юный радиолюбитель (560767), страница 27
Текст из файла (страница 27)
При этом атомы индия проникают (диффупдируют) в толщу пластинки, образуя в ней область с преобладанием дырочной злектропроводносги (рис. 76, а). Получается полупроводниковый прибор с двумя обласгями различного типа электропроводности, а между ними р-п переход. Контактами электродов диода служат капелька пипия и металлический диск (или стержень) с выводными проводниками.
Так усгроены наиболее распространенные плоскостные германиевые и кремниевые диоды. Внешний вид некоторых из них показан на рис. 76,6. Приборы заключены в цельнометаллические корпуса со стеклянными изоляторами, что позволяет использовать их для работы в условиях повышенной влажности.
Диоды, рассчитанные на значительные прямые токи, имеют винты с гайками для крепления их на монтажных панелях или шасси радиотехнических устройств. Плоскостные диоды маркируются буквами и цифрами, например: Д226А, Д242. Буква Д в маркировке прибора означает «диод», цифры, следующие за нею,— заводской порядковый номер конструкции.
Буквы, стоящие в конце обозначения лиодов, указывают на разновидности групп приборов. Плоскостные диоды предназначены в основном для работы в выпрямигелях переменного тока блоков питания радиоагшаратуры, поэтому их называют еще вылрями»2елв и ими диодами. Конструированию блоков питания радиотехнических устройств будет посвящена специальная беседа — одипнадцатаа Сейчас же я познакомлю тебя только с принципом преобразования переменного тока в ток постоянный. Схему просгейп2его выпрямителя а) Ю) Рис. 77.
Схемы однополупериодного выпрямителя переменного тока ты видишь на рис. 77, а. На вход выпрямителя подается переменное напряжение злехтроосветит.ельной сети. К выходу выпрямителя подключен резистор К„, символизирующий нагрузку, питающуюся от выпрямителя. Функцию выпрямленного элемента выполняет диод У. Сущность работы такого выпрямителя иллюстрируют графики, помещенные на том же рисунке. При положительных полупериодах напряжения на аноде диод открывается. В эти моменты времени через диод, а значит, н через нагрузку, подключенную к выпрямителю, течет прямой ток д ода )„р.
При отр нательных полупериодах напряжения на аноде диод закрывается и во всей цепи, в которую он включен, течет незначительный обратный ток диода !«вр. Диод как бы отсекает большую часгь отрицательных полувозш переменного тока (на рис. 77,а показано п|триховыми линиями). И вот результат: через нагрузку К„, подключенную к сети через диод 1г, ~счет уже пе переменный, а пульсирующий ток — ток одного направления, но изменяющийся по значению с часготой 50 Гц.
Это и есть выпрямление переменного тока. Таким образом, диод является прибором, обладающим резко выраженной односторонней проводимостью электрического тока, И если пренебречь малым обратным током (что и делают на практике), который у исправных диодов не превышает малые доли миллиампера, можно считать, гго диод является односторонним проводником тока. Можно ли таким током питать нагрузку? Можно, он ведь выпрямле|гпый. Но не каждую.
Лампу накаливания, например, можно, если, конечно, выходное напряжение не будет превышать то напряжение, на которое лампа рассчитана. Ее нить будет накаливаться не постоянно„а импульсами, следующими с частотой 50 Гц. Из-за тепловой инертности нить не будет успевать остывать в промежутки между импульсами, пготому никаких мерцаний света мы не заметим. А вот приемник питать таким током нельзя. Потому что в цепях его усилителей ток тоже будет пульсировать с такой же частотой.
В результате в телефонах или головке громкоговорителя на выходе приемника будет прослушиваться гул низкого тона с частотой 50 Гц„ называемый фоном переменного тока. Этот недостаток можно часгично устранить, если на выходе выпрямителя параллельно нагрузке подключить фильтруюший элекгролитический конденсатор большой емкости, как это показано на рис. 77,б. Заряжаясь от импульсов тока, конденсатор Сф в момент спадания тока или его исчезновения (между импульсами) разряжается через нагрузку К„. Если конденсатор достаточно большой емкости, то за время между импульсами тока он не будет успевать полностью разряжаться и в нагрузке будет непрерывно поддерживаться ток. Ток, поддерживаемый за счет зарядки конденсатора, показан на рис.
77, б сплошной волнисгой линией. Но и таким, несколыго приглаженным током тоже нельзя питать приемник или усилителгн оп будег «фонить», гак как пульсации пока еще очень ощутимы. В выпрямителе, с работой которого ты сейчас познакомился, полезно ис- а) т -~~еть 1 Ряс. 78.
Двухпалупериодный выпрямитель с сетевым трансформатором ВЗ пользуется энергия только половины вали переменного тока. Такое выпрямление переменного тока называют аднополунерноднымн, а выпрямители— аднаполунериаднымн лыирнмителямн, Однако выпрямитетям, настроенным по таким схемам, присущи два существенных недостатка. Первый из них включается в том, что напряжение выпрямленного тока равно примерно напряжению сети, в то время как для питания транзисторных конструкций необходимо более низкое напряжение, а для ламповых часто более высокое напрюкение. Второй недостаток-недопустимость присоединения заземления к приемнику, питаемому от такого выпрямителя. Если приемник заземлить, ток из электросети пойдет через приемник в землю — могут перегореть предохранители. Кроме того, приемник или усилитель, питаемые от такого выпрямителя н, таким образом, имеющие прямой контакт с электрасетью, опасны — можно получить электрический удар.
Оба зти недостатка устранены в выпрямителе с трапа)юрматором (рис. 78). Здесь выпрямляется не напряжение электросети, а напряжение вторичной (11) обмотки сетевого трансформатора Т. Поскольку эта обмотка изолирована ат первичной сетевой обмотки 1, радио- конструкция не имеет контакта с сетью и к пей можно подключать заземление. В выпрямителе на рис. 78 четыре диода, включенные по так называемой мостовой схеме. Диоды являются плечами выпрямительного моста. Нагрузка К„ включена в диагональ 1 — 2 мосин В таком выпрямителе в течение каждого полупериода работают поочередно два диода противоположных плеч моста, включенных между собой последовательно, но встречно по отношению ко второй парс диодов.
Следи вниматель- но) Когда на верхнем (по схеме) выводе вторичной обмотки положительный полупериод напряжения, ток идет через диод Ъ'2. нагрузку К„, диод ЧЗ к нижнему выводу обмотки П (график а). Диоды У1 и Ъ'4 в это время закрыты. Е течение другого полупернода переменного напрюкения, котла плюс на нижнем выводе обмотки П, ток идет через диод Ч4, нагрузку К„, диод У1 к верхнему выводу обмотки (график 6). В это время диоды У2 и Ъ"3 закрыты и, естественно, ток через себя не пропускают. И вот результаты: меняются знаки напряжения на выводах вторичной обмотки трансформатора, а через нагрузку выпрямителя идет ток одного направления (график в). В таком выпрямителе полезно используются оба полу- периода переменного тока, поэтому подобные выпрямители называют двухнолунериаднымн.
Эффективность работы двухполупериодного выпрямителя по сравнению с однополупериодным налицо: частота пульсаций выпрямленного тока удвоиласзь «провалы» между импульсами уменьшились. Среднее значение напряжения постоянного тока на выходе такого выпрямителя равно примерно переменному напряжению, действующему во всей вторичной обмотке трансформатора.
А если выпрямитель дополнить фильтром, сглаживающим пульсации выпрямленного тока, выходное напряжение увеличится в 1,4 раза, т. е. примерно на 40%. Именно такой выпрямитель я позже буду рекомендовать тебе для питания транзисюрпых конструкций. Теперь о точечном диоде. Внешний вид одного из таких приборов и его устройство (в значительно увеличенном виде) показаны на рис. 79.
Это диод серии Д9. Буква «Д» в его маркировке означает диод, а цифра Вюпупуюуюуппп т~па и Вюпыууюппюдюп пумюпюпп ю Рис. 79. Схематическое устройство и внешний вид точечного диода серии Д9 9 — порядковый заводской номер конструкции. Такой или ему подобный диод, например Д2, тебе уже знаком — я рекомендовал использовать его в твоем первом приемнике в качестве детектора. Выпрямительным элементом диода служат тонкая и очень маленькая (площадью около 1 ммх) гпастина полупроводника германия или кремния типа н и вольфрамовая проволочка, упирающаяся острым концом в пластину. Они пригаяны к отрезкам посеребренной проволоки длиной примерно по 50 мм, являющимися выводами диода.
Вся конструкпия находится внутри стеклянной трубочки диаметром около 3 и длиной меньше 10 мм, запаянной с концов. После сборки диод формуют — пропускают через контакт между пластиной полупроводника и острием вольфрамовой проволочки ток определенного значения. При этом под острием проволочки в кристалле полупроводника образуется неболыпая область с дырочной электропроводностью. Получается электронно-дырочный переход, обладающий односторонней проводимосп ю тока.
Пластина полупроводника является катодом, а вольфрамовая проволочка— анодом точечного диода. Вывод анода диодов серии Д9 обозггачают цветными метками на их корпусах. Электроды точечного диода серии Д2 обозначают символом диода на одном из его ленточных выводов. У точечного диода площадь соприкосновения острия проволочки с поверхностью пластины полупроводника чрезвычайно мала — не более 50 мкмх. Поэтому токи, которые точечные диоды могут выпрямлять в течение продолжительного времени, малы. Точечные диоды радиолюбитези используют в основном для детектирования модулированных колебаний высокой частоты, поэтому их часто называют высокочаслюшными дио- дами. О принципе работы точечного диода как детектора ты уже знаешь из четвертой беседы.
Как для плоскостных, так и для точечных диодов существуют максимально допустимые значения прямого и обратного токов, зависящие от прямо,го и обратного напряжений и определяющие их выпрямительные свойства и электрическую прочность. Это их основные параметры. Плоскостной диод Д226В, например. может продолжительное время выпрямлять ток до 300 мА. Но если его включить в цепь, потребляющую ток более 300 мА, он будет нагреваться, что неизбежно приведет к тепловому пробою р-и перехода и выходу диода из строя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
