, что отклонение vtvm падает, указывая на расстройку. цепи. (5) Перенастройте генератор, чтобы найти новую, более высокую резонансную частоту. и запишите это как f2. Диапазон настройки, обеспечиваемый 8-вольтовым изменением смещения, равен до f2 – f1.

В тестовой установке, показанной на рис.3, схема была настроена от 1400 кГц при -1 вольт до 2250 кгц при -9 вольт, диапазон перестройки 850 кгц. Может быть покрыта широкая полоса частот с тем же изменением емкости, если индуктивность L2 уменьшить, чтобы увеличить рабочая частота. В некоторых приложениях этого принципа желательно использовать варикап в качестве триммера с переменным напряжением параллельно с настройкой воздуха конденсатор.

Многие приложения этого принципа напрашиваются сами собой.Примеры: напряжение настройка ВЧ испытательных генераторов, гетеродинов в радио- и телеприемниках (особенно при дистанционном управлении), автогенераторы в передатчиках и абсорбция волномеры.

Частотный модулятор

Рис. 4 – Схема частотного модулятора варикапа.

Рис. 5. Цепь АЧХ варикапа для вашего FM-приемника.

В экспериментальной схеме, показанной на рис.4, варикап (C2) шунтирован (через блокировочный конденсатор C3 емкостью 0,01 мкф) в колебательной цепи (L-C4) самовозбуждающегося Генератор на 50 мкс. На варикап подается напряжение звуковой частоты ( af ). последовательно со смещением постоянного тока 6 В, питаемым от батареи. Этот переменный ток колеблется смещение на уровне звуковой частоты. Емкость варикапа соответственно колеблется о его среднем значении -6 вольт, модулирующем частоту генератора. Центральная частота определяется установкой воздушного конденсатора 100 мкф (С4) и -6-вольтового уровень смещения.

Ширина развертки пропорциональна амплитуде E af и регулируется путем изменения этого звукового напряжения. На рис. 4 ВЧ-генератор настроен на центральная частота 50 мкс, когда C-4 установлен на 50 мкФ, смещение постоянного тока на -6 вольт и E af на ноль. Развертка от 0 до 4 мс достигается, когда E af варьировалось от 0 до 1,5 вольта.

Чтобы предотвратить превышение номинального напряжения варикапа в этом типе ЧМ-генератора, сумма постоянного, пикового af и пикового rf напряжения не должна превышать максимальное напряжение показано на графике.Кроме того, смещение постоянного тока не должно быть установлено настолько низким, чтобы сумма E af пик и E rf пик заведут варикап в его прямое, или проводящее, область, на рис. 5 эти условия выполняются, когда E dc = -6 вольт, E af не превышает 1,5 В, среднеквадратичное значение, а E rf не превышает 3 вольта. В то время как последнее представляет собой относительно низкое ВЧ-напряжение резервуара для генераторов лампового типа, разумно для высокочастотных транзисторных генераторов, с которыми варикап частотный модулятор является естественным компаньоном.

Хотя схема бака, показанная на рис. 4, рассчитана на работу на 50 мс, использование этой частоты не является обязательным. Та же схема FM может использоваться на других центральных частотах за счет правильной пропорции контура LC. Нижний центральной частоты, тем меньше ширина развертки, полученная при заданной емкости варикапа качели, и наоборот. Трансформатор, показанный на рис. 4, не критичен. Любой аудиоустройство, вторичное устройство которого будет передавать максимум 1.5 вольт среднеквадратичное значение звука от данный источник можно использовать, если он имеет удовлетворительный звуковой отклик.

Автоматическая регулировка частоты

Изменяемая по напряжению емкость варикапа и его температурная стабильность подходит для использования в качестве простого, высокочувствительного устройства AFC, которое работает лучше чем некоторые схемы реактивных ламп. Небольшой размер блока AFC, содержащего варикап, четыре небольших конденсатора, четыре резистора и ВЧ-дроссель позволяют встроить его в приемник с минимальным вмешательством в схему устройства.Это должно быть долгожданной новостью энтузиастам Hi-Fi, чьи FM-приемники не имеют автоматической регулировки частоты.

На рис. 5 показана схема afc, разработанная инженерами Pacific Semiconductor. который я адаптировал для смещения от 300-вольтового источника постоянного тока FM-приемника. Фотографии покажите устройство в сборе, готовое к подключению к приемнику. Любой тип варикапа может использоваться. Гетеродин приемника просто перенастраивается, чтобы компенсировать шунтирующая емкость, вносимая смещенным варикапом C2, который работает как частотно-регулируемый триммером через бак гетеродина.

Варикап относится к смещению постоянного тока -8 вольт, полученному от приемника. Питание 300 вольт через делитель напряжения R3, R4. Напряжение постоянного тока afc получается с одной стороны дискриминатора. Для источников питания, отличных от 300 В, значения R3 и R4 не будут такими же, как у меня, но должны быть разработаны для выхода -8 вольт от конкретного напряжения питания комплекта, который вы добавляете к этому цепь afc к.

Готовый блок AFC построен на перфорированной фенольной плите длиной 2 3/8 дюйма. и шириной 2 1/8 дюйма.Косички компонентов пропущены через отверстия на плате и соединены внизу, чтобы завершить проводку. Печатная схема может быть использовано. Четыре соединения со схемой приемника выполнены на выводах под пайку. устанавливается по краю панели. Готовый агрегат должен быть смонтирован как можно ближе как можно на гетеродин, чтобы опережение от бака к С1 было короткая.

((Некоторые кремниевые диоды также могут использоваться в качестве переменных конденсаторов в таких приложениях как это. В феврале-марте 1958 г. в номере Rectifier News, издаваемом International Rectifier Corp., Эль-Сегундо, Калифорния, показана схема для использования их кремниевый диод 3DS1 в качестве устройства управления afc для FM-тюнера. -Редактор)

Другие приложения

Другие рекомендуемые области применения Varicap включают полностью электронные преобразователи постоянного и переменного тока. прерыватели, амплитудные модуляторы, генераторы юстировочной развертки, усилители конденсаторного типа (как переменного, так и постоянного тока), триггеры переменного тока, автоматическое управление амплитудой в генераторах f, FM-телеметрия и устранение контроля тонкой настройки в телевизионных приемниках.

В некоторых приложениях варикапы, как и конденсаторы, могут работать параллельно для увеличения емкости и последовательное соединение друг с другом для повышения допустимого напряжения способность.

 

1 Уильям Шокли, Электроны и дырки в полупроводниках, D. Van Nostrand Co., 1950, стр. 100.

2 Д. К. Браун и Ф. Хендерсон. «PN-переход на устройстве с переменным реактивным сопротивлением для FM Production»,

    Electronic Engineering, (Лондон) ноябрь, 1957, стр. 556.

 

 

Опубликовано 15 августа 2019 г. (исходный 11.06.2014)

Варакторный диод или варикапный диод Объяснение работы и применения

(Последнее обновление: 12 сентября 2021 г.)

Варакторный диод: Варакторные диоды

представляют собой тип pn-перехода, в котором путем подачи обратного напряжения смещения мы изменяем внутреннюю емкость диода. Таким образом, эти диоды также известны как варикапы. Термин варикап относится к переменной емкости.Точно так же термин варактор относится к переменному реактивному сопротивлению. Варакторный диод был впервые разработан в 1961 году компанией Pacific Semiconductor Subsidiary. Итак, в этом диоде, когда мы изменим приложенное обратное напряжение смещения, будет меняться его емкость или, другими словами, его реактивное сопротивление. Это свойство варакторного диода очень полезно во многих приложениях. В частности, когда мы хотим изменить емкость в цепи с помощью внешнего приложенного напряжения, частота цепи изменится. Итак, из-за этого свойства они используются в системах радиочастотной связи, и это символ варакторного диода.

Символ указывает на то, что это диод с p-n переходом, но в отличие от обычного выпрямительного диода он предназначен для использования в качестве конденсатора. Все диоды могут иметь переменную емкость, но производятся модификации, чтобы использовать эффект и увеличить изменение емкости. Варакторный диод более чувствителен к области обеднения.

Работа варакторного диода:

Итак, чтобы понять работу этого варакторного диода, прежде всего, мы должны знать, как мы можем изменить емкость плоского конденсатора.Таким образом, для конденсатора с плоскими пластинами емкость может быть определена как:

.

C = (εA)/d

Где,

A — площадь пластин, ε — диэлектрическая проницаемость диэлектрического материала, а d — расстояние между двумя пластинами или толщина диэлектрического материала. Итак, для фиксированных значений ε и A, если мы изменим расстояние между двумя пластинами или, другими словами, если мы изменим толщину диэлектрической среды, емкость конденсатора изменится.Когда мы увеличиваем расстояние между двумя пластинами, емкость уменьшается, а когда мы уменьшаем расстояние между двумя пластинами, емкость увеличивается. Точно так же, когда мы увеличиваем площадь пластин, емкость увеличивается, а когда мы уменьшаем площадь пластин, емкость уменьшается.

Итак, по той же схеме варьируется емкость варакторного диода. Теперь, как я уже сказал, варакторный диод также является одним из видов диода с p-n переходом. Область истощения образуется на стыке, где этот материал p-типа и n-типа встречаются друг с другом.Итак, этот материал p-типа содержит избыточное количество дырок, в то время как материал n-типа содержит электроны. В Р-типе при добавлении трехвалентной примеси в кремний подразумеваются атомы, у которых валентных электронов три, а кремний состоит из четырех электронов. Когда эти два атома объединятся, они сформируют 7 электронов, поэтому будет недостаток одного электрона, из-за которого будет создана дырка. Точно так же в материале N-типа, когда добавляется пентавалентный элемент, это означает атом, который имеет 5 валентных электронов в кремнии, тогда будет один дополнительный электрон, и он будет называться материалом N-типа.Дырки в материале p-типа будут притягивать электроны в материале N-типа. Из-за чего некоторые электроны будут мигрировать из материала N-типа в материал P-типа, из-за чего будет сформирована обедненная область и область будет нейтральной.

С другой стороны, если вы видите эту обедненную область, значит, в ней нет носителей заряда. Таким образом, этот диод с p-n переходом ведет себя как конденсатор. Это означает, что здесь эти области p-типа и n-типа действуют как проводящие пластины, а область обеднения действует как диэлектрическая среда.Поскольку мы знаем, что диэлектрический материал действует как изолятор, а нейтральный атом также будет действовать как изолятор. Мы подадим обратное напряжение смещения на варакторный диод, подключив положительный вывод батареи к материалу n-типа, а отрицательный вывод — к материалу P-типа. Мы знаем, что для диода с p-n-переходом, когда мы меняем приложенное обратное напряжение смещения, изменяется ширина области обеднения, потому что положительный вывод батареи притягивает электроны, а отрицательный вывод притягивает дырки, из-за которых область обеднения будет увеличиваться.Область истощения станет толстой. Это означает, что по мере увеличения приложенного обратного напряжения смещения ширина обедненной области также будет увеличиваться, что означает, что обедненная область станет толще. Поскольку мы знаем, что когда мы увеличиваем напряжение, ширина области обеднения будет увеличиваться, поэтому мы можем сказать, что существует зависимость направления между напряжением и шириной области обеднения.

V∝ w d

Емкость будет уменьшаться при увеличении напряжения и наоборот.Таким образом, между напряжением и емкостью будет обратная зависимость.

С= 1/В

По мере увеличения ширины обедненной области из этого уравнения можно сказать, что значение емкости будет уменьшаться. Это означает, что мы можем сказать, что эта емкость обратно пропорциональна приложенному обратному напряжению, и если мы видим точное соотношение, то оно может быть выражено следующим выражением.

C= C 0 /(1+|V/V f |) n

Где V — приложенное напряжение обратного смещения, а Vf — прямое напряжение или встроенное напряжение диода.И здесь это Co представляет собой емкость диода, когда он несмещен. Теперь в этом уравнении значение n зависит от профиля легирования варакторного диода. Итак, исходя из профиля легирования, различают два типа варакторных диодов. Первый — это резкий варактор, так что это профиль легирования резкого варакторного диода. Итак, как вы можете видеть, в этих областях p-типа и n-типа концентрация легирования однородна, когда значение n = 1/2 для этого типа перехода. Но на стыке происходит резкое изменение допинг-профиля.

Таким образом, обычные диоды с p-n-переходом обычно имеют этот резкий переход. С другой стороны, это профиль варакторного диода со сверхрезким скачком, и, как вы можете видеть, с обеих сторон концентрация примеси быстро уменьшается с расстоянием. Для этого типа профиля легирования значение n = 2 Таким образом, из этого выражения мы можем сказать, что для сверхрезкого перехода по мере увеличения значения этого обратного напряжения смещения будет больше изменение емкости. Итак, в общем, для нормального диода с p-n переходом, если мы увидим кривую зависимости емкости от приложенного обратного напряжения смещения, то она будет выглядеть следующим образом.

То есть вообще любой диод можно использовать в качестве переменного конденсатора. Но варакторные диоды оптимизированы и изготовлены таким образом, чтобы обеспечить большее изменение емкости при приложенном обратном напряжении смещения.

Итак, теперь рассмотрим эквивалентную схему варакторного диода. Итак, если подать обратное напряжение смещения, то эквивалентная схема варакторного диода в таком состоянии будет выглядеть так:

Итак, здесь Rr — обратное сопротивление диода, а Rs — омическое сопротивление.Обычно значение этого обратного сопротивления измеряется в мегаомах. Потому что всякий раз, когда мы смещаем этот диод в обратном направлении, через диод будет протекать только ток утечки или обратный ток насыщения, и этот ток может быть задан этим обратным сопротивлением. Таким образом, для варакторного диода, чтобы минимизировать этот ток утечки или обратный ток насыщения, это сопротивление должно быть как можно выше. Для более низких частот эквивалентная схема варакторного диода будет такой:

Но всякий раз, когда он работает на высоких частотах, нам также необходимо учитывать паразитную емкость и индуктивность.Итак, это эквивалентная схема варакторного диода на высоких частотах.

Важная спецификация варакторных диодов:

Итак, теперь давайте рассмотрим некоторые важные характеристики варакторных диодов, которые нам необходимо учитывать при выборе диода для конкретного применения. Первыми и наиболее важными характеристиками являются диапазон емкости и коэффициент емкости. Итак, если вы видите техническое описание любого варакторного диода, то они использовали для указания значения емкости при разных напряжениях.Например, как показано в таблице данных, при изменении обратного напряжения с 1,2 В до 8 В емкость изменяется примерно с 450 пФ до 25 пФ. Итак, в основном этот параметр дает представление, в каком диапазоне мы можем изменить значение емкости для данного диода.

Затем вторая важная характеристика — коэффициент емкости. Отношение емкости может быть выражено как:

С х у

Емкость можно измерить на концах, обозначенных x и y, которые представляют собой диапазон напряжения.Например, здесь значение x = 1,2 В, а значение     y = 8 В, и оно определяет, как мы изменяем напряжение, насколько сильно может измениться значение емкости. Это означает, что если это отношение больше, то оно определяет, что при изменении напряжения значение емкости будет больше изменяться. Для сверхкрутых варакторных диодов можно добиться коэффициента более 10. В то время как для резких диодов обычно используется диапазон от 2 до 3. Так, для лучшей настраиваемости схемы, желательны большие отношения емкости.Другой характеристикой варакторного диода является обратный ток или ток утечки. Как я уже упоминал, для варакторного диода обратный ток или ток утечки должен быть как можно меньше.

Точно так же другой важной характеристикой является напряжение пробоя. Поскольку эти варакторные диоды работают в условиях обратного смещения. Таким образом, при эксплуатации трех диодов необходимо следить за тем, чтобы приложенное обратное напряжение смещения не превышало этого напряжения пробоя.Потому что, если оно превышает напряжение пробоя, варакторный диод выйдет из строя.

Еще один важный параметр варакторного диода — добротность

. Таким образом, всякий раз, когда в цепях настройки или в ВЧ-фильтрах используются варикапы, то для резкого отклика следует выбирать диоды с высокой добротностью. Это означает, что для хорошей селективности значение этой добротности должно быть как можно выше. Итак, вот некоторые рабочие параметры варакторных диодов.

Применение варакторных диодов:

Цепи настройки состоят из варикапов, как я упоминал ранее. Например, как показано на рисунке, здесь в цепи настройки используется варикап.

Итак, для данной схемы настройки резонансная частота

f r = 1/(2π √(LC’))

Где C’= CT + Cc

Итак, здесь CT — емкость варакторного диода, а Cc — конденсатор связи.Емкость конденсатора можно изменить, изменив приложенное обратное напряжение смещения. Таким образом, мы можем настроить эту схему на определенную частоту.

Таким образом, эти варакторные диоды используются в FM-приемниках, а также в другом коммуникационном оборудовании, где требуется электронная настройка схемы. Кроме того, они используются в ВЧ-фильтрах, а также в генераторах управления напряжением. Некоторые из приложений:

  • Саморегулирующиеся мостовые схемы
  • FM-радио и ТВ-приемник
  • Настройка LC-резонансного контура в умножителях СВЧ частоты
  • Регулируемый полосовой фильтр
  • Микроволновые параметрические усилители с очень низким уровнем шума

Итак, вот некоторые области применения варакторного диода.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Varactor – обзор | ScienceDirect Topics

8.4 Технологическая платформа для изготовления сложных схем RF MEMS

После введения и описания характерных особенностей компонентов RF MEMS с сосредоточенными параметрами, таких как варакторы, переключатели и катушки индуктивности, а также некоторых из наиболее актуальных вопросов на уровне производства Далее обсуждается технологическая платформа, подходящая для их изготовления. Специфическим процессом является технология поверхностной микрообработки, доступная в FBK, специально оптимизированная для изготовления компонентов RF MEMS с сосредоточенными параметрами и сложных сетей.

Для частот до 40 ГГц используются высокоомные кремниевые подложки. Для более высоких частот предпочтительны кварцевые пластины (плавленый кварц), поскольку они обеспечивают меньшие потери в подложке. Кварц очень хрупок, и с ним следует обращаться осторожно, особенно когда для микрополосковых структур необходимы тонкие подложки (300 мкм). Для уменьшения количества пластин, ломающихся при изготовлении, внутренние напряжения снижают предварительной термообработкой при 1050°С с последующим очень медленным охлаждением.

Подвижные и подвесные конструкции реализованы с помощью гальванического золота толщиной 1,8 мкм, а более толстая (> 5 мкм) сигнальная линия и фиксирующие конструкции реализованы путем добавления второго слоя гальванического золота. Подземные переходы выполнены многослойным составом из сплава Al 1% Si и диффузионного барьера Ti-TiN и защитного слоя во избежание диффузии Al в поликремний и образования бугорков при последующем осаждении оксида кремния (LTO).

Линии смещения и управляющие электроды выполнены из поликремния с высоким удельным сопротивлением для снижения радиочастотных потерь. Поликремний допускает высокотемпературную обработку, поэтому на него можно наносить оксид кремния хорошего качества (ТЭОС). Электроды срабатывания могут быть изолированы с помощью как TEOS, так и LTO для поддержания напряжения срабатывания без пробоя, в то время как на емкостных контактах используется только более тонкий LTO, чтобы иметь более высокую емкость. В качестве альтернативы можно реализовать исполнительные электроды без диэлектрика, удалив весь диэлектрик поверх поликремния и соорудив несколько стоек, которые предотвращают касание подвижных мостов электрода (короткое замыкание).Таким образом, можно резко уменьшить сдвиг напряжения втягивания, вызванный зарядкой (Solazzi и др. , 2011).

Схема технологического процесса представлена ​​на рис. 8.9. Процесс изготовления начинается на кремниевых пластинах с высоким удельным сопротивлением с реализации изолирующего слоя, состоящего из оксида кремния толщиной 1 мкм, выращенного методом влажного термического окисления при 975°C. Заряды, захваченные на границе раздела оксида кремния, могут индуцировать проводящий канал, который увеличивает потери на подложке за счет емкостной связи.Отжиг при 975°С в течение 50 мин в атмосфере азота проводят для уменьшения захваченного заряда. Для кварцевой пластины эти шаги, очевидно, не требуются.

8.9. Схема технологического процесса изготовления ФБК РФ МЭМС: (а) термическое оксидирование кремниевой подложки и нанесение поликремния и формирование рисунка, (б) нанесение ТЭОС и открытие контактов, (в) нанесение металла и формирование рисунка, (г) нанесение LTO, открытие и плавание переходных отверстий напыление металла, (e) нанесение и подложка прокладки, (f) затравочный слой и первое гальванопокрытие золотым «мостиком» и (g) второе гальванопокрытие золотым «CPW» и освобождение подвесных конструкций.На рисунке показано изготовление емкостного контактного переключателя. Для реализации омических переключателей удален диэлектрик (LTO) над металлическим подземным переходом, что обеспечивает контакт металл-металл.

Для создания электродов для электростатического срабатывания и соответствующих линий смещения сигнала постоянного тока, а также резисторов слой поликремния толщиной 630 нм осаждается методом химического осаждения из газовой фазы при низком давлении (LPCVD) при 630°C. Слой поликремния также используется для создания небольших углублений (обычно 4 × 4 мкм), чтобы точно определить количество и положение точек контакта между подвижной мембраной и линией подземного перехода (рис.8.9а).

Для получения необходимого удельного сопротивления слой поликремния имплантирован ионами бора (BF 2 ) при энергии 120 кэВ. Обычно используют дозу 6,2 × 10 14 Б/см 2 для получения поверхностного сопротивления около 1600 Ом/кв. Если требуется другое удельное сопротивление, можно легко рассчитать соответствующую дозу. На первом этапе литографии будут определены структуры поликремния, полученные путем сухого травления с использованием химической плазмы на основе хлора. После удаления слоя фоторезиста кислородной плазмой имплантированные ионы B диффундируют и электрически активируются путем отжига при 925°C в течение 1 ч в атмосфере азота для получения необходимого профиля легирования.Изолирующий слой SiO 2 толщиной 300 нм осаждается методом LPCVD с использованием тетраэтилортосиликата (ТЭОС) при 718°C.

Если устройствам, таким как фазированные антенные решетки или микрополосковые линии, требуется проводящий слой на задней стороне, на заднюю сторону напыляется алюминиевая пленка, определяемая литографией (с использованием выравнивания лицевой стороны) и подвергается сухому травлению. Оксид кремния PECVD или нитрид кремния используются для изоляции и защиты от царапин и коррозии.

Процесс продолжается на лицевой стороне этапом литографии и сухим травлением (с использованием химии на основе F), чтобы определить отверстие в TEOS для контактов между поликремнием и металлом (рис.8.9б).

Для реализации подземной линии и других проводников напылением наносится металлический слой (Al 1%Si). Диффузионный барьер (Ti/TiN) используется, чтобы избежать всплесков диффузии Al на границе раздела поликремния и образования бугров на вершине во время диэлектрического осаждения. Полученный многослойный слой состоит из 30 нм Ti, 50 нм TiN, 410 нм Al 1% Si, 60 нм Ti и 80 нм TiN. Толщина многометаллического поддона и поликремниевых приводных электродов должны быть одинаковыми, чтобы избежать деформации приводного моста.Металлический слой определяется литографией и сухим травлением (рис. 8.9в).

Диэлектрический слой SiO толщиной 100 нм 2 LTO нанесен методом LPCVD при 430°C с использованием силана. Он используется как для изоляции металла от других проводников, так и в качестве диэлектрика для емкостных контактов.

Отверстия в LTO определяются этапом литографии и подвергаются сухому травлению (рис. 8.9d) для создания переходных отверстий, которые контактируют с металлическим поддоном с золотой сигнальной линией, и для подготовки областей контактов металл-металл для омических переключателей. .Если требуются исполнительные электроды без диэлектрика, тот же шаг используется для удаления как LTO, так и TEOS с поликремниевых электродов за счет увеличения времени травления.

В этом случае во избежание коротких замыканий по электродам распределяется матрица из механических стопоров (рис. 8.10), выполненная путем наложения ТЭОС, металла, ЛТО и плавающего металла с целью получения воздушного зазора толщиной 550 нм достаточно для обеспечения изоляции при обычно используемых уровнях напряжения срабатывания.

8.10.Рисунок (а) и схематическое изображение столбов (б), используемых в качестве стопоров для предотвращения коротких замыканий между электродами и подвижными мембранами в бездиэлектрических исполнительных электродах.

Слой 5 нм Cr–150 нм Au наносится с помощью электронно-лучевой пушки и используется как для реализации электрически плавающего металлического слоя для емкостных контактных переключателей, так и для реализации нижней части контакта золото-золото для омических переключателей.

Хром используется в качестве адгезионного слоя, поскольку золото имеет очень плохую адгезию к оксиду кремния.Плавающий металл определяется этапом литографии и подвергается влажному травлению (рис. 8.9d).

Фоторезист был выбран в качестве расходуемого слоя (спейсера) для изготовления подвижных мембран и подвесных воздушных мостиков, поскольку он легко удаляется кислородной плазмой. Недостатком является то, что получается лишь частичная планаризация рельефа нижележащей конструкции, а верхняя поверхность не является полностью плоской. Стандартная толщина составляет 3 мкм, но в зависимости от требований к устройству используются разные толщины, начиная с 1.от 6 до 4,5 мкм. Фоторезист наносится на пластины, а жертвенные прокладки определяются литографией (рис. 8.9e). Подложка резиста наносится при температуре 200°C, что намного выше обычной температуры, чтобы скруглить края оплавлением и улучшить покрытие ступеней, а также повысить химическую и механическую стойкость фоторезиста. После такой обработки резист не растворяется в растворителях, используемых на следующих этапах, и дальнейшая литография может выполняться без повреждения спейсера.

Проводящий затравочный слой, необходимый для процесса гальванического покрытия, затем напыляется на пластины.Этот слой состоит из 2,5 нм Cr для обеспечения хорошей адгезии к подложке, 25 нм из Au в качестве проводящего слоя и расходуемого верхнего слоя из 2 нм из Cr для увеличения адгезии фоторезистивной маски во время гальванического покрытия. Этап литографии с использованием положительного резиста AZ 4562 толщиной 6 мкм определяет шаблон, по которому будет выращена первая пленка Au, называемая «мостом». После влажного травления верхнего слоя Cr на пленку Au толщиной 1,8 мкм наносится электроосаждение с использованием химии на основе цианида (рис. 8.9f). Параметры осаждения были выбраны таким образом, чтобы получить незначительное остаточное напряжение растяжения.После удаления фоторезиста на следующем этапе литографии определяется рисунок второго более толстого (3,5 мкм) слоя Au, называемого «CPW», который также выращивается с помощью гальванического покрытия. Более тонкий слой «моста» используется в основном для изготовления подвесных и подвижных конструкций, в то время как линии РЧ-сигналов с низким сопротивлением, наземные участки и точки крепления подвижных конструкций изготавливаются путем наложения обоих золотых слоев. Часто слой «CPW» наносят на отдельные участки подвижных мостов, чтобы иметь более жесткие детали, которые двигаются жестко, а деформация локализуется на более тонких опорах рессор подвески.

Затравочный слой удаляют влажным травлением и проводят спекание золота при 190°C для повышения адгезии золота к подложке и способности контактных площадок к внешним соединениям. Кроме того, этот этап приводит к более однородному и воспроизводимому (растягивающему) напряжению в золотых мембранах. Последним этапом процесса является высвобождение подвесных конструкций путем удаления жертвенного резиста с помощью кислородной плазмы (рис. 8.9ж). Температура процесса и параметры травления были оптимизированы для уменьшения структурных деформаций, вызванных напряжением и градиентом напряжения по толщине пленки (Mulloni и др. ., 2010). Используя вариант процесса, можно локально удалить кремниевую подложку для реализации таких устройств, как катушки индуктивности и встречно-штыревые конденсаторы, на очень тонких подвешенных диэлектрических мембранах. Перед удалением затравочного слоя с лицевой стороны на оксиде кремния с обратной стороны реализуют отверстия, а подложку выборочно удаляют либо методом глубокого РИО, либо анизотропным травлением Si с использованием ТМАГ в держателе пластин, защищающем лицевую сторону. С помощью той же техники можно реализовать переходные отверстия через пластину, которая может быть заполнена медью путем гальванического покрытия для электрического соединения передней и задней сторон пластины.

Активные и пассивные электронные компоненты

Все об активных и пассивных электронных компонентах. Примеры и различия между активными и пассивными электронными компонентами

Активные и пассивные электронные компоненты представляют собой два класса электронных компонентов. Оба эти класса электронных компонентов отличаются друг от друга. В этой статье объясняется все об активных и пассивных электронных компонентах с примерами и различиями между ними.

Активные и пассивные электронные компоненты

Что такое активные электронные компоненты?

Активные электронные компоненты — это компоненты, которые могут управлять потоком электроэнергии. Различные типы печатных плат имеют по крайней мере один активный компонент. Некоторыми примерами активных электронных компонентов являются транзистор , электронные лампы, кремниевые выпрямители (SCR) .

Активные электронные компоненты

Полный список активных электронных компонентов

Вот полный список наиболее распространенных и широко используемых активных электронных компонентов.Я не упомянул Устаревшие компоненты.

Полупроводники

Транзисторы

  • Диоды (все)
  • Выпрямительный диод
  • Диод Шоттки
  • Стабилитрон
  • Униполярный/биполярный диод
  • Варикап
  • Варактор
  • Светодиод (LED)
  • Солнечная фотоэлемент, фотоэлектрическая панель
  • Транзисторы (все)
  • Фототранзистор
  • Транзистор Дарлингтона
  • Составной транзистор
  • Полевой транзистор (FET)
  • JFET (переходной полевой транзистор)
  • МОП-транзистор (Металл-оксид-полупроводник)
  • Тиристоры
  • Составные транзисторы

Интегральные схемы (ИС)

Другие компоненты

  • ЭЛТ / LCD / VFD / TFT / LED
  • Вакуумные трубки
  • Лампы выпрямителя
  • Излучатели
  • Газоразрядная трубка
  • Игнитрон
  • Тиратрон
  • Аккумулятор/источник питания
  • Электрогенератор

Что такое пассивные электронные компоненты?

Пассивные электронные компоненты — это компоненты, которые не могут управлять электрическим током с помощью другого электрического сигнала.Примерами пассивных электронных компонентов являются конденсаторы, резисторы, катушки индуктивности, трансформаторы и некоторые диоды. Это могут быть либо Thru-Hole, либо SMD-компоненты.

Пассивные электронные компоненты

Полный список пассивных электронных компонентов

Вот полный список наиболее распространенных и широко используемых пассивных электронных компонентов. Я не упомянул Устаревшие компоненты.

Основные компоненты

Электромеханические компоненты

  • Резисторы (все типы)
  • Конденсаторы (все типы)
  • Индукторы / Катушка
  • Мемристор/сеть
  • Датчики
  • Детекторы
  • Датчики
  • Антенны
  • Сборочные модули
  • Пьезоэлектрические устройства
  • Кристаллы
  • Резонаторы
  • Клеммы и разъемы
  • Кабели
  • Переключатели
  • Устройства защиты цепи
  • Печатная плата
  • Механические устройства, такие как вентилятор, лампа

Что такое резистор ?

Резистор — это электрическое устройство, сопротивляющееся протеканию электрического тока.Это пассивное устройство , используемое для управления или препятствования протеканию электрического тока в электрической цепи путем создания сопротивления, тем самым вызывая падение напряжения на устройстве.

Резистор

Что такое конденсатор ?

Конденсатор — это пассивный электрический компонент, который может накапливать энергию в электрическом поле между парой проводников, называемых «пластинами». Процесс накопления энергии в конденсаторе известен как «зарядка ».Способность конденсатора накапливать заряд измеряется его емкостью .

Конденсаторы используются в электронных схемах в качестве накопителей энергии. Они также используются для различения высокочастотных и низкочастотных сигналов. Доступен широкий спектр конденсаторов, включая электролитические конденсаторы, обычные конденсаторы с плоскими пластинами и механические переменные конденсаторы.

Конденсатор

Что такое диод ?

Диод – это односторонний клапан для электричества.Диоды пропускают ток в одном направлении. Большинство диодов имеют на одном конце нарисованную линию, показывающую направление потока. Отрицательная сторона обычно белая.

Диод

Что такое интегральная схема (ИС)? Интегральные схемы (ИС)

представляют собой набор из нескольких сложных схем. ИС доступны в самых разных корпусах и размерах. Их приложения так же разнообразны, как и их пакеты.

ИЦ

Что такое транзисторы?

Транзистор — это полупроводниковый прибор.Это основной строительный блок схем мобильных телефонов, компьютеров и некоторых других электронных устройств. Транзистор имеет очень быстрый отклик и используется в ряде функций, включая регулирование напряжения, усиление, переключение, модуляцию сигнала и генераторы.

Транзисторы могут быть упакованы индивидуально или они могут быть частью интегральной схемы. Некоторые микросхемы имеют миллиарды транзисторов на очень небольшой площади.

Транзистор

Символы цепей активных и пассивных электронных компонентов

Активные и пассивные электронные компоненты

Электронные компоненты, как активные, так и пассивные , являются жизненно важным элементом любой сборки печатной платы.Они оба играют жизненно важную роль в функционировании любого электронного устройства.

Электронные компоненты

предназначены для соединения друг с другом, обычно путем пайки на печатной плате (PCB), для создания электронной схемы с определенной функцией.

Активные и пассивные электронные компоненты | Отличие, пример, функция

Похожие сообщения:

woodcowoodworks.com Диоды Полупроводниковая продукция Быстрая покупка 50PCS BB910 Varactor Diode Varicap TO-92S Diode Bb910 Dip IC Develope

Quickbuying 50PCS BB910 Varactor Diode Varicap TO-92S Diode Bb910 Dip IC Develope


Трансформатор класса 2 20 ВА 24 В переменного тока.10PCS CD74HC192E IC PRESET SYNC 4-BIT HS 16-DIP HC192 74HC192. Амфенол 10-101980-083 Корпус. Eztronics Corp 10 шт. 24 В постоянного тока реле питания SONGLE SRD-24VDC-SL-C тип печатной платы. Мягкое белое освещение Philips Philips 413996 Эквивалент 60 Вт Компактная люминесцентная лампа Twister 2700K CFL 6 шт. в упаковке по 6 шт. 6, DIGITEN Датчик Холла Бесконтактный переключатель NPN 3-проводной, нормально замкнутый, нормально замкнутый, с магнитом. uxcell 2 шт. прозрачная пластиковая защитная крышка переключателя для кнопочного переключателя диаметром 22 мм, .1-фазный однофазный цифровой мультиметр DATAKOM DM-0101. 44 AWG Remington Industries 44S200P.25 Магнитный провод 200 ° C Эмалированная медная проволока Намотанная 0,0022 Диаметр 19950 Длина 4 унции Натуральный, MITSUBISHI A1SY10 Выходной блок 2A 240V-AC 24V-DC. 16A 277VAC NEMA 2P Ручной пускатель электродвигателя, атмосферостойкий датчик температуры Sensaphone FGD-0101 2.8K, 5 Sharp PC847 4-канальные фотопары высокой плотности 16-PDIP. Quickbuying 50PCS BB910 Varactor Diode Varicap TO-92S Diode Bb910 Dip IC Develope , предохранитель Littelfuse MAXI Blade 1 в упаковке.Оранжевый 40 ампер MAX40BP,


Quickbuying 50PCS BB910 Varactor Diode Varicap TO-92S Diode Bb910 Dip IC Develope

Quickbuying 50PCS BB910 Varactor Diode Varicap TO-92S Diode Bb910 Dip IC Develope

Комфортный дизайн поддерживает контуры ваших ног благодаря специальной формованной опоре свода стопы. Этот медицинский браслет представляет собой дизайн. Купите C’wait Girls Cute Animal Slippers Indoor House Slipper Toddler Little Kid и другие тапочки по адресу Дата первого листинга: ноябрь.T700 Black Mirror Cover – Driver: Automotive. Рикки Найт Абстрактный музыкальный дизайн Керамическая художественная плитка. является пионером на рынке технических танцев. Мужские трикотажные шорты ProSphere Duquesne University длиной 11 футов — камуфляж в магазине мужской одежды. столовая и наружная отделка, тщательное ювелирное мастерство. Climax Часть 2ISCC-087-087KW Мягкая сталь. Купить Подвеска LogoArt Theta Phi Alpha Medium Circle из стерлингового серебра с правым покрытием. Купите мужской теплый флисовый свитер на молнии с капюшоном и открытым передом, кардиган с капюшоном и другие модные толстовки и толстовки BYWX в.L – (ширина / длина) 22 дюйма / 28. Мы предоставим вам удовлетворительное решение. Эта саркастическая майка – забавное дополнение к вашему гардеробу, помогающее создать более безопасную и совместимую рабочую среду, полипропиленовый шаровой клапан Banjo V200FP. Бесплатная доставка товаров, соответствующих условиям, обязательна для начинающих и младших пользователей. Уже более 15 лет мы заставляем тысячи клиентов любить свои заказы. Quickbuying 50PCS BB910 Varactor Diode Varicap TO-92S Diode Bb910 Dip IC Develope . Мы гордимся тем, что производим одно из лучших в мире полотен с уважением к окружающей среде и ее ограничениям, поверхность кожи имеет естественный блеск и текстуру; шероховатость поверхности кожи особенно полная.100% нетоксичный обруч для ванны, включающий 6 водонепроницаемых МЯЧЕЙ. Мы продаем все наши костюмы по всему миру через экспресс-доставку. Спасибо за интерес, проявленный к моему магазину. • Некоторые модели могут незначительно отличаться в зависимости от наличия. и денежная дробь – тиснение “DIXIE” на чугунной ручке. Такие бусины используются в традиционных ожерельях среди натурального красного коралла и других серебряных бусин и подвесок. Узнайте больше о некоммерческих организациях, которым вы помогаете, в нашей биографии. Если у вас нет учетной записи PayPal, без информации для отслеживания и необходимой подписи.В разделе «Примечания для продавца» при оформлении заказа укажите: Имена и дату. Все мои продукты поступают из дома, где не курят и не содержат домашних животных, тонкий филигранный вихрь из серебра 925 пробы с сапфировым кольцом. повернув зубец на 90 градусов по направлению к коже головы. Ваши дети будут в восторге от возможности проводить больше времени на улице в неотъемлемом аксессуаре каждой королевы, Великолепной холщовой сумке на заказ (одинаковое изображение с обеих сторон). На представленных здесь фотографиях изображен именно тот горшок, который вы получите при покупке. Винтажный цветочный чайник Arabia of Finland с заварочным устройством в узоре Rosmarin.Красиво и функционально одновременно. Эта выкройка была разработана и изготовлена ​​мной, Quickbuying 50PCS BB910 Varactor Diode Varicap TO-92S Diode Bb910 Dip IC Develope , я уже разместил заказ, и вы заказали обувь, которую я изначально хотел, у вашего поставщика, но теперь Я передумал. чаепития в саду и благотворительные мероприятия. de nous expliquer le problème rencontré, Простота в уходе — благодаря ему он остается острым и чистым, Кожаный чехол для ноутбука с магнитной откидной крышкой для Apple iPhone 6 Plus/iPhone 6S Plus (фиолетовый № 3): детский, большой высокий и другие пуловеры на.Наш поворотный фитинг работает с нейлоновым плетеным шлангом и плетеным топливным шлангом из нержавеющей стали. Сделано в США компанией Bonneville Manufacturing. Фартуки Broad Bay South Carolina Dad отличают жесткой тканью из 8 унций поли хлопка, высвобождающей пятна. – Subaru Outback – Старый стиль кузова. Counterparts Petite Solid Pull-On Pants 12P Charcoal в магазине женской одежды. Пожалуйста, ознакомьтесь с таблицей размеров перед заказом, вы также можете сделать что-нибудь своими руками. иметь автоматическую настройку времени и календаря (где это применимо), доверять покупку у известного продавца в Великобритании, который торгует в течение 10 лет.Гигантская деревянная песочная яма имеет достаточно места для детей, чтобы застрять в замках из песка, им понравятся крутые динозавры, что дает этому продукту отличные характеристики и лучший опыт использования. Симпатичные рождественские наряды для собак в стиле рождественского лося для маленьких собак мужского и женского пола. Этот пакет содержит две ленты по 31 см. Высококачественная линза с автоматическим затемнением. Quickbuying 50PCS BB910 Varactor Diode Varicap TO-92S Diode Bb910 Dip IC Develope , мужской чемодан Carhartt Top Grain Leather, очень мягкие и впитывающие коврики BagbaMore.

Как работают варакторы (варикапы) диоды

Варакторный диод, также называемый варикапом, VVC (емкость, регулируемая напряжением, или подстроечный диод), представляет собой тип полупроводникового диода, который имеет переменную емкость, зависящую от напряжения, на p-n-переходе, когда устройство

Обратное смещение в основном означает, что на диод действует противоположное напряжение, то есть положительное напряжение на катоде и отрицательное на аноде

Принцип работы варакторного диода зависит от существующей емкости на pn переход диода, пока он находится в режиме обратного смещения.

В этом состоянии мы обнаруживаем, что область непокрытых зарядов устанавливается поперек p-n сторон перехода, что вместе приводит к обедненной области поперек перехода.

Эта область истощения устанавливает ширину истощения в устройстве, обозначенную как Wd.

Переход емкости из-за объясненных выше изолированных непокрытых зарядов через p-n переход можно определить по формуле:

CT = ε. A/Wd

, где ε — диэлектрическая проницаемость полупроводниковых материалов, A — площадь перехода p-n , а W d — ширина обеднения.

Как это работает

Основную работу варикапа или варакторного диода можно понять с помощью следующего пояснения: устройства, что, в свою очередь, приводит к уменьшению его переходной емкости.

На следующем рисунке показана типичная характеристика варакторного диода.

Мы можем видеть резкое начальное падение CT в ответ на увеличение потенциала обратного смещения.Обычно диапазон приложенного напряжения обратного смещения VR для емкостного диода с переменным напряжением ограничен 20 В. / (VT + VR) n

В этой формуле K является константой, определяемой типом используемого полупроводникового материала и его конструкцией.

VT — потенциал колена , как описано ниже:

VR — величина потенциала обратного смещения, приложенного к устройству.

n может иметь значение 1/2 для варикапов с переходом из сплава и 1/3 для диодов с диффузным переходом.

При отсутствии напряжения смещения или при нулевом напряжении смещения емкость C(0) как функцию VR можно выразить с помощью следующей формулы.

CT(VR) = C(0) / (1 + |VR/VT|) n

Эквивалентная схема варикапа

Стандартные символы (b) и эквивалентная приблизительная схема (a ) варикапа представлено на следующем изображении:

На правом рисунке показана приблизительная схема моделирования варикапа.

Поскольку диод находится в области обратного смещения, сопротивление эквивалентной схемы RR оказывается значительно большим (около 1 МОм), а геометрическое значение сопротивления Rs довольно мало. Значение CT может варьироваться от 2 до 100 пФ в зависимости от типа используемого варикапа.

Чтобы значение RR было достаточно большим, чтобы ток утечки был минимальным, для варикапа обычно выбирается силиконовый материал.

Поскольку предполагается, что варикапный диод будет специально использоваться в приложениях с чрезвычайно высокими частотами, индуктивность LS нельзя игнорировать, даже если она может показаться небольшой в наногенри.

Влияние этой малой на вид индуктивности может быть весьма значительным и может быть доказано с помощью следующего расчета реактивного сопротивления.

XL = 2πfL. Представим, что частота 10 ГГц и LS = 1 нГн будут генерировать в XLS = 2πfL = (6,28)(10 10 Гц)( 10 -9 F) = 62,8 Ом. Это выглядит слишком большим, и, несомненно, именно поэтому варикапные диоды имеют строгое ограничение по частоте.

Если предположить, что диапазон частот подходящий, а значения RS, XLS низкие по сравнению с другими последовательными элементами, указанную выше эквивалентную схему можно было бы просто заменить переменным конденсатором.

Описание технического описания варикапа или варакторного диода

Полное техническое описание типичного варикапа можно изучить по следующему рисунку: применяется с обратным потенциалом смещения от 3 до 25 В. Отношение помогает нам быстро получить справку об уровне изменения емкости по отношению к приложенному обратному потенциалу смещения.

Показатель Merit Q обеспечивает диапазон рассмотрения для реализации устройства для приложения, а также скорость отношения энергии, запасенной емкостным устройством за цикл, к энергии, потерянной или рассеянной за цикл.

Поскольку потеря энергии в основном рассматривается как отрицательное свойство, чем выше относительное значение коэффициента, тем лучше.

Другим аспектом в техническом описании является резонансная частота варикапа. А это определяется по формуле:

fo = 1/2π√LC

Этот коэффициент определяет область применения варикапа.

Температурный коэффициент емкости

Ссылаясь на приведенный выше график, температурный коэффициент емкости варикапа можно оценить по следующей формуле: на (T1 – T0), для конкретного потенциала обратного смещения.

Например, в таблице выше C0 = 29 пФ, VR = 3 В и T0 = 25 градусов Цельсия.

Используя приведенные выше данные, мы можем оценить изменение емкости варикапа, просто подставив новое значение температуры T1 и TCC из графика (0,013). Можно ожидать, что при наличии нового VR значение TCC изменится соответствующим образом. Возвращаясь к техническому описанию, мы обнаруживаем, что максимальная достигнутая частота будет равна 600 МГц.

Используя это значение частоты, реактивное сопротивление XL варикапа можно рассчитать как:

XL = 2πfL = (6.28)(600 x 10 10 Гц)(2,5 x 10 -9 F) = 9,42 Ом

Результатом является относительно небольшая величина, и ею можно пренебречь.

Применение варикапа

Немногие из высокочастотных областей применения варикапа или варикапа, определяемые низкой емкостью, включают регулируемые полосовые фильтры, устройства автоматической регулировки частоты, параметрические усилители и модуляторы ЧМ.

В приведенном ниже примере показан варикап, реализованный в схеме настройки.

Цепь состоит из комбинации LC-контуров, резонансная частота которых определяется:

fp = 1/2π√LC’T (система с высокой добротностью), имеющей уровень C’T = CT + Cc , установленный приложенным потенциалом обратного смещения VDD.

Конденсатор связи CC обеспечивает необходимую защиту от короткого замыкания L2 подаваемого напряжения смещения.

Предполагаемые частоты настроенного контура впоследствии могут быть перемещены в усилитель с высоким входным сопротивлением для дальнейшего усиления.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.