.  — двухэлектронный электронный компонент, обладающий различной электрической проводимостью в зависимости от полярности приложенного к диоду напряжения. Диоды обладают нелинейной вольт амперной характеристикой, но в отличие от ламп накаливания и терморезисторов, у диодов она несимметрична.Электроды диода носят названия анод и катод. У большинства диодов при приложении прямого напряжения диод открыт. Напротив, если к диоду приложено обратное напряжение, то диод закрыт.История создания и развития диодов:Развитие диодов началось в третьей четверти XIX века сразу по двум направлениям: в 1873 году британский учёный Ф. Гутри обнаружил, что отрицательно заряженный шар электроскопа при его сильном накаливании теряет заряд, но если его зарядить положительно, то заряд не теряется. Объяснить это явления в то время не могли. Это явление вызвано термоэлектронной эмиссией и затем использовалось в электровакуумных диодах с накаливаемым катодом. Термоэлектронная эмиссия были заново открыта 13 февраля 1880 года Томасом Эдисоном в его опытах по продлению срока службы накаливаемой нити в лампах накаливания, и затем, в 1883 году, запатентовано им. Однако Эдисон в дальнейшем его не изучал.Впервые диод с термоэлектронной эмиссией был запатентован в Британии Джоном Амброзом Флемингом 16 ноября 1904 года.В 1874 году немецкий учёный Карл Фердинанд Браун открыл выпрямляющие свойства кристаллических диодов, а в 1899 году Браун запатентовал кристаллический выпрямитель. Джэдиш Чандра Боус развил далее открытие Брауна в устройство, применимое для приёма радиоволн. Около 1900 года Гринлиф Пикард создал первый радиоприёмник на кристаллическом диоде. 20 ноября 1906 года Пикард запатентовал кремниевый кристаллический детектор.В конце XIX века устройства подобного рода назывались выпрямителями, и лишь в 1919 году Вильям Генри Иклс ввёл в обиход термин «диод».Ключевую роль в разработке первых советских полупроводниковых диодов в 1930 х годах сыграл физик Б.   Вул.Типы диодов:Диоды бывают электровакуумные, газонаполненные, полупроводниковые и др. В настоящее время в подавляющем большинстве случаев применяются полупроводниковые диоды.Электровакуумные диоды:Электровакуумные диоды представляют собой вакуумированный баллон с двумя электродами, один из — катод — подогревается током, получаемым из специальной электрической цепи накала. При накале катода возникает термоэлектронная эмиссия и часть электронов покидает поверхность катода. Если к другому электроду — аноду — приложить положительное относительно катода напряжение, то под действием электрического поля электроны начнут двигаться к аноду создавая ток. Если к аноду приложить отрицательное напряжение, то электроны будут отталкиваться от анода и тока не будет.Полупроводниковые диоды:Полупроводниковый диод состоит либо из полупроводников p типа и n типа, либо из полупроводника и металла. Контакт между полупроводниками называется p n переходом и проводит ток в одном направлении. Некоторые типы полупроводниковых диодов не имеют p n перехода, например, диоды Ганна.Некоторые типы полупроводниковых диодов:Стабилитрон  — диод, работающий в режиме обратимого пробоя p n перехода при приложении обратного напряжения. Используются для стабилизации напряжения.Туннельный диод  — диод, в котором используются квантовомеханические эффекты. На вольт амперной характеристике имеет область так называемого отрицательного дифференциального сопротивления. Применяются в усилителях, генераторах и пр.Обращённый диод — разновидность туннельного диода, имеющий гораздо более низкое падение напряжения в открытом состоянии, чем обычный диод. Принцип работы такого диода основан на туннельном эффекте.Варикап  — диод, обладающий большой ёмкостью при запертом p n переходе, зависящей от величины приложенного обратного напряжения. Применяются в качестве конденсаторов переменной ёмкости, управляемых напряжением.Светодиод  — диод, отличающийся от обычного диода тем, что при протекции прямого тока излучает фотоны при рекомбинации электронов и дырок в p n переходе. Выпускаются светодиоды с излучением в инфракрасном, видимом, а с недавних пор — и в ультрафиолетовом диапазоне.Полупроводниковый лазер — диод, близкий по устройству к светодиоду, но имеющий оптический резонатор. Излучает узкий луч когерентного света.Фотодиод — диод, в котором под действием света появляется значительный обратный ток. Также, под действием света, подобно солнечному элементу, способен генерировать небольшую ЭДС.Солнечный элемент — диод, похожий на фотодиод, но работающий без смещения. Падающий на p n переход свет вызывает движение электронов и генерацию тока.Лавинный диод — диод, принцип работы которого основан на лавинном пробое. Применяется для защиты цепей от перенапряжений.Лавинно пролётный диод — диод, принцип работы которого основан на лавинном умножении носителей заряда. Применяется для генерации колебаний в СВЧ технике.Магнитодиод — диод, вольт амперная характеристика которого существенно зависит от значения индукции магнитного поля и расположения его вектора относительно плоскости p n перехода.Стабистор — диод, имеющий в начале прямой ветви вольт амперной характеристики участок, позволяющий использовать его для стабилизации небольших напряжений. В отличие от стабилитрона, у стабистора это напряжение мало зависит от температуры.pin диод — диод, обладающий меньшей ёмкостью за счёт наличия между сильнолегированными полупроводниками p и n типов материала, характеризующегося собственной проводимостью. Используется в СВЧ технике, силовой электронике, как фотодетектор.Точечный диод — диод, отличающийся низкой ёмкостью p n перехода и наличием на обратной ветви вольт амперной характеристики участка с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Ранее использовались в СВЧ технике и применялись в генераторах и усилителях.Диэлектрические диоды:Диэлектрический диод представляет собой пленочную структуру металл диэлектрик металл, имеющую вольт амперную характеристику, аналогичную характеристике электровакуумного диода за счет использования разницы работ выхода из истока и стока.Основные характеристики и параметры диодов:Классификация и система обозначений диодов:Классификация диодов по их назначению, физическим свойствам, основным электрическим параметрам, конструктивно технологическим признакам, роду исходного материала отображается системой условных обозначений их типов. Система условных обозначений постоянно совершенствуется в соответствии с возникновением новых классификационных групп и типов диодов. Обычно системы обозначений представлены буквенно цифровым кодом.На территории СССР система условных обозначений неоднократно претерпевала изменения и до настоящего времени на радиорынках можно встретить полупроводниковые диоды, выпущенные на заводах СССР и с системой обозначений согласно отраслевого стандарта ГОСТ 11 336.919 81, базирующегося на ряде классификационных признаков изделий # Первый элемент буквенно цифрового кода обозначает исходный материал, на основе которого изготовлен диод, например:# пятый элемент — буквенный индекс, условно определяющий классификацию по параметрам диодов, изготовленных по единой технологии.Кроме того, система обозначений предусматривает введение в обозначение дополнительных знаков для выделения отдельных существенных конструктивно технологических особенностей изделий.В России:Продолжает действовать ГОСТ 2.730 73 — «Приборы полупроводниковые. Условные обозначения графические».Зарубежная система обозначений:Существует ряд общих принципов стандартизации системы кодирования для диодов за рубежом. Наиболее распространены стандарты EIAJEDEC и европейский «Pro Electron».Система EIAJEDEC:Стандартизированная система EIA370 нумерации 1N серии была введена в США EIAJEDEC приблизительно в 1960 году. Среди самого популярного в этой серии были: 1N34A1N270, 1N9141N4148.Система Pro Electron:Согласно европейской системе обозначений активных компонентов Pro Electron, введённой в 1966 году и состоящей из двух букв и числового кода:Другие системы обозначений:OA серия германиевых диодов  — кодирующие последовательности разработаны британской компанией Mullard.Кроме того, многие производители или организации имеют свои собственные системы общей кодировки, например:Графическое изображение на электрических схемах:Графические символы различных типов диодов используемые на электрических схемах в соответствии с их функциональным назначением. треугольник указывает направление тока от анода к катоду.Вольт амперная характеристика полупроводникового выпрямительного диода:Уравнение Шокли для диода:Уравнение Шокли для идеального диода описывает вольт амперную характеристику диода в идеализированном упрощённом случае.Уравнение Шокли для диода получено с допущением, что единственными процессами, вызывающими ток в диоде, является дрейф носителей заряда, диффузия и рекомбинация. Также полагается, что ток в p n области, вызванный рекомбинацией, незначителен.Термическое напряжение T  приблизительно составляет при. Для конкретной температуры его можно найти по формуле:Коэффициент неидеальности обычно лежит в пределах от 1 до 2 в зависимости от технологии изготовления и применённого полупроводникового материала. Во многих случаях предполагается, что примерно равно 1. Коэффициент неидеальности не входит в уравнение диода Шокли и был введён для учёта несовершенства реальных p n переходов. Поэтому при 1 уравнение сводится к уравнению Шокли для идеального диода.Ток насыщения S  не постоянен для каждого диода, зависит от температуры и эта зависимость значительно больше зависимости напряжения T  от температуры. Напряжение уменьшается при увеличении при фиксированном, ток насыщения — нарастает.Применение диодов:Диодные выпрямители:Диоды широко используются для преобразования переменного тока в постоянный. Диодный выпрямитель или диодный мост  — основной компонент блоков питания практически всех электронных устройств. Диодный трёхфазный выпрямитель по схеме А. Н. Ларионова на трёх параллельных полумостах применяется в автомобильных генераторах, преобразует переменный трёхфазный ток генератора в постоянный ток бортовой сети автомобиля. Применение генератора переменного тока в сочетании с диодным выпрямителем вместо генератора постоянного тока с щёточно коллекторным узлом позволило значительно уменьшить размеры автомобильного генератора и повысить его надёжность.В некоторых выпрямительных устройствах до сих пор применяются селеновые выпрямители. Это вызвано той их особенностью, что при превышении предельно допустимого тока, происходит выгорание селена, не приводящее ни к потере выпрямительных свойств, ни к короткому замыканию — пробою.В высоковольтных выпрямителях применяются селеновые высоковольтные столбы из множества последовательно соединённых селеновых выпрямителей и кремниевые высоковольтные столбы из множества последовательно соединённых кремниевых диодов.Если соединено последовательно и согласно несколько диодов, пороговое напряжение, необходимое для отпирания всех диодов, увеличивается.Диодные детекторы:Диоды в сочетании с конденсаторами применяются для выделения низкочастотной модуляции из амплитудно модулированного радиосигнала или других модулированных сигналов. Диодные детекторы применяются в радиоприёмных устройствах. При работе диода используется квадратичный участок вольт амперной характеристики.Диодная защита:Диоды применяются для защиты устройств от неправильной полярности включения, защиты входов схем от перегрузки, защиты ключей от пробоя самоиндукции, возникающей при выключении индуктивной нагрузки и другого.Для защиты входов аналоговых и цифровых схем от перегрузки используется цепочка из двух диодов, подключённых к шинам питания в обратном направлении как показано на рисунке. Защищаемый вход подключается к средней точке этой цепочки. При нормальной работе потенциал входа находится в пределах от потенциала «земли» до потенциала питания, при этом обратно смещённые диоды закрыты и почти не оказывают влияния на работу схемы. При изменении потенциала входа свыше питающего напряжения или ниже потенциала «земли» один из диодов открывается и шунтирует вход схемы, ограничивая таким образом допустимый потенциал входа диапазоном в пределах питающего напряжения плюс или минус прямое падение напряжения на диоде.Часто такие диодные цепочки интегрируют в состав на этапе проектирования кристалла, либо предусматриваться при разработке схем узлов, блоков, устройств. Выпускаются готовые защитные сборки из двух диодов в трёхвыводных «транзисторных» корпусах.Для сужения или расширения диапазона защиты вместо потенциалов источника питания можно использовать другие потенциалы в соответствии с требуемым диапазоном.При защите от мощных помех, возникающих на длинных проводных линиях, например, при грозовых разрядах, может потребоваться использование более сложных схем, вместе с диодами включающих в себя резисторы, варисторы, разрядники.При выключении индуктивных нагрузок коммутирующими ключами возникает самоиндукции, пропорциональная скорости изменения тока:ЭДС самоиндукции препятствует уменьшению силы тока через индуктивность и «стремится» поддержать ток на прежнем уровне. При выключении тока энергия магнитного поля, накопленная индуктивностью, должна no  - где то рассеяться. Магнитное поле, создаваемое индуктивной нагрузкой, обладает энергией:Таким образом, после отключения тока индуктивность превращается в источник тока и напряжения, а возникающее при этом на закрытом ключе напряжение может достичь высоких значений и привести к искрению и обгоранию электромеханических контактов и пробою полупроводниковых коммутирующих индуктивность ключей или пробою изоляции, поскольку энергия, накопленная в индуктивности будет рассеиваться непосредственно на самом ключе.Диодная защита является простой и одной из широко распространённых схем, позволяющих защитить ключи с индуктивной нагрузкой. Диод включается параллельно катушке индуктивности так, что при замкнутом ключе диод был закрыт. При отключении тока возникающая ЭДС самоиндукции направлена против ранее приложенного к индуктивности напряжения, эта противоположно направленная ЭДС открывает диод. Ранее протекавший через индуктивность ток переключается на диод и энергия магнитного поля рассеивается на диоде и внутреннем активном сопротивлении катушки индуктивности, не вызывая повреждения ключа.В схеме защиты с только одним диодом напряжение на катушке будет равным падению напряжения на диоде в прямом направлении — около для кремниевого диода, в зависимости от величины тока. no  - Из за малости этого напряжения U_L  индуктивность можно считать практически закороченной и ток будет спадать довольно медленно. Скорость изменения тока в катушке индуктивности в пренебрежении её собственного активного сопротивления:Например, для индуктивности в 1 Гн, эта величина порядка индуктивности обмоток мощных контакторов и исполнительных соленоидов скорость падения тока будет около.Для ускорения выключения индуктивной нагрузки необходимо увеличивать напряжение на выводах катушки индуктивности после отключения, так как чем больше напряжение, тем быстрее спадает ток. Для этого может потребоваться использование более сложной защитной схемы, например, включение стабилитрона последовательно с диодом, диод в комбинации с резистором, варистором или резисторно ёмкостной цепочкойДиодные переключатели:Диодные переключатели применяются для коммутации высокочастотных сигналов. Управление осуществляется постоянным током, разделение ВЧ и управляющего сигнала — с помощью конденсаторов и индуктивностей.Интересные факты:В первые десятилетия развития полупроводниковой технологии точность изготовления диодов была настолько низкой, что приходилось делать «разбраковку» уже изготовленных приборов. Так, диод Д220 мог, в зависимости от фактически получившихся параметров, маркироваться и как переключательный, и как стабистор. Радиолюбители широко использовали его в качестве варикапа.Диоды в прозрачном стеклянном корпусе могут обладать паразитной чувствительностью к свету. Существуют радиолюбительские схемы, в которых обычные диоды используются в качестве фотодиода и даже в качестве солнечной батареи.