Серия малогабаритных одноамперных диодов 1N400x получила широкое распространение в электронике благодаря сочетанию приличных электрических параметров и низкой стоимости. В нее входит 7 элементов с маркировкой от 1N4001 до 1N4007.
Описание диода 1N4007 и его роль в электронике
Так как элементы линейки 1N400x выпускаются в огромных количествах, розничная стоимость одного вентиля очень низка, поэтому они практически вытеснили остальные выпрямительные элементы в своем классе. Диод 1N4007 занимает заметное место в линейке. Он замыкает серию и имеет наиболее высокое обратное импульсное напряжение – 1000 вольт. Рабочий ток в 1 ампер позволяет решить большую часть задач в слаботочной электронике.
В некоторых случаях эти характеристики являются избыточными, но низкая стоимость полупроводникового прибора и небольшие габариты делают подбор других элементов нецелесообразным.
Внешний вид и распиновка контактов
Внешне полупроводниковый прибор выглядит как пластиковый цилиндр черного цвета. Как любой диод, он имеет два вывода:
- катод;
- анод.
Выводы являются функционально зависимыми – изменить их подключение нельзя.
При установке элемента надо соблюдать цоколевку.
Основные параметры
Основные параметры диода 1N4007 для удобства восприятия можно разбить на три категории.
Физические характеристики
Полупроводниковый прибор выпускается в корпусе DO-41. Для его производства используется метод высокотемпературного литья.
Габариты кейса DO-41 в миллиметрах:
- диаметр – 2,0..2,7;
- длина (высота) – 4,2..5,2.
Выводы анода и катода проволочные, луженые, круглые в сечении. Диаметр каждого вывода составляет 0,7..0,9 мм. Длина вывода, не подвергавшегося формовке и обрезке не менее 25,4 мм (1 дюйм). Выводы предназначены для монтажа в отверстия (through hole). Вес прибора составляет не более 0,5 грамм.
Монтировать диод можно в любом положении – как вертикальном, так и горизонтальном.
Электрические характеристики
Главные электрические характеристики диода 1N4007, являющиеся его особенностями, указаны выше. Это обратное напряжение 1000 В и максимальный прямой ток 1 А. Остальные параметры полупроводникового прибора указаны в таблице.
| Характеристика | Единица измерения | Значение |
|---|---|---|
| Максимальное среднеквадратичное обратное напряжение | вольт | 700 |
| Максимальное постоянное обратное напряжение | вольт | 1000 |
| Наибольший импульсный ток | ампер | 30 |
| Наибольший обратный ток при 25 градусах С | микроампер | 5 |
| Наибольший обратный ток при 100 градусах С | микроампер | 50 |
| Материал p-n перехода | кремний | |
| Падение напряжения в прямом направлении | вольт | не более 1,1 (обычно 0,6..0,8) |
| Емкость p-n перехода | пФ | 15..20 |
Температурные характеристики
Диод может работать при температурах от минус 65 до +175 градусов С. При изменении температуры некоторые электрические параметры могут также меняться. Так, максимальный ток при нагреве выше 75 градусов начинает снижаться.
Маркировка
Тип прибора на корпус наносится не всегда (скорее всего, из-за недостатка места). Идентифицировать диод придется по внешнему виду и характерным размерам. Маркировкой вывода катода служит кольцевая метка – обычно серого или белого цвета. При монтаже надо ориентироваться на маркировку, это позволяет соблюдать полярность подключения.
Аналоги для замены 1N4007
Так как другие типы диодов соответствующего класса практически вытеснены приборами линейки 1N400x, аналоги 1N4007 подбирать практически бессмысленно – проще купить такой же силовой полупроводниковый прибор.
Во многих случаях подойдут другие диоды из линейки – в зависимости от схемы, в которой элемент применен. Так, в схемах выпрямителей на 220 вольт (например, в компьютерных блоках питания), нормально будут работать приборы 1N4005,1N4006 и даже 1N4004 (с определенным снижением запаса по обратному напряжению и с уменьшенной по этой причине надежностью).
Если элемент работает в схеме с более низким напряжением, могут подойти и другие диоды из линейки – они различаются исключительно максимальным обратным напряжением.
Если по какой-либо причине прибор серии 1N400x подобрать не получится, можно применить следующие зарубежные элементы:
- HEPR0056RT (производства Motorola).
- BYW27-1000 и BY156 (Thompson).
- BYW43 (Philips).
- 10D4, 1N2070, 1N3549 (Diotec Semiconductor).
Встречаются и другие диоды, которыми можно заменить 1N4007 – надо смотреть параметры в datasheet.
Среди отечественных элементов наиболее близким аналогом является КД258Д. Он имеет аналогичные характеристики и его легко уместить на установочное место зарубежного прибора. В некоторых случаях подойдут элементы из серий Д226, КД208-209, КД243 и КД105, но надо смотреть не только на электрические параметры, но и на установочные размеры. Например, КД105 имеет ленточные выводы, и может быть проблематично установить его в отверстия, предназначенные для 1N4007.
Плюсы и минусы по сравнению с другими моделями
Самым важным плюсом диода 1N4007, как и остальных элементов линейки, является его дешевизна. Она позволила прибору завоевать рынок, убрав конкурентов. О недостатках говорить не приходится – остальные параметры являются ординарными характеристиками приборов данного класса.
Типичные схемы и примеры использования
Так как элемент 1N4007 имеет относительно низкое время переключения и высокую собственную емкость, он не предназначен для работы в импульсных и высокочастотных схемах. Основная область применения:
- выпрямительные схемы промышленной частоты;
- развязка цепей постоянного тока.
Схемы выпрямителей могут быть выполнены по различным схемам:
- однополупериодной;
- мостовой;
- трехфазной;
- другим схемам.
Так как 1N4007 имеет наибольшее допустимое напряжение в ряду, он может быть применен в схемах выпрямления как вторичных цепей (после трансформирования), так и первичных (непосредственно сетевое напряжение). Например, на рисунке в качестве элементов диодного моста DD1 вполне пригодны диоды 1N4007.
Развязка цепей постоянного тока может быть рассмотрена на примере участка схемы электрического щита. Лампы сигнализации Л1..Л4 нуждаются в периодической проверке, для этого предусмотрена кнопка КПА, при нажатии подающая напряжение на все лампы. Но при срабатывании одного канала сигнализации также загорятся все лампочки. Чтобы этого не произошло, каналы развязываются диодами Д1..Д4.
Глобально диод 1N4007 может быть применен в любой ситуации, где не требуется высокое быстродействие и малая емкость, например, в схемах защиты транзисторов, коммутирующих индуктивную нагрузку (реле). Диод поглощает выброс напряжения обратной полярности и защищает полупроводниковый ключ от выхода из строя.
Диод 1N4007 является достаточно универсальным полупроводниковым диодом. Его электрические и массогабаритные показатели позволяют решать многие задачи, не задумываясь о финансовой экономии.
