Рис 28 Чем больше емкость фильтра и чем меньше потребляемый от вы прямителя ток, тем больше постоянное напряжение на нагрузке, тем меньше пульсации выпрямленного напряжения

ствующих И равных напряжения и Uкс- А поскольку

-~макс1.,4 Z7~, то общее обратное напряжение на диоде достигает 2,8 Ur (для круглого счета примем 3 U). Отсюда и сам вывод - подбирать диод для выпрямителя нужно с таким расчетом, чтобы допустимое обратное напряжение диода -обр - доп было в три раза больше, чем эффективное переменное напряжение подводимое к выпрямителю.

Для мостовых схем, где в каждое плечо последовательно включено два диода, запас напряжения для каждого из них нужен лишь полуторный. Попутно заметим, что если запаса электрической прочности у диода не хватает, если допустимое обратное напряжение у него слишком мало, то во всех схемах можно включать несколько одинаковых диодов последовательно вместо одного. При этом диоды нужно зашунтировать одинаковыми сопротивлениями по 30-100 ком (рис. 27- 14), чтобы уравнять обратные сопротивления диодов и чтобы 74

обратное напряжение распределялось между ними поровну. При последовательном соединении t/обр-доп всех диодов суммируется.

При выборе диода по величине наибольшего прямого тока /пр-манс расчетов делать не нужно. В таблицах /-5 указан допустимый средний выпрямленный ток /вып и уже учтено, что импульс тока может быть в два-три раза больше. Если нужно увеличить допустимую величину прямого тока, включают параллельно несколько одинаковых диодов. Так, например, при параллельном включении трех диодов общая величина /вып будет в три раза больше, чем для одного. Чтобы всем диодам досталась равная доля общего тока, включают выравнивающие резисторы с небольшим (1-5 ом) и обязательно одинаковым сопротивлением (рис. 27-15). (В некоторых выпрямителях ток в момент включения может в десять-двадцать раз превышать средний выпрямленный ток. Чтобы диод в этот трудный момент не вышел из строя, последовательно с ним включают резистор с небольшим сопротивлением 5-10 ом.)

В качестве «бесплатного приложения» познакомимся с одной остроумной схемой спасения диода от опасного обратного напряжения (рис. 27-16). Эта схема применяется почти во всех вольтметрах, где большое переменное напряжение нужно измерить с помощью стрелочного прибора постоянного тока. Для этого прежде всего используют простейший выпрямитель- диод Дь который под действием измеряемых напряжений создает в цепи прибора постоянный ток. При этом, естественно, по отклонению стрелки можно определять величину подводимого напряжения U.

Но обратное сопротивление может оказаться больше добавочных сопротивлений вольтметра, и тогда при измерении достаточно высокого диод может выйти из строя. И именно в тот момент, когда на него действует обратное напряжение. Эту возможность как раз и исключает диод Дг. Во время обратных для Д] полупериодов диод Да пропускает ток и шунтирует участок аб. Поэтому сопротивление участка аб никогда не бывает большим и напряжение на Д даже в обратные для этого диода полупериоды не превышает долей вольта. Такая схема защиты в1Ыпрямляющего диода применяется в большинстве авометров.

Нам предстоит познакомиться еще с одной профессией диода - с детектированием. Собственно говоря, в детекторе диод работает так же, как выпрямитель. Главная особенность в том, что в подавляющем большинстве случаев - в частности, в приемниках и телевизорах - детектируется вы-

•" /;i,r ~

Рис 29 Низкочастотная составляющая продетектированного сигнала - это копия низкочастотного сигнала, который на передатчике осуществлял

модуляцию.

сокочастотный сигнал и для этого пригодны лишь точечные диоды (рис. 20).

В типичной схеме детектора (рис. 27-21) переменное напряжение С/вч-мод подводится К диоду С колсбательного контура LkCk, который в свою очередь получает сигнал либо непосредственно из антенны, либо от предварительного усилителя высокой частоты (ВЧ). Переменное напряжение f/вч-нод, подводимое к детектору, модулировано по амплитуде (рис.29). Именно в изменениях амплитуды сигнала записана та информация- речь, музыка, телеграфные знаки,- которую радиоволны принесли с передающей станции к приемнику. Выделить эту информацию - вот задача детектора.

Сам модулирующий сигнал, который на передатчике оставил свои «отпечатки» на высокочастотном сигнале,- это сигнал низкой частоты. Мы получили бы его график, если бы соединили амплитуды высокочастотного тока пунктирной линией (часто применяют выражение «низкочастотная огибающая»). Но то, что легко сделать карандашом, не так-то просто может повторить электрическая цепь. И не всякая цепь может «прочесть», что записано в радиосигнале, не всякая цепь может обнаружить, что амплитуда его модулирована.

В спектре модулированного сигнала нет низкочастотной составляющей (рис. 29, листки в, г). Это может показаться странным, но это факт. Выделив из модулированного тока все его составляющие, вы не обнаружите соеди них тока низкой

частоты, который отображал бы принесенную информацию. Низкочастотная составляющая появляется лишь после того, как за дело берется диод. Именно он меняет форму модулированного высокочастотного тока таким образом, что в его спектре появляется нужный нам ток низкой частоты.

Происходит это довольно просто: благодаря диоду в цепи детектора появляется уже не переменный, а пульсирующий ток высокой частоты (листок д), который состоит из трех составляющих- высокочастотной /д вч, точнее, нескольких высокочастотных составляющих (листок е), низкочастотной /д „чИ постоянной /д=. Дальше в дело вступают фильтры. Они-то и выделяют основную продукцию детектора - низкочастотный сигнал.

На всех наших схемах пути составляющих /д вч и /д-1ч для удобства показаны тонкими стрелками. Но это совсем не значит, что речь идет о постоянных токах - /д вч и /д т, это самые настоящие переменные токи, которые, лишь сложившись с/д = ,дают в сумме пульсирующий ток одного направления. Стрелки, которые относятся к переменным токам, сделаны «волнистыми», а нужны они лишь для того, чтобы легче проследить путь того или иного тока.

Несколько слов о выборе деталей фильтра. Емкость Сф нч выбрана так, чтобы этот конденсатор легко пропускал низкочастотную составляющую. Высокочастотная составляющая через Сф нч не пойдет, так как ей при этом придется преодолеть довольно большое сопротивление /?н~. Резистор Rb~ - это низкочастотная нагрузка, на которой получают выходной сигнал: напряжение низкой частоты Унч- Сопротивление /?н~ во много раз больше, чем емкостное сопротивление конденсатора Сф вч на высокой частоте. В то же время Сф вч не «уведет» от нагрузки основную продукцию детектора - низкочастотную составляющую /д „ч,так как на низкой частоте емкостное сопротивление этого конденсатора очень велико за счет его небольшой емкости. С конкретными значениями деталей фильтра вы можете познакомиться на рис. 45, а также на других практических схемах ламповых и транзисторных приемников.

Схема рис. 27-21 называется последовательной, так как контур, диод и нагрузка (основной нагрузкой детектора считается R„, а от нее уже идут ответвления для /д «ч и /д вч) соединены последовательно. Во второй схеме (рис. 27-19) эти элементы соединены параллельно, и она так и называется параллельной. В обеих схемах направление включения диода не имеет никакого значения: при любом из двух возможных направлений низкочастотный сигнал будет одинаковым. Од-

нако в некоторых случаях в детекторе используются и отходы производства - постоянная составляющая /= (в выпрямителе она была основной продукцией!). А в этом случае уже нужно думать, как включать диод: при разных включениях направление тока /=. через нагрузку, а значит, и полярность постоянного напряжения U= на нагрузке будет разной (рис. 27-18).

Для того чтобы оценить достоинства и недостатки детекторного приемника, а больше для того, чтобы почувствовать, что дадут нам в дальнейшем усилители слабого сигнала, рекомендуется изготовить детекторный приемник по простой (рис. 27-19, 21) или по самой простой (рис. 27-20) схеме. Данные его деталей вы найдете на стр. 115. А те, для кого детекторный приемник будет первым шагом в практическую электронику, могут воспользоваться его более подробным описанием (стр. 111) и монтажной схемой, помещенной на цветной вкладке (рис. 43).

Кроме выпрямления переменного гока и детектирования, диод выполняет в электронной аппаратуре еще множество других работ. Вот лишь одни из многих примеров - схема, где диод работает в должности автоматического выключателя, в роли «дуракоупорного» прибора, который не позволяет рассеянному или неграмотному работнику довести дело до аварии. В данном случае (рис. 27-12, 13) диод следит, чтобы какой-либо «ответственный» двигатель, например привод насоса, не пошел в обратную сторону из-за неправильного подключения батареи Б. При таком неправильном включении диод своим большим обратным сопротивлением просто разрывает цепь. Подобных примеров можно привести немало - полупроводниковые диоды широко применяются в автоматике.

На этом мы, пожалуй, и закончим знакомство с полупроводниковым диодом. Мы увидели, что у диода есть много интересных профессий, что он умеет делать много важных и полезных дел. Но не только поэтому мы уделили ему столько внимания. Сделали мы это еще и потому, что почти все рассказанное о полупроводниковом диоде необходимо знать для знакомства с полупроводниковым триодом: от диода до главной нашей цели, до транзистора, остается буквально один шаг. И сейчас этот шаг будет сделан.

«ЗЕМЛЯ!»

Десять лет вынашивал Христофор Колумб планы дальнего плавания черкез Атлантический океан. Десять лет великий путешественник агитировал купцов, вельмож, королей, 78

правительственных чиновников, добывал деньги на снаряжение кораблей. Наконец 3 августа 1492 года три небольших, по нашему времени, корабля (два из них, «Пинта» и «Нинья», имели длину около двадцати метров, а самый крупный из парусников, «Сайта Мария», имел водоизмещение около ста тонн, чуть побольше, чем у нынешнего речного трамвайчика) вышли из небольшого испанского порта Палис и взяли курс на запад.

Семьдесят дней болтало упрямые парусники по океану. Семьдесят длинных, бесконечно длинных дней. Семьдесят страшных черных ночей. Семьдесят шагов в неизвестность...

Уже бродит среди бывалых матросов безумный огонек бунта: «Куда мы плывем?.. Зачем?.. Надо возвращаться назад, пока не поздно...» Уже сам капитан, хотя внешне, как всегда, спокоен и решителен, все чаще устремляет свой взгляд в бесконечность: «Куда мы плывем? Где же Индия?.. Где же земля?»... Сомнения, сомнения, тревога.

Но вот ночью 12 октября матрос Педро Триана с верхушки мачты увидел в свете луны полоску берега. «Земля! - закричал матрос хриплым от нервного напряжения голосом.- Земля!!!» Парусники капитана Христофора Колумба, оставив позади пять тысяч долгих километров Атлантики, достигли Багамских островов, достигли восточного побережья будущей Америки.

Сейчас настала и наша с вами очередь радостно крикнуть: «Земля!» После долгого и трудного путешествия, после того, как перед нашим взором прошли фантастические проекты создания мощной копии слабого сигнала и загадочные «черные ящики», в которых неведомый скульптор должен делать свое непонятное дело, после того, как мы прошли сквозь изумительные архитектурные шедевры-алмазоподобные кристаллические решетки германия и кремния и сумели увидеть, как дефекты этих решеток - свободные электроны и дырки создают проводимость полупроводникового кристалла, после того, наконец, как с помощью примесей мы научились резко увеличивать проводимость полупроводников, создавать из них рп-переходы, научились строить и понимать характеристики полупроводниковых диодов,- после всего этого мы все же достигли своей цели. Мы наконец приплыли к транзистору, и перед нами открылась огромная, неведомая пока страна. Настал момент причалить и высадиться на берег. И сейчас мы это сделаем.

Для того чтобы получить полупроводниковый триод - транзистор,- нужно объединить два плоскостных полупроводниковых диода, одну из зон сделать у них общей. Нужно, на-