Dioda je polovodičová elektrotechnická součástka se dvěma elektrodami, označovanými jako anoda a katoda, která se vyznačuje velmi odlišným tvarem voltampérové charakteristiky v závislosti na polaritě přiloženého napětí. Po připojení anody na kladnější napětí, nežli je na katodě, klade dioda jen malý odpor průchodu elektrického proudu, zatímco při opačném zapojení je dioda téměř nevodivá.
Tolik k teorii. Teď k samotným usměrňovacím univerzálním diodám řady 1N4000 a 1N5400.
Řada 1N4000
1N400x (nebo 1N4000) je řada usměrňovacích diod pro maximální proud 1 A, široce používaná v elektronice díky své velké univerzálnosti a velmi nízké ceně. Součástí této řady jsou modely 1N4001, 1N4002, 1N4003, 1N4004, 1N4005, 1N4006 a 1N4007. Jediným rozdílem mezi nimi je maximální prahové napětí, kterému odolávají. Ve zbylých vlastnostech jsou si navzájem podobné a zaměnitelné.
Diody řady 1N4000 jsou použitelné pro maximální proud 1 ampér a obecně se používají jako usměrňovače v napájecích zdrojích a v AC adaptérech. Mohou být také použity jako přechodové tlumiče v indukčních zátěžích – viz následující obrázek – např. relé nebo motorech, ale protože jsou relativně pomalé, nejsou pro tuto aplikaci ideální.
Řada 1N5400
Série diod 1N5400 je podobná řadě 1N4000, ale umožňuje proudovou zátěž až do 3 A. Tyto diody jsou větší než 1N4000, aby se zlepšil odvod tepla. Také mají větší rozmanitost v maximálních prahových napětích, kdy přibyly hodnoty pro napětí 300V a 500V.
Na následujícím obrázku vidíme rozdíl ve velikosti mezi oběma modely a také velikosti jejich SMD alternativ, včetně typového označení pouzdra.
Rychlost přepínání
Jak již bylo uvedeno výše, rychlost spínání všech těchto diod je vzhledem k vnitřní kapacitě polovodiče (mezi 10 pF a 15 pF) relativně pomalá, proto nejsou vhodné pro práci s vysokými frekvencemi. Při použití jako síťové usměrňovače (50 Hz / 60 Hz) nebo s frekvencemi nepřesahujícími 1 000 Hz nemají ale žádné nevýhody.
Naopak při použití diody, jako odrušovače v indukčních zátěžích je nejlepší, aby dioda byla co nejrychlejší. Tak eliminuje napěťové špičky, které způsobují rušení a mohly by poškodit výkonové tranzistory, které ovlivňují spínání. V těchto případech je lepší použít rychlé Schottkyho diody, které popíšu v jiném článku. Ať tak či onak, s malými motory nebo relé, diody 1N4006 nebo 1N4007 fungují správně a jsou praktickým a levným řešením.
Pokles napětí, ztrátový výkon a teplota
Když je dioda zapojena v obvodu, na jejích svorkách budeme pozorovat úbytek napětí, který se může pohybovat mezi 0,7 V a 1,2 V, na základě intenzity proudu, který jimi prochází. Je to dáno tím, že PN přechod má v propustném směru nenulový odpor.
Prochází-li těmito diodami velký proud, součástka se zahřeje díky jím rozptýlenému výkonu, který může dosáhnout až 1W (vzorec je P = U * I). V každém případě jsou tyto diody poměrně robustní a odolné a mohou pracovat s vysokými teplotami.
Ekvivalenty diod
Verze pro povrchovou montáž řady 1N4000 se označujč S1 plus písmeno označující maximální pracovní napětí. Má zapouzdření s kódem DO-214AC. Proto se 1N4001 nazývá S1A, 1N4002 se nazývá S1B atd.
Verze pro povrchovou montáž řady 1N5400 pro 3A se označuje S3 plus písmeno označující napětí. Tedy S3A, S3B, S3D atd. Je zapouzdřena do pouzdra označovaného DO-214AB. V následující tabulce vám ukážu všechny diody (běžné a SMD) s příslušnými maximálními pracovními napětími.
Závěr
Jak je vidět v tomto článku, tyto diody jsou velmi užitečné, univerzální a levné. Proto doporučuji mít v dílně v šuplíku velkou zásobu různých typů těchto diod. Osobně diody řady 1N5400 pro 3 A používám jen zřídka, protože pro proudy nad 1 A dávám přednost výkonovým diodám, které umožňují montáž chladiče.
Michal Šika - Kutilův zápisník