Há alguns componentes electrónicos que têm ocupado certos nichos de mercado durante muitas décadas. Tiveram sucesso devido à combinação bem sucedida de custo, parâmetros técnicos, peso e dimensões. Estes dispositivos incluem a série 1N4001-1N4007 de díodos de silício. São imbatíveis no seu campo.
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Descrição da série de díodos 1N400X
A série mais popular de díodos rectificadores de silício mono-amplificador entre programadores, fabricantes e amadores é a série 1N400X, onde X=1...7 (significa número de dispositivo de série).
Os díodos estão disponíveis num pacote DO-41, especialmente concebido para dispositivos semicondutores de saída dupla para correntes e tensões relativamente altas. É constituído por um cilindro de polímero não inflamável e dois cabos de arame. O cátodo é marcado com uma faixa circular em branco (prata). Outro nome para o pacote é DO-204-AL. A marcação SOD-66 é também utilizada. As dimensões deste pacote são as seguintes:
- diâmetro do cilindro de plástico - 2,04...2,71 mm;
- comprimento do cilindro - 4.07...5.2 mm;
- diâmetro do chumbo - 0,72...0,86 mm;
- comprimento do pino antes da moldagem - 25,4 mm.
Os cabos podem ser dobrados a uma distância não inferior a 1,27 mm do corpo.
Todos os dispositivos da série têm as mesmas dimensões, pelo que só é possível distingui-los dentro da linha através da inscrição na caixa. Infelizmente, os díodos de fabricantes desconhecidos nem sempre têm esta marcação. Os dispositivos da série 1N400X são amplamente utilizados. A produção de enormes lotes permite manter o preço por grosso dos díodos não mais do que alguns cêntimos cada um, e também serve como razão para a grande popularidade do produto.
As principais especificações dos díodos
Os díodos da série 1N400X, para além de uma corrente máxima de funcionamento de 1 A, partilham os seguintes parâmetros:
- a corrente mais alta em pulso (duração de 8,3 ms) é de 30 A;
- a maior queda de tensão no estado aberto - 1 V (geralmente 0,6...0,8 V);
- gama de temperaturas de funcionamento - menos 55...+125 °C;
- Maior tempo de soldadura, /à temperatura, - 10s/260°C (embora ainda ninguém tenha conseguido desactivar este díodo - ou mesmo alterar os seus parâmetros - por soldadura);
- resistência térmica (valor típico) - 50 °С/W;
- peso máximo 0,35 gramas;
- Corrente de retorno mais alta (na tensão inversa mais alta) - 5 μA.
Outros parâmetros são diferentes para cada último dígito na designação do dispositivo:
| Tipo de díodo | 1N4001 | 1N4002 | 1N4003 | 1N4004 | 1N4005 | 1N4006 | 1N4007 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tensão inversa máxima (CC), V | 50 | 100 | 200 | 400 | 600 | 800 | 1000 |
| Pico de tensão inversa (pulsada), V | 50 | 100 | 200 | 400 | 600 | 800 | 1000 |
| Valor RMS admissível de tensão inversa, V | 35 | 70 | 140 | 280 | 420 | 560 | 700 |
Os díodos desta série são concebidos para serem montados em qualquer posição.
Em comparação com os díodos de impulso, os díodos da série 1N4001 - 1N4007 têm uma capacidade bastante elevada de cerca de 20 pF sem aplicar tensão. Isto reduz a gama de frequências dos elementos rectificadores, mas os amadores utilizam-nos como varicaps.
Estes díodos de baixa frequência não se destinam a ser utilizados como elementos de comutação. O fabricante não regula o seu tempo de ligação ou desligamento.
Aplicação de díodos rectificadores da série 1N400X
A área de aplicação dos díodos é determinada pelos seus parâmetros técnicos. Sem ter características de alta frequência, os dispositivos 1N400X são maioritariamente utilizados em aplicações rectificadoras. Mas esta área é extremamente ampla, quase qualquer dispositivo alimentado por rede eléctrica tem este nó. O pequeno tamanho e o baixo custo dos díodos permitem a sua utilização em paralelo onde a corrente máxima de funcionamento é insuficiente e em série onde a tensão é insuficiente - em alguns casos isto é mais vantajoso do que a utilização de díodos com características mais elevadas.
Os díodos rectificadores são também utilizados em paralelo com indutores para "cortar" o pulso negativo ao comutar. Por exemplo, se se conduzir relé electromagnético com um interruptor de transístor, então ocorre um pico de tensão inversa ao comutar e o transístor pode ser destruído. Para evitar isto, um díodo de estado sólido é ligado em paralelo com a bobina de relé. díodo semicondutor com o catódico ligado ao lado positivo. O díodo não tem qualquer efeito sobre o funcionamento normal mas "come" a onda negativa.
Também se pode utilizar esta série de dispositivos para eliminar a ligação de energia de polaridade errada. Note-se que a queda de tensão aberta através do díodo pode chegar a 1V. Isto pode ser crítico em tensões de alimentação de 5V e inferiores. Neste caso, devem ser utilizados dispositivos de germânio.
Equivalentes nacionais e estrangeiros
Não existe um díodo analógico doméstico completo (recinto, série, características da linha). Por conseguinte, a substituição deve ser abordada de forma criativa com base na disponibilidade de espaço para instalação.
A variante ideal é KD258 numa caixa de vidro ("gotícula"). Os parâmetros são em grande parte os mesmos, e não haverá conflito em termos de dimensões de montagem. Devemos prestar atenção ao diodo doméstico mais popular para uma corrente de 1 A, que é KD212 (com uma tensão inversa de 200V). A substituição é algo complicada por um desajustamento de dimensões. As dimensões permitem colocar KD212 em vez de 1N4001 - 1N4007, mas a altura do díodo russo é de 6 mm contra 2,7 no estrangeiro, pelo que se deve olhar para a disponibilidade de espaço livre na vertical. Além disso, é difícil para a substituição directa que a distância entre pinos de KD212 seja apenas 5 mm, enquanto pinos de 1N400X podem ser dobrados em distância não inferior a 8 mm (comprimento da caixa mais 2x1,27 mm). E isto também torna difícil a substituição directa.
Se se souber com certeza que a corrente de funcionamento directo real é muito inferior a 1 A, então pode tentar substituir o dispositivo estrangeiro por KD105 ou KD106. A sua maior corrente de avanço é de 0,3 A (tensão inversa de 800 e 100 V, respectivamente). Estes díodos têm a forma de 1N400X, embora as suas dimensões sejam maiores. Além disso, o KD105 tem cabos de fita, o que cria problemas adicionais para a montagem nos furos existentes. Mas pode tentar soldar directamente às pistas na parte de trás do quadro.
Se o KD105(106) tiver corrente de funcionamento insuficiente, pode ser substituído pelo KD208. Aqui também terá de resolver o problema do aumento do tamanho do estojo, bem como os pinos de fita. Pode procurar outros análogos com parâmetros adequados - não há nada supérfluo e único nas características da série 1N400X.
Dos díodos estrangeiros, o HER101...HER108, um díodo de amperímetro único no mesmo recinto, é um excelente substituto. É mais caro porque tem características mais elevadas - tensão inversa até 1000 V. Este dispositivo tem um tempo de resposta elevado. Mas esta substituição não utiliza estes parâmetros.
Também deve olhar para os produtos importados:
- HERP0056RT;
- BYW27-1000;
- BY156;
- BYW43;
- 1N2070.
Em muitos casos, estes dispositivos podem substituir o 1N400X, mas é necessário olhar para os parâmetros em cada caso.
A necessidade de encontrar um análogo é um caso raro. O díodo 1N400X está disponível em qualquer loja de componentes electrónicos, pode obtê-lo a partir de qualquer unidade doadora defeituosa. Neste caso, deve verificar se o semicondutor está em boas condições de funcionamento antes de o instalar.
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