วงจรเรียงกระแสไดโอดเป็นอุปกรณ์ที่นำกระแสในทิศทางเดียวเท่านั้น การออกแบบมีพื้นฐานมาจากจุดเชื่อมต่อ p-n หนึ่งช่องและเอาต์พุตสองช่อง ไดโอดเรียงกระแสจะเปลี่ยนกระแสจากการสลับเป็นกระแสตรง นอกจากนี้ ไดโอดเรียงกระแสยังใช้กันอย่างแพร่หลายในวงจรไฟฟ้าสำหรับการคูณแรงดันไฟฟ้า วงจรที่ไม่มีข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับพารามิเตอร์สัญญาณในแง่ของเวลาและความถี่

• หลักการทำงาน
• พารามิเตอร์อุปกรณ์พื้นฐาน
• วงจรเรียงกระแส
• อุปกรณ์พัลส์
• อุปกรณ์ที่นำเข้า

หลักการทำงาน

หลักการทำงานของอุปกรณ์นี้ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติต่างๆ ทางแยกพีเอ็น. ใกล้กับทางแยกของเซมิคอนดักเตอร์สองตัวจะมีชั้นหนึ่งซึ่งไม่มีพาหะประจุ นี่คือชั้นกั้น การต่อต้านของเขานั้นยอดเยี่ยมมาก

เมื่อชั้นสัมผัสกับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับภายนอก ความหนาของชั้นจะเล็กลงและหายไปโดยสิ้นเชิงในเวลาต่อมา กระแสที่เพิ่มขึ้นเรียกว่ากระแสไปข้างหน้า มันวิ่งจากขั้วบวกไปยังแคโทด หากแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับภายนอกมีขั้วที่แตกต่างกัน ชั้นปิดกั้นจะมีขนาดใหญ่ขึ้นและความต้านทานจะเพิ่มขึ้น

ประเภทของอุปกรณ์การกำหนด

ตามการออกแบบ มีอุปกรณ์สองประเภท: แบบชี้และแบบระนาบ ในอุตสาหกรรมที่พบมากที่สุดคือซิลิคอน (ชื่อ - Si) และเจอร์เมเนียม (ชื่อ - Ge) ครั้งแรก อุณหภูมิในการทำงานสูงกว่า ข้อดีของอย่างหลังคือแรงดันตกคร่อมต่ำพร้อมกับกระแสไปข้างหน้า

หลักการกำหนดไดโอดคือรหัสตัวอักษรและตัวเลข:

• องค์ประกอบแรกคือการกำหนดวัสดุที่ใช้ทำ
• ส่วนที่สองกำหนดคลาสย่อย
• ที่สามหมายถึงความสามารถในการทำงาน
• ที่สี่คือ หมายเลขซีเรียลการพัฒนา;
• ประการที่ห้า – การกำหนดการเรียงลำดับตามพารามิเตอร์

คุณลักษณะแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบัน (คุณลักษณะโวลต์-แอมแปร์) ของไดโอดเรียงกระแสสามารถแสดงเป็นกราฟิกได้ กราฟแสดงให้เห็นว่าคุณลักษณะแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบันของอุปกรณ์ไม่เป็นเชิงเส้น

ในควอแดรนท์เริ่มต้นของคุณลักษณะแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง สาขาตรงของมันสะท้อนถึงค่าการนำไฟฟ้าสูงสุดของอุปกรณ์เมื่อใช้ความต่างศักย์ไฟฟ้าโดยตรง สาขาย้อนกลับ (ควอแดรนท์ที่สาม) ของคุณลักษณะแรงดันไฟฟ้าปัจจุบันสะท้อนถึงสถานการณ์การนำไฟฟ้าต่ำ สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อความต่างศักย์กลับด้าน

ลักษณะเฉพาะของแรงดันไฟฟ้าปัจจุบันจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ความต่างศักย์โดยตรงจะลดลง

จากกราฟของคุณลักษณะแรงดันไฟฟ้าปัจจุบันจะเป็นไปตามว่ามีค่าการนำไฟฟ้าต่ำกระแสไฟฟ้าจะไม่ผ่านอุปกรณ์ อย่างไรก็ตาม ที่ค่าหนึ่งของแรงดันย้อนกลับ จะเกิดการพังทลายของหิมะถล่ม

ลักษณะแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบันของอุปกรณ์ซิลิคอนแตกต่างจากอุปกรณ์เจอร์เมเนียม ลักษณะเฉพาะของแรงดันไฟฟ้าปัจจุบันจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่แตกต่างกัน สิ่งแวดล้อม. กระแสย้อนกลับของอุปกรณ์ซิลิคอนนั้นน้อยกว่าอุปกรณ์เจอร์เมเนียมมาก จากกราฟของคุณลักษณะแรงดันไฟฟ้าปัจจุบันจะเป็นไปตามการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น

คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดคือความไม่สมดุลที่คมชัดของลักษณะแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบัน มีไบแอสไปข้างหน้า - มีค่าการนำไฟฟ้าสูง และมีไบแอสย้อนกลับ - ต่ำ เป็นคุณสมบัตินี้ที่ใช้ในการแก้ไขอุปกรณ์

ควรสังเกตการวิเคราะห์ลักษณะของอุปกรณ์: คำนึงถึงปริมาณเช่นค่าสัมประสิทธิ์การแก้ไขความต้านทานและความจุของอุปกรณ์ด้วย สิ่งเหล่านี้คือพารามิเตอร์เชิงอนุพันธ์

ปัจจัยการแก้ไขสะท้อนถึงคุณภาพของวงจรเรียงกระแส

เพื่อประหยัดค่าไฟฟ้า ผู้อ่านของเราขอแนะนำกล่องประหยัดไฟ การชำระเงินรายเดือนจะน้อยกว่าก่อนใช้โปรแกรมประหยัด 30-50% โดยจะลบส่วนประกอบที่เกิดปฏิกิริยาออกจากเครือข่าย ส่งผลให้โหลดลดลง และเป็นผลให้สิ้นเปลืองกระแสไฟด้วย เครื่องใช้ไฟฟ้ากินไฟน้อยลงและต้นทุนก็ลดลง

สามารถคำนวณปัจจัยการแก้ไขได้ จะเท่ากับอัตราส่วนของกระแสไปข้างหน้าของอุปกรณ์ต่อการย้อนกลับ การคำนวณนี้เป็นที่ยอมรับสำหรับอุปกรณ์ในอุดมคติ ค่าสัมประสิทธิ์การแก้ไขสามารถเข้าถึงได้หลายแสน ยิ่งมีขนาดใหญ่ เครื่องหนีบผมก็จะทำงานได้ดียิ่งขึ้นเท่านั้น

พารามิเตอร์อุปกรณ์พื้นฐาน

พารามิเตอร์ใดที่บ่งบอกถึงลักษณะของอุปกรณ์? พารามิเตอร์หลักของไดโอดเรียงกระแส:

• ค่าสูงสุดของกระแสไปข้างหน้าเฉลี่ย
• ค่าแรงดันย้อนกลับสูงสุดที่อนุญาต
• ความถี่สูงสุดที่อนุญาตของความต่างศักย์ที่กระแสไปข้างหน้าที่กำหนด

ขึ้นอยู่กับค่ากระแสไปข้างหน้าสูงสุด ไดโอดเรียงกระแสจะถูกแบ่งออกเป็น:

• อุปกรณ์ พลังงานต่ำ. มีค่ากระแสไปข้างหน้าสูงถึง 300 mA;
• ไดโอดเรียงกระแสกำลังปานกลาง ช่วงกระแสไปข้างหน้าคือตั้งแต่ 300 mA ถึง 10 A;
• กำลัง (กำลังสูง) มูลค่ามากกว่า 10 A.

มีอุปกรณ์ไฟฟ้าขึ้นอยู่กับรูปทรง วัสดุ และประเภทการติดตั้ง สิ่งที่พบบ่อยที่สุดคือ:

• อุปกรณ์ไฟฟ้ากำลังปานกลาง ของพวกเขา ข้อกำหนดทางเทคนิคอนุญาตให้คุณทำงานกับแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1.3 กิโลโวลต์
• กำลังไฟฟ้ากำลังสูงสามารถส่งกระแสได้สูงถึง 400 A ซึ่งเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูง มีตัวเรือนที่แตกต่างกันสำหรับพาวเวอร์ไดโอด ที่พบมากที่สุดคือประเภทพินและแท็บเล็ต

วงจรเรียงกระแส

แผนการเชื่อมต่อ อุปกรณ์ไฟฟ้าแตกต่าง. ในการแก้ไขแรงดันไฟฟ้าหลักจะแบ่งออกเป็นเฟสเดียวและหลายเฟสครึ่งคลื่นและเต็มคลื่น ส่วนใหญ่เป็นเฟสเดียว ด้านล่างนี้คือการออกแบบวงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่นและกราฟแรงดันไฟฟ้าสองตัวบนแผนภาพเวลา

แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ U1 ถูกจ่ายให้กับอินพุต (รูปที่ a) ทางด้านขวาของกราฟจะแสดงด้วยคลื่นไซน์ สถานะไดโอดเปิดอยู่ กระแสไหลผ่านโหลดRн ระหว่างครึ่งวงจรลบ ไดโอดจะปิด ดังนั้นจึงมีเพียงความต่างศักย์เชิงบวกเท่านั้นที่จ่ายให้กับโหลด ในรูป การพึ่งพาเวลาของมันสะท้อนให้เห็น ความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นนี้เกิดขึ้นในช่วงครึ่งรอบหนึ่ง นี่คือที่มาของชื่อของโครงการ

วงจรเต็มคลื่นที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยวงจรครึ่งคลื่นสองวงจร สำหรับการออกแบบวงจรเรียงกระแสนี้ ไดโอดสองตัวและตัวต้านทานหนึ่งตัวก็เพียงพอแล้ว

ไดโอดส่งเฉพาะคลื่นบวกเท่านั้น กระแสสลับ. ข้อเสียของการออกแบบคือในระหว่างครึ่งรอบ ความต่างศักย์ไฟฟ้ากระแสสลับจะถูกลบออกจากขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงเพียงครึ่งหนึ่งเท่านั้น

หากคุณใช้ไดโอดสี่ตัวในการออกแบบแทนที่จะเป็นสองตัว ประสิทธิภาพจะเพิ่มขึ้น

วงจรเรียงกระแสมีการใช้กันอย่างแพร่หลายใน สาขาต่างๆอุตสาหกรรม. มีอุปกรณ์สามเฟสเข้ามาเกี่ยวข้อง เครื่องกำเนิดไฟฟ้ารถยนต์. และการใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับที่ประดิษฐ์ขึ้นช่วยลดขนาดของอุปกรณ์นี้ นอกจากนี้ความน่าเชื่อถือยังเพิ่มขึ้นอีกด้วย

ในอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูง มีการใช้เสาไฟฟ้าแรงสูงซึ่งประกอบด้วยไดโอดกันอย่างแพร่หลาย พวกมันเชื่อมต่อกันเป็นอนุกรม

อุปกรณ์พัลส์

อุปกรณ์พัลซิ่งคืออุปกรณ์ที่มีระยะเวลาการเปลี่ยนจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่งสั้น พวกมันถูกใช้เพื่อทำงานในวงจรพัลส์ อุปกรณ์ดังกล่าวแตกต่างจากอะนาล็อกวงจรเรียงกระแสที่มีขนาดเล็ก ความจุ p-nการเปลี่ยนภาพ

สำหรับอุปกรณ์ในคลาสนี้ นอกเหนือจากพารามิเตอร์ที่ระบุไว้ข้างต้น ควรรวมสิ่งต่อไปนี้ด้วย:

• แรงดันไฟฟ้าและกระแสพัลส์ไปข้างหน้า (ย้อนกลับ) สูงสุด
• ระยะเวลาการติดตั้งแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง
• ระยะเวลาการฟื้นตัวของความต้านทานย้อนกลับของอุปกรณ์

ไดโอดชอตกีใช้กันอย่างแพร่หลายในวงจรพัลส์ความเร็วสูง

อุปกรณ์ที่นำเข้า

อุตสาหกรรมภายในประเทศผลิตอุปกรณ์ได้เพียงพอ อย่างไรก็ตามสินค้านำเข้าในปัจจุบันเป็นที่ต้องการมากที่สุด ถือว่ามีคุณภาพสูงกว่า

อุปกรณ์นำเข้าถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในวงจรโทรทัศน์และวิทยุ พวกเขายังใช้เพื่อปกป้อง อุปกรณ์ต่างๆหากเชื่อมต่อไม่ถูกต้อง (ขั้วผิด) จำนวนไดโอดที่นำเข้ามีหลากหลายประเภท ยังไม่มีทางเลือกอื่นทดแทนสำหรับพวกเขาด้วยในประเทศ

มีเครื่องมือและอุปกรณ์มากมายที่แปลงกระแสไฟฟ้า เราเสนอให้พิจารณาว่าไดโอดเรียงกระแสกำลังสูงและปานกลางคืออะไร หลักการทำงาน ตลอดจนคุณลักษณะและการใช้งาน

คำอธิบายของไดโอดเรียงกระแส

ไดโอดไฟฟ้าวงจรเรียงกระแสกำลังสูงและปานกลาง (ไมโครเวฟ) เป็นอุปกรณ์ที่ช่วยให้ กระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวเท่านั้น ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อควบคุมแหล่งพลังงานเฉพาะ ไดโอดเรียงกระแสสามารถรองรับกระแสไฟฟ้าที่สูงกว่าตัวนำทั่วไป ตามกฎแล้วพวกเขาจะใช้ในการแปลงกระแสสลับเป็นกระแสตรงซึ่งมีความถี่ไม่เกิน 20 kHz รูปแบบการทำงานของพวกเขามีดังนี้:

รูปภาพ - หลักการทำงานของไดโอดเรียงกระแส

มากมาย อุปกรณ์ไฟฟ้าต้องการส่วนประกอบแยกเหล่านี้เนื่องจากสามารถทำหน้าที่เป็นวงจรรวมได้ ส่วนใหญ่แล้วไดโอดเรียงกระแสกำลังทำจากซิลิคอนเนื่องจากพื้นผิวทางแยก PN มีขนาดค่อนข้างใหญ่ วิธีการนี้ให้การถ่ายโอนกระแสไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม ขณะเดียวกันก็รับประกันว่าจะไม่มีการลัดวงจรหรือไฟกระชาก

รูปภาพ - ไดโอดเรียงกระแสไดโอดเรียงกระแส

วงจรเรียงกระแสเซมิคอนดักเตอร์ซิลิคอนและไดโอดเทอร์มิโอนิกแบบท่อผลิตขึ้นโดยใช้สารประกอบ เช่น ทองแดงหรือซีลีเนียมออกไซด์ ด้วยการแนะนำอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เซมิคอนดักเตอร์ชนิดหลอดสุญญากาศด้วย ฐานโลหะล้าสมัย แต่อะนาล็อกยังคงใช้ในอุปกรณ์เครื่องเสียงและโทรทัศน์ ปัจจุบันนี้ในการจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์จากกระแสต่ำมากไปจนถึงกระแสสูงมาก ส่วนใหญ่จะใช้ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์หลายประเภท (หน่วยความเร็วสูง อุปกรณ์เจอร์เมเนียมต่างประเทศ อุปกรณ์ภายในประเทศเวอร์ชันแท็บเล็ต, ไดโอด Schottky ฯลฯ)

อุปกรณ์อื่น ๆ ที่มีอิเล็กโทรดควบคุมติดตั้งอยู่ ซึ่งจำเป็นต้องใช้วิธีแก้ไขที่ง่ายกว่าหรือแรงดันไฟฟ้าด้านออกที่แปรผันได้ (เช่น เครื่องเชื่อม) ใช้วงจรเรียงกระแสที่ทรงพลังกว่า สิ่งเหล่านี้อาจเป็นอุปกรณ์ซิลิคอนหรือเจอร์เมเนียม สิ่งเหล่านี้ได้แก่ ไทริสเตอร์ ไดโอดซีเนอร์ หรือสวิตช์โซลิดสเตตสับเปลี่ยนควบคุมอื่นๆ ที่ทำงานเหมือนกับไดโอด ทำให้กระแสไหลไปในทิศทางเดียวเท่านั้น ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อุตสาหกรรม และยังใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านวิศวกรรมไฟฟ้า การเชื่อม หรือการตรวจสอบการทำงานของสายส่งกระแสไฟฟ้า

รูปภาพ - วงจรเรียงกระแสไดโอดและแคโทดพร้อมขั้วบวก

ประเภทของวงจรเรียงกระแสมาตรฐาน

พาวเวอร์เรกติฟายเออร์เซมิคอนดักเตอร์ไดโอดมีหลายประเภท ขึ้นอยู่กับประเภทของการติดตั้ง วัสดุ รูปร่าง จำนวนไดโอด และระดับของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน ที่พบบ่อยที่สุดคือ:

1. อุปกรณ์กำลังปานกลางที่สามารถส่งกระแสไฟฟ้าได้ตั้งแต่ 1 ถึง 6 แอมป์ นอกจากนี้พารามิเตอร์ทางเทคนิคของอุปกรณ์ส่วนใหญ่บอกว่าไดโอดดังกล่าวสามารถเปลี่ยนกระแสจากแรงดันไฟฟ้าเป็น 1.3 กิโลโวลต์
2. ไดโอดเรียงกระแสของซีรีย์สูงสุดสามารถส่งกระแสได้ตั้งแต่ 10 แอมป์ถึง 400 ส่วนใหญ่จะใช้เป็นตัวแปลงที่เร็วเป็นพิเศษสำหรับควบคุมกิจกรรมทางอุตสาหกรรม อุปกรณ์เหล่านี้เรียกอีกอย่างว่าไฟฟ้าแรงสูง
3. ไดโอดความถี่ต่ำหรือพลังงานต่ำ

ก่อนที่คุณจะซื้ออุปกรณ์ใดๆ ประเภทนี้เป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องเลือกพารามิเตอร์หลักของไดโอดเรียงกระแสอย่างถูกต้อง ซึ่งรวมถึง: ลักษณะเฉพาะของแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบัน (สูงสุด กระแสย้อนกลับ, กระแสไฟพีคสูงสุด), แรงดันย้อนกลับสูงสุด, แรงดันไปข้างหน้า, วัสดุตัวเรือน และกระแสไฟฟฉาที่เรียงกระแสเฉลี่ย

เรามีตารางที่คุณสามารถเลือกประเภทของไดโอดได้ตามความต้องการของคุณ ระบุไว้ ข้อกำหนดอาจเปลี่ยนแปลงได้ตามคำขอของผู้ผลิต ดังนั้น ควรตรวจสอบข้อมูลผู้ขายก่อนซื้อ

รูปภาพ - ตารางไดโอดความถี่ต่ำ

ไดโอดเรียงกระแสนำเข้า (ต่างประเทศ) (ชนิด KVRS, SMD):

รูปภาพ - ตารางไดโอดนำเข้า

ข้อมูลเกี่ยวกับกำลังหรือไดโอดความถี่สูง:

รูปภาพ - พาวเวอร์ไดโอด

วงจรเรียงกระแสก็แตกต่างกันเช่นกัน อาจเป็นแบบเฟสเดียว (เช่นรถยนต์และไดโอดถล่ม) หรือหลายเฟส (สามเฟสถือเป็นที่นิยมมากที่สุด) วงจรเรียงกระแสกำลังต่ำที่สุดสำหรับ อุปกรณ์ภายในบ้านเฟสเดียวแต่สามเฟสสำคัญมากสำหรับ อุปกรณ์อุตสาหกรรม. สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า หม้อแปลงไฟฟ้า เครื่องมือกล

แต่ในเวลาเดียวกัน มีการใช้ไดโอดหกตัวสำหรับวงจรเรียงกระแสบริดจ์สามเฟสที่ไม่สามารถควบคุมได้ ดังนั้นจึงมักเรียกว่าอุปกรณ์วงจรเรียงกระแสแบบหกไดโอด สะพานถือเป็นพัลส์และมีความสามารถในการทำให้เป็นมาตรฐานและแก้ไขกระแสที่ไม่เสถียรได้

สำหรับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำ ( ที่ชาร์จ) ไดโอดคู่ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับขั้วบวกของไดโอดตัวที่ 1 ก็เชื่อมต่อกับแคโทดของไดโอดตัวที่สองด้วย และผลิตในตัวเครื่องเดียว ไดโอดคู่ที่มีจำหน่ายทั่วไปบางรุ่นมีขั้วต่อทั้งสี่ขั้วให้เลือก ซึ่งสามารถกำหนดค่าให้เหมาะกับความต้องการของคุณได้

รูปภาพ - ไดโอดเรียงกระแสกำลังปานกลาง

เพื่อให้ได้พลังงานที่สูงกว่า อุปกรณ์แยกหนึ่งเครื่องมักจะใช้บริดจ์ไดโอดทั้งหกตัวแต่ละตัว สามารถใช้ได้ทั้งสองอย่าง อุปกรณ์พื้นผิวและสำหรับการตรวจสอบอุปกรณ์ที่ซับซ้อนมากขึ้น สะพานหกไดโอดมักใช้วงจรจำกัด

วิดีโอ: หลักการทำงานของไดโอด

การทำเครื่องหมายของไดโอดเรียงกระแส

ขึ้นอยู่กับการออกแบบและวัตถุประสงค์ ไดโอดเรียงกระแสมีการทำเครื่องหมายดังนี้:

จากข้อมูลนี้ เรามีข้อความถอดเสียงดังต่อไปนี้:

ซีดี - พัลส์หรือไดโอดเรียงกระแสของการออกแบบซิลิคอน

CC – บล็อกซิลิกอนชนิดเรียงกระแส

ก่อนที่คุณจะซื้อไดโอดเรียงกระแสในคาร์คอฟ มอสโก และเมืองอื่นๆ โปรดตรวจสอบข้อกำหนดอ้างอิงกับที่ปรึกษาฝ่ายขายก่อน

ไดโอดเรียงกระแสเป็นไดโอดที่ใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ออกแบบมาเพื่อการแปลง กระแสสลับเป็นการถาวร จริงอยู่ ขอบเขตการใช้งานส่วนประกอบวิทยุเหล่านี้ไม่ได้จำกัดอยู่เพียงฟังก์ชันนี้: ใช้สำหรับการสลับในวงจรกระแสสูง ซึ่งไม่มีการควบคุมพารามิเตอร์เวลาและความถี่ของสัญญาณไฟฟ้าอย่างเข้มงวด

การจัดหมวดหมู่

ตามค่าของกระแสไปข้างหน้าซึ่งเป็นค่าสูงสุดที่อนุญาต ไดโอดเรียงกระแสอาจมีกำลังต่ำ ปานกลาง และสูง:

• ขนาดเล็ก - แก้ไขกระแสตรงสูงสุด 300 mA;
• ไดโอดเรียงกระแสกำลังปานกลาง - ตั้งแต่ 300 mA ถึง 10 A;
• ใหญ่ - มากกว่า 10 A.

เจอร์เมเนียมหรือซิลิคอน

ตามวัสดุที่ใช้คือซิลิคอนและเจอร์เมเนียม แต่มีมากกว่านั้น ประยุกต์กว้างพบไดโอดเรียงกระแสซิลิคอนเนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพ

กระแสย้อนกลับของพวกมันน้อยกว่าเจอร์เมเนียมหลายเท่าในขณะที่แรงดันไฟฟ้าเท่ากัน ทำให้สามารถรับแรงดันย้อนกลับที่อนุญาตได้สูงมากในเซมิคอนดักเตอร์ซึ่งอาจสูงถึง 1,000-1500 V ในไดโอดเจอร์เมเนียมพารามิเตอร์นี้อยู่ในช่วง 100-400 V

ไดโอดซิลิคอนสามารถทำงานได้ในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ -60 ºСถึง +150 ºСและไดโอดเจอร์เมเนียม - ตั้งแต่ -60 ºСถึง +85 ºСเท่านั้น สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากเมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 85 ºСจำนวนคู่อิเล็กตรอนที่เกิดขึ้นจะถึงค่าที่กระแสย้อนกลับเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและวงจรเรียงกระแสหยุดทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ

เทคโนโลยีการผลิต

การออกแบบไดโอดเรียงกระแสเป็นแผ่นเวเฟอร์ของคริสตัลเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งในร่างกายมีสองส่วนที่มีค่าการนำไฟฟ้าต่างกัน นี่คือเหตุผลว่าทำไมจึงเรียกว่าระนาบ

ไดโอดเรียงกระแสเซมิคอนดักเตอร์ทำดังนี้: ในบริเวณของคริสตัลเซมิคอนดักเตอร์ที่มีความนำไฟฟ้าชนิด n, อลูมิเนียม, อินเดียมหรือโบรอนจะถูกละลายและในบริเวณของคริสตัลที่มีค่าการนำไฟฟ้าประเภท p ฟอสฟอรัสจะถูกละลาย

เมื่อถูกเปิดโปง อุณหภูมิสูงสารทั้งสองนี้ถูกหลอมรวมกับฐานเซมิคอนดักเตอร์อย่างแน่นหนา นอกจากนี้ อะตอมของวัสดุเหล่านี้จะกระจายเข้าไปในคริสตัลเพื่อสร้างบริเวณที่มีการนำไฟฟ้าหรือรูเป็นส่วนใหญ่ เป็นผลให้เกิดอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีสองบริเวณด้วย หลากหลายชนิดค่าการนำไฟฟ้าและรอยต่อ p-n เกิดขึ้นระหว่างกัน นี่คือหลักการทำงานของไดโอดระนาบส่วนใหญ่ที่ทำจากซิลิคอนและเจอร์เมเนียม

ออกแบบ

เพื่อจัดระเบียบการป้องกันจากอิทธิพลภายนอก ตลอดจนเพื่อให้เกิดการกระจายความร้อนที่เชื่อถือได้ คริสตัลที่มีจุดเชื่อมต่อ p-n จึงถูกติดตั้งไว้ในตัวเครื่อง
ไดโอดที่มีกำลังไฟต่ำนั้นผลิตในตัวเรือนพลาสติกซึ่งมีสายไฟภายนอกที่ยืดหยุ่น ไดโอดเรียงกระแสกำลังปานกลางมีตัวเรือนโลหะแก้วพร้อมสายไฟภายนอกที่แข็งแรง ชิ้นส่วนกำลังสูงจะอยู่ในตัวเรือนโลหะแก้วหรือโลหะเซรามิก

ผลึกซิลิคอนหรือเจอร์เมเนียมที่มีจุดเชื่อมต่อ pn จะถูกบัดกรีเข้ากับที่ยึดคริสตัล ซึ่งทำหน้าที่เป็นฐานของตัวเรือนด้วย มีการเชื่อมตัวถังที่มีฉนวนแก้วเข้าด้วยกันโดยที่เอาท์พุตของอิเล็กโทรดตัวใดตัวหนึ่งจะไป

ไดโอดกำลังต่ำซึ่งมีขนาดและน้ำหนักค่อนข้างเล็ก มีลีดที่ยืดหยุ่นซึ่งติดตั้งอยู่ในวงจร

เนื่องจากกระแสที่เซมิคอนดักเตอร์กำลังปานกลางและไดโอดเรียงกระแสกำลังสูงทำงานถึงค่าที่มีนัยสำคัญ ขั้วต่อของพวกมันจึงมีพลังมากกว่ามาก ส่วนล่างทำในรูปแบบของฐานขนาดใหญ่ที่ช่วยระบายความร้อนพร้อมสกรูและ พื้นผิวด้านนอกรูปร่างแบนซึ่งออกแบบมาเพื่อให้หน้าสัมผัสความร้อนกับหม้อน้ำภายนอกเชื่อถือได้

ลักษณะเฉพาะ

เซมิคอนดักเตอร์แต่ละประเภทมีพารามิเตอร์การทำงานและการจำกัดของตัวเอง ซึ่งถูกเลือกเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานในวงจรใดๆ

พารามิเตอร์ของไดโอดเรียงกระแส:

• ฉันตรงสูงสุด- กระแสตรงซึ่งเป็นค่าสูงสุดที่อนุญาต A.
• คุณส่งคืนสูงสุด- แรงดันย้อนกลับซึ่งเป็นค่าสูงสุดที่อนุญาต V.
• ฉันกลับ- ค่าคงที่กระแสย้อนกลับ, µA
• คุณตรง- แรงดันคงที่คงที่, V.
• ความถี่ในการทำงาน, กิโลเฮิรตซ์
• อุณหภูมิในการทำงาน, กับ.
• สูงสุด- กำลังไฟฟ้าที่กระจายโดยไดโอดซึ่งเป็นค่าสูงสุดที่อนุญาต

คุณสมบัติของไดโอดเรียงกระแสยังห่างไกลจากรายการนี้ อย่างไรก็ตาม ก็มักจะเพียงพอที่จะเลือกชิ้นส่วนได้

วงจรเรียงกระแสไฟ AC ที่ง่ายที่สุด

มาดูกันว่าวงจรทำงานอย่างไร (ไดโอดเรียงกระแสมีบทบาทอยู่ บทบาทหลัก) วงจรเรียงกระแสดั้งเดิม

แรงดันไฟฟ้าหลัก AC ที่มีครึ่งรอบบวกและลบถูกจ่ายให้กับอินพุต โหลด (โหลด R) เชื่อมต่อกับเอาต์พุตของวงจรเรียงกระแสและฟังก์ชันขององค์ประกอบที่แก้ไขกระแสไฟฟ้าจะดำเนินการโดยไดโอด (VD)

แรงดันไฟฟ้าครึ่งรอบที่เป็นบวกที่จ่ายให้กับขั้วบวกจะทำให้ไดโอดเปิด ในเวลานี้กระแสตรง (I direct) ไหลผ่านดังนั้นจึงผ่านโหลด (โหลด R) ซึ่งขับเคลื่อนโดยวงจรเรียงกระแส

แรงดันไฟฟ้าครึ่งรอบเชิงลบที่จ่ายให้กับขั้วบวกของไดโอดจะทำให้ขั้วปิด กระแสไฟฟ้าไดโอดย้อนกลับขนาดเล็กไหลผ่านวงจร (ฉันย้อนกลับ) ที่นี่ไดโอดจะตัดคลื่นครึ่งคลื่นลบของกระแสสลับออก

เป็นผลให้ปรากฎว่ากระแสสลับในทิศทางเดียวเต้นเป็นจังหวะผ่านโหลดที่เชื่อมต่อกับเครือข่าย (โหลด R) ผ่านไดโอด (VD) ท้ายที่สุดมันสามารถเกิดขึ้นได้เฉพาะในครึ่งรอบเชิงบวกเท่านั้น นี่คือความหมายของการแก้ไข AC

อย่างไรก็ตาม แรงดันไฟฟ้าดังกล่าวสามารถจ่ายไฟให้กับโหลดพลังงานต่ำที่จ่ายไฟจากแหล่งจ่ายไฟหลักกระแสสลับเท่านั้น และไม่มีความต้องการพลังงานที่รุนแรง เช่น หลอดไส้

หลอดไฟจะส่งแรงดันไฟฟ้าเฉพาะเมื่อพัลส์บวกผ่านไปเท่านั้น ซึ่งส่งผลให้เครื่องใช้ไฟฟ้าเกิดการกะพริบเล็กน้อยที่ความถี่ 50 เฮิรตซ์ จริงอยู่เนื่องจากด้ายมีความเฉื่อยทางความร้อนจึงไม่สามารถทำให้เย็นลงได้อย่างสมบูรณ์ในช่วงเวลาระหว่างพัลส์ซึ่งหมายความว่าการกะพริบจะแทบจะมองไม่เห็นเลย

หากใช้แรงดันไฟฟ้าดังกล่าวกับเครื่องขยายเสียงหรือตัวรับพลังงาน จะได้ยินเสียงในลำโพง ความถี่ต่ำ (ความถี่ 50 Hz) ซึ่งเรียกว่า AC hum ผลกระทบนี้เกิดขึ้นเนื่องจากกระแสไฟฟ้าที่เต้นเป็นจังหวะเมื่อผ่านโหลด จะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่เต้นเป็นจังหวะในนั้น ทำให้เกิดเสียงฮัม

ข้อเสียนี้จะถูกกำจัดไปบ้างหากมีการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุตัวกรอง (ตัวกรอง C) ซึ่งมีความจุค่อนข้างใหญ่เชื่อมต่อแบบขนานกับโหลด

ตัวเก็บประจุจะถูกชาร์จด้วยพัลส์กระแสระหว่างครึ่งรอบเชิงบวก และคายประจุผ่านโหลด (โหลด R) ระหว่างครึ่งรอบลบ ด้วยความเพียงพอ ความจุของตัวเก็บประจุในช่วงเวลาที่ผ่านไประหว่างพัลส์กระแสสองพัลส์ จะไม่มีเวลาคายประจุจนหมด ดังนั้นโหลดจะมีกระแสคงที่ (โหลด R)

แต่ถึงแม้จะมีกระแสที่ค่อนข้างราบรื่น แต่ก็ไม่ควรจ่ายไฟให้กับโหลดเช่นกันเพราะมันจะสร้างเสียงรบกวนต่อไปเนื่องจากขนาดของระลอกคลื่น (U puls.) ยังคงค่อนข้างร้ายแรง

ข้อบกพร่อง

วงจรเรียงกระแสที่เราเพิ่งพูดถึงไปนั้นใช้คลื่นกระแสไฟฟ้ากระแสสลับเพียงครึ่งหนึ่งเพื่อประโยชน์ ส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าอินพุตสูญเสียมากกว่าครึ่งหนึ่ง การแก้ไขไฟฟ้ากระแสสลับประเภทนี้เรียกว่าครึ่งคลื่น และวงจรเรียงกระแสที่ใช้การแก้ไขประเภทนี้เรียกว่าครึ่งคลื่น ข้อเสียของวงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่นในวงจรเรียงกระแสโดยใช้ไดโอดบริดจ์สามารถกำจัดได้สำเร็จ

สะพานไดโอด

สะพานไดโอดเป็นวงจรขนาดกะทัดรัดที่ประกอบด้วยไดโอดสี่ตัวและมีจุดประสงค์ในการแปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไฟฟ้ากระแสตรง วงจรบริดจ์ทำให้สามารถส่งกระแสไฟฟ้าในแต่ละครึ่งรอบได้ ซึ่งทำให้กระแสไหลผ่านได้อย่างดีจากวงจรครึ่งคลื่น สะพานไดโอดผลิตขึ้นในรูปแบบของชุดประกอบขนาดเล็กซึ่งอยู่ในตัวเรือนพลาสติก

ที่เอาต์พุตของตัวเรือนของชุดประกอบดังกล่าวจะมีหมุดสี่อันที่มีเครื่องหมาย "+", " — " หรือ " ~ " ซึ่งระบุถึงวัตถุประสงค์ของการติดต่อ อย่างไรก็ตาม สะพานไดโอดนั้นไม่พบในชุดประกอบ แต่มักจะประกอบเข้าด้วยกันโดยตรง แผงวงจรพิมพ์โดยเปิดไดโอดสี่ตัว วงจรเรียงกระแสซึ่งดำเนินการอยู่ สะพานไดโอดเรียกว่าฟูลเวฟ