Ламповые диоды

Ламповые диоды представляют собой радиолампу с двумя рабочими электродами, один из которых подогревается нитью накала. Благодаря этому, часть электронов покидает поверхность разогретого электрода (катода) и под действием электрического поля движется к другому электроду — аноду. Если же поле направлено в противоположную сторону, электрическое поле препятствует этим электронам и тока (практически) нет.

Газотрон [от газ и (элек) трон], двухэлектродный ионный прибор, используемый в качестве вентиля с неуправляемым электрическим разрядом. Газотрон применяют главным образом в высоковольтных выпрямителях переменного электрического тока радиопередатчиков. Электроды Газотрон — анод, изготовляемый из никеля, стали или графита, и оксидный катод с прямым или косвенным подогревом — помещены в среду инертного газа или смеси газов под давлением 0,1—0,25мм рт. ст. (1ммрт. ст. = 133,322 н/м²) либо паров ртути под давлением 0,001—0,01 мм рт. ст. (рис.).   Катод, как правило, помещают в металлический (тепловой) экран для облегчения теплового режима работы. Выпрямляющее действие Газотрон обусловлено тем, что при положительном полупериоде переменного напряжения на аноде, превышающего напряжение зажигания Газотрон, между анодом и катодом возникает несамостоятельный дуговой разряд, который поддерживается небольшим напряжением горения (10—30 в), а при отрицательном полупериоде анод находится под максимально выпрямляемым напряжением и ток в Газотрон практически отсутствует. Напряжение горения мало зависит от протекающего тока, который для различных маломощных Газотрон колеблется в пределах 0,01—0,5 а, а для мощных — 15—150 а. Вследствие незначительного падения напряжения (напряжение горения) при дуговом разряде выпрямители с Газотрон имеют высокий кпд (95—99%). Допустимая температура окружающей среды во время работы Газотрон с ртутным наполнением лежит в пределах от 15 до 50°С, а для Газотрон с газовым наполнением — от 60 до 100°С. Газотрон различают: по роду наполняющего газа (смеси газов) или паров металла (аргон, гелий, пары ртути и др.), по конструкции анода (открытая, полузакрытая, закрытая), по амплитуде выпрямляемого напряжения (низковольтные — тунгары — с напряжением на аноде до 300 в, нормальные — до 15 кв и высоковольтные — до 70 кв).     Мощный газотрон ВГ-163 с ртутным наполнением: 1 — оксидный подогревный катод; 2 — тепловой экран, соединенный с катодом; 3 — графитовый анод; 4 — горловина газотрона, в которой находятся капли ртути; 5 — тепловой экран.

Специальные типы диодов

• Стабилитроны (диод Зенера). Используют обратную ветвь характеристики диода с обратимым пробоем для стабилизации напряжения.

• Туннельные диоды (диоды Лео Эсаки). Диоды, существенно использующие квантовомеханические эффекты. Имеют область т. н. «отрицательного сопротивления» на вольт-амперной характеристике. Применяются как усилители, генераторы и пр.

• Варикапы. Используется то, что запертый p—n-переход обладает большой ёмкостью, причём ёмкость зависит от выставленного обратного напряжения. Применяются в качестве конденсаторов переменной ёмкости.

• Светодиоды (диоды Генри Раунда). В отличие от обычных диодов, при рекомбинации электронов и дырок в переходе излучают свет в видимом диапазоне, а не в инфракрасном. Однако, выпускаются светодиоды и с излучением в ИК диапазоне, а с недавних пор — и в УФ.

• Полупроводниковые лазеры. По устройству близки к светодиодам, однако имеют лазерный резонатор, излучают когерентный свет.

• Фотодиоды. Запертый фотодиод открывается под действием света.

• Солнечный элемент. Подобен фотодиоду, но работает без смещения. Падающий на p-n переход свет вызывает движение электронов и генерацию тока.

• Диоды Ганна. Используются для генерации и преобразования частоты в СВЧ диапазоне.

• Диод Шоттки. Диод с малым падением напряжения при прямом включении.

• Лавинно-пролётный диод. Диод, работающий за счёт лавинного пробоя.

• Магнитодиод. Диод, вольт-амперная характеристика которого существенно зависит от значения индукции магнитного поля и расположения его вектора относительно плоскости p-n-перехода.

• Стабисторы. При работе используется участок ветви вольт-амперной характеристики, соответствующий «прямому напряжению» на диоде.

• Смесительный диод — предназначен для перемножения двух высокочастотных сигналов.

• Лавинный диод — используется в качестве элементов защиты цепей.

• pin диод — содержит область собственной проводимости между сильнолегированными областями. Используется в СВЧ-технике, силовой электронике, как фотодетектор.