Диод: клапан для тока

Диод — это односторонний клапан. Пока на аноде плюс, а на катоде минус, он открыт и пропускает ток. Поменяй полярность — закрыт и не пропускает почти ничего (остаётся крошечный ток утечки, единицы микроампер).

Ключевой параметр — прямое падение. У кремниевого диода (1N4148, 1N4007) это 0.6–0.8 В, у диода Шоттки (1N5819, SS34) — 0.2–0.4 В, у светодиода — 1.8–3.3 В в зависимости от цвета. Пока диод открыт, на нём всегда теряется эта доля напряжения, и она греет корпус: 1N4007 при 1 А рассеивает 0.7 Вт и ощутимо тёплый.

Второй параметр — обратное напряжение. Если приложить больше, чем написано в даташите (например, 1000 В для 1N4007), начнётся пробой: сначала обратимым лавинным, а потом тепловым, и диод умрёт коротким замыканием. Поэтому в цепях с индуктивной нагрузкой диод ставят «обратно» — он ловит выброс.

Третий — ток. У мелкого 1N4148 это 200 мА, у 1N4007 — 1 А, у SS34 — 3 А. Импульсный ток может быть в разы больше, но только коротко.

Где диод нужен постоянно: защита от переполюсовки питания (последовательно, с потерей 0.7 В), защита реле и моторов (обратно параллельно катушке), выпрямитель в блоке питания (мост из четырёх), разделение источников (два диода — «или»), ограничение уровня сигнала.

Где он вредит: последовательно в цепи, где важно не терять напряжение (лучше MOSFET или идеальный диод), и в точных измерениях, где 0.6 В падения непредсказуемо гуляют от температуры — примерно −2 мВ на градус.

Для сигналов есть ещё специальные диоды: германиевые (0.3 В, но утечки), Шоттки (быстрые, малое падение) и стабилитроны с лавинным пробоем.