Программа Color and Code имеет обширный сервис и позволяет решать комплекс задач разнообразного характера в одном приложении: находить номинал или вид радиокомпонентов по кодовой или цветовой маркировке, определять электрические параметры радиокомпонентов; выполнять радиотехнические расчеты; находить тип и выбирать нужные размеры радиокомпонентов; подбирать аналоги радиодеталей; изучать назначения ножек микросхем.
Описание программы Color and Code
В программе имеется возможность определять параметры большого спектра радиодеталей таких как – варикапов, транзисторов, конденсаторов, диодов, стабилитронов, резисторов, индуктивностей и чип-компонентов, как по кодовой цветовой, так и цветовой маркировке.
Цветовая маркировка резисторов
Кодовая и цветовая маркировка транзисторов
Можно определять тип транзистора по двум и четырем цветным точкам. Также есть функция определения по графическим символам, горизонтальное и вертикальное обозначение, смешанной и нестандартной.
Маркировка диодов, стабилитронов, варикапов
Диоды, стабилитроны, варикапы определяются по цветным кольцам от 1 до 3 колец.
Стабилитрон еще называют опорным диодом. Предназначены стабилитроны для стабилизации выходного напряжения при колебания входного или при изменении величины нагрузки (рис. 1 ).
Рис. 1 – Функциональная схема работы стабилитрона
Например, если на нагрузке нужно получить 5 В, а напряжение источника питания колеблется в пределах 9 В. Чтобы снизить и стабилизировать напряжение, подводимое от источника питания, до необходимых 5 В применяют стабилитроны. Конечно, можно применять и стабилизаторы напряжения, в данном случае подойдут или . Однако, применение их не всегда оправдано, поэтому в ряде случаев используют стабилитроны.
Внешне они похожи на диоды и имею вид, показанный на рис. 2 .
Рис. 2 – Внешний вид стабилитронов
Обозначение стабилитронов на схемах приведено на рис. 3 .
Принцип действия стабилитрона
Теперь давайте разберемся каким образом стабилитрон выполняет стабилизацию напряжение.
Основной характеристикой стабилитрона, впрочем, как и диода, является вольтамперная характеристика (ВАХ). Она показывается зависимость величины тока, протекающего через стабилитрон, от величины приложенного к нему напряжения (рис. 4 ).
ВАХ стабилитрона имеет две ветви.
Рис. 4 – ВАХ стабилитрона
Прямая ветвь стабилитрона практически не отличается от прямых ветвей обычных диодов и для последних она же будет рабочей.
Нормальный режим работы стабилитрона является когда он находится под обратным напряжением. Поэтому для него рабочей будет обратная ветвь. Она расположена практически параллельно оси обратных токов. На этой кривой характерными есть две точки: 1 и 2 (рис. 4 ), между ними находится рабочая область стабилитрона.
При некоторой величине обратного напряжения U ст наступает электрический пробой p — n перехода стабилитрона и через наго протекает уже значительный ток. Однако при изменении в широких пределах тока от значения Imin до Imax падение напряжения на стабилитроне U ст практически не изменяется (рис. 4 ). Благодаря этому свойству и осуществляется стабилизация напряжения.
Если ток, протекающий через стабилитрон, превысит значение Imax , то произойдет перегрев полупроводниковой структуры, наступит тепловой пробой и стабилитрон выйдет из строя.
К источнику питания Uип стабилитрон подключается через токоограничивающий резистор Rогр , который служит для ограничения тока, протекающего через стабилитрон, а также совместно с ним образует делитель напряжения (рис. 5 ).
Рис. 5 – Схема включения стабилитрона
Обратите внимание, в отличие от диода стабилитрон подключается в обратном направлении, т. е. на катод подается «+» источника питания, а на анод «-».
Параллельно к выводам стабилитрона подключается нагрузка R н , на зажимах которой требуется поддерживать стабильное напряжение.
Процесс стабилизации напряжения заключается в следующем. При увеличении напряжения источника питания возрастает общий ток цепи I , а следовательно и ток Iст , протекающий через стабилитрон VD , а также увеличивается падение напряжения на токоограничивающем резисторе R огр . При этом напряжение на стабилитроне и соответственно на нагрузке остается почти неизменным.
При изменении сопротивления нагрузки, происходит перераспределение общего тока I между стабилитроном и нагрузкой, а величина напряжения на них практически не меняется.
Если напряжение на нагрузке больше напряжения стабилизации стабилитрона, то применяют несколько последовательно включенных стабилитронов. Например, если необходимо получить 10 В стабильного напряжения, то за неимением нужного стабилитрона, можно включить последовательно два стабилитрона по 5 В (рис. 6 ).
Рис. 6 – Последовательное соединение стабилитронов
Также стабилитроны успешно используются в системах автоматики в качестве датчиков, реагирующих на изменение напряжения. Например, если величина напряжения превысит определенное значение, то стабилитрон откроется и через катушку реле будет протекать ток. В результате реле сработает и даст команду другим устройствам либо просто просигнализирует о превышении некоторого уровня напряжения.
Помимо стабилизации постоянного напряжения, с помощью стабилитронов можно стабилизировать и переменное напряжения. Для этого используют последовательное встречное включение двух стабилитронов (рис. 7 ).
Рис. 7 – Схема включения стабилитрона на переменное напряжение
Только на выходе будет не идеальная синусоида, а со срезанными верхами, т. е. форма напряжения будут приближена к трапеции (рис. 8, 9 ).
Рис. 8 – Осциллограмма входного напряжения
Рис. 9 – Осциллограмма напряжения на стабилитроне
Применяются несколько способом маркировки стабилитронов. Стабилитроны в стеклянному корпусе, имеющие гибкие выводы, маркируются самым понятным способом. Как правило на корпус наносятся цифры, разделённые латинской буквой «V». Например, 4 V 7 обозначает, что напряжение стабилизации 4,7 В; 9 V 1 – 9,1 В и так далее (рис. 10 ).
Рис. 10 – Маркировка стабилитронов в стеклянных корпусах
Стабилитроны в пластиковом корпусе имеют маркировку в виде цифр и букв. Сами по себе эти цифры ни о чем не говорят, однако, с помощью даташита их можно легко расшифровать. Например обозначение 1N5349B означает, что напряжение стабилизации 12 В (рис. 11 ). Кроме напряжения такая маркировка учитывает и другие параметры стабилитрона.
Рис. 10 – Маркировка стабилитронов в пластиковых корпусах
Черное либо серое кольцо, нанесенное на корпус стабилитрона, обозначает его катод (рис. 12 ).
Рис. 12 –
Маркировка smd стабилитронов
В качестве маркировка smd стабилитронов применяются цветные кольца. Подобная маркировка применяется также для советские не smd стабилитронов. В импортных стабилитронах цветное кольцо наносится со стороны катода (рис. 13 ). Для расшифровки цветных колец используют даташити или онлайн расшифровщики.
Рис. 13 – SMD стабилитрон в стеклянном корпусе
Еще изготавливаются smd стабилитроны с тремя выводами (рис. 14 ). Один из них не задействован. Эти выводы можно определить с помощью мультиметра.
Рис. 14 – SMD стабилитрон с тремя выводами
При отсутствии справочника, даташита или нечеткой маркировки номинальное напряжение стабилитрона можно определить опытным путем. Сначала с помощью мультиметра нужно узнать соответствующие выводы и подключить стабилитрон через токоограничивающий резистор (см. рис. 5 ). Затем подать напряжение от регулируемого источника питания. Плавно изменяя подведенное напряжение нужно следить за изменение напряжения на стабилитроне. Если при изменении величины напряжения источника питания напряжение на стабилитроне не изменяется, то это и будет его напряжение стабилизации.
Выводы стабилитрона определяются точно также, как и . Мультиметр следует установить в режим прозвонки и коснуться щупами соответствующий выводов (рис. 15, 16 ).
Рис. 15 – Прямое напряжение
Рис. 16 – Обратное напряжение
Под действием протекающего тока через стабилитрон он нагревается. Выделившееся тепло рассеивается в окружающее пространство. Чем больше стабилитрон способен рассеять тепла не перегреваясь, тем выше его мощность рассеивания и тем больший ток можно пропустить через него. Как правило, чем больше габариты стабилитрона, тем большая у него мощность рассеяния (рис. 17 ).
Рис. 17 – Мощность рассеивания стабилитронов
Маркировка диодов – краткое графическое условное обозначение элемента, на корпус которого нанесено. Элементная база в настоящее время настолько разнообразна, сокращения отличаются весьма существенно. Сложно идентифицировать диод: стабилитрон, туннельный, Ганна. Выпущены разновидности, напоминающие газоразрядную лампочку. Светодиоды горят, дополняя путаницу.
Диоды полупроводниковые
Быть может, раздел называется несколько тривиально, нужно было обычные диоды отличить от морально устаревших электронных ламп, современнейших SMD модификаций. Рядовые полупроводниковые диоды – самое простое горе радиолюбителя. Боковина цилиндрического корпуса с дисковым основанием, ножками содержит нанесенную краской легко различимую надпись.
Полупроводниковые резисторы. Отличите невооруженным глазом?
Цвет корпуса значения не играет, размер косвенно указывает рассеиваемую мощность. У мощных диодов зачастую в наличии резьба под гайку крепления радиатора. Итог расчета теплового режима показывает недостаток собственных возможностей корпуса, система охлаждения дополняется навесным элементом. Сегодня потребляемая мощность падает, снижая линейные размеры корпусов приборов. Указанное позволило использовать стекло. Новый материал корпуса дешевле, долговечнее, безопаснее.
- Первое место занимает буква или цифра, кратко характеризующая материал элемента:
- Г (1) – соединения германия.
- К (2) – соединения кремния.
- А (3) – арсенид галлия.
- И (4) – соединения индия.
- Вторая буква в нашем случае Д. Диод выпрямительный, либо импульсный.
- Третье место облюбовала цифра, характеризующая применимость диода:
- Низкочастотные, током ниже 0,3 А.
- Низкочастотные, током 0,3 - 10 А.
- Не используется.
- Импульсные, время восстановления свыше 500 нс.
- Импульсные, время восстановления 150 - 500 нс.
- То же, время восстановления 30 - 150 нс.
- То же, время восстановления 5 - 30 нс.
- То же, время восстановления 1 - 5 нс.
- Импульсные, время жизни неосновных носителей ниже 1 нс.
- Номер разработки составлен двумя цифрами, может отсутствовать вовсе. Номинал ниже 10 дополняется слева нулем. Например, 07.
- Номер группы обозначается буквой, определяет различия свойств, параметров. Буква зачастую является ключевой, может указывать рабочее напряжение, прямой ток, многое другое.
В дополнение к маркировке справочники приводят графики, по которым можно решить задачи выбора рабочей точки радиоэлемента. Могут указываться сведения о технологии производства, материале корпуса, массе. Помогает информация проектировщику аппаратуры, любителям практического смысла не несет.
Импортные системы обозначения отличаются от отечественных, хорошо стандартизированы. Поэтому при помощи специальных таблиц достаточно просто отыскать подходящие аналоги.
Цветовая маркировка
Каждый радиолюбитель знает сложность идентификации диодов, окруженных стеклянным корпусом. На одно лицо. Временами производитель удосуживается нанести четкие метки, разноцветные кольца. Согласно системе обозначений, вводится три признака:
- Метки областей катода, анода.
- Цвет корпуса, заменяемый цветной точкой.
Согласно положению вещей, с первого взгляда отличим типы диодов:
- Семейство Д9 маркируется одним-двумя цветными кольцами района анода.
- Диоды КД102 в районе анода обозначаются цветной точкой. Корпус прозрачный.
- КД103 имеют дополняющий точку цветной корпус, исключая 2Д103А, обозначаемый белой точкой области анода.
- Семейства КД226, 243 маркируются кольцом области катода. Прочих меток не предусмотрено.
- Два цветных кольца в районе катода можно увидеть у семейства КД247.
- Диоды КД410 обозначаются точкой в районе анода.
Имеются другие явно различимые метки. Более подробную классификацию найдете, проштудировав издание Кашкарова А.П. По маркировке радиоэлементов. Новичков тревожит вопрос определения расположения катода и анода.
- Видите: одна боковина цилиндра снабжена темной полосой - найден катод. Цветная может являться частью обсуждаемой сегодня маркировки.
- Умея эксплуатировать мультиметр, анод легко отыскать. Электрод, куда приложим красный щуп, чтобы открыть вентиль (услышим звонок).
- Новый диод снабжен усиком анода более длинным, нежели катода.
- Сквозь стеклянный корпус светодиода посмотрим через увеличительное стекло: металлический анод напоминает наконечник копья, размерами меньше катода.
- Старые диоды содержали стрелочную маркировку. Острие - катод. Позволит определять направление включения визуально. Современным радиомонтажникам приходится тренировать сообразительность, остроту зрения, точность манипуляций.
Зарубежные изделия получили другую систему обозначений. Выбирая аналог, используйте специальные таблицы соответствия. Остальным импортная база мало отличается от отечественной. Маркировка проводится согласно стандартам JEDEC (США), европейской системе (PRO ELECTRON). Красочные таблицы расшифровки цветового кода широко представлены сетевыми источниками.
Цветовая маркировка
SMD диоды
В SMD исполнении корпус диода иногда настолько мал, маркировка отсутствует вовсе. Характеристики приборов мало зависят от габаритов. Последние сильно влияют на рассеиваемую мощность. Больший ток проходит по цепи, большие размеры должен иметь диод, отводящий возникающее (закон Джоуля-Ленца) тепло. Сообразно написанному маркировка SMD диода может быть:
- Полная.
- Сокращенная.
- Отсутствие маркировки.
SMD элементы в общем объеме электроники занимают примерно 80% объема. Поверхностный монтаж. Изобретенный способ электрического соединения максимально удобен автоматизированным линиям сборки. Маркировка диода SMD может не совпадать с наполнением корпуса. При большом объеме производства изготовители начинают хитрить, ставить внутрь вовсе не то, что нанесено условным обозначением. От большого количества несогласованных между собою стандартов возникает путаница использования выводов микросхем (для диодов - микросборки).
Корпус
Маркировка может включать 4 цифры, указывающие типоразмер корпуса. Прямо никак не соответствуют габаритам, поинтересуйтесь подробнее вопросом в ГОСТ Р1-12-0.062, ГОСТ Р1-12-0.125. Любителям, которым не по карману достать нормативные акты, проще использовать справочные таблицы. Держим в уме факт: корпусы SMD от фирмы к фирме могут мелочами отличаться. Поскольку каждый производитель подгадывает элементную базу под собственную продукцию. У Samsung от материнской платы стиральной машины одно расстояние, LG - другое. Габариты SMD корпусов потребуются разные, условия отвода тепла, прочие требования выполняются.
Посему, приобретая, согласно цифрам справочника элемент, производите дополнительные замеры, если это важно. Например, в случае ремонта бытовой техники. В противном случае закупленные диоды могут не встать по месту назначения. Любители с SMD не связываются ввиду кажущейся сложности монтажа, но для мастеров это обычное дело, поскольку микроэлектроника невозможна без столь удачной технологии.
Выбирая диод, стоит держать в уме факт: многие корпусы могут быть по сути одним и тем же, но маркироваться по-разному. Некоторые обозначения вовсе лишены цифр. Удобно пользоваться поисковиками. Приведенная перекрестная таблица соответствия типоразмеров взята с сайта selixgroup.spb.ru.
SMD диоды часто выпускаются в корпусе SOD123. Если по одному торцы имеется полоса какого-либо цвета, либо тиснение, то это катод (то место, куда нужно подать отрицательную полярность, чтобы открыть p-n-переход). Если только на корпусе имеются надписи, то это обозначение корпуса. Если строчек свыше одной – характеризующая оболочку покрупнее.
Тип элемента и производитель
Понятно, тип корпуса для конструктора вещь второстепенная. Через поверхность элемента будет рассеиваться некоторое тепло. С этой точки зрения и нужно рассматривать диод. В остальном важны характеристики:
- Рабочее и обратное напряжение.
- Максимально допустимый ток через p-n-переход.
- Мощность рассеяния и пр.
Эти параметры для полупроводниковых диодов указаны справочниками. Маркировка помогает найти нужное среди горы макулатуры. В случае SMD элемента ситуация намного сложнее. Нет единой системы обозначений. И в то же время легче – параметры от одного диода к другому меняются не слишком сильно. Разнятся по большому счету рассеиваемая мощность, рабочее напряжение. Каждый SMD элемент маркируется последовательностью из 8 букв и цифр, причём часть из знакомест может не использоваться вовсе. Так бывает в случае с ветеранами отрасли, гигантами электронной промышленности:
- Motorola (2).
- Texas Instruments.
- Ныне преобразованная и частично проданная Siemens (2).
- Maxim Integrated Product.
Упомянутые производители маркируются временами двойками литер MO, TI, SI, MX. Помимо этого пара букв адресует:
- AD – Analog Devices;
- HP – Hewlett-Packard;
- NS – National Semiconductors;
- PC, PS – Philips Components, Semiconductors, соответственно;
- SE – Seiko Instruments.
Разумеется, внешний вид корпуса не всегда дает определить производителя, тогда в поисковик нужно немедленно набрать цифро-буквенную последовательность. Замечены другие примеры: диодная сборка NXP в корпусе SOD123W не несет никакой информации, помимо указанной строкой выше. Производитель приведенные сведения считает достаточными. Потому что SOD само по себе расшифровывается, как small outline diode. Прочее найдем на официальном сайте компании (nxp.com/documents/outline_drawing/SOD123W.pdf).
Пространство для печати ограничено, чем и объясняются такие упрощения. Производитель старается минимально затруднить себя выполнением маркировки. Часто применяется лазерная или трафаретная печать. Это позволит уместить 8 знаков на площади всего 4 квадратных миллиметра (Кашкаров А.П. «Маркировка радиоэлементов»). Помимо указанных для диодов используют следующие типы корпусов:
- Цилиндрический стеклянный MELF (Mini MELF).
- SMA, SMB, SMC.
- MB-S.
В довершение один и тот же цифро-буквенный код порой соответствует разным элементам. В этом случае придется анализировать электрическую схему. В зависимости от назначения диода предполагаются рабочий ток, напряжение, некоторые другие параметры. Согласно каталогам рекомендуется попытаться определить производителя, поскольку параметры имеют разброс несущественный, затрудняя правильную идентификацию изделия.
Прочая информация
Помимо указанных временами присутствуют иные сведения. Номер партии, дата выпуска. Такие меры предпринимаются, делая возможным отслеживания новых модификаций товара. Конструкторский отдел выпускает корректирующую документацию, снабженную номером, присутствует дата. И если сборочному цеху особенность нужно учесть, отрабатывая внесенные изменениями, мастерам следует читать маркировки.
Если же собрать аппаратуру по новым чертежам (электрическим схемам), применяя старые детали, то получится не то, что ожидалось. Проще говоря, изделие выйдет в отказ, отрадно, если это будет обратимый процесс. Ничего не сгорит. Но даже в этом случае начальник цеха наверняка получит по шапке, товар придется переделать в части неучтенного фактора.
Кроме диодов
На основе p-n-переходов создан миллиард модификаций диодов. Сюда относятся варикапы, стабилитроны и даже тиристоры. Каждому семейству присущи особенности, с диодами много сходства. Видим три глобальных вида:
- устаревшая сегодня элементная база сравнительно большого размера, явно различимая маркировка, сформированная стандартными буквами, цифрами;
- стеклянные корпусы, снабженные цветовой символикой;
- SMD элементы.
Аналоги подбираются исходя из условий, указанных выше: мощность рассеяния, предельные напряжение, пропускаемый ток.
Любая электронная схема вне зависимости от назначения имеет в своем составе большое количество элементов, которые регулируют и контролируют течение электрического тока по проводам. Именно регулирование напряжения играет важную роль в работе большинства модулей, потому что от этого параметра зависит стабильная и долгая работа цепи.
Для стабилизации входного напряжения на схемы был разработан специальный модуль, который является буквально важнейшей частью многих приборов. Импортные и отечественные стабилитроны используются в схемах с разными параметрами, поэтому имеется различная маркировка диодов на корпусе, что помогает определить и подобрать нужный вариант.
Немного подробнее о модуле и принципе его работы
Это полупроводниковый диод, который имеет свойство выдавать определенное значение напряжения вне зависимости от подаваемого на него тока. Это утверждение не является до конца верным абсолютно для всех вариантов, потому что разные модели имеют разные характеристики. Если подать очень сильный ток на не рассчитанный для этого модуль SMD (или любой другой тип), он попросту сгорит. Поэтому подключение выполняется после установки токоограничивающего резистора в качестве предохранителя, значение выходного тока которого равняется максимально возможному значению входного тока на стабилизатор.
Он очень похож на обыкновенный полупроводниковый диод, но имеет отличительную черту – его подключение выполняется наоборот. То есть минус от источника питания подается на анод стабилитрона, а плюс – на катод. Таким образом, создается эффект обратной ветви, который и обеспечивает его свойства.
Похожим модулем является стабистор – он подключается напрямую, без предохранителя. Используется в тех случаях, когда параметры входного электричества точно известны и не колеблются, а на выходе получается тоже точное значение.
Указание паспортных характеристик
Они же являются основными показателями отечественных и импортных стабилитронов, которыми необходимо руководствоваться при подборе стабилитрона под конкретную электронную цепь.
- UCT – указывает, какое номинальное значение модуль способен стабилизировать.
- ΔUCT – используется для указания диапазона возможного отклонения входящего тока в качестве безопасной амортизации.
- ICT – параметры тока, который может протекать при подаче номинального напряжения на модуль.
- ICT.МИН – показывает самое маленькое значение, которое способно протекать по стабилизатору. При этом протекающее напряжение по диоду будет находиться в диапазоне UCT ± ΔUCT.
- ICT.МАКС – модуль не способен выдерживать более высокое напряжение, чем это значение.
На фото ниже представлен классический вариант. Обратите внимание, что прямо на корпусе показано, где у него анод и катод. По кругу нарисована черная (реже встречается серая) полоска, которая располагается со стороны катода. Противоположная сторона – анод. Такой способ используется как для отечественных, так и для импортных диодов.
Дополнительная маркировка стеклянных моделей
Диоды в стеклянных корпусах имеют свои собственные обозначения, которые мы рассмотрим далее. Они настолько простые (в отличие от вариантов с пластиковыми корпусами), что практически сразу же запоминаются наизусть, нет необходимости каждый раз использовать справочник.
Цветовая маркировка используется для пластиковых диодов, например, для SOT-23. Твердый корпус модуля имеет два гибких вывода. На самом корпусе, рядом с вышеописанной полосочкой, дописываются таким же цветом несколько цифр, разделенных латинской буквой. Обычно запись имеет вид 1V3, 9V0 и так далее, разнообразие позволяет подобрать любые параметры по обозначению, как и в SMD.
Что же значит эта кодовая маркировка? Она показывает напряжение стабилизации, на которое рассчитан данный элемент. К примеру, 1V3 показывает нам, что это значение равно 1.3 В, второй же вариант – 9 вольт. Обычно чем больше сам корпус, тем большим стабилизирующим свойством он обладает. На фото ниже показан стабилитрон в стеклянном корпусе с маркировкой катода 5.1 В
Заключение
Правильный подбор параметров стабилитрона позволит получить стабильный ток, который из него подается на цепь. Обязательно подбирайте такие параметры предохранителя, используя соответствующий справочник, чтобы входное напряжение не испортило деталь, ему желательно находиться приблизительно в середине диапазона UCT ± ΔUCT.
