Videotube

Постовая охрана, пультовая охрана, личная охрана, сопровождение и инкассация, юридическая безопасноть

Какие диодные лампы лучше: 12 лучших производителей светодиодных лампочек

Содержание

Виды и типы светодиодных ламп самые распространенные

Дополню ряд статей общей информации на светодиодную тематику опусом по видам светодиодных ламп. В отличии от просто светодиодов, виды ламп имеют четкую классификацию и объединить их в группы и подгруппы не составит большого труда. Что меня очень радует))) Так как я не очень люблю писать про очевидные вещи. В таких случаях мне всегда кажется, что вещи, которые мне понятны, должны быть понятны и другим без всяких оговорок. Но это далеко не так. Поэтому кратенько ( если получится ) остановлюсь на видах.

Виды LED ламп в зависимости от применения


Тут все достаточно просто. В зависимости от того, для каких нужд применяются светодиодные лампы, их подразделяют на виды:

1Светодиодные лампы для дома и офиса. Основное предназначение – замена ранее установленных ламп накаливания, люминесцентных на более энергоэффективные диодные.

2Уличные. Основное предназначение – подсветка зданий, сооружений, парков. Улиц, автодорог и т.п. Главная особенность таких источников – высокая степень защиты IP. IP – степень защиты прибора от пыли и влаги.

3Прожектора. Ранее такого класса не существовало, т.к. производить прожекторы было нецелесообразно, ввиду дорогих комплектующих. Со временем светодиоды стали более мощными, увеличился световой поток и светодиодные прожектора выделили в отдельный вид.

4Автомобильные лампы – отдельный класс. Данный вид стоит обособленно, т.к. в него включены лампы для освещения салона, стопов, поворотников, фар и т.п.

5Светодиодные лампы для растений. Основа таких ламп – ультрафиолетовые светодиоды.

6Промышленные светильники. Главное предназначение – освещение промышленных зданий и сооружений. Также как и уличные имеют высокую степень защиты.

Виды светодиодных ламп по световому потоку и конструкции


Все светодиодные источники света не имеют строгой конструкции по сравнению с лампами накаливания. Всего насчитывается три вида:

1Светодиодные лампы общего назначения – имеют качественный рассеянный свет и предназначены для освещения жилых комнат и офисов.

По форме и размерам часто напоминают лампы накаливания, свечи и так называемые «кукурузы».

Вид светодиодных ламп — кукуруза

2Светодиоды направленного света – для акцентированной подсветки различных площадей, витрин и т.п. По конструкционному исполнению типа «спот» и т.п.

Светодиодные лампы — споты

3Линейные светодиодные лампы – распространенный и востребованный вид ламп. Производят в виде трубки и имеют полную схожесть с люминесцентными. Основное место применения – офисы и торговые залы.

Виды светодиодных ламп — тубы

 Виды ламп по используемым светодиодам


Тут все понятно. В зависимости от того, какие диоды установлены в лампе, подразделяют на следующие виды:

1На основе индикаторных светодиодов. К таким можно отнести лампы первого поколения на 3 мм диодах и диодах Пиранья. Их уже осталось мало, но найти можно. По моему мнению – рудимент, от которого необходимо избавиться как можно быстрее, дабы не навредить себе. Качество и безопасность такого света оставляет желать лучшего.

Типы светодиодных ламп на индикаторных светодиодах

2Лампы на основе SMD диодов. Одни из самых распространенных. За счет малого размера и не большого нагрева возможности применения безграничны.

Светодиодные лампы на smd диодах

3Лампы на мощных 1, 3 и 5 Вт диодах. Имеют место быть, но нагрев у них большой. И добиться хорошего теплоотвода в маленьком корпусе лампы проблематично.

Лампы на мощных диода

4Лампы на COB диодах. Одна из новых технологий производства чипов. Бурно развивается. И имеет ряд преимуществ перед другими. А именно: за счет того, что диоды монтируются напрямую на плату повышается надежность всего устройства, улучшается теплоотвод. Общая оптическая система позволяет увеличить равномерность светового потока. Диоды могут быть разнообразных форм. От прямоугольных до круглых.

Виды ламп на COB lbjlf[5Ну и последний отдельный вид, появивишийся в 2013-2014годах – лампы на основе филаментных светодиодов. Технология только развивается, но уже стремительно завоевывает рынок. Один филамент позволяет получить до 1,3 Вт. Равномерное освещение на 360 градусов, хороший теплоотвод и небольшая цена – основные характеристики этого вида светодиодных ламп.

Вид лампы на филаментах

Виды ламп на светодиодах по цоколям


Раньше, когда я пользовался только лампами накаливания, даже и не представлял о том, что есть не только цоколь под Е27. По мере моего становления на путь просвещения и «освещения» я, к своему большому удивлению узнал о наличии и других, не менее распространенных цоколях.

Классификация по типу цоколей ламп достаточно удобна и практикуется многими.

Разновидности цоколей на LEDs лампах

Наиболее популярными были, есть и будут еще долгое время – цоколя «Эдисона». Данный цоколь имеет резьбовое соединение различного диаметра и обозначается литерой «Е» и цифрой после нее. Цифра обозначает диаметр цоколя. Е27 – 27 мм, Е14 – 14 мм, Е40 – 40 мм.

Другой, наиболее распространенный вид цоколя – G. Это штыревое соединение с патроном.

На расстояние между выводами указывает цифра после литеры. Строчные буквы в маркировке свидетельствуют о количестве штырьков: 1 контакт — s, 2 контакта — d, 3 контакта  — t, 4 контакта – q и 5 контактов — p. Такие виды ламп нельзя напрямую подключать к сети 220 В. Для этого необходимо обязательно использовать блок питания.

Еще одним популярным видом цоколя отмечу – Т цоколь. Виды светодиодных ламп с таким цоколем очень популярны в России. Чтобы вы лучше понимали – это лампы на замену люминесцентных. Существует несколько типоразмеров: : 5/8 дюйма/15,9 мм – лампы T5, 8/8 дюйма/25,4 мм – лампы T8, 10/8 дюйма/31,7 мм — T10 и 12/8 дюйма/38,0 мм – лампы T12.

Другие цоколя не хочу рассматривать, т.к. в России они не распространены.

Видео на тему по видам и типам LEDs lamp


На канале есть один из интересных роликов, который дополнит мой сегодняшний рассказ по теме видов ламп. Ролик не много устаревший, но для некоторых видео файлы воспринимаются на много лучше, чем большое количество буковок.

..

Вместо заключения сделаю некоторые предостережения:

1Не бегите в интернет-магазины сломя голову заказывать по картинкам LED лампы аналоги лампам накаливания. Не смотря на то, что они по виду абсолютно аналогичны лампам накаливания, у них есть одна особенность – большой размер. Есть лампы на 20 Вт просто ГИГАНТСКИЕ!!! Я встречал такие, которые даже в плафон люстры не влазил. Есть по меньше, но они уродливо торчат из люстры))) Поэтому сначала смотрите на размеры колбы, а уж потом покупайте. Но это так… Лирическое отступление.

2Если Вы собираетесь заменить галогенные лампы, то также поставьте на заметку – блоки питания от них не подойдут на светодиодные!

3Диммеры от галогенок и ламп накаливания не поддерживаются любыми видами светодиодных ламп. Есть лампы, которые предрасположены к регулировке по яркости, но и диммер должен быть определенный.

Ну вот теперь вроде все. Если есть пожелания, если я что-то упустил, то милости прошу в комментарии. Принимаю только конструктивную критику).

Какие светодиодные лампы лучше: как выбрать для дома

Придя в магазин за светодиодной лампочкой можно растеряться — их огромное количество. Причем цена отличается в разы. В чем причина, какие светодиодные лампы лучше, как выбрать хорошую? Ответы — ниже. 

Содержание статьи

Основные параметры: мощность, цветовая температура, гарантийный срок, цоколь

Постоянно растущие цены на электричество заставляют задуматься об экономии. Один из самых простых моментов — заменить привычные лампы накаливания на светодиодные. При той же яркости свечения они потребляют в 8-10 раз меньше энергии, а работают при этом в десятки раз дольше. Даже с учетом их далеко не малой цены, окупаются они быстро.

Проще определить требуемую мощность светодиодной лампочки по таблице

Если не знаете, какие светодиодные лампы лучше установить взамен старых накаливания, разделите мощность «лампочек Ильича» на 8. Например, для замены шестидесятиватных ламп чаще всего ставят на 7-8 Ватт, «сотки» меняют на 10-12 ваттные светодиодные.

Только не заменяйте на светодиодные лампы, которые установлены на подсветке зеркал. Они высвечивают все недостатки, которые при нормальном освещении (даже дневном) не видны и способны надолго испортить настроение.

Есть еще один параметр, на который стоит обратить внимание: цветовая температура. Для освещения помещений лучшими считаются те лампы, которые дают чуть желтоватый свет, очень похожий на солнечный. На упаковках так обычно и пишут «теплый белый свет». Иногда слово «теплый» заменяют на «мягкий» (это 2700-3200 К). Для освещения офисных помещений чаще используют «нейтральный белый» (4000-4500 К). Он создает более официальную атмосферу,  точнее передает цвета.

Еще на что надо обратить внимание при выборе светодиодной лампы — на гарантийный срок. Не срок службы, а срок гарантии. Срок службы обычно указывают впечатляющий — 30000-50000 часов (это 20-35 лет).

А вот гарантируют работу в гораздо меньший по протяженности — 2-5 лет. Если в этот срок с лампой что-либо случиться, взяв с собой упаковку с паспортом внутри, чек и саму лампу, вы можете потребовать ее заменить.

Выбирая светодиодные лампы, обратите внимание на их цоколь. Есть модели со стандартным винтовым и штырьковым цоколем разных размеров. Они есть разных видов, для замены любых ламп — накаливания, галогенных, линейных люминесцентных (на рисунке).

Виды цоколей светодиодных ламп

Если не особо вникать в подробности, этих параметров достаточно. Если же вы хотите разобраться, какие светодиодные лампы лучше для дома, придется вникать в технические параметры и особенности конструкции.

Особенности конструкции

Начнем с формы колбы и цвета «стекла».  Светодиодные лампы есть разной формы из стекла и пластика, прозрачного или матового. Наиболее популярны с колбами привычной формы — в виде груши. Но это — только дело привычки и выбирать можно любую, которая хорошо поместиться в плафон. Единственное, на что стоит обратить внимание — матовые колбы лучше рассеивают свет. Это хорошо для светильников, установленных на потолке — получается более равномерное освещение, но не очень хорошо для настольных ламп. Тут как раз лучше иметь более сфокусированный свет.

Количество, размеры светодиодов

Светодиодные лампы одной и той же яркости, но разных марок, содержат разное количество светодиодов. В некоторых стоит россыпь небольших, в других — несколько штук крупных. Какие светодиодные лампы лучше — с несколькими мощными кристаллами или с множеством небольших — сказать сложно. Важно не их количество, а качество, которое и определяет срок свечения без помутнения. К сожалению, качество светодиодов «на глаз» не определить. Единственное, на что можно надеяться — на то, что известные производители не станут портить репутацию, используя некачественные кристаллы.

Строение светодиодной лампы с винтовым цоколем

Второй косвенный признак хорошего качества — цена. Хорошие кристаллы просто не могут стоить дешево. Потому, собственно, светодиодные лампы известных производителей стоят в разы дороже. Но, как показала практика, они оправдывают свою цену, так как светят точно не меньше указанного в гарантии срока. В то время как более бюджетные могут перегореть через пару месяцев. Еще плюс — известные производители без проблем обменивают проблемные лампы. Потому в сертифицированных точках продажи их легко можно обменять по гарантии.

Радиатор

Светодиоды при работе греются. Не так, кончено, как вольфрамовая нить, но все-же выделяют тепло. Минус в том, что кристаллы плохо реагируют на повышенные температуры. При длительном нагреве до 80-90°C они быстро теряют свою яркость (деградируют). Потому в конструкции светодиодных ламп предусмотрен радиатор — для отвода тепла. Он бывает:

  • Из алюминия — гладки и ребристый. Алюминий хорошо отводит тепло, но проводит ток, что небезопасно. Чтобы повысить электробезопасность, алюминий покрывают слоем краски, что снижает скорость охлаждения. Если сравнивать алюминиевый ребристый и гладкий радиатор, то первый более эффективно охлаждает — за счет большей площади поверхности. В общем, неплохой вариант, но не лучший.

    Примеры эффективных радиаторов для отведения тепла светодиодов

  • Композитный. Поверх алюминиевого радиатора нанесен слой не проводящего ток пластика с хорошей теплопроводностью. Эти светодиодные лампы лучше — имеют обычно неплохой гарантийный срок (2-3 года).
  • Керамический. Керамика хорошо отводит тепло, но не проводит ток. Это позволяет монтировать светодиоды непосредственно на радиатор. За счет прямого контакта кристаллы охлаждаются быстрее. Минус ламп этого типа — цена. Но они имеют самый продолжительный срок гарантии — до 5 лет.
  • Пластиковый. Самый бюджетный вариант. Пластик используется специальный, но лампы эти редко вообще имеют гарантию. Если постараться, можно найти с гарантийным сроком 1 год. Не больше.

    Усовершенствования, на которые идут производители светодиодных ламп для повышения работоспособности

Чтобы улучшить ситуацию с отведением тепла, некоторые производители стали монтировать кристаллы на алюминиевый радиатор, скрытый внутри корпуса. Это усложнило конструкцию, но повышает срок службы, что важнее.

Как по этому параметру выбрать лучшую светодиодную лампу? Понятно, что с пластиковыми радиаторами лучше не брать — слишком низкий процент отведения тепла. Но проблема в том, что конструкция не всегда удачна и не всегда тепло действительно отводится. Проверить, к сожалению, можно только после ее работы — если радиатор теплы, значит тепло действительно отводится.

Технические характеристики

Чтобы точно знать, какие светодиодные лампы лучше для ваших целей, надо разобраться еще в технических характеристиках.

Пример технических характеристик светодиодной лампы

Индекс цветопередачи

Свет ламп разных производителей с одной и той же цветовой температурой может восприниматься по-разному. В каком-то свете все цвета выглядят натурально, в другом — меняются. Все зависит от характеристик кристаллов, называется индекс передачи цвета (Color Rendering Index) или сокращенно CRI, иногда можно встретить обозначение Ra. Измеряется индекс в процентах. Самое лучшее значение — 100%, но такие кристаллы очень редки и дороги. Нормальными считаются те, которые имеют CRI не меньше 80%.

При низком индексе цветопередачи предметы приобретают сероватый оттенок

По этому параметру определить какие светодиодные лампы лучше легко — те, у которых цветопередача точнее, а индекс 85 и выше.

Угол рассеивания или светового пучка

Так как в светодиодной лампе содержится некоторое количество кристаллов, их можно располагать по-разному, создавая как узконаправленный поток света, так и рассеянный. Угол светового пучка светодиодной лампы может быть от 30° до 330°. Подбирают его в зависимости от расположения и назначения светильника:

  • Для встроенных светильников больше подходят неширокие пучки — угол меньше 40-60°, но лучше не брать больше 50°.
  • В люстры можно устанавливать с шириной светового потока 60-90°. С матовыми плафонами это некритично и можно пробовать более рассеянный свет.

    Разные модели ламп имеют разный угол рассеивания

  • Для настольных ламп или подсветки картин, предметов интерьера подбирают узконаправленные лампы — 50-60°.
  • Для декоративной подсветки с узконаправленными пучками света подойдут модели с углом рассеивания 30-40°.
  • Для уличного освещения — подсветки дорожек, декоративной подсветки — подходят источники света с широким углом рассеивания — от 180°.

По этому критерию какие светодиодные лампы лучше можно сказать только применительно к месту их установки. Но наиболее универсальными для домашнего освещения считаются с углом рассеивания 90°.

Пульсация светодиодных ламп

Лампы освещения любого типа имеют пульсацию — изменение уровня освещенности. Эти изменения занимают доли секунды и мы их «не видим», но наши органы зрения на них реагируют. Частые смены освещенности вызывают быструю утомляемость, глаза могут болеть, может даже ухудшиться общее самочувствие. Потому на пульсацию надо обратить особое внимание.

Неравномерное освещение ведет к усталости и снижению работоспособности

Единицы измерения и причины

Измеряется коэффициент пульсации в процентах — %. Хорошим считается показатель не более 5%. Опасным для здоровья — выше 30%. Потому, если хотите узнать, какие светодиодные лампы лучше для вашего здоровья, ищите этот параметр. Он указывается далеко не всегда. Если вы нигде не нашли упоминания о коэффициенте пульсации, значит, он высокий или очень высокий.

Примерно так воспринимает наши органы зрения неравномерную освещенность

Почему лампочки (любые) пульсируют? Потому что работают они переменного напряжения, которое изменяется с частотой в 50 Гц, что само по себе предполагает наличие силы свечения. Но лампы одного типа имеют разный коэффициент пульсации. Например, свет

Светодиодные лампы: Чем отличаются от обычных и как выбрать лучшую

В последние несколько лет светодиодные лампы приобретают все большую популярность и это неудивительно, ведь они позволяют существенно снизить затраты на электричество без ущерба качеству освещения. В данной статье мы рассмотрим, чем светодиодные лампы отличаются от обычных лампочек накаливания, насколько они эффективны и как не совершить ошибки при их покупке.

♥ ПО ТЕМЕ: Из 12 В делаем 220 вольт в авто, или как заряжать ноутбук в автомобиле (и не только).

 

Что собой представляет светодиодная лампа?

В светодиодных лампах в качестве источника света используются светодиоды, тогда как в обычных лампочках свет излучается за счет накала, который раскаляется под воздействием электрического тока. Изнутри энергосберегающая лампа покрыта люминофором (флуоресцентным красителем), который светится под действием газового разряда.

Каждый тип лампы обладает своими особенностями и недостатками. Конструкция лампы накаливания довольно проста: она состоит из нити накала (обычно изготовляется из вольфрама или его тугоплавких сплавов), заключенной в вакуумированную стеклянную колбу. Под действием электрического тока нить нагревается и начинает светиться. Основным преимуществом ламп накаливания является их низкая стоимость, которое, однако, нивелируется низким КПД. В действительности в свет превращается только 10% затраченной электроэнергии, остальное рассеивается в виде тепла. Кроме того, служит такая лампочка недолго – всего около 1 тыс. часов.

Компактная люминесцентная лампа, или КЛЛ (именно так называется энергосберегающая лампа) светит почти настолько же ярко, но при этом потребляет в пять раз меньше электроэнергии. В числе недостатков КЛЛ можно назвать более высокую цену, долгий промежуток разогрева после включения (несколько минут), неэстетичный вид, а также мерцание света, что несет нагрузку на глаза.

Светодиодная лампа состоит из нескольких светодиодов и блока питания, заключенных в корпус. Блок питания – необходимый компонент, так как для функционирования светодиодов требуется питание постоянным током с напряжением 6 или 12 В или переменным током с напряжением 220 В в бытовой электросети.

Чаще всего дизайн корпуса светодиодных ламп напоминает «грушевидную» форму с винтовым цоколем привычных ламп, что обеспечивает их беспроблемную установку. Устройства обладают целым рядом преимуществ, в числе которых разный цвет излучения (в зависимости от применяемых светодиодов), низкое энергопотребление (в среднем в 8 раз меньше по сравнению с лампами накаливания), долговечность (служат в 20-25 раз дольше, чем лампы накаливания), низкое нагревание корпуса, независимость яркости освещения от перепадов напряжения.

Существенный недостаток таких ламп – цена. Их ценник в несколько раз превышает стоимость ламп накаливания. Тем не менее, высокая стоимость компенсируется снижением затрат на освещение, при условии, что лампа не перегорит раньше времени. При этом светодиодные лампы вполне приличного качества можно приобрести в интернете, не значительно превышая затраты на обычные лампочки. Например, по этой ссылке на AliExpress можно купить светодиодные лампы стандартной конструкции по весьма привлекательной цене, имеется 6 вариантов мощности, более 4 000 заказов и множество положительных отзывов.

У светодиодных ламп есть и другие недостатки. В частности, неравномерное светораспределение, связанное с тем, что встроенный блок питания препятствует световому потоку. Тем не менее, некоторые производители обходят это ограничение, используя специальную форму конструкции, например, такую.

Кроме того, матовый корпус лампы выглядит неэстетично в стеклянных  светильниках. К недостаткам относятся и отсутствие регулятора яркости (диммер), а также непригодность к применению при очень высоких и низких температурах.

♥ ПО ТЕМЕ: Лучшие триллеры: Список самых лучших 35 фильмов с описанием, трейлерами и ссылками.

 

На что обращать внимание при покупке

Из-за большого количества характеристик правильный выбор светодиодной лампы может стать непростым занятием.

 

Напряжение питания

При нестабильном напряжении в доме или квартире выбирайте лампы, способные работать в большом диапазоне напряжений. Данная характеристика обычно указывается на упаковке. Отметим, что при низком напряжении светодиодные лампы излучают столь же яркое свечение, что и при обычном.

♥ ПО ТЕМЕ: 36 неочевидных фактов о планете Земля, которые вы могли не знать.

 

Цвет излучения

Цветовая температура характеризует интенсивность излучения осветительного прибора. Цветовая температура измеряется в кельвинах. С ее повышением цвет меняется от желтого к голубому. Как правило, производитель указывает параметры излучения на упаковке и корпусе лампы: теплый (2 700 К) – приблизительно сравним с цветом лампы накаливания; теплый белый (3 000 К) – оптимально подходит для жилых помещений; холодный белый (4 000 К) – для офисов и производства, близок к цветности дневного света.

Некоторые модели ламп позволяют регулировать цвет с помощью специальных режимов. Если вы плохо переносите голубой спектр и холодный свет кажется вам тусклым, при покупке лампы с холодным спектром выбирайте прибор с запасом мощности.

Отдельной категорией следует выделить RGB-лампы, которые могут светить разными цветами, соответствуя предпочтениям пользователя. Управлять такими лампами обычно можно при помощи  смартфона или другого Bluetooth-совместимого гаджета. Пример такой RGB-лампы.

Для особых эстетов выпускают даже лампы, которые могут довольно реалистично имитировать пламя (пример).

♥ ПО ТЕМЕ: Как уменьшить расход мобильного трафика на iPhone. 13 советов.

 

Мощность

Среди характеристик на упаковке светодиодных ламп приводится их световой поток и мощность аналогичных по яркости ламп накаливания. В действительности мощность светодиодных ламп в шесть-восемь раз ниже. Например, яркость свечения 12-ватной лампочки сопоставима с мощностью лампы накаливания на 100 Вт. Имейте ввиду, что заявленная мощность не всегда соответствует действительности, и лампа может светить менее ярко. Мощность свечения может снижаться и в связи с уменьшением яркости светодиодов со временем, поэтому существует вероятность, что устройство придется менять задолго до истечения его срока службы.

♥ ПО ТЕМЕ: Сумки, крепления, инструменты и другие полезные товары для велосипедиста.

 

Прочие существенные моменты

Светодиодные лампы крупнее по сравнению с лампами накаливания, поэтому могут просто не поместиться в небольшой плафон.

Для приборов освещения, которые включаются через диммер, нужно подбирать подходящие лампы – на упаковке устройства должна быть информация, что лампу можно регулировать.

Светодиодные лампы слегка искажают визуальное восприятие цветов. В некоторых ситуациях, например, при съемке фотографий, это может иметь существенное значение.

♥ ПО ТЕМЕ: Чехол-зарядка для iPhone: подборка лучших вариантов в соотношении цена / качество.

 

Переход на использование светодиодных ламп

Рассматривая возможность перехода на более экономные лампочки, обратите внимание на ряд нюансов. Во-первых, целесообразно заменять только мощные лампочки (60 Вт и выше), так как замена маломощных ламп не принесет значительной экономии, а вот сумма, потраченная на покупку светодиодной лампы, может и не окупиться. Во-вторых, заменяйте лампы в часто используемых приборах освещения, например, в люстрах или светильниках в жилых помещениях, так как менять лампу в местах, где вы только изредка включаете свет, не имеет смысла. В-третьих, не ожидайте резкого сокращения расхода электроэнергии после замены ламп (экономия может составить 15-25%), поскольку основными потребителями электричества являются бытовые приборы (утюг, электрочайник, электроплита, стиральная машина и т.д.).

Наконец, при выборе светодиодных ламп не покупайте приборы одного производителя, а сначала опробуйте один-два бренда. Дело в том, что устройства разных производителей могут отличаться по испускаемому свету, даже если на упаковках заявлена одинаковая цветовая температура.

На сегодняшний день светодиодные лампы уже не являются дорогой технической новинкой и вполне доступны по ценам. Учитывая, что светодиодные лампы выгодно отличаются от обычных ламп накаливания, переход на их использование вполне целесообразен.

Смотрите также:

какие лампочки в фары лучше выбрать

До недавнего времени автомобильные лампочки в фары были исключительно галогенными. Если точнее, это вариант, напоминающий обычную лампу накаливания, куда дополнительно закачан газ.

Позже галогенные лампы стал вытеснять сначала заводской, а затем и нештатный ксенон. Однако сегодня все большую популярность набирают диодные лампы (автолампы светодиодные) применительно к головным фарам автомобиля.

Само собой, многие водители задумываются над тем, чтобы заменить галогенные или даже ксеноновые лампы в фарах на светодиодные аналоги. Сами производители таких ламп обещают большой срок службы, мощный световой поток и общее улучшение качества освещения дорожного полотна в любых условиях.

Далее мы рассмотрим, так ли это на самом деле, а также сравним  светодиодные лампы в фары с привычными галогенными лампами и частично с ксеноном. 

Содержание статьи

LED лампы для автомобиля для замены галогена или ксенона: тонкости и нюансы

Итак, если нужны автолампы, купить сегодня можно как обычные галогенки, так и установить комплект ксенона или светодиодные LED-лампы. Что касается ксенона на авто, минусом является необходимость установки отдельных блоков розжига, а также в ряде случаев нужно дорабатывать саму штатную фару путем установки линзы.

В противном случае фары будут сильно слепить встречных водителей, а также световой поток будет рассеян и эффективность ксеноновой лампы заметно снижается. Также ксенон и любые доработки оптики запрещены на территории РФ.

В свою очередь, галогенные лампы в автомобиле на LED можно поменять без особых доработок, что естественным образом делает данное решение более привлекательным. Казалось бы, такие лампочки однозначно лучше и их можно смело устанавливать. Однако не стоит спешить с окончательными выводами, так как есть ряд нюансов. Давайте рассмотрим плюсы и минусы ЛЕД лампочек для авто.

Преимущества светодиодной  лампочки для авто

Если рассматривать лампочки автомобильные данного типа в сравнении с галогенными, зачастую их используют для ближнего света. На деле, светодиодные лампы ближнего света позволяют получить интенсивный свет, при этом нагрузка на бортовую сеть минимальна.

Причина — автомобильные LED лампы не отличаются большим энергопотреблением по сравнению с галогеном и даже ксеноном. Получается, заменив стандартные галогенные лампы (например, h5) на светодиодные аналоги, можно рассчитывать на «разгрузку» бортовой сети.

  • Идем далее. Интенсивность свечения и яркость светодиодных ламп заметно выше, чем у галогенных ламп, а также ксенона. Отбросив запрещенный ксеноновый свет, заострим внимание на сравнении с галогеном. Прежде всего, галогенные лампы тусклее, всенаправленные и формируют световой пучок в разных направлениях. При этом на дорогу свет перенаправляется за счет отражателя.

Также сама оптика «под галоген» выполнена так, чтобы частично перенаправить световой поток на дорогу, одновременно сводя к минимуму ослепление встречных водителей за счет отсечения так называемых паразитных засветов. Естественно, свет перенаправляется, но с определенными потерями.

В свою очередь, светодиодные лампы изначально направляют свет в достаточно ограниченном ракурсе. Также, чтобы повысить эффективность светоотдачи LED лампы, достигается такой результат за счет того, что в лампу встроен параболический отражатель.

Именно он заметно улучшает фокусировку света, так как сами небольшие светодиоды имеют маленький фокус отдачи света. Так или иначе, если сравнивать галоген и диодные лампочки в плане фокусировки, светодиодные лампы для авто светят лучше галогена в плане яркости и направленности светового потока.  

Недостатки светодиодных автоламп

Как может показаться, лед лампы для авто имеют одни сплошные плюсы, а единственным недостатком является их более высокая стоимость. На самом деле, минусов больше.  Дело в том, что для качественного освещения дороги кроме яркости и точности фокусировки также важна плотность и дальность светового пучка.  Другими словами, если лампа яркая, это еще не значит, что она лучше освещают дорогу.

  • Так вот, светодиодные лампы имеют меньшую дальность пучка света, хотя яркость света у светодиодных ламп намного выше самых мощных галогенных аналогов. Так вот, на практике, при езде на машине ночью в полной темноте, перед самой машиной и на среднем расстоянии свет будет лучше, однако дальность освещения дороги будет хуже по сравнению с галогеном.

Это нужно учитывать тем, кто часто ездит по неосвещенным дорогам с высокой скоростью (трасса, населенные пункты без качественного уличного освещения). В подобных условиях для общей безопасности дальность света оказывается намного важнее, чем яркость света перед автомобилем.

В плане конструкции, хотя LED лампы не нуждаются в блоках розжига (как в случае с ксеноном), а также их достаточно просто установить на машину, такие лампочки сильно греются в задней части. На деле, передняя часть лампы остается холодной, тогда как задняя очень горячая уже через несколько секунд после начала работы.

Именно по этой причине  лампочки лед имеют «радиатор» охлаждения. Однако на практике пассивного радиатора часто недостаточно. Хотя сами производители светодиодных лампочек не акцентируют на этом внимание, разные модели могут предполагать необходимость дополнительного монтажа активного охлаждения (вентилятора) светодиодов. Это усложняет общую задачу по установке.

  • Еще LED лампа подключается к разъему, от которого проводка идет на резистор, чтобы компенсировать перепады напряжения (с учетом разных показателей на разных авто). Все это означает, что обычной заменой галогенной лампы на светодиодную без дополнительных манипуляций ограничиться зачастую все равно не удается. Данный нюанс следует заранее учитывать перед тем, как купить светодиодные лампы для авто.

Завершает список недостатков и тот факт, что светодиодные лампы на территории РФ не законны в том случае, если они установлены на авто не на заводе. Получается, ситуация аналогична нештатным ксеноновым лампам.

Решение самостоятельно оснастить авто LED лампами ближнего света означает, что это внесение изменений в конструкцию ТС со всеми вытекающими последствиями. Однако, ситуация не так однозначна, как в случае с ксеноном. Особенно это справедливо в тех случаях, когда лампы не имеют дополнительного активного охлаждения.

Фактически, сотрудники ГИБДД не видят блоков розжига, в которых светодиоды не нуждаются. Получается, на дороге не удается точно определить, какой тип ламп используется, так как для этого нужно специальное оборудование. Именно данная особенность привела к массовой нештатной установке таких ламп на автомобили.

Что касается техосмотра, транспортное средство с нештатными LED лампами может его не пройти. Однако проблема зачастую быстро решается банальной заменой светодиодов на галоген перед прохождением техосмотра. В отличие от ксенона, поменять светодиодные лампочки на галогенные и обратно на большинстве авто намного проще.  

Полезные советы

Обратите внимание, в продаже есть относительно недорогие лампочки лед для авто, причем они идут практически без радиаторов (пассивный радиатор маленький, о необходимости активного охлаждения не сообщается).  

Так вот, хотя их легко и просто установить на машину, срок службы таких ламп весьма ограничен, так как охлаждения недостаточно. Зачастую такие решения являются дешевыми лампочками малоизвестных производителей, которые по характеристикам, надежности и ряду других показателей сильно уступают аналогам среднего и, тем более, высокого качества. 

Специалисты советуют, если средства ограничены, от подобных покупок лучше сразу отказаться и правильнее будет купить хорошие галогенные ламы.  Далее, чтобы перейти с галогенных ламп на светодиодные и получить при этом заметное улучшение качества света,  нужно рассматривать исключительно проверенные и надежные решения, которые не бывают дешевыми.

Еще отметим, что по стоимости хорошие автомобильные LED лампы могут приближаться к комплекту ксенона среднего качества. Однако диоды потребляют меньше электроэнергии, служат на 30-40% дольше (при условии нормального охлаждения), фары с такими лампами проще настроить, так как нет необходимости ставить линзы, как в случае с доработкой оптики под ксеноновую лампу.

Кстати, некоторые водители ошибочно полагают, что сниженное потребление электроэнергии позволит сэкономить на расходе топлива. На деле, никакой реальной экономии не получается. Единственное, если бортовая сеть нагружена дополнительным электрооборудованием (подогревы, мощные усилители, сабвуфер и т.д.), LED — лампы в фарах позволят немного снизить нагрузку на АКБ.  

Также добавим, что поменять галогенные лампы на светодиодные самостоятельно не сложно, однако следует быть готовым к тому, что нужно будет подумать о размещении дополнительных радиаторов охлаждения. Еще одним моментом является, что в зависимости от марки и модели авто доступом к лампам может быт затруднен.

В ряде случаев фары нужно снимать, при этом для снятия может понадобиться демонтировать передний бампер, отдельные элементы в подкапотном пространстве, АКБ и т.д.  Это потребует дополнительных инструментов, а также некоторого опыта и навыков.  

Подведем итоги

С учетом приведенной выше информации становится понятно, что при замене галогенных ламп на LED лампы вполне можно рассчитывать на заметное улучшение качества освещения дороги.

Также отмечено, что качественные светодиодные ламы могут светить лучше, ярче и четче ксеноновых ламп (особенно если ксенон в фарах дешевый, а сама оптика не линзованная под ксенон).

Однако, важно, чтобы фары были правильно отрегулированы, а также сами светодиодные лампы были правильно подобраны и установлены. Зачастую такие лампы нуждаются в дополнительном активном охлаждении. С одной стороны, это усложняет монтаж, хотя с другой срок службы LED ламп заметно увеличивается.

Напоследок отметим, что перед тем, как купить светодиодные автомобильные лампы, необходимо отдельно учитывать их преимущества и недостатки, рассмотренные выше. Так или иначе, появление на рынке светодиодных ламп заметно расширяет возможности выбора для автолюбителей с учетом конкретных целей, задач и  особенностей эксплуатации ТС.

 

Какие лампочки лучше светодиодные или энергосберегающие

Главным пунктом на повестке дня при выборе системы освещения является снижение потребления электричества не в ущерб световому потоку. В таких условиях вопрос о том, какие лампочки лучше светодиодные или энергосберегающие, становится более чем актуальным. Обе эти системы имеют массу преимуществ по сравнению с классическими лампами накаливания, но равноценны ли они, в чем между ними разница, какие лучше для дома? В этой статье постараемся заглянуть внутрь каждой из них, чтобы понять происходящие там процессы и то, как они влияют на эффективность, безопасность и долговечность работы.

Теоретические основы

Перед тем, как сравнить два светильника, неплохо бы рассмотреть, какие теоретические основы процесса и конструктивные особенности есть у каждого. Но сначала придется ввести некоторое уточнение или пояснение. Дело в том, что под термином «энергосберегающие» с позиции простого обывателя скрывается не что иное, как компактные люминесцентные лампы (КЛЛ). Они действительно имеют более низкое потребление электричества, чем у ниточных, вольфрамовых аналогов при одинаковом уровне освещенности и лучше для дома. Но с точки зрения науки, технологии также справедлив термин «энергосберегающие светодиодные лампы». У них совершенно иной принцип и теория действия, но базовые цели те же. В этой статье мы не будем стараться поставить все на свои места в плане терминологии, поскольку в маркетинговом отношении она уже устоялась.

Итак, люминесцентной, компактной люминесцентной или энергосберегающей принято называть целую группу искусственных газоразрядных источников света. Принцип их действия базируется на создании и пропускании электрического разряда в замкнутом пространстве, заполненном, чаще всего, парами ртути. Это приводит к генерированию ультрафиолетового излучения, но для преобразования его в видимое, направленное потребуется дополнительная реакция.

Оказывается, если внутренние стенки условной колбы, в которой создается разряд, покрыть люминофором, то ультрафиолетовые лучи вызовут в нем химическую реакцию. При поглощении энергии происходит свечение или люминесценция. В качестве реагента обычно используют орто- или галофосфаты кальция, цинка в смеси с другими компонентами. Состав люминофора прямо влияет на оттенок и цветовую температуру, какими характеризуется лампа.

На концах колбы находятся электроды, пропускание тока через которые приводит к термоэлектронной эмиссии – высвобождению отдельных электронов с поверхности катода. Таким образом, поддерживается дуговой разряд в среде инертных газов и паров ртути.

Светодиодные лампочки имеют совершенной иной принцип действия. Он базируется на свойствах полупроводников, чем, собственно говоря, диоды и являются. В классическом варианте, когда граница или p-n-переход разделят кремниевый и германиевый элементы, происходит перераспределение дырок и электронов, то есть однонаправленный электрический ток. Но если, применить другие материалы, например, нитрид и арсенид галлия (GaN и GaAs), то рекомбинация элементарных частиц будет связана переходом между энергетическими уровнями и выделением фотонов, то есть свечением. Уже на основании одного этого факта, можно судить о том, что в сравнении с люминесцентными, такие лампы лучше для дома, более безопасны, ведь не используют в работе ртуть.

Читайте также:

Обзор популярных светодиодных ламп с цоколем E27 и их технические характеристики

 

Конструктивные особенности люминесцентных ламп

По аналогии с привычной лампой накаливания, энергосберегающая также состоит из двух макрокомпонентов – цоколя и колбы. При более детальном осмотре можно выделить следующие основные компоненты (см. на иллюстрации внизу):

  1. Спиральная трубка/колба. Чем выше площадь внутренней поверхности, тем лучше распределяется газ и дуга внутри, и тем компактнее может быть лампа,
  2. Люминофор. Специальное покрытие, обеспечивающее генерацию видимого света необходимой температуры,
  3. Пускорегулирующий аппарат (ЭПРА). Узел, обеспечивающий правильное соотношение параметров работы (зажигание, разгорание, свечение). В его составе можно выделить такие компоненты, как конденсатор (3.1), электромагнитный контроллер (3.2), позистор (3.3), дроссель (3.4), транзистор силового типа (3.5), монтажная плата (3.6),
  4. Защитный корпус. Предохраняет ЭПРА от механического воздействия и перегрева (содержит отверстия для вентиляции),
  5. Цоколь. Монтажно-соединительный блок, с помощью которого лампа интегрируется в общую электросеть.

Читайте также:

Почему может мигать светодиодная лампа?

 

Какие светодиодные лампы лучше для дома, выбор и характеристики

Освещение является неотъемлемой частью нашей квартиры. Главной принадлежностью его является лампочка. Внедрение новых технологий позволило выпускать её различного вида.

В настоящее время появился спрос на изделия с высокой степенью энергоэффективности. Всё чаще отдаётся предпочтение лампе на светодиодах.

Светодиодные лампочки — это отличная замена лампам накаливания и энергосберегающим люминесцентным. Имея равные технические характеристики, они в несколько раз экономичней и отличаются большим сроком службы.

Выпускаясь в различном конструктивном исполнении и с различным спектром свечения, они находят применение в любом осветительном приборе и на любом объекте.

Виды лампочек для дома и их сравнение

На сегодняшний день существует три варианта лампочек, в корне отличающихся по способу работы:

  • Лампа накаливания.
  • Люминесцентная.
  • Светодиодная.
  • Лампа накаливания состоит из вольфрамовой спирали, находящейся в колбе с инертным газом. Основные преимущества — стоимость и нечувствительность к перепадам температуры, устойчивость к конденсату, простота исполнения. Но она имеет существенный недостаток — высокое потребление электроэнергии. Принцип действия основан на том, что при протекании тока спираль нагревается и начинает излучать световой поток.
  • Существует и другая разновидность такой лампы — галогенная. В качестве газа используется бром или йод. Такое осветительное устройство дорогое, имеет высокое энергопотребление и нагрев.
  • Люминесцентная лампа состоит из колбы, внутри которой по основанию нанесён люминофор, а весь объём заполнен ртутными парами. При возникновении пробоя появляется ультрафиолетовое излучение, которое, проходя через слой люминофора, преобразуется в видимый свет. Такие приборы имеют низкое энергопотребление и довольно высокий срок службы. Недостатком является цена, неравномерная цветопередача, сложность в утилизации (содержит ядовитые пары ртути).
  • Работа светодиодной лампы основана на использовании ярких светодиодов. Светодиод — это полупроводниковый прибор, при подаче напряжения на который происходит оптическое излучение. Главное преимущество в том, что такой прибор можно изготовить любого размера и у него очень высокая степень энергосбережения. Такая лампа имеет самый большой срок службы и хорошую цветопередачу. К тому же LED-лампа не нагревается, её основные минусы — это цена и неравномерное освещение.

Какие лампочки выбрать для дома, можно решить, сравнивая различного рода параметры. Основной показатель — это световая отдача. Этот параметр характеризует яркость лампы. Именно на него необходимо в первую очередь стоит обращать внимание при выборе:

  • накаливания: 10−20 лм/Вт;
  • галогенная: 15−20 лм/Вт;
  • люминесцентная: 50−80 лм/Вт;
  • светодиодная: 50−150 лм/Вт.

По сроку службы, заявленному изготовителями:

  • накаливания: 1000 часов;
  • галогенная: 2000−4000 часов;
  • люминесцентная: 15000−20000 часов;
  • светодиодная: 50000 часов.

Правда, необходимо отметить, что срок службы приведён при идеальных условиях.

Немаловажным при выборе будет и ценообразование. Но если сравнивать самую дешёвую лампу накаливания со светодиодной одинаковой эквивалентной мощности, то окупаемость второй составит примерно один год.

Это говорит о том, что светодиодные лампы расходуют намного меньше энергии при такой же величине мощности. Значит, при установке светодиодных ламп за освещение придётся платить в 8−9 раз меньше.

Современные светодиодные лампы по комфорту света практически уже ничем не отличаются от накаливания. При уменьшении напряжения лампа накаливания начинает светить тусклее, а использующая светодиоды яркость не изменит. Так и по нагреву: светодиодный осветитель внагревается в несколько раз меньше, чем вольфрамовый. При сравнении светодиодного и люминесцентного источника освещения в пользу первого говорят следующие факторы:

  • светодиодный прибор не имеет вредных веществ;
  • светодиодный прибор расходует меньше энергии;
  • светодиодный прибор при включении выдаёт сразу максимальную яркость;
  • люминесцентные устройства имеют намного хуже спектр свечения.

Необходимо также сказать, что по исполнению светодиодные конструкции изготавливаются качественнее своих предшественников. Их можно ронять, трясти, сжимать без риска испортить и, что самое замечательное — на них никак не влияет многократное включение/выключение света. Они не имеют эффекта пульсации, т. е. совсем не моргают.

Принцип работы и разновидности ламп

Такие источники света используют светодиоды. Их название, светоизлучающий диод, происходит от английского light emitting diode (LED). Это полупроводниковый элемент, использующий свойства полупроводникового перехода, излучает свет видимого спектра при протекании по нему тока. Долгое время считалось, что невозможно создать диод с белым свечением. Лишь в 90-е годы удалось изготовить диод синего свечения. А используя красное, зелёное и синее свечение, удалось получить белый цвет.

Сама LED-лампа представляет собой устройство, состоящее из блока светодиодов и платы управления, а также таких частей, как: рассеиватель, радиатор и цоколь. Они могут быть двух видов: точечными и филаментными. Вторые ещё называют нитевидными, в них светодиоды размещаются на покрытой люминофоре пластинке.

Изделия существуют с разным оттенком света:

  • 2700К — тёплое свечение, приближено к лампе накаливания;
  • 3000К — свечение сдвинуто в белый спектр;
  • 4000К — свечение белого цвета;
  • 6500К — свечение холодного цвета.

Как показывает практика, для домашних условий идеальны лампы диапазона 2600−3200К (тёплый) и 3700−4200К (естественный). При этом для общего освещения лучше применять тёплые цвета, а для точечного освещения рабочего места — оттенки холоднее.

LED-источники имеют различны конструкции и виды цоколей. Могут быть грушевидными, шариковыми, зеркальными, свечеобразными и др. Светодиоды могут использоваться как обычные в пластиковом корпусе, так и бескорпусные или их сборки.

Грушевидные

Выпускаются производителями как точечного типа, так и ниточного. Первые характеризуются углом свечения около 180 градусов. Сфера их применения — в светильниках, установленных в центре потолка, чтоб патрон был направленный вниз. Их также удобно применять в настольных лампах или светильниках, предназначенных для бокового крепления. Ниточные лампы можно использовать везде, угол рассеивания составляет почти 360 градусов.

Кукурузовидные

Конструктивно представлены в виде цилиндрической формы, похожей на кукурузный початок, диаметр колбы почти равен диаметру цоколя. В середине колбы располагаются основания для диодов, образующих многогранник. Угол направления света составляет около 300 градусов. Такие лампы используются для светильников, патроны которых лежат в горизонтальной плоскости. Они подходят для любого вида освещения.

Нитевидного типа источники света этого вида практически не выпускаются, так как само расположение одиночных светодиодов почти повторяет конструкцию филаментных.

Свечеобразные

Они обладают лимитированным углом рассеивания и не выпускаются с большой мощностью. Основное применение — ночники или электролампы на столах. Филаментные сочетают в себе лучшие качества груше- и кукурузовидных. Они имеют компактные размеры, а их угол рассевания составляет 360 градусов. Минусом таких приборов является малая мощность светового потока, поэтому их лучше использовать в многоламповых люстрах или светильниках.

Как рассчитать светодиодное освещение

Перед тем, как выбрать светодиодную лампочку для дома, необходимо определиться с требуемой мощностью. Правильно подобрать мощность LED-лампы можно путём проведения расчётов. На величину мощности будет влиять область комнаты, которую необходимо осветить. Средством измерения освещённости является люкс (лк). Эта единица показывает, какая мощность света приходится на квадратный метр площади. Из этого следует, что для светильника 100 лм, расположенного в комнате размером 1 м², уровень освещения составит 100/1=100 лк.

Требуемый уровень освещённости рекомендуется специальным стандартом ISO 8995. Таким образом, вычисляя освещённость для комнаты, необходимо определить суммарную яркость источников, работающих в один момент и разделить её на площадь объекта.

Рассмотрим пример: пусть площадь комнаты оставляет 18 кв. метров, из освещения используется люстра, имеющая четыре патрона. Чтоб определить требуемую мощность, делаем вычисления. При норме освещённости 200 лк нам потребуется общая мощность осветителей 18*200=3600 лм. Значит, каждая лампочка должна быть 3600/4=900 лм, или же 9 ватт.

Выбор светодиодных ламп для дома

Если с мощностью всё более-менее понятно, то вот ещё на какие характеристики стоит обратить внимание:

  1. Напряжение. Светодиодные лампы выпускаются для работы с напряжением 220 вольт или 110 вольт. В наших квартирах используется сеть с напряжением 220 вольт.
  2. Конструкция и форма изделия. Как было сказано выше, LED-лампы бывают различного варианта исполнения и размеров. Какой именно выбрать, зависит от ваших личных предпочтений и требуемого угла освещённости.
  3. Материалы корпуса. При компоновке используют матовое или прозрачное стекло, алюминий, пластик и даже керамику. Определяясь между стеклом и пластиком, предпочтение лучше отдать стеклу, так как оно имеет лучшую пропускаемую способность.
  4. Цоколь. Он может быть винтового и штыревого типа. Первый тип обозначается буквой E и числом, показывающим диаметр в миллиметрах. Второй тип обозначается буквой G и числом, указывающим на расстояние между выводами в миллиметрах.
  5. Цветовая температура. Чем его значение меньше, тем цвет теплее, т. е. лежит в более жёлтом спектре. Для ванн можно использовать нейтральный свет, а для жилых комнат лучше в пределах 2700−3000К.
  6. Срок службы. Если производитель даёт большую гарантию на своё изделие, то это подразумевает то, что он уверен в качестве своего товара.
  7. Производитель. Его следует выбирать из именитых брендов. Дело в том, что такие заводы соблюдают технологию изготовления и гарантируют соответствие товара заявленным характеристикам. Для этого на изделии должен быть сертификат. Известные производители следят за качеством и отвечают за безопасность здоровья при использовании своих изделий. Производитель всегда указывается на внешней упаковке.

Цокали бывают следующих видов:

  • E27 — стандартный цоколь с наружной резьбой. Применяется в люстрах и светильниках, предназначенных для использования любого вида ламп.
  • E14 — отличается от цоколя E27 уменьшенным диаметром. Используется во многих популярных светильниках. Такая нижняя часть обычно применяется с LED-лампами типов «миньон» и «свеча».
  • GU5.3, G9 — светодиодные источники с таким цоколем могут использоваться вместо галогенных.
  • GU10 — этого вида цоколь нашёл применение в кухонных вытяжках, а также в организации встроенной подсветки какой-либо поверхности.
  • G4 — имеет гибкие выводы на конце. Чаще ставится в маленьких лампах для подсветки экспозиций.

LED-лампы выпускают многие производители как стран Европы, так и Азии, наиболее известные: Philips, Osram, Foton Lighting, Nichia Самые известные отечественные производители — Gauss, «Оптоган», ASD. При покупке следует обратить внимание и на упаковку. Обычно по упаковке можно получить исчерпывающий ответ о её содержимом. На ней указывается:

  • торговая марка;
  • рабочее напряжение;
  • мощность;
  • тип цоколя;
  • световой поток;
  • степень защиты.

Важно отметить следующий нюанс: не рекомендуется устанавливать LED-источники освещения в детских комнатах. Это связано с тем, что они имеют в своём спектре излучения оттенки синего. Как научно доказано, синий свет отрицательно влияет на сетчатку глаза и психику человека. Также немаловажно проверить при покупке лампу на пульсации: для этого можно воспользоваться камерой от телефона. Она способна уловить мигания, неразличимые простым зрением.

Отзывы о диодной лампе

для электрики. Отзывы в интернет-магазине и отзывы на диодная лампа для электрики

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для диодных ламп для электрических. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, которые предлагают быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене.Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку эта лучшая диодная лампа для электричества вскоре станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что купили диодную лампу для электрики на AliExpress. Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в диодных лампах для электричества и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов.Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь. А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе.Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца. Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет. Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести led lamp for electric по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы. На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

диодов — learn.sparkfun.com

Добавлено в избранное Любимый 57

Введение

После того, как вы перейдете от простых пассивных компонентов, таких как резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности, пора перейти в чудесный мир полупроводников.Одним из наиболее широко используемых полупроводниковых компонентов является диод.

В этом уроке мы рассмотрим:

  • Что такое диод !?
  • Теория работы диодов
  • Важные свойства диода
  • Различные типы диодов
  • Как выглядят диоды
  • Типичные применения диодов

Рекомендуемая литература

Некоторые концепции в этом руководстве основаны на предыдущих знаниях электроники. Прежде чем перейти к этому руководству, подумайте о том, чтобы сначала прочитать (по крайней мере, бегло просмотреть) следующие:

Что такое схема?

Каждый электрический проект начинается со схемы.Не знаю, что такое схема? Мы здесь, чтобы помочь.

Что такое электричество?

Мы можем видеть электричество в действии на наших компьютерах, освещающее наши дома, как удары молнии во время грозы, но что это такое? Это непростой вопрос, но этот урок прольет на него некоторый свет!

Как пользоваться мультиметром

Изучите основы использования мультиметра для измерения целостности цепи, напряжения, сопротивления и тока.

Хотите изучить различные диоды?

Мы вас прикрыли!

Комплект деталей SparkFun для начинающих

В наличии КОМПЛЕКТ-13973

SparkFun Beginner Parts Kit — это небольшой контейнер с часто используемыми деталями, который дает вам все основные компоненты, которые вы…

12

Идеальные диоды

Ключевая функция идеального диода — управлять направлением тока.Ток, проходящий через диод, может идти только в одном направлении, называемом прямым направлением. Ток, пытающийся течь в обратном направлении, заблокирован. Они похожи на односторонний клапан электроники.

Если напряжение на диоде отрицательное, ток не может течь *, и идеальный диод выглядит как разомкнутая цепь. В такой ситуации говорят, что диод от или с обратным смещением .

Пока напряжение на диоде не отрицательное, он «включается» и проводит ток.В идеале * диод будет действовать как короткое замыкание (0 В на нем), если он проводит ток. Когда диод проводит ток, он смещен в прямом направлении (жаргон электроники означает «включено»).

Соотношение тока и напряжения идеального диода. Любое отрицательное напряжение дает нулевой ток — разрыв цепи. Пока напряжение неотрицательно, диод выглядит как короткое замыкание.

Характеристики идеального диода
Режим работы Вкл. (Прямое смещение) Выкл. (Обратное смещение)
Проходной ток I> 0 I = 0
Напряжение в поперечном направлении В = 0 В
Диод выглядит как Короткое замыкание Обрыв цепи

Обозначение цепи

Каждый диод имеет две клеммы, — соединения на каждом конце компонента — и эти клеммы поляризованы , что означает, что эти две клеммы совершенно разные.Важно не перепутать соединения на диоде. Положительный конец диода называется анодом , а отрицательный конец называется катодом . Ток может течь от конца анода к катоду, но не в другом направлении. Если вы забыли, в каком направлении протекает ток через диод, попробуйте вспомнить мнемонику ACID : «анодный ток в диоде» (также анодный катод — это диод ).

Обозначение цепи стандартного диода представляет собой треугольник, соприкасающийся с линией.Как мы расскажем позже в этом руководстве, существует множество типов диодов, но обычно их обозначение схемы будет выглядеть примерно так:

Вывод, входящий в плоский край треугольника, представляет собой анод. Ток течет в направлении, указанном треугольником / стрелкой, но не может идти в обратном направлении.

Выше приведены несколько простых примеров схем диодов. Слева диод D1 смещен в прямом направлении и позволяет току течь по цепи. По сути это похоже на короткое замыкание.Справа диод D2 имеет обратное смещение. Ток не может течь по цепи, и она выглядит как разомкнутая цепь.

* Внимание! Звездочка! Не совсем так … К сожалению, идеального диода не существует. Но не волнуйтесь! Диоды действительно настоящие, у них просто есть несколько характеристик, которые заставляют их работать немного хуже, чем наша идеальная модель …


Реальные характеристики диода

В идеале , диоды будут блокировать любой ток, текущий в обратном направлении, или просто действовать как короткое замыкание, если ток идет вперед.К сожалению, реальное поведение диодов не совсем идеальное. Диоды действительно потребляют некоторое количество энергии при проведении прямого тока, и они не будут блокировать весь обратный ток. Реальные диоды немного сложнее, и все они имеют уникальные характеристики, которые определяют, как они на самом деле работают.

Взаимосвязь тока и напряжения

Наиболее важной характеристикой диода является его вольт-амперная зависимость ( i-v ). Это определяет, какой ток проходит через компонент, учитывая, какое напряжение на нем измеряется.Резисторы, например, имеют простое линейное соотношение i-v … Закон Ома. Кривая i-v диода, однако, не является линейной , а не . Выглядит это примерно так:

Отношение тока и напряжения диода. Чтобы преувеличить несколько важных моментов на графике, масштабы как в положительной, так и в отрицательной половине не равны.

В зависимости от приложенного к нему напряжения диод будет работать в одном из трех регионов:

  1. Прямое смещение : Когда напряжение на диоде положительное, диод включен, и ток может проходить через него.Напряжение должно быть больше прямого напряжения (V F ), чтобы ток был значительным.
  2. Обратное смещение : Это режим «выключения» диода, при котором напряжение меньше V F , но больше -V BR . В этом режиме протекание тока (в основном) заблокировано, а диод выключен. Очень небольшой ток (порядка нА), называемый током обратного насыщения, может протекать через диод в обратном направлении.
  3. Пробой : Когда напряжение, приложенное к диоду, очень большое и отрицательное, большой ток может течь в обратном направлении, от катода к аноду.

прямое напряжение

Чтобы «включиться» и провести ток в прямом направлении, диод требует приложения определенного количества положительного напряжения. Типичное напряжение, необходимое для включения диода, называется прямым напряжением (V F ).Его также можно назвать либо , либо , , либо , .

Как мы знаем из кривой i-v , сквозной ток и напряжение на диоде взаимозависимы. Больше тока означает большее напряжение, меньшее напряжение означает меньший ток. Однако, как только напряжение приближается к номинальному прямому напряжению, большое увеличение тока по-прежнему должно означать только очень небольшое увеличение напряжения. Если диод полностью проводящий, обычно можно предположить, что напряжение на нем соответствует номинальному прямому напряжению.

Мультиметр с настройкой диода может использоваться для измерения (минимального) прямого падения напряжения на диоде.

Конкретный диод V F зависит от того, из какого полупроводникового материала он сделан. Обычно кремниевый диод имеет напряжение V F около 0,6–1 В . Диод на основе германия может быть ниже, около 0,3 В. Тип диода также имеет некоторое значение для определения прямого падения напряжения; светоизлучающие диоды могут иметь гораздо большее V F , в то время как диоды Шоттки разработаны специально, чтобы иметь гораздо более низкое, чем обычно, прямое напряжение.

Напряжение пробоя

Если к диоду приложить достаточно большое отрицательное напряжение, он поддается и позволяет току течь в обратном направлении. Это большое отрицательное напряжение называется напряжением пробоя . Некоторые диоды на самом деле предназначены для работы в области пробоя, но для большинства обычных диодов не очень полезно подвергаться воздействию больших отрицательных напряжений.

Для нормальных диодов это напряжение пробоя составляет от -50 В до -100 В или даже более отрицательное.

Таблицы данных диодов

Все вышеперечисленные характеристики должны быть подробно описаны в даташите на каждый диод. Например, в этом техническом описании диода 1N4148 указано максимальное прямое напряжение (1 В) и напряжение пробоя (100 В) (среди множества другой информации):

Таблица данных может даже представить вам хорошо знакомый график вольт-амперной характеристики, чтобы более подробно описать поведение диода. Этот график из таблицы данных диода увеличивает изогнутую переднюю часть кривой i-v .Обратите внимание, как больший ток требует большего напряжения:

Эта таблица указывает на еще одну важную характеристику диода — максимальный прямой ток. Как и любой другой компонент, диоды могут рассеивать только определенное количество энергии, прежде чем они взорвутся. На всех диодах должны быть указаны максимальный ток, обратное напряжение и рассеиваемая мощность. Если диод подвергается большему напряжению или току, чем он может выдержать, ожидайте, что он нагреется (или, что еще хуже: расплавится, задымится, …).

Некоторые диоды хорошо подходят для больших токов — 1 А или более — другие, такие как малосигнальный диод 1N4148, показанный выше, могут работать только на ток около 200 мА.


Этот 1N4148 — лишь крошечная выборка из всех существующих типов диодов. Далее мы рассмотрим, какое удивительное разнообразие существует и для какой цели служит каждый тип.

Типы диодов

Нормальные диоды

Диоды сигнальные

Стандартные сигнальные диоды являются одними из самых простых, средних и простых членов семейства диодов. Обычно они имеют средне-высокое прямое падение напряжения и низкий максимальный ток.Типичный пример сигнального диода — 1N4148.

Очень общего назначения, имеет типичное прямое падение напряжения 0,72 В и максимальный номинальный прямой ток 300 мА.

Слабосигнальный диод, 1N4148. Обратите внимание на черный кружок вокруг диода, который отмечает, какой из выводов является катодом.

Силовые диоды

Выпрямитель или силовой диод — это стандартный диод с гораздо более высоким максимальным током. Этот более высокий номинальный ток обычно достигается за счет большего прямого напряжения.1N4001 — это пример силового диода.

1N4001 имеет номинальный ток 1 А и прямое напряжение 1,1 В.

Диод 1N4001 PTH. На этот раз серая полоса указывает, какой вывод является катодом.

И, конечно же, большинство типов диодов также выпускаются для поверхностного монтажа. Вы заметите, что у каждого диода есть способ (независимо от того, насколько крошечный или плохо различимый), чтобы указать, какой из двух контактов является катодом.

Светодиоды (светодиоды!)

Самым ярким членом семейства диодов должен быть светодиод (LED).Эти диоды буквально загораются при подаче положительного напряжения.

Несколько сквозных светодиодов. Слева направо: желтый 3 мм, синий 5 мм, зеленый 10 мм, сверхяркий красный 5 мм, RGB 5 мм и синий 7-сегментный светодиод.

Как и обычные диоды, светодиоды пропускают ток только в одном направлении. Они также имеют номинальное прямое напряжение, то есть напряжение, необходимое для их включения. Рейтинг светодиода V F обычно выше, чем у обычного диода (1.2 ~ 3 В), и это зависит от цвета, излучаемого светодиодом. Например, номинальное прямое напряжение сверхяркого синего светодиода составляет около 3,3 В, а для сверхяркого красного светодиода такого же размера — всего 2,2 В.

Очевидно, вы чаще всего найдете светодиоды в осветительных приборах. Они веселые и веселые! Но более того, их высокая эффективность привела к широкому использованию в уличных фонарях, дисплеях, подсветке и многом другом. Другие светодиоды излучают свет, невидимый человеческому глазу, например, инфракрасные светодиоды, которые являются основой большинства пультов дистанционного управления.Другое распространенное использование светодиодов — оптическая изоляция опасной высоковольтной системы от низковольтной цепи. Оптоизоляторы соединяют инфракрасный светодиод с фотодатчиком, который пропускает ток при обнаружении света от светодиода. Ниже приведен пример схемы оптоизолятора. Обратите внимание, как схематический символ диода отличается от обычного диода. Светодиодные символы добавляют пару стрелок, выходящих из символа.

Диоды Шоттки

Другой очень распространенный диод — диод Шоттки.

Диод Шоттки

В наличии COM-10926

Диоды Шоттки известны своим низким прямым падением напряжения и очень быстрым переключением. Этот диод Шоттки 1 А 40 В составляет…

. 1

Полупроводниковый состав диода Шоттки немного отличается от обычного диода, и это приводит к значительно меньшему на прямому падению напряжения , которое обычно находится между 0.15 В и 0,45 В. Однако они все равно будут иметь очень большое напряжение пробоя.

Диоды Шоттки

особенно полезны для ограничения потерь, когда каждый последний бит напряжения должен быть сохранен. Они достаточно уникальны, чтобы получить собственное обозначение схемы с парой изгибов на конце катодной линии.

Стабилитроны

Стабилитроны

— это странный изгоем из семейства диодов. Обычно они используются, чтобы намеренно проводить обратный ток .

Стабилитрон — 5.1 В 1 Вт

Распродано COM-10301

Стабилитроны полезны для создания опорного напряжения или в качестве стабилизатора напряжения для слаботочных applications.These диодов …

Стабилитрон

разработан для обеспечения очень точного напряжения пробоя, называемого стабилитроном или напряжением стабилитрона . Когда через стабилитрон протекает достаточный ток в обратном направлении, падение напряжения на нем будет стабильным на уровне напряжения пробоя.

Воспользовавшись их пробивной собственности, стабилитроны часто используются для создания известного опорного напряжения точно по напряжению стабилитрона. Их можно использовать в качестве регуляторов напряжения для небольших нагрузок, но на самом деле они не предназначены для регулирования напряжения в цепях, которые потребляют значительный ток.

Стабилитроны

достаточно особенные, чтобы иметь собственное обозначение схемы с волнистыми концами на катодной линии. Символ может даже обозначать, что такое напряжение стабилитрона диода.Вот 3.3V стабилитрон действует, чтобы создать прочную ссылку 3.3V напряжения:

Фотодиоды

Фотодиоды — это специально сконструированные диоды, которые улавливают энергию фотонов света (см. Физика, квант) для генерации электрического тока. Вид работы как анти-светодиод.

Фотодиод BPW34 (не четверть, да еще мелочь). Поместите его на солнце, и он может генерировать около нескольких мкВт энергии !.

Солнечные элементы — главный спонсор фотодиодной технологии.Но эти диоды также могут использоваться для обнаружения света или даже для оптической связи.


Применение диодов

Для такого простого компонента диоды имеют множество применений. Вы найдете диод того или иного типа практически в каждой цепи. Они могут быть представлены в чем угодно, от цифровой логики слабого сигнала до схемы преобразования энергии высокого напряжения. Давайте рассмотрим некоторые из этих приложений.

Выпрямители

Выпрямитель — это схема, которая преобразует

экспериментов с диодами для научных лабораторий и проектов Science Fair


Определение

Диод — это двухконтактный электронный компонент, который проводит электрический ток только в одном направлении.

Основы

См. Также:
Стабилитроны
Выпрямители
Светодиоды

Диод — это электронный компонент с двумя электродами, между которыми может проходить сигнал (но термоэмиссионные диоды могут иметь еще один или два электрода).

Наиболее распространенная функция диода — пропускать электрический ток в одном направлении и блокировать его в противоположном направлении.

Сегодня наиболее распространенные диоды изготавливаются из полупроводниковых материалов, таких как кремний или германий.

Есть много видов диодов. Например, диод Шоттки, светодиод (светоизлучающий диод), фотодиод, лазерный диод, варакторный диод, диод-регулятор тока, PIN-диод, туннельный диод, ступенчатый восстанавливающий диод, диод IMPATT и т. Д.

Типы диодов:

  • Кремниевый диод.
  • Германовый диод
  • Стабилитрон
  • Фотодиод
  • Светоизлучающий диод (LED)
  • Туннельный диод

Конструкция диода

Первые типы диодов были названы лампами Флеминга.Они работали внутри стеклянной трубки (очень похоже на лампочку). Внутри стеклянной колбы была небольшая металлическая проволока и большая металлическая пластина. Небольшой металлический провод нагревается и выделяет электричество, которое улавливается пластиной. Однако большая металлическая пластина не нагревалась достаточно, чтобы излучать электричество, потому что она была слишком большой. Таким образом, электричество могло проходить через трубку в одном направлении, но не в обратном. Клапаны Флемминга в настоящее время в основном устарели, потому что они были заменены полупроводниковыми диодами.

Полупроводниковые диоды обычно изготавливаются из двух типов полупроводниковых металлов, соединенных друг с другом. У одного типа металла есть атомы, соединенные вместе с несколькими лишними электронами. Другой металл имеет атомы, соединенные вместе, и для его завершения требуется несколько электронов. Поскольку у одного металла слишком много электронов, а у другого — слишком мало, электричество будет легко перетекать из металла со слишком большим количеством электронов в металл с их слишком малым количеством. Однако электричество не будет легко течь в обратном направлении — от металла со слишком малым количеством электронов к металлу со слишком большим количеством электронов.Кремний с растворенным в нем мышьяком дает хороший металл с лишними электронами, в то время как кремний с растворенным в нем алюминием дает хороший металл со слишком небольшим количеством электронов, чтобы быть полным. На самом деле существует много типов комбинаций металлов, из которых будут образовываться полупроводники p-типа и n-типа.

Работа диода

Положительное напряжение на стороне p

Если вы подадите положительное напряжение на сторону p и отрицательное напряжение на сторону n, электроны со стороны n захотят перейти к положительному напряжению на стороне p, а отверстия на стороне p захотят уйти. к отрицательному напряжению на стороне n.Фактически, текущий поток может существовать. Это называется поломкой. Напряжение пробоя кремниевого диода составляет около 0,7 В. Германиевый диод требует напряжения пробоя около 0,3 В.

Отрицательное напряжение на стороне p

Если вы подаете отрицательное напряжение на сторону p и положительное напряжение на сторону n, электроны стороны n переходят к отрицательному напряжению на стороне n. Отверстия на стороне p соответствуют положительному напряжению на стороне p. Таким образом, не будет тока между p- и n-сторонами.Если вы подадите на диод слишком большое напряжение в отрицательном направлении, диод выйдет из строя.

При повышении температуры напряжение, когда происходит пробой, понижается.

Типы диодов

Стандартный выпрямительный диод является оригинальным диодом. К нему предъявляются другие требования. Он должен иметь высокую плотность тока в передней части и высокую допустимую температуру барьера. Он также должен иметь минимальное проходящее напряжение и высокую частоту среза.У вас также должно быть высокое напряжение блокировки, при этом потоки блокировки должны оставаться низкими. Их применение — это вся современная аналоговая и цифровая электроника. Особенно это делается для выпрямления изменяющегося и поворотного напряжения, а также для ограничения используемого напряжения питания. Диод часто нужен для измерения и привода.

Z-диод (стабилитрон) работает в режиме синхронизации направления, поэтому направление их рабочей области находится в 3-м квадранте. По ходу в сторону перехода он как обычный диод.Название происходит от Зенереффекта, человека по имени Зенер. Термин Z-диод — это всего лишь сокращение. Z-диод может иметь различную степень легирования, а затем иметь различные прорывные свойства. При высоком распределении по диоду он имеет низкую и малую зону пространственного заряда. Он высокий, работает с стабилитроном \ tunneleffect. При низком допировании он имеет большое напряжение пробоя и зону объемного заряда и работает с лавинным эффектом. Для среднего легирования это напряжение пробоя 5-8 вольт и есть два эффекта.Z-диоды лучше всего подходят для стабилизации напряжения в схемах с низким энергопотреблением. Но ограничение скачков напряжения — это возможность его использовать. При соответствующем напряжении стабилитрона они могут использоваться в качестве доноров в номинальной стоимости измерительной и регулирующей техники или там, где требуются опорные напряжения. Его также можно использовать как защитный диод.

Верхние диоды на самом деле являются полной противоположностью переходных диодов. Они имеют небольшую емкость барьерного слоя и также используются в высокочастотных приложениях до нескольких ГГц.Но они должны обеспечивать работу только при малых токах и напряжениях. В качестве конкретного примера упомянут германиевый диод с золотой проволокой. Переходные диоды имеют p-n-переход на большой площади и часто изготавливаются из кремния. Они рассчитаны на большие токи и напряжения. Поскольку у них довольно большая емкость барьерного слоя, они не подходят для высокочастотных приложений. Конкретный пример применения называется силовым диодом.

Емкость диода является полупроводниковым диодным барьером в направлении движения, так же как и барьерный слой или зона пространственного заряда на pn-переходе в качестве емкости.Если напряжение на диоде изменится, то изменится и емкость барьера. Затем вы посмотрите на диод емкости и увидите, что емкость барьерного слоя особенно велика. Из-за изменения емкости можно установить 3 разных p-n-перехода. При соотношении 1: 3 это линейный переход, при резком 1: 6 и 1:30 гиперрезкий p-n-переход. Они используются в качестве замены вращающихся конденсаторов для колебательного голоса в районе радио и телевидения, а также найдут применение в схемах для генерации частотной модуляции.

Шаг-восстанавливающий диод: Он особенно используется в цепях с высокими частотами до ГГц. Идея состоит в том, чтобы работать с током, который течет после изменения полярности. Он также имеет внутренний слой между p- и n-слоями. После смены поляризации образуется слой без носителей. Это означает, что есть слой, который почти не проводит. Таким образом, вы можете добиться высокой скорости нарастания напряжения. Этот диод используется на высоких гигагерцовых частотах.

pin-Diode: Конструкция этого диода заключается в том, что между n- и p-слоями имеется не только pn-переход, но и внутренний слой.Это означает, что этот слой почти непроводящий. Если он смещен в прямом направлении, особенно на более низких частотах, он имеет почти те же характеристики, что и обычный стандартный диод. Но если он движется в обратном направлении, возникают две области пространственного заряда с разной протяженностью. Из-за этой широкой области пространственного заряда в i-зоне i-зона становится очень проводящей. Пин-диод полезен при высоком напряжении блокировки. Это довольно быстрый диод, который также используется на очень высоких частотах.

Диод Шоттки: Он состоит из pn-перехода с металлическим слоем, который окислен на n-легированном кремнии.Этот металл может быть, например, алюминий или никель. В прямом направлении пороговое напряжение составляет около 0,3 В. Это примерно половина порогового напряжения обычного диода. Функция этого диода заключается в том, что неосновные носители не инжектируются. Итак, нет диффузионной емкости, потому что нет носителей, которые могли бы диффундировать. Это объясняет, почему этот диод очень быстрый. Так что он всегда используется, когда скорость играет роль. Преимущество этого диода в том, что он быстрее, но в остальном не имеет ограничений и работает как обычный диод.Единственный недостаток в том, что он не подходит в обратном направлении.

Туннельный диод состоит из высоколегированного pn-перехода. Это означает, что как n-, так и p-слой сильно легированы. Из-за этого высокого уровня легирования существует только очень узкий зазор, через который электроны могут проходить. Этот так называемый туннельный эффект проявляется в обоих направлениях. После прохождения определенного количества электронов ток через зазор уменьшается, пока не начнется нормальный ток через диод при пороговом напряжении.Это вызывает область отрицательного дифференциального сопротивления. Эти периоды используются для работы с действительно высокими частотами (100 ГГц) и, конечно же, в основном используются в области отрицательного дифференциального сопротивления.

Обратный диод: Этот диод имеет конструкцию, аналогичную туннельному диоду, но n- и p-слой не имеет такого высокого уровня легирования. Он работает с небольшими отрицательными напряжениями, потому что у него нет порогового напряжения в третьем квадранте. Ток тут же увеличивается.По этой причине этот диод в большинстве случаев работает в этой области.

Интересные темы

В электронике диод представляет собой двухконтактный электронный компонент, который проводит электрический ток только в одном направлении. Этот термин обычно относится к полупроводниковому диоду, наиболее распространенному на сегодняшний день типу, который представляет собой кристалл полупроводника, соединенный с двумя электрическими клеммами, переходом P-N. Вакуумный ламповый диод, который сейчас мало используется, представляет собой вакуумную лампу с двумя электродами; пластина и катод.

Наиболее распространенная функция диода — пропускать электрический ток в одном направлении (называемом прямым направлением диода), блокируя ток в противоположном направлении (обратном направлении). Таким образом, диод можно рассматривать как электронную версию обратного клапана. Это однонаправленное поведение называется выпрямлением и используется для преобразования переменного тока в постоянный и извлечения модуляции из радиосигналов в радиоприемниках.

Однако диоды могут иметь более сложное поведение, чем это простое двухпозиционное действие, из-за их сложных нелинейных электрических характеристик, которые можно настроить, изменяя конструкцию их P-N перехода.Они используются в диодах специального назначения, которые выполняют множество различных функций. Диоды используются для регулирования напряжения (стабилитроны), электронной настройки радио и телевизионных приемников (варакторные диоды), генерации радиочастотных колебаний (туннельные диоды) и получения света (светоизлучающие диоды).

Диоды были первыми полупроводниковыми электронными устройствами. Открытие выпрямляющей способности кристаллов было сделано немецким физиком Фердинандом Брауном в 1874 году. Первые полупроводниковые диоды, называемые диодами кошачьих усов, были сделаны из кристаллов минералов, таких как галенит.Сегодня большинство диодов изготовлено из кремния, но иногда используются и другие полупроводники, такие как германий.

История

Хотя кристаллический полупроводниковый диод был популярен до термоэмиссионных диодов (также известных как вакуумные лампы, лампы или клапаны), термоэлектронные и твердотельные диоды разрабатывались параллельно.

Основной принцип работы термоэмиссионных диодов был открыт Фредериком Гатри в 1873 году. Гатри обнаружил, что положительно заряженный электроскоп можно разряжать, поднося к нему заземленный кусок раскаленного металла (но не касаясь его на самом деле).То же самое не относилось к отрицательно заряженному электроскопу, указывая на то, что ток был возможен только в одном направлении.

Этот принцип был независимо открыт Томасом Эдисоном 13 февраля 1880 года. В то время Эдисон проводил исследование, чтобы выяснить, почему нити его ламп накаливания с углеродной нитью почти всегда перегорают на конце с положительным соединением. У него была специальная колба, состоящая из металлической пластины, запаянной в стеклянную колбу, и он смог подтвердить, что невидимый ток может протягиваться от светящейся нити через вакуум к металлической пластине, но только когда пластина была подключена к положительное предложение.

Эдисон разработал схему, в которой его модифицированная лампочка более или менее заменила резистор в вольтметре постоянного тока, и на этом основании в 1883 году получил на нее патент. В то время не было очевидного практического применения такого устройства, и заявка на патент скорее всего, была просто мерой предосторожности на случай, если кто-то нашел применение так называемому «эффекту Эдисона».

Примерно 20 лет спустя Джон Амброуз Флеминг (научный советник компании Marconi и бывший сотрудник Эдисона) понял, что эффект Эдисона можно использовать в качестве прецизионного радиодетектора.Флеминг запатентовал первый настоящий термоэмиссионный диод в Великобритании 16 ноября 1904 года (за ним последовал патент США 803684 в ноябре 1905 года).

Принцип действия кристаллических диодов был открыт в 1874 году немецким ученым Карлом Фердинандом Брауном. Браун запатентовал кристаллический выпрямитель в 1899 году. Открытие Брауна было развито Джагдишем Чандрой Бозом в полезное устройство для обнаружения радиоизлучения.

Первый настоящий радиоприемник, использующий кристаллический диод, был построен Greenleaf Whittier Pickard.Пикард получил патент на кремниевый детектор на кристалле 20 ноября 1906 года.

Другие экспериментаторы пробовали множество минералов и других веществ, хотя, безусловно, самым популярным был минерал сульфид свинца Галенит. Хотя другие вещества обладали немного лучшими характеристиками, галенит имел то преимущество, что был дешевым и легким в получении, и использовался почти исключительно в самодельных «наборах кристаллов» до появления недорогих диодов на фиксированном германии в 1950-х годах.

На момент своего изобретения такие устройства были известны как выпрямители.В 1919 году Уильям Генри Эклс придумал термин диод от греческих корней dia, что означает «сквозной», и ode, означающего «путь».

Термоэлектронные и газовые (вакуумные) диоды

Термоэлектронные диоды — это устройства с термоэлектронным клапаном (также известные как вакуумные трубки, трубки или клапаны), которые представляют собой конструкции электродов, окруженных вакуумом внутри стеклянной оболочки. Ранние образцы были довольно похожи по внешнему виду на лампы накаливания.

В термоэлектронных вентильных диодах ток через нить накала нагревателя косвенно нагревает катод, другой внутренний электрод, обработанный смесью оксидов бария и стронция, которые являются оксидами щелочноземельных металлов; эти вещества выбраны потому, что они имеют небольшую работу выхода.(В некоторых клапанах используется прямой нагрев, при котором вольфрамовая нить действует как нагреватель и катод.) Тепло вызывает термоэлектронную эмиссию электронов в вакуум. При работе в прямом направлении окружающий металлический электрод, называемый анодом, заряжается положительно, так что он электростатически притягивает испускаемые электроны. Однако электроны нелегко высвободить с ненагретой поверхности анода при изменении полярности напряжения. Следовательно, обратный поток ничтожен.

На протяжении большей части 20-го века термоэмиссионные вентильные диоды использовались в приложениях аналоговых сигналов и в качестве выпрямителей во многих источниках питания.Сегодня вентильные диоды используются только в нишевых приложениях, таких как выпрямители в электрогитарах и высококачественных усилителях звука, а также в специализированном высоковольтном оборудовании.

Полупроводниковые диоды

Современный полупроводниковый диод состоит из кристалла полупроводника, такого как кремний, в который добавлены примеси для создания области с одной стороны, содержащей отрицательные носители заряда (электроны), называемой полупроводником n-типа, и области с другой стороны, которая содержит положительные носители заряда (дырки), называемые полупроводником p-типа.К каждой из этих областей прикреплены выводы диода. Граница внутри кристалла между этими двумя областями, называемая PN-переходом, — это место, где происходит действие диода. Кристалл проводит обычный ток в направлении от стороны p-типа (называемой анодом) к стороне n-типа (называемой катодом), но не в противоположном направлении.

Другой тип полупроводниковых диодов, диод Шоттки, формируется из контакта между металлом и полупроводником, а не из p-n-перехода.

ВАХ

ВАХ диода с P-N переходом (без масштаба).

Поведение полупроводникового диода в цепи определяется его вольт-амперной характеристикой или графиком ВАХ (см. График справа). Форма кривой определяется переносом носителей заряда через так называемый обедненный слой или обедненную область, которая существует на p-n-переходе между различными полупроводниками. Когда p-n-переход создается впервые, электроны зоны проводимости (подвижные) из области с примесью азота диффундируют в область с примесью фосфора, где имеется большое количество дырок (вакантных мест для электронов), с которыми электроны «рекомбинируют».Когда мобильный электрон рекомбинирует с дыркой, и дырка, и электрон исчезают, оставляя неподвижный положительно заряженный донор (допант) на N-стороне и отрицательно заряженный акцептор (допант) на P-стороне. Область вокруг p-n-перехода становится обедненной носителями заряда и, таким образом, ведет себя как изолятор.

Однако ширина области истощения (называемая шириной истощения) не может расти без ограничений. Для каждой пары электрон-дырка, которая рекомбинирует, положительно заряженный ион легирующей примеси остается в области, легированной азотом, а отрицательно заряженный ион легирующей примеси остается в области, легированной фосфатом.По мере того, как рекомбинация происходит, создается больше ионов, через зону обеднения возникает увеличивающееся электрическое поле, которое замедляет, а затем, наконец, останавливает рекомбинацию. На данный момент существует «встроенный» потенциал в зоне истощения.

Если на диод подается внешнее напряжение с той же полярностью, что и встроенный потенциал, зона обеднения продолжает действовать как изолятор, предотвращая какой-либо значительный электрический ток (если только пары электрон / дырка не создаются активно в переходе. с помощью, например, света.см. фотодиод). Это явление обратного смещения. Однако, если полярность внешнего напряжения противоположна встроенному потенциалу, рекомбинация может снова продолжиться, что приведет к значительному электрическому току через pn-переход (то есть значительное количество электронов и дырок рекомбинирует на переходе). Для кремниевых диодов, встроенный потенциал составляет приблизительно 0,6 В. Таким образом, если через диод пропускают внешний ток, через диод будет развиваться около 0,6 В, так что область, легированная P, будет положительной по отношению к области, легированной N, и Говорят, что диод «включен», так как он имеет прямое смещение.

«ВАХ» диода можно приблизительно определить для четырех рабочих областей (см. Рисунок справа).

При очень большом обратном смещении, за пределами пикового обратного напряжения или PIV, происходит процесс, называемый обратным пробоем, который вызывает большое увеличение тока (то есть большое количество электронов и дырок создается в pn переходе и удаляется от него) это обычно приводит к необратимому повреждению устройства. Лавинный диод специально разработан для использования в лавинной зоне.В стабилитроне концепция PIV не применима. Стабилитрон содержит сильно легированный p-n переход, позволяющий электронам туннелировать из валентной зоны материала p-типа в зону проводимости материала n-типа, так что обратное напряжение «фиксируется» на известном значении (называемом стабилитрон), и лавины не происходит. Однако оба устройства имеют ограничение на максимальный ток и мощность в области фиксированного обратного напряжения. Кроме того, после окончания прямой проводимости в любом диоде на короткое время возникает обратный ток.Устройство не достигает своей полной блокирующей способности до тех пор, пока обратный ток не прекратится.

Вторая область, при обратном смещении более положительном, чем PIV, имеет только очень небольшой обратный ток насыщения. В области обратного смещения для нормального выпрямительного диода P-N ток через устройство очень мал (в диапазоне мкА). Однако это зависит от температуры, и при достаточно высоких температурах может наблюдаться значительная величина обратного тока (мА или более).

Третья область — прямое, но с небольшим смещением, где проходит только небольшой прямой ток.

По мере увеличения разности потенциалов выше произвольно определенного «напряжения включения», «прямого напряжения» или «прямого падения напряжения на диоде (Vd)», ток диода становится заметным (уровень тока считается «заметным» и значение напряжения включения зависит от приложения), а диод имеет очень низкое сопротивление.

Вольт-амперная кривая экспоненциальная. В нормальном кремниевом диоде при номинальных токах произвольное напряжение включения определяется от 0,6 до 0.7 вольт. Значение отличается для других типов диодов — диоды Шоттки могут иметь номинальное напряжение до 0,2 В, а красные или синие светодиоды (светодиоды) могут иметь номиналы 1,4 В и 4,0 В соответственно.

При более высоких токах прямое падение напряжения на диоде увеличивается. Падение от 1 В до 1,5 В при полном номинальном токе типично для силовых диодов.

Типы полупроводниковых диодов

Есть несколько типов переходных диодов, которые либо подчеркивают различные физические аспекты диода, часто за счет геометрического масштабирования, уровень допирования, выбор правильных электродов — это всего лишь применение диод в специальной цепи, или действительно разные устройства, такие как Ганн, лазерный диод и JFET:

Нормальные (p-n) диоды
, которые работают, как описано выше.Обычно из легированного кремния, реже германия. До разработки современных кремниевых силовых выпрямительных диодов, закись меди, а затем селен был использован; его низкая эффективность дала ему гораздо большее прямое падение напряжения (обычно 1,4–1,7 В на «ячейку», если несколько ячеек сложены увеличить пиковое значение обратного напряжения в высоковольтных выпрямителях), и требовал большого радиатора (часто удлинения металлического диода подложка), намного больше, чем кремниевый диод того же тока рейтинги потребуют.Подавляющее большинство всех диодов p-n диоды, используемые в интегральных схемах CMOS, которые включают 2 диода на вывод и многие другие внутренние диоды.
Диоды переключающие
Переключающие диоды, иногда также называемые малосигнальными диодами, представляют собой одиночный p-n диод в дискретном корпусе. Переключающий диод обеспечивает по сути та же функция, что и переключатель. Ниже указанного применяется напряжение он имеет высокое сопротивление, подобное разомкнутому переключателю, а выше это напряжение внезапно меняется на низкое сопротивление замкнутого переключатель.Они используются в таких устройствах, как кольцевая модуляция.
диоды Шоттки
Шоттки Диоды построены на основе контакта металл-полупроводник. Они имеют меньшее прямое падение напряжения, чем у любого диода с p-n переходом. Их нападающий падение напряжения при прямом токе около 1 мА находится в пределах 0,15 В до 0,45 В, что делает их полезными при ограничении напряжения и предотвращении насыщения транзисторов. Их также можно использовать в качестве выпрямителей с малыми потерями, хотя их обратный ток утечки, как правило, намного выше, чем у выпрямителей Шоттки.Диоды Шоттки — основной носитель устройства и поэтому не страдают от проблем с хранением на несущих носителях которые замедляют большинство нормальных диодов — поэтому они имеют более быстрый обратный восстановление », чем любой диод с p-n переходом. Они также склонны иметь много меньшая емкость перехода, чем у PN-диодов, и это способствует их высокая скорость переключения и их пригодность в высокоскоростных цепях и RF-устройства, такие как импульсный источник питания, смесители и детекторы.
Супер барьерные диоды
Супербарьерные диоды — это выпрямительные диоды с низким прямое падение напряжения диода Шоттки с защитой от перенапряжения возможность и низкий ток обратной утечки нормального p-n перехода диод.
Диоды «легированные золотом»
В качестве легирующей примеси золото (или платина) действует как центры рекомбинации, которые помогают быстрой рекомбинации миноритарные перевозчики. Это позволяет диоду работать при сигнале частоты, за счет более высокого прямого падения напряжения. Золото легированные диоды быстрее, чем другие p-n диоды (но не так быстро, как Диоды Шоттки). Они также имеют меньшую утечку обратного тока, чем Диоды Шоттки (но не так хороши, как другие p-n диоды). Типичный пример — 1N914.
Отрывные или ступенчатые диоды с восстановлением
Термин «ступенчатое восстановление» относится к форме обратного характеристика восстановления этих устройств.После того, как прямой ток проходил в SRD и ток прерывается или меняется, обратная проводимость будет прекращаются очень резко (как ступенчатый сигнал). Таким образом, SRD могут обеспечивать очень быстрые переходы напряжения из-за очень внезапного исчезновения носители заряда.
Точечные диоды
Они работают так же, как описанные полупроводниковые диоды. выше, но его конструкция проще. Блок из полупроводника n-типа построен, и проводящий острый контакт установлен с некоторой группой-3 металл контактирует с полупроводником.Некоторый металл мигрирует в полупроводник, чтобы сделать небольшую область полупроводника p-типа рядом с контактом. Популярный германиевый вариант 1N34 до сих пор используется. в радиоприемниках в качестве детектора и иногда в специализированных аналоговых электроника.
Кошачьи усы или кристаллические диоды
Это разновидность точечных диодов. Диод кошачьих усов состоит из тонкой или заостренной металлической проволоки, прижатой к полупроводниковый кристалл, обычно галенит или кусок угля. Проволока образует анод, а кристалл — катод.Кошачий усовые диоды также назывались кристаллическими диодами и нашли применение в хрустальные радиоприемники. Диоды в виде усов Cat устарели.
PIN диоды
PIN-диод имеет центральный нелегированный или собственный слой , формируя структуру p-типа / внутреннего / n-типа. Они используются как радио переключатели частоты и аттенюаторы. Они также используются как большой объем детекторы ионизирующего излучения и фотодетекторы. PIN-диоды также используются в силовой электронике, так как их центральный слой может выдерживать высокие напряжения.Кроме того, структуру PIN можно найти во многих силовых полупроводниковых устройствах, таких как IGBT, силовые MOSFET и тиристоры.
Варикап или варакторные диоды
Используются как конденсаторы с регулируемым напряжением. Они важны в PLL (контур фазовой автоподстройки частоты) и FLL (контур автоподстройки частоты). схемы, позволяющие настраивать схемы, например, в телевидении приемники, чтобы быстро заблокировать, заменив старые конструкции, которые пора разогреться и запереться. ФАПЧ быстрее, чем ФАПЧ, но склонна к целочисленная гармоническая синхронизация (при попытке заблокировать широкополосную сигнал).Они также включили настраиваемые генераторы в ранней дискретной настройке. радиоприемников, где дешевый и стабильный, но фиксированной частоты, кристалл Генератор обеспечивает опорную частоту для генератора, управляемого напряжением.
Стабилитроны
Диоды, которые могут проводить обратное направление. Этот эффект, названный Пробой стабилитрона происходит при точно определенном напряжении, что позволяет диод для использования в качестве опорного напряжения точности. В практическом напряжении опорные цепи стабилитрон и переключающие диоды включены последовательно и противоположных направлениях, чтобы сбалансировать температурный коэффициент до близкого нуль.Некоторые устройства, обозначенные как высоковольтные стабилитроны, на самом деле лавинные диоды (см. ниже). Два (эквивалентных) стабилитрона последовательно и в в обратном порядке, в той же упаковке, составляют поглотитель переходных процессов (или Transorb, зарегистрированная торговая марка). Они названы в честь доктора Кларенса Мелвина Зенера из Университета Южного Иллинойса, изобретателя устройства.
Лавинные диоды
Диоды, проводящие в обратном направлении при обратном смещении напряжение превышает напряжение пробоя. Они электрически очень похожи на стабилитроны и часто ошибочно называются стабилитронами, но сломаться по другому механизму, лавинному эффекту .Это происходит, когда обратное электрическое поле через p-n-переход вызывает волну ионизации, напоминающую лавину, приводящую к большой ток. Лавинные диоды предназначены для выхода из строя при четко определенное обратное напряжение без разрушения. Различия между лавинным диодом (который имеет обратный пробой выше примерно 6,2 В), а стабилитрон состоит в том, что длина канала первого превышает «длина свободного пробега» электронов, поэтому между их на выходе.Единственная практическая разница в том, что два типы имеют температурные коэффициенты противоположной полярности.
Диод подавления переходных напряжений (TVS)
Это лавинные диоды, разработанные специально для защиты других полупроводниковых устройств от высоковольтных переходных процессов. Их p-n-переходы имеют гораздо большую площадь поперечного сечения, чем у нормального диода, что позволяет им проводить большие токи на землю без повреждений.
Фотодиоды
Все полупроводники подлежат оптическому носителю заряда поколение.Обычно это нежелательный эффект, поэтому большинство полупроводники упакованы в светозащитный материал. Фотодиоды предназначен для восприятия света (фотоприемник), поэтому они упакованы в материалы, пропускающие свет, и обычно PIN (тип диода, наиболее чувствительный к свету). Фотодиод может использоваться в солнечных элементах, в фотометрии или в оптической связи. Несколько фотодиодов могут быть упакованы в одно устройство, либо как линейный массив или как двумерный массив. Эти массивы не должны быть путают с устройствами с зарядовой связью.
Светодиоды (LED)
В диоде, сформированном из полупроводника с прямой запрещенной зоной, такого как арсенид галлия, носители, пересекающие переход, излучают фотоны, когда они рекомбинируют с основным носителем на другой стороне. В зависимости от материала могут быть получены длины волн (или цветов) от инфракрасного до ближнего ультрафиолета. Прямой потенциал этих диодов зависит от длины волны. из излучаемых фотонов: 1,2 В соответствует красному, 2,4 — фиолетовому. В первые светодиоды были красными и желтыми, а высокочастотные диоды были развивалось со временем.Все светодиоды монохромные; «Белые» светодиоды фактически комбинации трех светодиодов разного цвета или синего светодиода с желтым сцинтиллятором покрытие. Светодиоды также могут использоваться в качестве низкоэффективных фотодиодов в сигнальных Приложения. Светодиод может работать в паре с фотодиодом или фототранзистором. в том же корпусе, чтобы сформировать оптоизолятор.
Лазерные диоды
Когда светодиодная структура содержится в резонансной полости, образованной полировкой параллельных торцевых поверхностей, может быть сформирован лазер.Лазерные диоды обычно используются в оптических запоминающих устройствах и для высокоскоростной оптической связи.
Esaki или туннельные диоды
, они имеют рабочую область, демонстрирующую отрицательное сопротивление, вызванное квантовым туннелированием, тем самым позволяя усиление сигналов и очень простой бистабильный схемы. Эти диоды также являются наиболее стойкими к ядерным воздействиям. радиация.
Диоды Ганна
Они похожи на туннельные диоды в том, что они сделаны из таких материалов, как GaAs или InP, которые имеют область отрицательного дифференциального сопротивления.При соответствующем смещении дипольные домены образуются и перемещаются по диоду, что позволяет создавать высокочастотные микроволновые генераторы.
Диоды Пельтье
используются как датчики, тепловые двигатели для термоэлектрического охлаждения. Носители заряда поглощают и излучают энергию запрещенной зоны в виде тепла.
Токоограничивающие полевые диоды
Это на самом деле JFET с затвором, замкнутым на источник, и функционирует как двухконтактный токоограничивающий аналог стабилитрона; они позволяют ток через них, чтобы подняться до определенного значения, а затем выровняться на конкретное значение.Также называются CLD , диоды постоянного тока , диодно-соединенные транзисторы или стабилизирующие диоды .,

Другие применения полупроводниковых диодов включают измерение температуры и вычисление аналоговых логарифмов.

Нумерация

Стандартизированная система нумерации серии 1N была введена в США EIA / JEDEC. (Объединенный инженерный совет по электронным устройствам) около 1960 года. популярными в этой серии были: 1N34A / 1N270 (германиевый сигнал), IN914 / 1N4148 (кремниевый сигнал) и 1N4001-1N4007 (кремниевый источник питания 1А выпрямитель).

Сопутствующие устройства

  • Транзистор
  • Тиристорный или кремниевый выпрямитель (SCR)
  • TRIAC
  • Diac

Приложения

Демодуляция радио

Первым применением диода была демодуляция радиопередач с амплитудной модуляцией (AM). История этого открытия подробно рассматривается в статье radio . Таким образом, сигнал AM состоит из чередующихся положительных и отрицательных пиков напряжения, амплитуда которых или «конверт» пропорционален исходному аудиосигналу, но среднее значение равно нулю.Диод (первоначально кристаллический диод) выпрямляет сигнал AM, оставляя сигнал, средняя амплитуда которого является желаемой звуковой сигнал. Среднее значение извлекается с помощью простого фильтра и подается на преобразователь звука, который генерирует звук.

Преобразователь мощности

Выпрямители состоят из диодов, где они используются для преобразования электричества переменного тока (AC) в постоянный ток (DC). Автомобильные генераторы переменного тока являются распространенным примером, где диод обеспечивает лучшую производительность, чем коммутатор более ранних динамо-машин.Точно так же диоды также используются в умножителях напряжения Кокрофта – Уолтона для преобразования переменного тока в более высокие напряжения постоянного тока.

Защита от перенапряжения

Диоды часто используются для отвода высоких напряжений. от чувствительных электронных устройств. Обычно они имеют обратное смещение (непроводящий) при нормальных обстоятельствах. Когда напряжение растет выше нормального диапазона диоды становятся смещенными в прямом направлении (проводящими). Например, диоды используются в контроллере и реле двигателя (шаговый двигатель и H-мост). схемы для быстрого обесточивания катушек без повреждения напряжения всплески, которые в противном случае произошли бы.(Любой диод, используемый в таком приложение называется обратным диодом). Многие интегральные схемы также включают диоды на соединительных контактах, чтобы предотвратить повреждение чувствительных транзисторов внешним напряжением. Специализированные диоды используются для защиты от перенапряжения при более высокой мощности (см. Выше).

Логические ворота

Диоды можно комбинировать с другими компонентами для создания логических вентилей И и ИЛИ. Это называется диодной логикой.

Детекторы ионизирующего излучения

Помимо света, упомянутого выше, полупроводниковые диоды чувствительны к более энергичному излучению.В электронике космические лучи и другие источники ионизирующего излучения вызывают шумовые импульсы и одиночные и множественные битовые ошибки. Этот эффект иногда используется детекторами частиц для обнаружения излучения. Одна частица излучения с тысячами или миллионами электрон-вольт энергии, генерирует много пар носителей заряда, так как его энергия осажден в полупроводниковом материале. Если слой истощения достаточно большой, чтобы уловить весь поток или остановить тяжелую частицу, можно довольно точно измерить энергию частицы, просто измеряя проводимый заряд и не усложняя магнитный спектрометр и др.Эти полупроводниковые детекторы излучения требуется эффективный и равномерный сбор заряда и низкий ток утечки. Их часто охлаждают жидким азотом. Для частиц с большим радиусом действия (около сантиметра) им нужен очень большой глубина истощения и большая площадь. Для частиц с коротким пробегом им необходимо любой контакт или необеденный полупроводник по крайней мере на одной поверхности очень тонкий. Напряжения обратного смещения близки к пробою (около тысячи вольт на сантиметр). Германий и кремний — обычные материалы.Некоторые Эти детекторы определяют положение, а также энергию. У них есть конечный жизнь, особенно при обнаружении тяжелых частиц, из-за радиации наносить ущерб. Кремний и германий совершенно разные по своей способности преобразовать гамма-лучи в ливни электронов.

Полупроводниковые детекторы частиц высоких энергий используются в большом количестве. Из-за колебаний потерь энергии точное измерение вложенной энергии менее полезно.

Измерение температуры

Диод может использоваться как датчик температуры измерительный прибор, так как прямое падение напряжения на диоде зависит от температуры.Из уравнения идеального диода Шокли дано выше, похоже, что напряжение имеет положительный температурный коэффициент (при постоянном токе), но зависит от концентрации легирования и Рабочая Температура. Температурный коэффициент может быть отрицательный, как у обычных термисторов, или положительный для измерения температуры диоды до 20 градусов Кельвина.

Текущее рулевое управление

Диоды предотвратят протекание токов в непредусмотренном направлении. Для подачи питания на электрическую цепь во время сбоя питания схема может потреблять ток от батареи.Источник бесперебойного питания в нем могут использоваться диоды, чтобы ток поступал только от аккумулятор при необходимости. Точно так же небольшие лодки обычно имеют два цепи, каждая со своей собственной батареей / батареями: одна используется для двигателя запуск; один использовался для домашних. Обычно оба заряжаются от одиночный генератор, а сверхмощный диод с разделенным зарядом используется для не допускать, чтобы аккумулятор с более высоким зарядом (обычно аккумулятор двигателя) разряжается через нижнюю заряженную батарею, когда генератор не бегать.

Источник: Википедия (Весь текст доступен в соответствии с условиями лицензии GNU Free Documentation License и Creative Commons Attribution-ShareAlike License.)

Диоды

Диоды

Диод образован PN-переходом со стороной p, называемой анодом , и Русская сторона называется катодом . В связи с тем, что существует несколько свободно перемещаемых носителями заряда в обедненной области вокруг PN-перехода, проводимость очень плохо. Однако, когда внешнее напряжение подается на два конца материала, проводимость может меняться в зависимости от полярности нанесенного вольтаж.

  • Прямое смещение (положительный для P-типа, отрицательный для N-типа)

    Положительное напряжение, приложенное к P-типу, будет тянуть электроны в N-типе. и отталкивать дыры в P-типе так, чтобы оба носителя двигались к PN-переход. По мере того, как обедненная область становится тоньше, проводимость увеличивается из-за дрейфа тока через PN-переход от сторона P к стороне N, образованная основными носителями заряда (оба электроны и дырки) под действием приложенного напряжения.Проводимость увеличивается по мере увеличения приложенного напряжения.

  • Обратное смещение (отрицательное на P-тип, положительное на N-тип)

    Отрицательное напряжение, приложенное к P-типу, отталкивает электроны в N-типе. и притягивать дыры в P-типе так, чтобы оба носителя уходили от PN-переход. Поскольку обедненная область становится толще, чем раньше, нет тока через PN-переход со стороны P на сторону N. Однако существует очень небольшой ток, называемый обратный ток насыщения , за счет миноритарных перевозчиков.Скорость носителя увеличивается по мере увеличения приложенного напряжения. Однако при дальнейшем увеличении напряжения скорость достигнет максимальный уровень называется скорость насыщения .

Нелинейная зависимость напряжения от тока PN-перехода описывается формулой
или (2)
где
  • — это обратный ток насыщения , крошечный ток, который течет в обратном направлении, когда из-за меньшинства перевозчики.Поскольку этот ток ограничен доступными неосновными носителями, когда все они вносят свой вклад в этот ток, более высокое напряжение не приводит к увеличению тока, т. е. ток насыщается. около A для Si и A для Ge.
  • — тепловое напряжение, где Джоуль / Кельвин — это Постоянная Больцмана, кулон — заряд электрона, а — температура в градусах К. При комнатной температуре ( ), .
  • — коэффициент идеальности, который варьируется от 1 до 2, в зависимости от о процессе изготовления и полупроводниковом материале.Во многих случаях можно принять примерно равным 1.
Особенно,

Напряжение на диоде является функцией тока через диод. В диапазоне от 5 мА до 20 мА составляет около 0,7 В:

(3)

Сопротивление электрического устройства определяется как . Для диода, поскольку это не линейная функция, сопротивление можно найти как

(4)
Приближение связано с тем, что , я.е., . Мы предполагаем , , сопротивление диода не постоянная, а функция тока, т. е. диод не является линейным элементом:
(5)

Моделей диодов:

В общем, когда прямое напряжение, приложенное к диоду, превышает 0,6 до 0,7 В для кремния (или от 0,1 до 0,2 В для германия), диод предполагается проводящим с низким сопротивлением.

Пример: В схеме однополупериодного выпрямителя, показанной ниже, « — кремниевый диод.Найдите текущий через и напряжение поперек.

Диоды обычно используются в качестве выпрямителей, которые преобразуют переменное напряжение / ток. в DC, как показано в следующем примере.

Пример 2: Разработка преобразователя (адаптера), преобразующего мощность переменного тока. подача 115 В и 60 Гц к источнику постоянного напряжения 14 В. При нагрузке , изменение (пульсация) выходного постоянного напряжения должно быть 5% или меньше.

Это приближение, основанное на предположении, что ток нагрузки равен постоянная, так как падение напряжения невелико.В противном случае экспоненциальное убывание должно использоваться напряжение на конденсаторе, а ток равен:
(7)

Дополнительные схемы диодного выпрямления показаны ниже:

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *