Áttekintés a különféle diódákról és azok felhasználásáról

A dióda kétkapcsos elektromos eszköz, amely csak egy irányban engedi át az áramot. A dióda egyirányú áramtulajdonságáról is ismert, ahol az elektromos áramnak egy irányban szabad áramlania. Alapvetően egy diódát használnak a hullámalakok kiegyenlítésére, rádiódetektorokon belül vagy belül áramforrás . Különböző elektromos és elektronikus áramkörökben is használhatók, ahol a dióda „egyirányú” eredménye szükséges. A diódák nagy része félvezetőkből készül, például Si (szilícium), de néhány esetben Ge (germánium) is használatos. Néha előnyös összefoglalni a különböző típusú diódák léteznek . Néhány típus átfedheti egymást, de a különféle meghatározások előnyösek lehetnek, ha szűkítik a mezőt, és áttekintést nyújtanak a különféle diódákról.

Milyen típusú diódák vannak?

A diódáknak több típusa létezik, és ezek az elektronikai tervezésben használhatók, nevezetesen egy hátramenet dióda, BARRITT dióda, Gunn dióda, lézerdióda, fénykibocsátó diódák, Arany adalékolt diódák , kristálydióda , PN csomópont, Shockley dióda , Lépéses helyreállítási dióda, Tunnel dióda, Varactor dióda és egy Zener dióda.

A diódák típusai

A diódák részletes magyarázata

Beszéljünk részletesen a a dióda működési elve.

Visszafelé dióda

Ezt a diódatípust hátsó diódának is nevezik, és nincs rendkívül megvalósítva. A visszafelé dióda egy PN-csatlakozási dióda, amely hasonló működésű, mint egy alagútdióda. A kvantumalagút forgatókönyve fontos felelősséggel tartozik a jelenlegi főleg fordított út vezetésében. Az energia sáv képpel a dióda pontos működése megismerhető.

Visszafelé dióda működése

A legfelső szinten lévő sávot vezetési sávnak, míg az alsó sávot valencia sávnak nevezzük. Amikor energiát alkalmaznak az elektronokra, hajlamosak energiát szerezni és a vezetési sáv felé mozogni. Amikor az elektronok a vegyértékből a vezetősávba lépnek, a vegyérték sávban lévő helyükön lyukak maradnak.

Zérus előfeszítő állapotban az elfoglalt valencia sáv ellentétben áll a megszállt vezetőképességi sávéval. Míg fordított torzítás esetén a P-régió az N-régiónak megfelelő felfelé halad. Most a P-szakasz elfoglalt sávja ellentétben áll az N-szakasz üres sávjával. Tehát az elektronok elindulnak az alagúton az elfoglalt sávtól a P-szakaszon az üres sávig az N-szakaszban.

Tehát ez azt jelenti, hogy az áramlás fordított előfeszítéssel is megtörténik. Előre elfogult állapotban az N-régió a P-régiónak megfelelő felfelé halad. Most az N-szakasz elfoglalt sávja ellentétben áll a P-szakasz üres sávjával. Tehát az elektronok elindulnak az alagúton az N-szakasz elfoglalt sávjától a P-szakasz üres sávjáig.

Ebben a diódatípusban a negatív ellenállási régió képződik, és ezt elsősorban a dióda működéséhez használják.

Visszafelé dióda

BARITT dióda

Ennek a diódának meghosszabbított futamideje a Barrier Injection Transit Time dióda, azaz BARITT dióda. Mikrohullámú alkalmazásokban alkalmazható, és számos összehasonlítást tesz lehetővé a szélesebb körben használt IMPATT diódával. Ez a link világosan leírja, mi az a BARRITT dióda és annak működése és megvalósításai.

Gunn dióda

A Gunn dióda PN csatlakozási dióda, ez a fajta dióda félvezető eszköz, amelynek két terminálja van. Általában mikrohullámú jelek előállítására használják. Kérjük, olvassa el az alábbi linket Gunn dióda dolgozik , Jellemzői és alkalmazásai.

Gunn diódák

Lézerdióda

A lézerdióda nem hasonló folyamatú, mint a közönséges LED (fénykibocsátó dióda), mert koherens fényt termel. Ezeket a diódákat széles körben használják különféle célokra, például DVD-kre, CD-meghajtókra és lézerfénymutatókra a PPT-khez. Bár ezek a diódák olcsóbbak, mint más típusú lézer generátorok, sokkal drágábbak, mint a LED-ek. Részleges életük is van.

Lézerdióda

Fénykibocsátó dióda

A LED kifejezés a fénykibocsátó diódát jelenti, a dióda egyik legelterjedtebb típusa. Ha a dióda előreirányított előfeszítéssel van csatlakoztatva, akkor az áram átfolyik a kereszteződésen és generálja a fényt. Sok új LED-fejlesztés is változik, ezek LED-ek és OLED-ek. Az egyik fő fogalom, amely ismeri a LED-et, annak IV jellemzői. Nézzük át részletesen a LED jellemzőit.

A fénykibocsátó diódák jellemzői

Mielőtt egy LED fényt bocsátana ki, meg kell adnia az áramot a diódán, mert ez egy áram alapú dióda. Itt a fényintenzitás mértéke egyenesen arányos a diódán átfolyó áram előremenő irányával.

Amikor a dióda áramot vezet az elõzetes előfeszítésben, akkor egy áramkorlátozó soros ellenállásnak kell lennie annak érdekében, hogy megvédje a diódát az áram további áramlásától. Meg kell jegyezni, hogy a LED tápellátása között nem lehet közvetlen kapcsolat, ahol ez azonnali károsodást okoz, mivel ez a kapcsolat rendkívüli áramáramot tesz lehetővé és megégeti a készüléket.

LED működik

Minden típusú LED-eszköznek megvan a maga előrefeszültség-vesztesége a PN-csomóponton keresztül, és ezt a korlátozást a használt félvezető típusa ismeri. Ez meghatározza a feszültségesés mértékét az előremenő áram megfelelő mennyiségéhez általában 20mA áramértéknél.

A legtöbb forgatókönyv szerint a LED funkciója a minimális feszültségszinttől kezdve, amelynek ellenállása soros kapcsolatban van, Rs-t alkalmaznak arra, hogy korlátozzák az áramerősség előrejelzését egy védett szintre, amely általában 5 mA és 30 mA közötti, ha fokozott fényerőre van szükség .

Különböző LED-ek fényt generálnak az UV-spektrum megfelelő területein, így különböző szintű fényintenzitást generálnak. A félvezető sajátos kiválasztása megismerhető a fotonemisszió teljes hullámhosszán, és így keletkezik a megfelelő fény. A LED színei a következők:

Tehát a LED pontos színét a kibocsátott hullámhossz távolsága ismeri. A hullámhosszat pedig az a speciális félvezető-összetétel ismeri, amelyet a PN-csomópontban alkalmaznak annak gyártási folyamata során. Tehát egyértelmű volt, hogy a LED fénykibocsátásának színe nem az alkalmazott színezett műanyagok miatt van. De emelik a fény fényerejét is, ha az áramellátás nem világítja meg őket. Különböző félvezető, gáznemű és fém anyagok kombinációjával az alábbi LED-ek állíthatók elő:

• Gallium-arzenid (GaAs), amely infravörös
• A gallium-arzén-foszfid (GaAsP) a vöröstől az infravörösig és a narancssárgáig terjed
• Alumínium-gallium-arzén-foszfid (AlGaAsP), amely élénkvörös, narancssárga típusú vörös, narancssárga és sárga színnel rendelkezik.
• A gallium-foszfid (GaP) vörös, sárga és zöld színben létezik
• Alumínium-gallium-foszfid (AlGaP) - többnyire zöld színű
• Gallium-nitrid (GaN), amely zöld és smaragdzöld színben kapható
• Gallium-indium-nitrid (GaInN) az ultraibolya közelében, a kék, a zöld és a kék vegyes színe
• Szilícium-karbid (SiC) kék színben kapható szubsztrátként
• A cink-szelenid (ZnSe) kék színnel jelenik meg
• Alumínium-gallium-nitrid (AlGaN), amely ultraibolya

Fotodióda

A fotodióda a fény érzékelésére szolgál. Megállapítottuk, hogy amikor a fény egy PN-kereszteződésbe ütközik, elektronokat és lyukakat hozhat létre. Jellemzően a fotodiódák fordított előfeszítési körülmények között működnek, ahol a fényből származó kis áramáram is egyszerűen észrevehető. Ezeket a diódákat villamos energia előállítására is fel lehet használni.

Fotódióda

PIN dióda

Ezt a diódatípust a felépítése jellemzi. Rendelkezik P-típusú és N-típusú régiókkal, de a két régió közötti terület, nevezetesen a belső félvezető nincs doppingolva. A belső félvezető régiója növeli a kimerülési régió területét, ami előnyös lehet az alkalmazásváltás szempontjából.

PIN dióda

Az N és P típusú régiók negatív és pozitív töltéshordozói ennek megfelelően elmozdulnak a belső régióba. Ha ez a terület teljesen tele van elektronlyukakkal, akkor a dióda vezetni kezd. Míg fordított előfeszítési állapotban van, a diódában lévő széles belső réteg megakadályozhatja és elviseli a magas feszültségszinteket.

A megnövekedett frekvenciaszinteken a PIN-dióda lineáris ellenállásként fog működni. Lineáris ellenállásként funkcionál, mert ennek a diódának van nem megfelelő fordított helyreállítási idő . Ez az oka annak, hogy az erősen elektromos töltésű „I” régiónak nem lesz elegendő ideje a kisütésre a gyors ciklusok idején. Minimális frekvencián a dióda egyenirányító diódaként működik, ahol elegendő ideje van a kisütésre és a kikapcsolásra.

PN csatlakozási dióda

A szabványos PN csomópontot úgy tekinthetjük, mint a ma használt normál vagy szabványos diódatípust. Ez a legkülönbözőbb típusú diódák közül, amelyek az elektromos tartományban vannak. De ezek a diódák kis jeltípusként alkalmazhatók RF (rádiófrekvenciás) vagy más alacsony áramú alkalmazásokban, amelyeket jeldiódáknak is nevezhetünk. Más típusok is megtervezhetők nagyfeszültségű és nagyáramú alkalmazásokhoz, és ezeket általában egyenirányító diódáknak nevezik. A PN csatlakozási diódában tisztának kell lennie az előfeszítési feltételektől. Főleg három előfeszítési körülmény áll fenn, és ez az alkalmazott feszültségszinttől függ.

• Előretekintés - Itt a pozitív és a negatív terminál a dióda P és N típusaihoz kapcsolódik.
• Fordított torzítás - Itt a pozitív és a negatív terminál kapcsolódik a dióda N és P típusához.
• Nulla torzítás - Ezt „0” előfeszítésnek nevezzük, mert a diódára nem vonatkozik külső feszültség.

A PN csatlakozási dióda előreirányú torzítása

Előretekintés esetén a PN-csomópont akkor alakul ki, amikor az akkumulátor pozitív és negatív élei P és N típushoz vannak csatlakoztatva. Amikor a dióda előreirányítási torzításban működik, akkor a csomópont belső és alkalmazott elektromos terei ellentétes utakon vannak. Ha ezeket az elektromos mezőket összegezzük, akkor a következményes teljesítmény nagysága kisebb, mint az alkalmazott elektromos mezőé.

Előretekintés a diódák PN csatlakozási típusaiban

Ez a kapcsolat minimális ellenállási utat és vékonyabb kimerülési területet eredményez. A kimerülési régió ellenállása elhanyagolhatóbbá válik, ha az alkalmazott feszültség értéke nagyobb. Például a szilícium félvezetőben, amikor az alkalmazott feszültség értéke 0,6 V, akkor a kimerülő réteg ellenállási értéke teljesen elhanyagolhatóvá válik, és akadálytalan áram folyik rajta.

A PN csatlakozási dióda fordított torzítása

Itt az a kapcsolat, hogy az akkumulátor pozitív és negatív élei N-típusú és P-típusú régiókhoz vannak kötve. Ez képezi a fordított előfeszítésű PN-csatlakozást. Ebben a helyzetben az alkalmazott és a belső elektromos mezők hasonló irányba mutatnak. Ha mindkét elektromos mezőt összegezzük, akkor a kapott elektromos tér útja hasonló a belső elektromos út útjához. Ez vastagabb és fokozottabb rezisztív kimerülési régiót eredményez. A kimerülési régió nagyobb érzékenységet és vastagságot tapasztal, ha az alkalmazott feszültségszint egyre nagyobb.

Fordított torzítás a diódák PN csatlakozási típusában

A PN csatlakozási dióda V-I jellemzői

Ezenkívül még fontosabb tisztában lenni a PN csatlakozási dióda V-I jellemzőivel.

Ha a diódát „0” előfeszültség mellett működtetjük, ez azt jelenti, hogy a diódára nem alkalmazunk külső feszültséget. Ez azt jelzi, hogy a potenciális akadály korlátozza az áram áramlását.

Míg amikor a dióda továbbítási előfeszültségi viszonyok között működik, vékonyabb potenciálgát lesz. Szilikon típusú diódákban, amikor a feszültség értéke 0,7 V, és a germánium típusú diódákban, amikor a feszültség értéke 0,3 V, akkor a potenciális korlát szélessége csökken, és ez lehetővé teszi az áramot a diódán keresztül.

VI Jellemzők a PN csatlakozási diódában

Ebben az áramérték fokozatosan növekszik, és a kapott görbe nem lineáris, mivel az alkalmazott feszültségszint meghaladja a potenciális korlátot. Amikor a dióda meghaladja ezt a potenciális korlátot, a dióda normál állapotban működik, és a görbe alakja fokozatosan élessé válik (lineáris formába kerül) a feszültségérték növekedésével.

Ahol a dióda fordított előfeszítéssel működik, ott megnő a potenciális gát. Mivel a kereszteződésben kisebbségi töltéshordozók lesznek, ez lehetővé teszi a fordított telítettségi áram áramlását. Ha az alkalmazott feszültség megnövekszik, a kisebbségi töltéshordozók kinetikus energiája megnövekedett, amely hatással van a többségi töltéshordozókra. Ebben a szakaszban a dióda lebomlása történik, és ez a dióda megrongálódásához vezethet.

Schottky-dióda

A Schottky-dióda alacsonyabb előremenő feszültségeséssel rendelkezik, mint a szokásos Si PN-csatlakozási diódák. Alacsony áram esetén a feszültségesés 0,15 és 0,4 volt között lehet, szemben az a-Si dióda 0,6 voltával. E teljesítmény elérése érdekében más módon lettek megtervezve, összehasonlítva a normál diódákkal, amelyek fém-félvezető érintkezéssel rendelkeznek. Ezeket a diódákat széles körben használják egyenirányító alkalmazásokban, szorító diódákban és RF alkalmazásokban is.

Schottky-dióda

Lépés helyreállítási dióda

A lépés-helyreállító dióda egy olyan mikrohullámú dióda, amelyet nagyon magas frekvenciájú (magas frekvenciájú) impulzusok generálására használnak. Ezek a diódák attól a diódától függenek, amelynek működése nagyon gyors kikapcsolási jellemzővel rendelkezik.

Lépés helyreállítási diódák

Alagútdióda

Az alagútdiódát mikrohullámú alkalmazásokhoz használják, ahol teljesítménye meghaladja a nap többi eszközének teljesítményét.

Alagútdióda

Az elektromos tartományban az alagút azt jelzi, hogy ez az elektronok közvetlen mozgása a kimerülési régió minimális szélességén keresztül a vezetési sávtól a valencia sávig. A PN csatlakozási diódában a kimerülési régió elektronok és furatok miatt is kialakult. Ezen pozitív és negatív töltéshordozók miatt a belső elektromos mező a kimerülési régióban alakul ki. Ez erőt hoz létre a külső feszültség ellentétes útján.

Az alagút hatásával, ha az előremenő feszültség értéke minimális, akkor az előremenő áram értéke nagyobb lesz. Működtethető előre és hátra előfeszített körülmények között is. A magas szintű miatt doppingolás , fordított előfeszítéssel is működhet. A gátpotenciál csökkenésével a megszakítási feszültség fordított irányban szintén csökken és eléri a nullát. Ezzel a minimális fordított feszültséggel a dióda elérheti a meghibásodás állapotát. Emiatt a negatív ellenállási régió kialakul.

Varactor dióda vagy Varicap dióda

A varaktoros dióda egyfajta félvezető mikrohullámú szilárdtest-eszköz, és ott alkalmazzák, ahol a változó kapacitást választják, amelyet a feszültség szabályozásával lehet elérni. Ezeket a diódákat varicealis diódáknak is nevezik. Annak ellenére, hogy a változó kapacitás o / p-ját a normál PN-csatlakozási diódák mutatják. De ezt a diódát úgy választják meg, hogy megkapja az előnyös kapacitásváltozásokat, mivel ezek különböző típusú diódák. Ezeket a diódákat pontosan úgy tervezték és továbbfejlesztették, hogy lehetővé tegyék a kapacitás nagy változását.

Varactor dióda

Zener dióda

A Zener diódát stabil referenciafeszültség biztosítására használják. Ennek eredményeként hatalmas mennyiségben használják. Fordított torzítással működik, és megállapította, hogy egy adott feszültség elérésekor megszakad. Ha az áram áramlását egy ellenállás korlátozza, az stabil generálandó feszültséget aktivál. Ezt a típusú diódát széles körben használják referenciafeszültség biztosítására a tápegységekben.

Zener dióda

Különböző módszerek léteznek a Zener dióda csomagjában. Ezek közül keveseket alkalmaznak a megnövekedett áramelvezetési szinteknél, míg másokat éltartó kialakításokhoz alkalmaznak. Az általános típusú Zener dióda minimális üvegborításból áll. Ennek a diódának az egyik szélén van egy sáv, amely katódként jelöli.

A Zener dióda hasonló módon működik, mint a dióda, ha előreirányítási torzítással működik. Míg fordított elfogultság esetén minimális lesz szivárgási áram . Amikor a fordított feszültség a megszakító feszültségig növekszik, ez áramáramot hoz létre a diódán. Az aktuális érték eléri a maximumot, és ezt egy soros ellenállás rögzíti.

A Zener dióda alkalmazásai

A Zener dióda széleskörű alkalmazása létezik, és ezek közül csak néhány:

• Feszültségkorlátozóként használják a feszültségszintek szabályozására a terhelések minimális értékén keresztül
• Azokban az alkalmazásokban alkalmazzák őket, akiknek túlfeszültséget kell biztosítaniuk
• Használt nyíró áramkörök

Néhány, a különböző alkalmazásokban döntően megvalósított diódatípus közül az alábbiak vannak:

• Lézerdióda
• Lavina dióda
• Átmeneti feszültségcsökkentő dióda
• Arany dopping típusú dióda
• Állandó áram dióda típusa
• Peltier dióda
• Szilícium-vezérelt egyenirányító dióda

Minden diódának megvannak a maga előnyei és alkalmazásai. Ezek közül keveset használnak széles körben különféle alkalmazásokban, több területen, míg keveset csak néhány alkalmazásban alkalmaznak. Így itt minden a különböző típusú diódákról és azok felhasználásáról szól. Reméljük, hogy jobban megismerte ezt a koncepciót, vagy elektromos projektek megvalósításához kérjük, adja meg értékes javaslatait az alábbi megjegyzések részben kommentálva. Itt van egy kérdés az Ön számára Mi a dióda funkciója ?