Катод и анод у диода: Назначение диода, анод диода, катод диода, как проверить диод мультиметром

Содержание

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 обозначение
диода 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

Выводы диода

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.

где анод, где катод? Проверка светодиодов » Журнал практической электроники Датагор (Datagor Practical Electronics Magazine)

Обычно SMT-светодиоды имеют маркировку со стороны катода, например, точку или тонкую зеленую линию. Однако бывают и исключения.
Кроме того, иногда трудно вспомнить, помечен катод или анод…

Простой, а главное, быстрый способ всё прояснить – использовать мультиметр в режиме «прозвонки».
В этом режиме мультиметр отдает некоторое малое напряжение (чтобы детектировать целостность цепи), которого будет достаточно, чтобы зажечь светодиод в правильной полярности. Просто прикоснитесь щупами прибора к контактам светодиода.

При верном расположении щупов (красный щуп «+» к аноду, чёрный щуп «-» к катоду), светодиод начнёт светиться более или менее ярко.

В режиме прозвонки тестер выдает на щупы стабилизированный ток номиналом ок. 1 мА. Максимальное напряжение при этом ограничивается 2-4 Вольтами. На экране прибор показывает падение напряжения на исследуемом участке цепи (на светодиоде) при данном токе.

Если падение напряжения меньше 30-50 мВ (у разных моделей тестеров по разному), то дополнительно к показаниям включается пищалка («прозвонка»), сигнализируя о низком сопротивлении участка.

Так что цифровыми тестерами «звонить» светодиоды и обычные диоды можно смело. Ничего не спалите.

Исключение составляют полупроводниковые лазеры. Они очень не любят подачи на них обратного напряжения, даже такого маленького как 3 Вольта и могут выйти из строя.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌻 Купон до 1000₽ для новичка на Aliexpress

Никогда не затаривался у китайцев? Пришло время начать!
Камрад, регистрируйся на Али по нашей ссылке.
Ты получишь скидочный купон на первый заказ. Не тяни, условия акции меняются.

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Куплено и опробовано читателями или в лаборатории редакции.

 

Принцип устройства и работы электро-вакуумных приборов

Главное назначение диодов — выпрямление переменного тока. Иногда диоды применяются для генерации шумов, т. е. беспорядочно
изменяющихся токов и напряжений, для ограничения электрических импульсов и т. д.

Диод имеет два электрода в стеклянном, металлическом или керамическом баллоне с вакуумом. Один электрод — это накаленный
катод,
служащий для эмиссии (испускания) электронов. Другой электрод. — анод — принимает электроны, испускаемые
катодом. Катод и анод вакуумного диода аналогичны эмиттеру и базе полупроводникового диода. Анод притягивает электроны, если
он имеет положительный относительно катода потенциал. Между анодом и катодом образуется электрическое поле, которое при
положительном потенциале анода является ускоряющим для электронов. Электроны, вылетающие из катода, под действием поля движутся
к аноду.

Простейший катод делают в виде проволочки, которая накаливается током. Такие катоды называют катодами прямого или
непосредственного накала. Большое распространение получил катод косвенного накала (подогревный). Это металлический цилиндр,
поверхность которого покрыта активным слоем, эмитирующим электроны. Внутри цилиндра находится
подогреватель в виде проволочки, накаливаемой током. В наиболее распространенной цилиндрической конструкции диода
(рис. 15.1) анод имеет форму цилиндра.

Цепи диода с катодом косвенного накала показаны на рис. 15.2. Основной является анодная цепь (цепь анода). В нее
входят анодный источник Еаи пространство между анодом и катодом.

Все электроны, вылетающие из катода, образуют ток эмиссии

Ie = Nq, (15.1)

где N — число электронов, вылетающих за 1 с; qзаряд электрона.

Между анодом и катодом образуется отрицательный заряд, называемый объемным или пространственным и препятствующий
движению электронов к аноду. При недостаточном положительном потенциале анода не все электроны могут преодолеть действие
объемного заряда и часть их возвращается на катод.

Электроны, ушедшие с катода безвозвратно, определяют катодный ток (ток катода), обозначаемый Iк
или iK:

iK = nq<Ie, (15.2)

где п — число электронов, ушедших за 1 с с катода и не возвратившихся.

Рис. 15.1. Цилиндрическая конструкция электродов диода

 

Рис. 15.2. Цепи диода с катодом косвенного накала

 

Рис. 15.3. Упрощенные схемы с диодами

 

Чем выше потенциал анода, тем больше электронов преодолевает объемный заряд и уходит к аноду, т. е. тем больше катодный
ток.

Поток электронов, летящих от катода к аноду и попадающих на анод, называют анодным током (током анода). Он протекает
в анодной цепи и обозначается Iа или ia В диоде катодный и анодный токи равны друг другу:

ia = iк.(15.3)

Анодный ток является главным током электронной лампы. Электроны этого тока движутся внутри лампы от катода к аноду, а
вне лампы — от анода к плюсу анодного источника, затем внутри него и от минуса источника к катоду лампы.

При изменении положительного потенциала анода изменяется катодный ток и равный ему анодный ток. В этом заключается электростатический
принцип управления
анодным током.

Если потенциал анода отрицателен по отношению к катоду, то поле между анодом и катодом тормозит электроны, вылетающие
из катода, и возвращает их на катод. В этом случае катодный и анодный токи равны нулю.

Основное свойство диода — способность проводить ток в одном направлении. Электроны могут двигаться только от накаленного
катода к аноду, имеющему положительный потенциал. Если же на аноде отрицательный относительно катода потенциал, то диод
заперт, т. е. он размыкает цепь. Такой анод отталкивает электроны, а сам он не накален и не испускает электронов.
Диод обладает односторонней проводимостью и подобно полупроводниковому диоду может выпрямлять переменный ток. В
отличие от полупроводникового диода в вакуумном при обратном напряжении обратный ток практически отсутствует.

Анодный ток составляет доли миллиампера в самых маломощных диодах, применяемых в радиоприемниках или измерительной аппаратуре.
В более мощных диодах (кенотронах), работающих в выпрямительных установках для питания аппаратуры, анодный ток достигает
сотен миллиампер и более.

Разность потенциалов между анодом и катодом называют анодным напряжением (напряжением анода) и обозначают Ua
или uа.

В практических схемах, когда в анодную цепь включена нагрузка, на которой падает часть напряжения анодного источника,
анодное напряжение меньше Eа. Нередко возникают ошибки от того, что напряжение анодного источника Eа
неправильно называют анодным напряжением. Но они равны только в том
случае, когда зажимы анодного источника непосредственно присоединены к
аноду и катоду лампы (см. рис. 15.2). Положительное анодное напряжение у
маломощных диодов составляет доли вольта или единицы вольт. У кенотронов
средней мощности оно достигает десятков вольт, а у мощных кенотронов сотен
вольт и более.

Условились принимать потенциал катода за нулевой, так как от катода электроны начинают свое движение. Потенциал любого
электрода определяют относительно катода. У катода прямого накала за точку нулевого потенциала принимают минус источника
накала.

Второй цепью диода является цепь накала. Она состоит из источника Eн и подогревателя (или катода
прямого накала). Ток накала обозначают Iн, а напряжение накала, т. е. напряжение между выводами подогревателя
(или катода прямого накала), обозначают Uн. Напряжение накала всегда низкое — единицы, реже десятки вольт.
Ток накала у маломощных ламп составляет десятки миллиампер, а у мощных — до десятков и даже сотен ампер. Во многих схемах
вывод катода соединяют с корпусом (рис. 15.3, а, б) аппаратуры.

Основные аннотации по теме ламповой схемотехники

 

Диоды и их применение

Металлический контакт, соединенный с отрицательным полюсом элемента, может отдать области типа n практически неограниченное количество электронов, пополняя убыль электронов в этой области, а контакт, соединенный с положительным полюсом элемента, может принять из области типа р такое же количество электронов, что равнозначно введению в него соответствующего количества дырок. В этом случае сопротивление р-n перехода мало, вследствие чего через диод идет ток, называемый прямым током. Чем больше площадь р-n перехода и напряжение источника питания, тем больше этот прямой ток.

Если полюсы элемента поменять местами, как это показано на рис. 1, в, диод окажется в закрытом состоянии. В этом случае электрические заряды в диоде поведут себя иначе. Теперь, удаляясь от р-n перехода, электроны в области типа n будут перемещаться к положительному, а дырки в области типа р к отрицательному контактам диода. В результате граница областей с различными типами электропроводности как бы расширится, образуя зону, обедненную электронами и дырками (на рис. 1, в она заштрихована) и, следовательно, оказывающую току очень большое сопротивление. Однако в этой зоне небольшой обмен носителями тока между областями диода все же будет происходить. Поэтому через диод пойдет ток, но во много раз меньший, чем прямой. Этот ток называют обратным током диода. На графиках, характеризующих работу диода, прямой ток обозначают Iпр, а обратный Iобр.

А если диод включить в цепь с переменным током? Он будет открываться при положительных полупериодах на аноде, свободно пропуская ток одного направления — прямой ток Iпр и закрывания при отрицательных полупериодах на аноде, почти не пропуская ток противоположного направления обратный ток Iобр. Эти свойства диодов и используют в выпрямителях для преобразования переменного тока в ток постоянный.

Напряжение, при котором диод открывается и через него идет прямой ток, называют прямым (пишут Uпр) или пропускным, а напряжение обрат ной полярности, при котором диод закрывается и через него идет обратный ток, называют обратным (пишут Uобр) или непропускным. При прямом напряжении сопротивление диода хорошего качества не превышает нескольких десятков ом, при обратном же напряжении его сопротивление достигнет десятков, сотен килоом и даже мегаом. В этом нетрудно убедиться, если обратное сопротивление диода измерить омметром.

Внутреннее сопротивление открытого диода величина непостоянная и зависит от прямого напряжения, приложенного к диоду: чем больше это напряжение, тем больше прямой ток через диод, тем меньше его пропускное сопротивление. Судить о сопротивлении диода можно по падению напряжения на нем и току через него. Так, например, если через диод идет прямой ток Iпр = 100 мА (0,1 А) и при этом на нем падает напряжение 1 В, то (по закону Ома) прямое сопротивление диода будет: R = U/I = 1/0,1 = 10 Ом. В закрытом состоянии на диоде падает почти все прикладываемое к нему напряжение, обратный ток через него чрезвычайно мал, а сопротивление, следовательно, велико.

Зависимость тока через диод от значения и полярности приложенного к нему напряжения изображают в виде кривой, называемой вольт-амперной характеристикой диода. Такую характеристику ты видишь на рис. 2. Здесь по вертикальной оси вверх отложены значения прямого тока Iпр, а внизу — обратного тока Iобр. По горизонтальной оси вправо обозначены значения прямого напряжения Uпр, влево обратного напряжения Uобр.

На такой вольт-амперной характеристике различают прямую ветвь (в правой верхней части), соответствующую прямому току через диод, и обратную ветвь, соответствующую обратному току. Из нее видно, что ток Iпр диода в сотни раз больше тока Iобр

для чего нужны, катоды и аноды, классификация и назначение

Диод является одной из разновидностей приборов, сконструированных на полупроводниковой основе. Обладает одним p-n переходом, а также анодным и катодным выводом. В большинстве случаев он предназначен для модуляции, выпрямления, преобразования и иных действий с поступающими электрическими сигналами.

Принцип работы:

  1. Электрический ток воздействует на катод, подогреватель начинает накаливаться, а электрод испускать электроны.
  2. Между двумя электродами происходит образование электрического поля.
  3. Если анод обладает положительным потенциалом, то он начинает притягивать электроны к себе, а возникшее поле является катализатором данного процесса. При этом, происходит образование эмиссионного тока.
  4. Между электродами происходит образование пространственного отрицательного заряда, способного помешать движению электронов. Это происходит, если потенциал анода оказывается слишком слабым. В таком случае, частям электронов не удается преодолеть воздействие отрицательного заряда, и они начинают двигаться в обратном направлении, снова возвращаясь к катоду.
  5. Все электроны, которые достигли анода и не вернулись к катоду, определяют параметры катодного тока. Поэтому данный показатель напрямую зависит от положительного анодного потенциала.
  6. Поток всех электронов, которые смогли попасть на анод, имеет название анодный ток, показатели которого в диоде всегда соответствуют параметрам катодного тока. Иногда оба показателя могут быть нулевыми, это происходит в ситуациях, когда анод обладает отрицательным зарядом. В таком случае, возникшее между электродами поле не ускоряет частицы, а, наоборот, тормозит их и возвращает на катод. Диод в таком случае остается в запертом состоянии, что приводит к размыканию цепи.

Электровакуумные диоды

Вакуумный диод – это устройство в виде стеклянной лампы или металлокерамического баллона. Из него откачивают воздух и помещают внутрь два электрода с нитью накаливания – проводником. Она соединяется с катодом и нагревается внешним током.

Принцип работы

У диода принцип работы основан на односторонней проводимости. В электровакуумных приборах это достигается следующим образом:

  1. Нить накаливания нагревается, передавая тепло катоду, который начинает испускать электроны.
  2. Анод притягивает частицы только на «плюсе».
  3. Анод, подключенный к «минусу»,начнет отталкивать электроны, и тока в цепи не будет.

Благодаря принципу действия диода, основанному на управлении потоком электронов, такие устройства также называют ламповыми.

Конструкция прибора предполагает наличие выводов электродов, соединенных с контактными областями. У диода может быть два состояния: открытое и закрытое.

Полярность светодиодов

Полярность светодиодов
При неправильном включении светодиод может сломаться. Поэтому важно уметь определять полярность источника света. Полярность – это способность пропускать электрический ток в одном направлении.

Полярность моно определить несколькими способами:

  • Визуально. Это самый простой способ. Для нахождения плюса и минуса у цилиндрического диода со стеклянной колбой нужно посмотреть внутрь. Площадь катода будет больше, чем площадь анода. Если посмотреть внутрь не получится, полярность определяется по контактам – длинная ножка соответствует положительному электроду. Светодиоды типа SMD имеют метки, указывающие на полярность. Они называются скосом или ключом, который направлен на отрицательный электрод. На маленькие smd наносятся пиктограммы в виде треугольника, буквы Т или П. Угол или выступ указывают на направление тока – значит, этот вывод является минусом. Также некоторые светодиоды могут иметь метку, которая указывает на полярность. Это может быть точка, кольцевая полоска.
  • При помощи подключения питания. Путем подачи малого напряжения можно проверить полярность светодиода. Для этого нужен источник тока (батарейка, аккумулятор), к контактом которого прикладывается светодиод, и токоограничивающий резистор, через который происходит подключение. Напряжение нужно повышать, и светодиод должен загореться при правильном включении.
  • При помощи тестеров. Мультиметр позволяет проверить полярность тремя способами. Первый – в положении проверка сопротивления. Когда красный щуп касается анода, а черный катода, на дисплее должно загореться число , отличное от 1. В ином случае на экране будет светиться цифра 1. Второй способ – в положении прозвонка. Когда красный щуп коснется анода, светодиод загорится. В ином случае он не отреагирует. Третий способ – путем установки светодиода в гнездо для транзистора. Если в отверстие С (коллектор) будет помещен катод – светодиод загорится.
  • По технической документации. Каждый светодиод имеет свою маркировку, по которой можно найти информацию о компоненте. Там же будет указана полярность электродов.

Выбор способа определения полярности зависит от ситуации и наличия у пользователя нужного инструмента.

Прямое включение диода

Принцип работы УЗО

К аноду диода подают положительное напряжение, на катод – отрицательное. Что получается:

  • электроны двигаются к месту p-n границы;
  • сопротивление в месте перехода уменьшается, проводимость увеличивается;
  • как следствие возникает прямой ток.

При соблюдении полярности диод будет считаться включенным прямо.

Прямое включение диода

Виды напряжения

Принцип работы синхронного генератора

Соответственно состояниям различают два типа напряжения: прямое и обратное. Главный определяющий параметр – сопротивление границы областей электродов.

Вольт-амперная характеристика (ВАХ)

Один из ответов на вопрос о том, что такое диод, – зависимость проходящего через границу p-n тока от полярности подаваемого напряжения и его величины.

Ее показывают на графике:

  • вертикальная ось – прямой и обратный ток (верхняя и нижняя часть) в Амперах;
  • горизонтальная – обратное и прямое напряжение (левая и правая сторона).

Образуется кривая, показывающая значения пропускного и обратного тока.

Полупроводниковые диоды

Как работает диод полупроводник? Его работа основана на взаимодействии заряда с электромагнитным полем. Условная конструкция:

  • элемент из полупроводникового материала;
  • сторона, принимающая электроны, – анод, проводимость p-типа;
  • катод, отдающий частицы (проводимость n-типа).

Между двумя слоями формируется граница – p-n переход.

Полупроводниковый диод

Вольт-амперная характеристика

На графике кривая имеет ветви в обеих его частях:

  1. Прямая – в правой части графика. Направлена вверх, показывает возрастание прямого тока при увеличении напряжения.
  2. Обратная – в левой стороне. Показывает рост обратного тока – меньше, чем прямого, поэтому ветвь расположена близко к оси напряжения.

Чем ближе ветвь к вертикальной оси справа и к горизонтальной слева, тем лучше выпрямительные свойства.

Предельные значения параметров

На графике каждого прибора есть момент, когда ток нарастает сильнее. Это зависит от устройства диода – разные материалы «открываются» при разных показателях. Ток возрастает, и происходит нагревание кристалла полупроводника.

Тепло либо рассеивается само по себе, либо отводится при помощи радиаторов. Если ток превышает допустимый параметр, проводник разрушается под воздействием высокой температуры. Поэтому по назначению диода, а также материалу определяют максимально допустимые параметры.

История появления

Работы, связанные с диодами, начали вести параллельно сразу два учёных — британец Фредерик Гутри и немец Карл Браун. Открытия первого были основаны на ламповых диодах, второго — на твердотельных. Однако развитие науки того времени не позволило совершить большой рывок в этом направлении, но дали новую пищу для ума.

Затем через несколько лет открытие диодов заново произвёл Томас Эдисон и в дальнейшем запатентовал изобретение. Однако по каким-то причинам, в своих работах применения ему на нашлось. Поэтому развитие диодной технологии продолжали другие учёные в разные годы.

Кстати, до начала 20 века диоды назывались выпрямителями. Затем учёный Вильям Генри Иклс применил два корня слов — di и odos. Первое с греческого переводится как «два», второе — «путь». Таким образом, слово «диод» означает «два пути».

Виды полупроводниковых диодов

Полупроводниковый – широкое определение, оно описывает саму идею и общее устройство. На практике существует множество узкоспециализированных разновидностей.

Выпрямители и их свойства

Иногда нужно преобразовать ток в цепи, для чего нужен диод с выпрямительными свойствами либо диодный мост. Благодаря принципу работы, переменный ток на входе прибора даст лишь одну полуволну – в открытом состоянии.

Полупроводниковые стабилитроны

Задача этих устройств – стабилизация напряжения. Как это происходит:

  • в обычном состоянии у перехода высокое сопротивление, ток почти не проходит;
  • если наступает пробой, проходимость увеличивается, сопротивление падает.

Устройства работают в условиях пробоя и часто применяются для профилактики перенапряжения.

Диод-стабилитрон

Диод Зенера

Часто можно встретить название «диод Зенера», что это такое? Это лишь еще одно название стабилитрона – в честь ученого Кларенса Зенера, открывшего туннельный пробой. Это эффект прохождения заряженных частиц через p-n барьер, когда перекрываются зоны электродов. Открытие позволило разработать первые стабилитроны, отсюда название.

Принцип работы детекторов

На основе обычного выпрямителя можно собрать простейший амплитудный детектор. Как устроена работа диода (например, с барьером Шоттки):

  • если полупериоды выше напряжения на конденсаторе, начинается зарядка;
  • как только амплитуда становится меньше его значения, диод закрывается.

Конденсатор разряжается, происходит восстановление низкочастотного сигнала.

Светодиод

В отличие от обычного прибора, СД создают оптическое излучение при прохождении тока. Это происходит при рекомбинации носителей заряда с излучением фотонов на границе электродов. Впервые эффект был открыт в 1907 году, технология продолжает совершенствоваться до сих пор.

Особенности светодиода

Спектр оптического излучения узкий – нужный цвет изначально заложен в кристалле диода. Однако диапазон может отличаться в зависимости от состава материала-полупроводника:

  • зеленый – фосфид галлия;
  • синий – карбид кремния;
  • красный – арсенид галлия.

При этом светодиоды обладают высокой световой отдачей, спектральной чистотой, прочностью и долговечностью.

Обычные светодиоды

Туннельный

Работает на основе одноименного эффекта. При изготовлении применяют вырожденные полупроводники. Встречается в качестве усилителя.

Обращенный диод

Обладают высокими показателями обратного тока, превосходящими прямой. Отличаются низкой чувствительностью к ионизирующему излучению.

Варикап

Проще всего объяснить на примере конденсатора с переменной толщиной диэлектрического слоя. При низком напряжении на p-n переходе толщина слоя при высокой емкости мала, при высоком – слой должен увеличиваться. Для чего нужны такие диоды? Их используют как элементы с управляемой емкостью, например, в системах автонастройки частоты в радиоприборах.

Фотодиод

Устройства, в которых обратный ток возникает при попадании фотонов. По принципу действия схожи с обычным солнечным элементом.

Маркировка

Современная маркировка диодов содержит четыре элемента:

  • материал изготовления;
  • обозначение класса диода;
  • назначение или свойства;
  • номер разработки.

Например, КД202А – кремниевый (К), выпрямительный (Д) диод.

Триоды

Раньше использовались вместо транзисторов; в современной электротехнике почти не используются. Состоят из трех электродов: катода прямого либо косвенного накала, анода и сетки. В зависимости от напряжения, регулируется поток электронов, создавая эффект усилителя.

Назначение

Ниже приводятся основные области применения диодов, на примере которых становится понятно их основное назначение:

  1. Диодные мосты представляют собой 4, 6 или 12 диодов, соединенных между собой, их количество зависит от типа схемы, которая может быть однофазной, трехфазной полумостовой или трехфазной полномостовой. Они выполняют функции выпрямителей, такой вариант чаще всего используется в автомобильных генераторах, поскольку внедрение подобных мостов, а также использование вместе с ними щеточно-коллекторных узлов, позволило в значительной степени сократить размеры данного устройства и увеличить степень его надежности. Если соединение выполнено последовательно и в одну сторону, то это повышает минимальные показатели напряжения, которое потребуется для отпирания всего диодного моста.
  2. Диодные детекторы получаются при комбинированном использовании данных приборов с конденсаторами. Это необходимо для того, чтобы было можно выделить модуляцию с низкими частотами из различных модулированных сигналов, в том числе амплитудно-модулированной разновидности радиосигнала. Такие детекторы являются частью конструкции многих бытовых потребителей, например, телевизоров или радиоприемников.
  3. Обеспечение защиты потребителей от неверной полярности при включении схемных входов от возникающих перегрузок или ключей от пробоя электродвижущей силой, возникающей при самоиндукции, которая происходит при отключении индуктивной нагрузки. Для обеспечения безопасности схем от возникающих перегрузок, применяется цепочка, состоящая из нескольких диодов, имеющих подключение к питающим шинам в обратном направлении. При этом, вход, которому обеспечивается защита, должен подключаться к середине этой цепочки. Во время обычного функционирования схемы, все диоды находятся в закрытом состоянии, но если ими было зафиксировано, что потенциал входа ушел за допустимые пределы напряжения, происходит активация одного из защитных элементов. Благодаря этому, данный допустимый потенциал получает ограничение в рамках допустимого питающего напряжения в сумме с прямым падением показателей напряжение на защитном приборе.
  4. Переключатели, созданные на основе диодов, используются для осуществления коммутации сигналов с высокими частотами. Управление такой системой осуществляется при помощи постоянного электрического тока, разделения высоких частот и подачи управляющего сигнала, которое происходит благодаря индуктивности и конденсаторам.
  5. Создание диодной искрозащиты. Используются шунт-диодные барьеры, которые обеспечивают безопасность путем ограничения напряжения в соответствующей электрической цепи. В совокупности с ними применяются токоограничительные резисторы, которые необходимы для ограничения показателей электрического тока, проходящего через сеть, и увеличения степени защиты.

Использование диодов в электронике на сегодняшний день весьма широко, поскольку фактически ни одна современная разновидность электронного оборудования не обходится без этих элементов.

Плюсы и минусы

Полупроводниковые диоды имеют как преимущества, так и недостатки. К первым можно отнести:

  • доступность – элементы стоят недорого;
  • взаимозаменяемость – при выходе из строя легко подобрать и установить аналогичный;
  • высокая пропускная способность;
  • простой принцип работы.

Из недостатков – уязвимость к внешним воздействиям и возможные неисправности. Это могут быть:

  • обрыв перехода;
  • нарушение герметичности;
  • пробой перехода.

Однако устранить повреждения и заменить устройство несложно, поэтому минусы можно считать несущественными.

Основные неисправности диодов

Главная проблема, с которой сталкиваются при использовании диодов, – эффект пробоя. Есть несколько видов неисправности.

Пробой на графике ВАХ

Пробой p-n-перехода

При пробое происходит уменьшение сопротивления, образуется обратный ток. Различают лавинный пробой, которой сопровождается цепочкой прорывов, и полевой.

Электрический пробой

Главное в электрических пробоях – они обладают обратимой природой (состояние возвращается к нормальному). Это значит, что переход не повреждается. Это позволяет использовать пробой как основополагающий принцип работы – как в стабилитронах.

Тепловой пробой

Возникает при повышении температуры. Отличается возникновением необратимых повреждений: разрушается кристаллическая решетка полупроводника.

Несмотря на простоту конструкции, диод по-прежнему используется в современных устройствах. Найти ему альтернативу удается не всегда. Тем более продолжаются работы по технологическому совершенствованию диодов для различных задач.

Маркировка

Для того чтобы определить вид, узнать характеристику полупроводникового диода, производители наносят специальные обозначения на корпус элемента. Она состоит из четырёх частей.

На первом месте — буква или цифра, означающая материал, из которого изготовлен диод. Может принимать следующие значения:

  • Г (1) — германий;
  • К (2) — кремний;
  • А (3) — арсенид галлия;
  • И (4) — индий.

На втором — типы диода. Они тоже могут иметь разное значение:

  • Д — выпрямительные;
  • В — варикап;
  • А — сверхвысокочастотные;
  • И — туннельные;
  • С — стабилитроны;
  • Ц — выпрямительные столбы и блоки.

На третьем месте располагается цифра, указывающая на область применения элемента.

Четвёртое место — числа от 01 до 99, означающее порядковый номер разработки.

Также на корпус могут быть нанесены и дополнительные обозначения. Но, как правило, они используются в специализированных приборах и схемах.

Для удобства восприятия диоды могут маркироваться также и разнообразными графическими символами, например, точками и полосками. Особой логики в таких рисунках нет. То есть, чтобы определить, что это за диод, придется заглянуть в специальную таблицу соответствия.

Электровакуумный диод | Основы электроакустики

Электровакуумный диод — вакуумная двухэлектродная электронная лампа. Катод диода нагревается до температур, при которых возникает термоэлектронная эмиссия. При подаче на анод отрицательного относительно катода напряжения все эмитированные катодом электроны возвращаются на катод, при подаче на анод положительного напряжения часть эмитированных электронов устремляется к аноду, формируя его ток. Таким образом, диод выпрямляет приложенное к нему напряжение. Это свойство диода используется для выпрямления переменного тока и детектирования сигналов высокой частоты. Практический частотный диапазон традиционного вакуумного диода ограничен частотами до 500 МГц. Дисковые диоды, интегрированные в волноводы, способны детектировать частоты до 10 ГГц

Диод — двухэлектродный прибор, состоящий из катода и анода. Одна группа диодов предназначена для детектирования, т.е. для выделения напряжения низкой частоты из модулированных высокочастотных колебаний. Они выпускаются с катодами косвенного накала и имеют электроды небольшого размера, рассчитанные на малые анодные токи, малую допустимую мощность потерь на аноде и сравнительно невысокое обратное напряжение. Вторая группа диодов (диоды большой мощности) предназначена для выпрямления переменного напряжения, в основном, тока промышленной частоты.

Электровакуумный диод представляет собой сосуд (баллон), в котором создан высокий вакуум. В баллоне размещены два электрода — катод и анод. Катод прямого накала представляет собой прямую или W-образную нить, разогреваемую током накала. Катод косвенного накала — длинный цилиндр или короб, внутри которых уложена электрически изолированная спираль подогревателя. Как правило, катод вложен внутрь цилиндрического или коробчатого анода, который в силовых диодах может иметь рёбра или «крылышки» для отвода тепла. Выводы катода, анода и подогревателя (в лампах косвенного накала) соединены с внешними выводами (ножками лампы).
Принцип работы При разогреве катода электроны начнут покидать его поверхность за счёт термоэлектронной эмиссии. Покинувшие поверхность электроны будут препятствовать вылету других электронов, в результате вокруг катода образуется своего рода облако электронов. Часть электронов с наименьшими скоростями из облака падает обратно на катод. При заданной температуре катода облако стабилизируется: на катод падает столько же электронов, сколько из него вылетает. Уже при нулевом напряжении анода относительно катода (например, при коротком замыкании анода на катод) в лампе течёт ток электронов из катода в анод: относительно быстрые электроны преодолевают потенциальную яму пространственного заряда и притягиваются к аноду. Отсечка тока наступает только тогда, когда на анод подано запирающее отрицательное напряжение порядка ?1 В и ниже. При подаче на анод положительного напряжения в диоде возникает ускоряющее поле, ток анода возрастает. 2}} — универсальная термоэлектронная постоянная Зоммерфельда.
ВАХ анода зависит от напряжения накала — чем больше накал, тем больше крутизна ВАХ и тем больше ток насыщения. Чрезмерное увеличение напряжения накала приводит к уменьшению срока службы лампы.
К основным параметрам электровакуумного диода относятся:

  •     Крутизна ВАХ: S={dI_a \over dU_a} — изменение анодного тока в мА на 1 В изменения напряжения.
  •     Дифференциальное сопротивление: R_i={1 \over S}
  •     Максимально допустимое обратное напряжение. При некотором напряжении, приложенном в обратном направлении (то есть изменена полярность катода и анода), происходит пробой диода — проскакивает искра между катодом и анодом, что сопровождается резким возрастанием силы тока.
  •     Запирающее напряжение — напряжение, необходимое для прекращения тока в диоде.
  •     Максимально допустимая рассеиваемая мощность.
  • Крутизна и внутреннее сопротивление являются функциями от анодного напряжения и температуры катода.

Если температура катода постоянна, то в пределах участка «трех вторых» крутизна равна первой производной от функции «трех-вторых».

Они выпускаются как с катодами прямого, так и подогревного (косвенного) накала и делятся на два класса: низковольтные и высоковольтные. К маломощным высокочастотным диодам, предназначенным для детектирования высокочастотных колебаний, относятся диоды типа 6Х6С, 6Х2П, 6Х7Б, а также диоды в комбинации с триодами и пентодами: 1Б1П, 1Б2П, 6Б2П, 6Б8С, 6Г2 и 6Г7. К кенотронам, предназначенным для выпрямления напряжения промышленной частоты в выпрямителях радиоаппаратуры, относятся: 5Ц3С, 5Ц4С, 5Ц9С, 6Ц4П и 6Ц5С.

Обозначения диодов

  • Первый элемент — число, обозначающее (округленно) напряжение накала.
  • Второй элемент — буква, обозначающая тип лампы: Д — одинарные диоды. Х — двойные диоды. Ц — кенотроны (назависимо от числа анодов).
  • Третий элемент — число, указывающее порядковый номер типа прибора с одинаковыми остальными элементами обозначения.
  • Четвертый элемент — буква, указывающая на конструктивное оформление. Лампы в металлическом баллоне этой буквы не имеют. С — стеклянный баллон; П- пальчиковая лампа; Б — миниатюрная лампа диаметром 6 мм; Ж — лампы типа «желудь», специально для УКВ; Л — лампы с замковым цоколем, устраняющим возможность выпадения из гнезда при тряске.

Обозначение разных типов диодов на схеме. Диод на схеме где анод и где катод. Анод и катод

Анод в электрохимии

Аноды — множественное число слова «анод»; эта форма применяется преимущественно в металлургии, где применяются аноды для гальваники, используемые для нанесения на поверхность изделия слоя металла электрохимическим способом, либо для электрорафинирования, где металл с примесями растворяется на аноде и осаждается в очищенном виде на катоде . Основное распространение получили аноды из цинка (бывают сферические, литые и катаные, чаще используются последние), никеля, меди (среди которых отдельно выделяют медно-фосфористые, марки АМФ), кадмия (применение которых сокращается из-за экологической вредности), бронзы, олова (применяются при производстве печатных плат в радиоэлектронной промышленности), сплава свинца и сурьмы, серебра, золота и платины. Аноды из недрагоценных металлов применяются для повышения коррозионной стойкости, повышения эстетических свойств предметов и др. целей. Аноды из драгоценных металлов применяются гальваническим производством для повышения электропроводности изделий и др.

Анод в вакуумных электронных приборах

Знак анода и катода

В литературе встречается различное обозначение знака анода — «+» 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 окисление . 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 анод — положительный электрод, ток течет от анода к катоду, электроны , соответственно, наоборот.

См. также

  • Мнемонические правила запоминания знака анода

Литература

Ссылки

  • // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб.
    , 1890-1907.
  • Рекомендации ИЮПАК по выбору знака для величин анодного и катодного токов

Wikimedia Foundation
.
2010
.

Синонимы
:

Смотреть что такое «Анод» в других словарях:

    — (греч. anodos восходящая дорога). В гальваническом элементе, одна из двух пластинок или проволок, по которой вступает или выходит из жидкости электрический ток. Противоположность катоду. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка … Словарь иностранных слов русского языка

    анод
    — а, м. anode f., англ. anode &LT;гр. anodos путь вверх, восхождение. физ. Положительно заряженный электрод. В действии таких приборов, как гальваническая батарея, полярности нет и быть не может.. &LT;положительный и отрицательный полюс. .… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

    Отрицательный электрод Словарь русских синонимов. анод сущ., кол во синонимов: 1 электрод (10) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин … Словарь синонимов

    анод
    — электровакуумного прибора; анод; отрасл. коллектор Электрод, основным назначением которого обычно является прием основного потока электронов при электрическом разряде … Политехнический терминологический толковый словарь

    анод
    — (устройства) электрод, через который электрический ток входит в среду, имеющую удельную проводимость, отличную от удельной проводимости анода [СТ МЭК50(151) 78] анод EN anode electrode capable of emitting positive charge… … Справочник технического переводчика

    — (от греческого anodos движение вверх, восхождение), электрод электронного или электротехнического прибора (например, электронной лампы, гальванического элемента, электролитической ванны), характеризующийся тем, что движение электронов во внешней… … Современная энциклопедия
    Толковый словарь Ожегова

    — (от греч. anodos движение вверх), 1) электрод электронного или ионного прибора, соединяемый с положит. полюсом источника. 2) Положит. электрод источника электрич. тока (гальванич. элемента, аккумулятора). 3) Положит. электрод электрич. дуги.… … Физическая энциклопедия

Среди терминов в электрике встречаются такие понятия как анод и катод. Это касается источников питания, гальваники, химии и физики. Термин встречается также в вакуумной и полупроводниковой электронике. Им обозначают выводы или контакты устройств и каким электрическим знаком они обладают. В этой статье мы расскажем, что это такое анод и катод, а также как определить где они находятся в электролизере, диоде и у батарейки, что из них плюс, а что минус.


Электрохимия и гальваника

В электрохимии есть два основных раздела:

  1. Гальванические элементы – производство электричества за счет химической реакции. К таким элементам относятся батарейки и аккумуляторы. Их часто называют химическими источниками тока.
  2. Электролиз – воздействие на химическую реакцию электроэнергией, простыми словами – с помощью источника питания запускается какая-то реакция.

Рассмотрим окислительно-восстановительную реакцию в гальваническом элементе, тогда какие процессы протекают на его электродах?

  • Анод
    – электрод на котором наблюдается окислительная реакция
    , то есть он отдаёт электроны
    . Электрод, на котором происходит окислительная реакция – называется восстановителем
    .
  • Катод
    – электрод на котором протекает восстановительная реакция
    , то есть он принимает электроны
    . Электрод, на котором происходит восстановительная реакция – называется окислителем
    .

Отсюда возникает вопрос – где плюс, а где минус у батарейки? Исходя из определения, у гальванического элемента анод отдаёт электроны
.

Важно!
В ГОСТ 15596-82 дано официальное определение названий выводов химических источников тока, если кратко, то плюс на катоде, а минус на аноде.

В данном случае рассматривается протекание электрического тока по проводнику внешней цепи
от окислителя (катода)
к восстановителю
(аноду)
. Так как электроны в цепи текут от минуса к плюсу, а электрический ток наоборот, тогда катод – это плюс, а анод – это минус.

Внимание:
ток всегда втекает в анод!

Или то же самое на схеме:

Процесс электролиза или зарядки аккумулятора

Эти процессы похожи и обратны гальваническому элементу, поскольку здесь не энергия поступает за счет химической реакции, а наоборот – химическая реакция происходит за счет внешнего источника электричества.

В этом случае плюс источника питания всё также называется катодом, а минус анодом. Зато контакты заряжаемого гальванического элемента или электроды электролизера уже будут носить противоположные названия, давайте разберемся почему!

Важно!
При разряде гальванического элемента анод – минус, катод – плюс, при зарядке наоборот.

Так как ток от плюсового вывода источника питания поступает на плюсовой вывод аккумулятора – последний уже не может быть катодом. Ссылаясь на вышесказанное можно сделать вывод, что в этом случае электроды аккумулятора при зарядке условно меняются местами.

Тогда через электрод заряжаемого гальванического элемента, в который втекает электрический ток, называют анодом. Получается, что при зарядке у аккумулятора плюс становится анодом, а минус катодом.

Процессы осаждения металлов в результате химической реакции под воздействием электрического тока (при электролизе) называют гальванотехникой. Таким образом мир получил посеребренные, золоченные, хромированные или покрытые другими металлами украшения и детали. Этот процесс используют как в декоративных, так и в прикладных целях – для улучшения стойкости к коррозии различных узлов и агрегатов механизмов.

Принцип действия установок для нанесения гальванического покрытия лежит в использовании растворов солей элементов, которыми будут покрывать деталь, в качестве электролита.

В гальванике анод также является электродом, к которому подключаются плюсовой вывод источника питания, соответственно катод в этом случае – это минус. При этом металл осаждается (восстанавливается) на минусовом электроде (реакция восстановления). То есть если вы хотите сделать позолоченное кольцо своими руками – подключите к нему минусовой вывод блока питания и поместите в ёмкость с соответствующим раствором.

В электронике

Электроды или ножки полупроводниковых и вакуумных электронных приборов тоже часто называют анодом и катодом. Рассмотрим условное графическое обозначение полупроводникового диода на схеме:

Как мы видим, анод у диода подключается к плюсу батареи. Он так называется по той же причине – в этот вывод у диода в любом случае втекает ток. На реальном элементе на катоде есть маркировка в виде полосы или точки.

У светодиода аналогично. На 5 мм светодиодах внутренности видны через колбу. Та половина, что больше — это катод.

Также обстоит ситуация и с тиристором, назначение выводов и «однополярное» применение этих трёхногих компонентов делают его управляемым диодом:

У вакуумного диода анод тоже подключается к плюсу, а катод к минусу, что изображено на схеме ниже. Хотя при приложении обратного напряжения – названия этих элементов не изменятся, несмотря на протекание электрического тока в обратном направлении, пусть и незначительного.

С пассивными элементами, такими как конденсаторы и резисторы дело обстоит иначе. У резистора не выделяют отдельно катод и анод, ток в нём может протекать в любом направлении. Вы можете дать любые названия его выводам, в зависимости от ситуации и рассматриваемой схемы. У обычных неполярных конденсаторов также. Реже такое разделение по названиям контактов наблюдается в электролитических конденсаторах.

Заключение

Итак, подведем итоги, ответив на вопрос: как запомнить где плюс, где минус у катода с анодом? Есть удобное мнемоническое правило для электролиза, заряда аккумуляторов, гальваники и полупроводниковых приборов. У этих слов с аналогичными названиями одинаковое количество букв, что проиллюстрировано ниже:

Во всех перечисленных случаях ток вытекает из катода, а втекает в анод.

Пусть вас не собьёт с толку путаница: «почему у аккумулятора катод положительный, а когда его заряжают – он становится отрицательным?». Помните у всех элементов электроники, а также электролизеров и в гальванике – в общем у всех потребителей энергии анодом называют вывод, подключаемый к плюсу. На этом отличия заканчиваются, теперь вам проще разобраться что плюс, что минус между выводами элементов и устройств.

Теперь вы знаете, что такое анод и катод, а также как запомнить их достаточно быстро. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Материалы

Автор больше всего боится, что неискушённый читатель далее заголовка читать не станет. Он считает, что определение терминов анод и катод
известно каждому грамотному человеку, который, разгадывая кроссворд, на вопрос о наименовании положительного электрода сразу пишет слово анод и по клеточкам всё сходится. Но не так много можно найти вещей страшнее полузнания.

Недавно в поисковой системе Google в разделе «Вопросы и ответы» я нашел даже правило, с помощью которого его авторы предлагают запомнить определение электродов. Вот оно:

«Катод
— отрицательный электрод, анод — положительный
. А запомнить это проще всего, если посчитать буквы в словах. В катоде
столько же букв, сколько в слове «минус», а в аноде
соответственно столько же, сколько в термине «плюс».

Правило простое, запоминаемое, надо было бы его предложить школьникам, если бы оно было правильным. Хотя стремление педагогов вложить знания в головы учащихся с помощью мнемоники (наука о запоминании) весьма похвально. Но вернемся к нашим электродам.

Для начала возьмем очень серьезный документ, который является ЗАКОНОМ для науки, техники и, конечно, школы. Это «ГОСТ 15596-82
. ИСТОЧНИКИ ТОКА ХИМИЧЕСКИЕ. Термины и определения
». Там на странице 3 можно прочесть следующее: «Отрицательный электрод химического источника тока это электрод, который при разряде источника является анодом
». То же самое, «Положительный электрод химического источника тока это электрод, который при разряде источника является катодом
». (Термины выделены мной. БХ). Но тексты правила и ГОСТа противоречат друг-другу. В чем же дело?

А всё дело в том, что, например, деталь, опущенная в электролит для никелирования или для электрохимического полирования, может быть и анодом
и катодом
в зависимости от того наносится на нее другой слой металла или, наоборот, снимается.

Электрический аккумулятор является классическим примером возобновляемого химического источника электрического тока. Он может быть в двух режимах — зарядки и разрядки. Направление электрического тока в этих разных случаях будет в самом аккумуляторе прямо противоположным
, хотя полярность электродов не меняется
.

В зависимости от этого назначение электродов будет разным. При зарядке положительный электрод будет принимать электрический ток, а отрицательный отпускать. При разрядке — наоборот. При отсутствии движения электрического тока разговоры об аноде
и катоде бессмысленны
.

«Поэтому, во избежание неясности и неопределенности, а также ради большей точности, —
записал в своих исследованиях М. Фарадей в январе 1834г., —
я в дальнейшем предполагаю применять термины, определение которых сейчас дам».

Каковы же причины введения новых терминов в науку Фарадеем?

А вот они: «Поверхности, у которых, согласно обычной терминологии, электрический ток входит в вещество и из него выходит, являются весьма важными местами действия и их необходимо отличать от полюсов
». (Фарадей. Подчеркнуто нами. БХ)

В те времена после открытия Т. Зеебеком явления термоэлектричества имела хождение гипотеза о том, что магнетизм Земли обусловлен разностью температур полюсов и экватора, вследствие чего возникают токи вдоль экватора. Она не подтвердилась, но послужила Фарадею в качестве «естественного указателя
» при создании новых терминов. Магнетизм Земли имеет такую полярность, как если бы электрический ток шел вдоль экватора по направлению кажущегося движения солнца.

Фарадей записывает: «На основании этого представления мы предлагаем назвать ту поверхность, которая направлена на восток — анодом, а ту, которая направлена на запад — катодом». В основе новых терминов лежал древнегреческий язык и в переводе они значили: анод
— путь (солнца) вверх, катод
— путь (солнца) вниз.

В русском языке есть прекрасные термины ВОСХОД и ЗАХОД, которые легко применить для данного случая, но почему-то переводчики Фарадея этого не сделали. Мы же рекомендуем пользоваться ими, ибо в них корнем слова является ХОД и, во всяком случае, это напомнит пользователю термина, что без движения тока термин не применим. Для желающего проверить рассуждения создателя термина с помощью других правил, например правила пробочника, сообщаем, что северный магнитный полюс Земли лежит в Антарктиде, возле Южного географического полюса.

Ошибкам в применениях терминов АНОД и КАТОД нет числа. В том числе и в зарубежных справочниках и энциклопедиях. Поэтому в электрохимии пользуются другими определениями, более понятными читателю. У них анод
— это электрод, где протекают окислительные процессы, а катод
— это электрод, где протекают восстановительные процессы. В этой терминологии нет места электронным приборам, но при электротехнической терминологии указать анод радиолампы, например, легко. В него входит электрический ток. (Не путать с направлением электронов).

Литература:

1. Михаил Фарадей. Экспериментальные исследования по электричеству. Том 1. Изд-во АН СССР, М. 1947. с.266-268.

2. Б.Г.Хасапов. Как определять термины «анод» и «катод». ВНИИКИ. Научно-техническая терминология. Реферативный сборник №6, Москва, 1989, с.17-20.

Определить, какой из электродов является анодом, а какой – катодом, на 1-й взор кажется легко. Принято считать, что анод имеет негативный заряд, катод – правильный. Но на практике могут появиться путаницы в определении.

Инструкция

1.
Анод – электрод, на котором протекает реакция окисления. А электрод, на котором происходит поправление, именуется катодом.

2.
Возьмите для примера гальванический элемент Якоби-Даниэля. Он состоит из цинкового электрода, опущенного в раствор сульфата цинка, и медного электрода, находящегося в растворе сульфата меди. Растворы соприкасаются между собой, но не смешиваются – для этого между ними предусмотрена пористая перегородка.

3.
Цинковый электрод, окисляясь, отдает свои электроны, которые по внешней цепи двигаются к медному электроду. Ионы меди из раствора СuSO4 принимают электроны и восстанавливаются на медном электроде. Таким образом, в гальваническом элементе анод заряжен негативно, а катод – одобрительно.

4.
Сейчас разглядите процесс электролиза. Установка для электролиза представляет собой сосуд с раствором либо расплавом электролита, в тот, что опущены два электрода, подключенные к источнику непрерывного тока. Негативно заряженный электрод является катодом – на нем происходит поправление. Анод в данном случае электрод, подключенный к правильному полюсу. На нем происходит окисление.

5.
Скажем, при электролизе раствора СuCl2 на аноде происходит поправление меди. На катоде же происходит окисление хлора.

6.
Следственно учтите, что анод – не неизменно негативный электрод, так же как и катод не во всех случаях имеет правильный заряд. Фактором, определяющим электрод, является происходящий на нем окислительный либо восстановительный процесс.

Диод имеет два электрода, называемые анодом
и катодом. Он горазд проводить ток от анода к катоду, но не напротив. Маркировка, объясняющая предназначение итогов, имеется не на всех диодах
.

Инструкция

1.
Если маркировка имеется, обратите внимание на ее внешний вид и расположение. Она выглядит как стрелка, упирающаяся в пластину. Направление стрелки совпадает с прямым направлением тока, происходящего через диод. Иными словами, стрелке соответствует анодный итог, а пластине – катодный.

2.
Аналоговые многофункциональные измерительные приборы имеют разную полярность напряжения, приложенного к щупам в режиме омметра. У некоторых из них она такая же, как в режиме вольтметра либо амперметра, у других – противоположная. Если она вам незнакома, возьмите диод, имеющий маркировку, переключите прибор в режим омметра, позже чего подключите к диоду вначале в одной, а потом в иной полярности. При варианте, в котором стрелка отклоняется, запомните, какой электрод диода был подключен к какому из щупов. Сейчас, подключая щупы в разной полярности к иным диодам, вы сумеете определять расположение их электродов.

3.
У цифровых приборов в большинстве случаев полярность подключения щупов во всех режимах совпадает. Переключите мультиметр в режим проверки диодов – рядом с соответствующим расположением переключателя имеется обозначение этой детали. Алый щуп соответствует аноду, черный – катоду. В верной полярности будет показано прямое падение напряжения на диоде, в неправильной же индицируется бесконечность.

4.
Если под рукой измерительного прибора нет, возьмите батарейку от материнской платы, светодиод и резистор на один килоом. Объедините их ступенчато, подключив светодиод в такой полярности, дабы светодиод светился. Сейчас включите в обрыв этой цепи проверяемый диод, экспериментально подобрав такую полярность, дабы светодиод засветился вновь. Итог диода, обращенный к плюсу батарейки – анодный.

5.
Если при проверке обнаружится, что диод непрерывно открыт либо непрерывно закрыт, и от полярности ничего не зависит, значит он неисправен. Замените его, заранее удостоверясь в том, что его выход из строя не обусловлен неисправностью других деталей. В этом случае вначале замените и их.

Обратите внимание!

Все перепайки исполняйте при обесточенной аппаратуре и разряженных конденсаторах. Диод проверяйте в выпаянном виде.

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:

В чем разница между диодами, анодами и катодами? — Dip Diode LED — Новости

Полупроводящий диод является основным компонентом огромного количества электрических систем. Эти компоненты имеют два вывода: один для подачи электричества, а другой — для его вывода. Этот процесс работает одним способом; если терминал принимает электричество, он не пропускает электроэнергию обратно. Катод — это часть диода, которая обеспечивает отвод мощности, а анод — это часть, которая позволяет ей поступать. Комбинация этих двух элементов позволяет диоду функционировать.

Физическая конструкция диода может немного отличаться в зависимости от причины его использования, но некоторые факторы остаются неизменными. Диод имеет два вывода, катод и анод, которые соединены небольшим количеством полупроводникового материала. Этим материалом обычно является кремний, но можно использовать широкий спектр различных материалов. Вся конструкция окружена стеклянной или пластиковой оболочкой. Диоды могут быть любого размера, и хотя большинство диодов не очень большие, они могут быть почти микроскопическими.

Анод принимает электричество. Этот терминал получил свое название от отрицательно заряженных анионов, которые движутся к нему во время обычной электрохимической реакции. Заряд анода зависит от функции устройства. Если устройство использует питание, заряд отрицательный, а если он вырабатывает энергию, его заряд положительный. Этот сдвиг полярности позволяет электричеству правильно течь от терминала.

Катод по существу противоположен аноду. Катод позволяет энергии вытекать из устройства.Этот терминал получил свое название от положительно заряженных катодов, которые он привлекает во время реакции. Когда устройство использует питание, катод является положительным, а когда он генерирует энергию, — отрицательным.

Материал в середине диода — полупроводник. Полупроводники — это материалы, которые не проводят электричество, как стандартный проводник, но не препятствуют ему, как изолятор. Эти материалы подходят между ними и обладают очень специфическими свойствами, когда через них проходит электричество. В большинстве серийно выпускаемых диодов используется кремниевый полупроводник, но диоды из германия не редкость.

С момента своего изобретения в конце 1800-х годов основные диоды практически не изменились. Материалы, из которых они сделаны, были улучшены, а базовый дизайн стал намного меньше, но это действительно все, что изменилось. Ни принципы их изготовления, ни их конструкция не сильно отличаются от оригинального творения.

Самая большая инновация с диодами — альтернативные версии, вдохновленные первоначальным изобретением. Существуют десятки различных типов диодов, которые работают немного по-разному.Эти разные диоды имеют всевозможные дополнительные функции, помимо методов ввода-вывода базовой формы. Они варьируются от туннельного диода, который работает в квантовом масштабе, до светоизлучающих диодов (LED), используемых в качестве источника света во многих современных электронных устройствах.

Подключение светодиодов

Полярность светодиода

Светодиоды — это диоды, которые представляют собой электронные устройства, пропускающие ток только в одном направлении. Это означает, что светодиоды (и другие диоды) имеют положительную (+) и отрицательную (-) стороны. Для работы светодиода его необходимо подключить к источнику напряжения правильной стороной. Сторона подачи напряжения диода является положительной (+) стороной, она называется анодом . Отрицательная сторона называется катодом .

Поскольку диоды изготовлены из полупроводникового материала, они имеют очень определенное напряжение, при котором они будут включаться. Если напряжение питания, которое вы используете, больше, чем напряжение включения, вам понадобится резистор между одним из выводов светодиода и подключением к GND или к напряжению питания.

Светодиод резистор

Чтобы убедиться, что светодиод не повреждается слишком большим током, для соединения между ним и источником напряжения требуется резистор. Величина необходимого сопротивления зависит от того, какой ток будет использоваться светодиодом, чтобы он был достаточно ярким, чтобы видеть, но не настолько, чтобы он перегорел. Обычно это около 20 мА для большинства одноцветных светодиодов. Чтобы выбрать правильное значение сопротивления для светодиода, вам также необходимо знать, какое у него напряжение включения (Vf).Красный светодиод потребляет наименьшее количество напряжения для включения, около 1,8 В, в то время как некоторые синие светодиоды требуют более 3,0 В.

Чтобы решить, какое сопротивление вам нужно, вам нужно использовать закон Ома для тока через резистор. Этот ток равен той же величине, которая течет к светодиоду, но напряжение на резисторе другое, потому что светодиод имеет напряжение включения, которое вы вычитаете из напряжения питания:

Напряжение резистора = напряжение питания - напряжение включения светодиода (Vf)

Для расчета сопротивления, необходимого при токе 20 мА для красного светодиода с Vf = 2.0 в:

R = (3,3 В - 2,0 В) / 0,02 А = 65 Ом

Вот небольшая таблица с несколькими вариантами резисторов для красных светодиодов с разными значениями Vf:

Поставка Vf R
3. 3 в 1,8 в 75 Ом
3.3 в 2.0 в 65 Ом
3.3 в 2.2 v 55 Ом

Все о светодиодах

Введение диода | Прядильные числа

Эти маленькие стеклянные корпуса имеют внутри кремниевые диоды.Черная полоса на одном конце — это катод, сторона, где ток выходит из диода.

Диод — наш первый полупроводниковый прибор. Отличительная особенность диода в том, что он проводит ток в одном направлении, но не в другом. Мы не будем вдаваться в подробности того, как диод делает это или как он сделан. К счастью, вам не нужно знать, как сделать диод, прежде чем вы сможете использовать его в цепи.

Автор Вилли Макаллистер.


Содержание


Куда мы направляемся

  • Диод сильно проводит в одном направлении и практически 0 $ в другом.

  • Научитесь определять выводы реального диода — катода и анода .

  • Понять диодные термины: прямое смещение , обратное смещение , ток насыщения и пробой .


Диод — это любое электрическое устройство, обладающее тем свойством, что оно проводит в одном направлении, а не в противоположном. Каждый диод, который вы встретите в современной электронике, сделан из полупроводникового материала.

Что такое полупроводник?

Полупроводниковые материалы находятся между изоляторами и проводниками. Они полупроводниковые. Полупроводники обычно действуют как изоляторы, но мы можем контролировать их проводимость, изменяя способ их изготовления — добавляя небольшое количество примесных атомов — и прикладывая напряжение.

Самый известный и хорошо изученный полупроводниковый материал — это кремний (Si, атомный номер $ 14 $) в периодической таблице. Кремний на сегодняшний день является наиболее распространенным материалом, используемым для создания полупроводниковых устройств. О кремнии известно больше, чем о любом другом материале на Земле.

Часть периодической таблицы, показывающая кремний (Si) и другие близлежащие полупроводниковые материалы. B — бор, C — углерод, N — азот, Al — алюминий, Si — кремний, P — фосфор, Ga — галлий, Ge — германий, As — мышьяк.

Другие полупроводниковые материалы включают германий (Ge, атомный номер $ 32 $, прямо под кремнием) и арсенид галлия, галлий и мышьяк в соотношении $ 1: 1 $, также известный как GaAs (атомные номера $ 31 $ и 33 $, на обе стороны от германия).

Наша способность точно контролировать проводящие свойства кремния позволяет нам создавать современные чудеса, такие как компьютеры, мобильные телефоны и любые другие сложные электронные устройства. Детали того, как работает полупроводник, регулируются квантовой механикой.

Обозначение диода

Условное обозначение диода выглядит так:

Черная стрелка ► в символе указывает направление прямого тока диода, $ \ blueD i $. Напряжение диода, $ \ goldD v $, ориентировано знаком $ + $ на конце, где прямой ток проходит в диода, точно так же, как условные обозначения для пассивных компонентов.

Диодные клеммы

Когда вы рисуете диоды, символ четко указывает направление прямого тока. Обычно имена для двух терминалов не нужны. Вы найдете их в технических паспортах: анод и катод .

Как мне запомнить анод и катод?

Долгое время я не мог вспомнить, какой конец диода был анодом, а какой — катодом — я каждый раз искал его.Наконец я придумал средство для запоминания. Немецкое слово катод — Kathode . Большой K выглядит как символ диода.

Поверните символ диода, пока он не станет похож на K. Катод — это клемма слева.

Определите клеммы реального диода

Если вы работаете с настоящими диодами, вам нужно выяснить, в какую сторону направить диод. Реальные диоды настолько малы, что на них нет места, чтобы нарисовать маленький символ диода, поэтому вам нужно идентифицировать клеммы другим способом.

Диоды поставляются в самых маленьких упаковках. Есть несколько способов указать, какая клемма диода какая.

Диодные корпуса, такие как стеклянные и черные пластиковые цилиндры, показанные выше, обычно имеют окрашенную полосу на одном конце. Полоса на упаковке — это полоса символа диода, поэтому она указывает на катод.

Полоса (любого контрастного цвета) соответствует катоду диода.

Этот красный светодиод (светоизлучающий диод) не имеет полосы, а вместо него имеет жилы разной длины.Прямой ток идет в более длинный вывод (анод). На анодной стороне упаковки может быть выступ или выступ.

Более длинный вывод соответствует аноду. С этого направления в диод течет ток.

Определить клеммы с помощью мультиметра

Надежный способ проверить идентичность клемм — использовать мультиметр для определения направления прямого тока. Когда измеритель настроен на считывание сопротивления, $ \ Omega $, он подает небольшое напряжение на свои измерительные провода (вот почему омметру нужна батарея). Вы используете это небольшое напряжение, чтобы увидеть, в каком направлении течет ток.

Диод перевернут на каждом изображении.

$ \ text a. $ Если омметр показывает конечное сопротивление, это означает, что диод проводит небольшой ток в прямом направлении. Небольшой ток течет от красного провода $ + $ через диод. Это означает, что красный провод касается анода.
$ \ text b. $ Если сопротивление показывает O.L (перегрузка), диод не проводит ток. Это означает, что красный свинец $ + $ касается катода.

Ваш счетчик может иметь диодную настройку — маленький символ диода.

Если это так, измеритель будет отображать прямое напряжение и может издать звуковой сигнал, когда красный провод касается клеммы прямого тока (анода).

Типы диодов

Существует много типов диодов, различающихся материалами и обработкой и предназначенных для различных целей. Вот несколько (некоторые из этих терминов еще не определены)

  • Кремниевый диод. Кремний является наиболее распространенным материалом для изготовления диодов.Кремний имеет типичное прямое напряжение $ 0,6–0,7 \, \ text V $.
  • Германиевый диод — Изготовлен из другого элемента. Германиевые диоды имеют более низкое прямое напряжение $ 0,25–0,30 \, \ text V $.
  • Диод Шоттки — Изготовлен из прямого контакта кремния с металлом. Прямое напряжение ниже, чем у обычных кремниевых диодов, в диапазоне от 0,15 $ до 0,45 $ \, \ text V $. Это диод в кристаллическом радиоприемнике с «кошачьим усом».
  • диод Зенера — Преднамеренно работает в области пробоя, используется в качестве опорного напряжения.
  • LED (светодиод) — делает то, что говорит его название. В противном случае он действует как обычный диод с прямым напряжением где-то между $ 2 $ и $ 4 \, \ text V $ в зависимости от цвета. Светодиоды сделаны из материалов по обе стороны от кремния в периодической таблице. Например, вы можете сделать желтый светодиод из фосфида арсенида галлия (GaAsP).
  • Фотодиод — этот диод имеет окошко, через которое свет падает прямо на поверхность кремния. Ток в диоде пропорционален силе света.Солнечные элементы — это фотодиоды.
  • Малосигнальный диод или переключающий диод — Кремниевый диод, сконструированный для очень быстрого переключения с прямого тока на обратный и обратно. Это достигается за счет создания очень маленького диода.

Диод $ i $ — $ v $ характеристика

Диод — устройство нелинейное. Это типичная кривая $ i $ — $ v $ для кремниевого диода,

Диод $ i $ — $ v $ кривая кремниевого диода. Положительное напряжение (анод выше катода) на диоде помещает его в область прямого смещения.Отрицательное напряжение означает, что диод работает в области обратного смещения. При отрицательных напряжениях, превышающих $ \ text V _ {\ text {br}} $, диод выходит из строя, и ток быстро увеличивается в отрицательном направлении.

Синяя кривая выше может быть создана путем измерений. Возьмите обычный диод и подайте на него разное напряжение. Запишите ток при каждом напряжении. Ваши данные $ i $ — $ v $ будут напоминать этот график.

Прямое смещение

Допустим, мы помещаем небольшое положительное напряжение, например, $ + 0.2 $ вольт через кремниевый диод. Это помещает нас немного правее начала кривой $ i $ — $ v $. При этом небольшом положительном напряжении протекает очень небольшой прямой ток. Если мы увеличим напряжение примерно до $ + 0,6 \, \ text V $, измеримый ток начинает течь через диод в прямом направлении (в направлении стрелки ►). Когда напряжение немного превышает $ 0,6 \, \ text V $, ток через диод быстро возрастает. Кривая $ i $ — $ v $ в этой точке почти вертикальна (немного наклоняется вправо).

При положительном напряжении на его выводах мы говорим, что диод смещен в прямом направлении . Диод смещен в прямом направлении, когда его напряжение находится где-нибудь на стороне источника напряжения $ + $. При нормальной работе напряжение на кремниевом диоде, смещенном в прямом направлении, находится где-то между $ 0,60–0,75 \, \ text V $. Если вы установите напряжение выше 0,75 вольт, ток диода сильно возрастет, и он может перегреться.

Обратное смещение

Если вы подаете отрицательное напряжение на диод, так что катодный вывод $ — $ имеет более высокое напряжение, чем анодный вывод $ + $, это помещает нас в левую часть кривой $ i $ — $ v $.{-12} \, \ text A $. В большинстве случаев это значение достаточно близко к нулю, чтобы его можно было игнорировать. В некоторых случаях (например, в интегральной схеме с миллионами диодов) обратный ток насыщения становится важным, и вы даете ему плохое название: ток утечки .

Что означает «предвзятость»?

Вы слышите слово bias в разговорах о диодах и транзисторах. У него нет единого точного определения.

В повседневном использовании предвзятость может быть отрицательной, подразумевая несправедливость или фаворитизм: «Правила настроены против меня.«Или это может описывать тенденцию:« Они демонстрируют предвзятость к действиям ». Или« У вратаря есть предвзятость к прыжкам влево при выполнении штрафных ударов ».

В электронике смещение возникает только в нескольких ситуациях. Его тянет в сторону. Когда мы говорим о диодах, как мы здесь делаем, прямое смещение означает, что приложенное напряжение подтягивает диод к прямой проводящей стороне его кривой $ i $ — $ v $. Обратное смещение противоположно, отрицательное напряжение втягивает диод в область обратного смещения , где он не проводит.

Другое место, где вы говорите о смещении: вы прикладываете напряжение смещения к клеммам транзистора, чтобы поместить его в диапазон напряжений, в котором он работает лучше всего. Например, если транзистор работает лучше всего, когда его входной вывод составляет от 1 до 3 долларов вольт, вы прикладываете напряжение смещения с центром в 2 доллара вольт, прямо в середине его счастливой зоны.

Обратный пробой

Диод с обратным смещением не может продержаться вечно. Когда напряжение достигает высокого отрицательного значения, известного как напряжение пробоя , $ \ text {V} _ {\ text {br}} $, диод начинает проводить в обратном направлении.При пробое ток резко возрастает и становится очень большим в отрицательном направлении. Напряжение пробоя $ \ text {V} _ \ text {br} $ $ -50 \, \ text V $ типично для обычных диодов. В большинстве случаев напряжение на диоде не приближается к $ \ text {V} _ \ text {br} $.

Сводка

Условное обозначение и названия клемм диода,

Диод имеет сильную проводимость в направлении черной стрелки, и, по существу, ток $ 0 $ может течь в противоположном направлении.

Кремниевый диод имеет прямое напряжение в диапазоне $ 0,60–0,75 \, \ text V $.

p-n Диод или переходной диод

Перекресток
Диод

А
диод
двухконтактное электронное устройство, состоящее из
одинарный p-n переход. Этот p-n-переход обычно создается на единственном блоке кремния путем легирования.
блок с донорной и акцепторной легирующими добавками на противоположных концах.
Диод — это
выпрямитель
позволяя току проходить в одном направлении, но не в противоположном
направление.

Когда
анод (сторона p-типа) диода подключен к положительному
клемма батареи, диод, как говорят, находится в
прямое смещение, позволяющее
ток, чтобы пройти через него.
Говорят, что диод находится в
обратное смещение, если его катод (n-тип
сторона) — это тот, который подключен к положительной клемме аккумулятора.
Диод не проводит ток при обратном смещении.

А
диод становится смещенным в прямом направлении только тогда, когда потенциал на аноде
больше потенциала катода на

0.7 В, потенциал
барьер.
При этом условии потенциальный барьер эффективно
« преодолевается » приложенным напряжением, позволяя носителям диода
двигаться через перекресток.
Это означает, что электроны со стороны n-типа теперь могут переходить в
сторона p-типа так же, как отверстия на стороне p-типа могут
теперь переходим к стороне n-типа.

В
ток через диод увеличивается
экспоненциально как прямое смещение
напряжение на диоде увеличивается.
Таким образом, увеличение тока, протекающего через диод, очень велико.
резкое, как только диод начинает проводить.
Физически увеличение напряжения прямого смещения
вводит
больше электронов на стороне n-типа диода. Эти электроны
сразу пересечь переход при отсутствии потенциального барьера.
Как только они достигают материала p-типа, они возвращаются в
снова положительный полюс аккумулятора.
Отверстия на стороне p-типа также перемещаются таким же образом под
условие прямого смещения, хотя и в противоположном направлении, как
электроны. Этот непрерывный поток зарядов через диод будет продолжаться.
пока диод находится в прямом смещении.

Когда
диод поставлен под обратное смещение, отверстия стороны p-типа
тянутся к отрицательной клемме батареи, в то время как электроны
на стороне n-типа тянутся к положительному выводу
аккумулятор.
Фактически, мобильные заряды отводятся от стыка.
в противоположных направлениях,
подавление потока зарядов через
диод.
Это тоже по сути
расширение
потенциальный барьер диода, что затрудняет
перевозчики перемещаться по перекрестку.

В
в действительности, однако, очень небольшое количество тока все еще течет через
обратносмещенный диод.
Этот ток, известный как
обратный ток насыщения, происходит из-за

тепловая генерация дырок и электронов вблизи стыка
диод.
Следовательно, это зависит только от температуры, а не от
потенциальный барьер диода.


См. Также:

Что такое полупроводник ?; p-n переход;
Биполярный транзистор;

МОП-транзистор; JFET;

Производство ИС

ДОМ

Авторские права

2001-2006

www. EESemi.com 90 349.
Все права защищены.

Вакуумный диод

В
В 1904 году сэр Джон Эмброуз Флеминг изобрел первую вакуумную лампу.
диод. Его еще называют клапаном Флеминга или термоэлектронной трубкой.
Вакуумный диод — это электронное устройство, которое позволяет электрическому
ток в одном направлении (от катода к аноду) и блокирует
электрический ток в другом направлении (от анода к катоду).

Два электрода
вакуумного диода

Вакуумный диод — это простейшая форма вакуумной лампы. Он состоит
из двух электродов, катода и анода или пластины. В
катод излучает свободный
электроны. Следовательно, он называется эмиттером. Анод
собирает свободные электроны. Следовательно, он называется коллектором.

Катод и анод заключены в пустой стеклянный колпак.Анод представляет собой полый цилиндр из молибдена или никеля.
а катод представляет собой никелевый цилиндр, покрытый стронцием и
оксид бария. Анод окружает катод. Между
катод и анод пустое пространство, через которое
свободные электроны или электрический ток.

Что
такое электрод?

Электрод
является проводником, по которому свободные электроны или электрические
текущий уходит или входит.В вакуумном диоде катодом является
электрод или проводник, из которого свободны электроны
выбрасывается в вакуум. С другой стороны, анод — это
электрод, который собирает свободные электроны, испускаемые
катод. Другими словами, свободные электроны покидают катод и
войти в анод.

Электрон
выброс зависит от количества приложенного тепла и
рабочая функция

Количество свободных электронов, испускаемых катодом, зависит от
от двух факторов: количества приложенного тепла и работы выхода.

Если
прикладывается большее количество тепла, больше свободных электронов
испускается. Точно так же, если применяется меньшее количество тепла, меньше
испускается количество свободных электронов.

минимальное количество энергии, необходимое для удаления свободных электронов
из металла называется работой выхода. Металлы с низкой работой
функция потребует меньшего количества тепловой энергии для выделения
свободные электроны. С другой стороны, металлы с высокой работой
функция потребует большого количества энергии
испускать свободные электроны.

Следовательно,
выбор хорошего материала увеличит эмиссию электронов
эффективность. Наиболее часто используемые термоэмиттеры включают:
катод с оксидным покрытием, вольфрам и торированный вольфрам.

Непосредственно
и катод косвенного нагрева

Когда
катод нагревается косвенно или напрямую, свободные электроны
излучаются из него.

В непосредственно нагреваемый катод подводится тепловая энергия.
прямо на катод. Следовательно, небольшое количество тепловой энергии
достаточно, чтобы испустить свободные электроны с катода.
Когда тепловая энергия подается непосредственно на катод,
большое количество свободных электронов набирает достаточную энергию и
разрывает связь с катодом. Свободные электроны, которые
разорвать связь с катодом, выбрасываются в
вакуум. Эти испущенные свободные электроны притягиваются к
анод.

В
катод с косвенным нагревом, электрическое соединение не
между катодом и нагревателем. Следовательно, катод
не нагревается напрямую. Тепловая энергия подается в
нагреватель, и нагреватель будет передавать свою тепловую энергию
катод.Когда тепловая энергия, подаваемая на катод, увеличивается до
желаемый уровень, свободные электроны в катоде получают
достаточной энергии и разорвите связь с катодом. В
свободные электроны, нарушающие связь с катодом,
выбрасывается в вакуум. Эти испущенные свободные электроны
привлечен к аноду.

Вакуум
диод с прямым напряжением

Когда
тепло поступает в нагреватель, он получает тепловую энергию. Этот
тепловая энергия передается катоду. Когда бесплатно
электроны в катоде набирают достаточную энергию, они ломаются
соединение с катодом и переходит в вакуум. Свобода
электронам в вакууме требуется достаточная кинетическая энергия для
добраться до анода.

Если

напряжение подается на вакуумный диод таким образом, чтобы
что анод подключен к положительной клемме, а катод
подключен к отрицательной клемме (анод более положительный с
относительно катода) свободные электроны в вакууме
получает достаточно кинетической энергии, чтобы достичь анода.

ср
знайте, что если две противоположно заряженные частицы расположены близко
друг к другу они привлекаются. В этом случае анод
положительно заряженные и свободные электроны, испускаемые катодом
заряжены отрицательно. Следовательно, свободные электроны, которые получают
достаточно кинетический
энергия будет двигаться или притягиваться к аноду. Эти
свободные электроны переносят электрический ток при движении от
катод к аноду.

Если положительное напряжение, приложенное к пластине или аноду,
увеличилось, количество свободных электронов, привлеченных к
анод тоже увеличен. Таким образом, электрический ток в
вакуумный диод увеличивается с увеличением анода или пластины
Напряжение.

Вакуум
диод с обратным напряжением

Если напряжение подается на вакуумный диод таким образом, чтобы
анод подключен к отрицательной клемме, а катод
подключен к положительной клемме (анод более отрицательный
относительно катода) свободные электроны в вакууме
получает достаточно кинетической энергии, чтобы достичь анода. Однако анод
отталкивает свободные электроны, которые пытаются двигаться к нему.

ср
знайте, что если две одинаковые заряженные частицы
размещенные близко друг к другу, они отталкиваются. В этом
В этом случае анод заряжен отрицательно, а свободные электроны
испускаемые катодом, также имеют отрицательный заряд. Следовательно,
анод отталкивает свободные электроны, испускаемые
катод.Следовательно, в вакууме не течет электрический ток.
диод.

Вакуум
диод
с
нулевое напряжение

Если на вакуумный диод, анод или пластину не подается напряжение
действует как нейтральный. Он не привлекает и не отталкивает свободных
электроны, испускаемые катодом. Следовательно, свободные электроны
испускаемые катодом, не перемещаются и не притягиваются к
анод.

Следовательно,
в вакуумном диоде отсутствует электрический ток. Тем не менее
большое количество свободных электронов, вылетающих из катода,
накапливается в одном месте возле катода и образует облако
свободные электроны. Это облако свободных электронов возле катода
называется пространственным зарядом.

Заключение

Следовательно,
вакуумный диод пропускает электрический ток от катода к
анод и не позволяйте электрическому току от анода к
катод.Это одностороннее направление электрического тока
позволяет вакуумному диоду действовать как переключатель. Если анод или
пластина положительна по отношению к катоду, вакуумный диод
действовать как замкнутый переключатель. С другой стороны, если анод
отрицательный по отношению к катоду, действует как открытый
выключатель.

В чем разница между диодами, анодами и катодами?

Полупроводящий диод — это базовый компонент огромного количества электрических систем.Эти компоненты имеют два вывода: один для подачи электричества, а другой — для его вывода. Этот процесс работает одним способом; если терминал принимает электричество, он не пропускает электроэнергию обратно. Катод — это часть диода, которая пропускает энергию, а анод — это часть, которая позволяет ей течь. Комбинация этих двух элементов позволяет диоду функционировать.

Физическая конструкция диода может немного отличаться в зависимости от причины его использования, но некоторые факторы остаются неизменными. Диод имеет два вывода, катод и анод, которые соединены небольшим количеством полупроводникового материала. Этим материалом обычно является кремний, но можно использовать широкий спектр различных материалов. Вся конструкция окружена стеклянной или пластиковой оболочкой. Диоды могут быть любого размера, и хотя большинство диодов не очень большие, они могут быть почти микроскопическими.

Анод принимает электричество.Этот терминал получил свое название от отрицательно заряженных анионов, которые движутся к нему во время обычной электрохимической реакции. Заряд анода зависит от функции устройства. Если устройство использует питание, заряд отрицательный, а если он вырабатывает энергию, его заряд положительный. Этот сдвиг полярности позволяет электричеству правильно течь от терминала.

Катод по существу противоположен аноду.Катод позволяет энергии вытекать из устройства. Этот терминал получил свое название от положительно заряженных катодов, которые он привлекает во время реакции. Когда устройство использует питание, катод является положительным, а когда он генерирует энергию, — отрицательным.

Материал в середине диода — полупроводник. Полупроводники — это материалы, которые не проводят электричество, как стандартный проводник, но не препятствуют ему, как изолятор. Эти материалы подходят между ними и обладают очень специфическими свойствами, когда через них проходит электричество. В большинстве серийно выпускаемых диодов используется кремниевый полупроводник, но диоды из германия не редкость.

С момента своего изобретения в конце 1800-х годов основные диоды практически не изменились.Материалы, из которых они сделаны, были улучшены, а базовый дизайн стал намного меньше, но это действительно все, что изменилось. Ни принципы их изготовления, ни их конструкция не сильно отличаются от оригинального творения.

Самая большая инновация с диодами — альтернативные версии, вдохновленные первоначальным изобретением.Существуют десятки различных типов диодов, которые работают немного по-разному. Эти разные диоды имеют всевозможные дополнительные функции, помимо методов ввода-вывода базовой формы. Они варьируются от туннельного диода, который работает в квантовом масштабе, до светоизлучающих диодов (LED), используемых в качестве источника света во многих современных электронных устройствах.

Как определить анод и катод

Вот посмотрите на разницу между анодом и катодом элемента или батареи и как вы можете запомнить, что есть что.

Держать их прямыми

Помните, что cat hode притягивает cat ионы или ca t hode притягивает заряд + . Ода n притягивает исходный заряд n .

Поток тока

Анод и катод определяются течением тока. В общем смысле ток относится к любому движению электрического заряда. Тем не менее, вы должны иметь в виду соглашение о том, что направление тока соответствует тому, куда будет двигаться положительный заряд , а не отрицательный заряд.Итак, если электроны действительно совершают , перемещая в ячейке, то ток течет в противоположном направлении. Почему это так определяется? Кто знает, но это стандарт. Ток течет в том же направлении, что и носители положительного заряда, например, когда положительные ионы или протоны несут заряд. Ток течет в противоположном направлении от отрицательных носителей заряда, таких как электроны в металлах.

Катод

  • Катод — это отрицательно заряженный электрод.
  • Катод притягивает катионы или положительный заряд.
  • Катод является источником электронов или донором электронов. Он может принимать положительный заряд.
  • Поскольку катод может генерировать электроны, которые обычно представляют собой электрические компоненты, совершающие фактическое движение, можно сказать, что катоды генерируют заряд или что ток движется от катода к аноду. Это может сбивать с толку, потому что направление тока определяется тем, как будет двигаться положительный заряд. Просто помните, любое движение заряженных частиц — это ток.

Анод

  • Анод — это положительно заряженный электрод.
  • Анод притягивает электроны или анионы.
  • Анод может быть источником положительного заряда или акцептором электронов.

Катод и анод

Помните, что заряд может течь как от положительного к отрицательному, так и от отрицательного к положительному! Из-за этого анод может быть заряжен положительно или отрицательно, в зависимости от ситуации.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *