Verduidelik Diode en sy Tipes
Wat is 'n Diode?
Diodes is tweetermynelektroapparate wat as 'n eenrigting-skakelaar funksioneer, wat stroom (oorskynsel) slegs in een rigting laat vloei. Hierdie diodes word gemaak van halwegeleiervullis soos
Silikon,
Germanium, en
Gallium arseenide.
Die twee termine van die diode word aangedui as die Anode en Katoode. Die funksionering van 'n diode kan in twee tipes geklassifiseer word op grond van die potensiaalverskil (potensiële energie) tussen hierdie twee terme:
As die anode 'n hoër spanning het as die katoode, word die diode beskou as in Voorwaartse Bias & stroom kan vloei.
As die katoode 'n hoër spanning het as die anode, word die diode beskryf as in Agterwaartse Bias, en stroom kan nie vloei nie.
Verskeie tipes diodes benodig verskillende spannings.
Die voorwaartse spanning van silikon diodes is 0.7V, terwyl dit by germanium diodes 0.3V is.
Wanneer met silikon diodes gewerk word, word die katoode terminal dikwels aangedui deur die swart band of donker band aan een einde van die diode, terwyl die anode terminal tipies deur die ander terminal aangedui word.
Rektifikasie, of die omskakeling van AC na DC, is een van die mees algemene toepassings van diodes.
Diodes word gebruik in omgekeerde polariteit beskermers & korttoud beskermers omdat hulle stroom (oorskynsel) slegs in een rigting laat vloei en stroomvloei in die ander rigting beperk.
Simbool van 'n Diode
'n Diode simbool word hieronder geïllustreer. Onder die voorwaartse bias toestand, wys die pylkop (dus aandui) in die rigting van konvensionele stroomvloei. Dit beteken dat die anode aan die p-kant gekoppel is & die katoode aan die n-kant.
'n Eenvoudige PN-grensdiode deur 'n silikon- of germanium-kristalblok met pentavale (of) donor-vervuiling in een afdeling en trivale (of) akseptor-vervuiling in die ander afdeling te vervuil.
'n PN-grens kan ook gevorm word deur 'n p-tipe en 'n n-tipe halwegeleider te koppel deur middel van 'n spesifieke vervaardigingsproses. Die anode is die terminal wat met die p-tipe verbind is. Die katode is die terminal wat met die n-tipe kant verbind is.
In die middel van die blok, vorm hierdie vervuiling 'n PN-grens.
Werkprinsipe van 'n diode
Die interaksie tussen n-tipe en p-tipe halwegeleiders is die fundamentele proses agter die werking van 'n diode.
'n N-tipe halwegeleider bestaan uit baie (groot) aantal vry elektrone en 'n klein (klein) aantal gasholtes. Met ander woorde, in 'n n-tipe halwegeleider, is die koncentrasie van vry elektrone groot terwyl die koncentrasie van gasholtes baie laag is.
In 'n n-tipe halwegeleider, word vry elektrone as meerderheidsladingdragers beskou, terwyl gasholtes as minderheidsladingdragers beskou word.
'n P-tipe halwegeleider word gekenmerk deur 'n hoë aantal gasholtes relatief tot die hoeveelheid vry elektrone wat dit bevat. Gasholtes maak die groot meerderheid van ladingdragers in 'n p-tipe halwegeleider uit, terwyl vry elektrone slegs 'n klein deel van hierdie tipe ladingdragers verteenwoordig.
Karakteristieke van 'n diode
Voorwaarts gespanne diode
Agterwaarts gespanne diode
Onbevooroordeelde (Nul-bespanning) diode
1). Voorwaarts gespanne diode
Daar is 'n klein afname in spanning oor die diode wanneer dit in die voorwaartse rigting geskuif word en stroom deur dit vloei.
Die voorwaartse spanning van germanium-diodes is 300 mV, wat baie laer is as die voorwaartse spanning van silikon-diodes, wat 690 mV is.
Die potensiële energie oor p-tipe materiaal is positief, terwyl die potensiële energie oor n-tipe materiaal negatief is. p-tipe material het 'n positiewe potensiële energie.
2). Diode met omgekeerde skuiving
Wanneer die spanning van die batterij tot nul verlaag word, word daar gesê dat 'n diode 'n omgekeerde skuiving het. Die omgekeerde spanning vir germanium-diodes is -50(μA) mikroamperes, terwyl die omgekeerde spanning vir silikon-diodes -20(μA) mikroamperes is. Wanneer jy na 'n p-tipe materiaal kyk, is die potensiële energie negatief, maar wanneer jy na 'n n-tipe materiaal kyk, is die potensiële energie positief.
3). Ongeskuifde diode (Nul-geskufte diode)
Daar word gestel dat 'n diode 'n nul-skuiftoestand het wanneer die spanning wat oor die diode gemeet word, nul is.
Toepassings van diodes
Beskerming teen stroom wat in die omgekeerde rigting vloei deur middel van diodes
Diodes word dikwels in skakels gebruik wat klem (klemmende skakels).
Gebruik van diodes in logiese poort-skakeling
Diodes is 'n algemene komponent in knip-skakels.
Rektifikasie toestelle bestaande uit diodes
Tipes diodes
1). Agterwaartse diode
2). BARITT diode
3). Gunn diode
4). Laserdiode
5). Ligtemittende diode
6). Fotodiode
7). PIN-diode
8). Vinnige hersteldiode
9). Stap hersteldiode
10). Tunnel diode
11). P-N verbindingsdiode
12). Zener diode
13). Schottky diodes
14). Shockley diodes
15). Varactor (of) Vari-cap diode
16). Lawinediode
17). Konstante-stroom diode
18). Goud gedopeerde diodes
19). Super barrièrediodes
20). Peltier diode
21). Kristaldiode
22). Vakuumdiode
23). Klein-signaal-diode
24). Groot-signaal-diode
1). Agterwaartse diode
Hierdie tipe diode word ook bekend as 'n "agterwaartse diode," en dit word nie baie gebruik nie. Die agterwaartse (agter) diode is 'n PN-junksie diode, wat soos 'n tunnel diode werk. Kwantumtunneling is 'n belangrike deel van hoe die stroom vloei, veral in die teenoorgestelde rigting. Met die energieband prentjie kan jy presies sien hoe die diode werk.
Die band op die topvlak word die "geleidingsband" genoem, en die band op die onderste vlak word die "valensieband" genoem. Wanneer energie by elektrone bygevoeg word, neig hulle om meer energie te kry en na die geleidingsband te beweeg. Wanneer elektrone van die valensieband na die geleidingsband beweeg, laat hulle gaties in die valensieband agter.
In die nul-bias toestand is die valensieband wat beset word teenoor die geleidingsband wat beset word. In die omgekeerde bias toestand, beweeg die N-regio op terwyl die P-regio af beweeg. Nou, die band wat volledig in die P-seksie is, is anders as die band wat leeg is in die N-seksie. So, begin elektrone om van die volle band in die P-seksie na die leë band in die N-seksie deur tunneling te beweeg.
Dit impliseer dat stroomvloei selfs wanneer die bias in die teenoorgestelde rigting is. In die voorwaartse bias toestand, beweeg die N-regio in dieselfde rigting as die P-regio, wat op is. Nou, die band wat in die N-seksie gevul is, is anders as die band wat leeg is in die P-seksie. So, begin elektrone om van die volle band in die N-seksie na die leë band in die P-seksie deur tunneling te beweeg.
In hierdie tipe diode word die negatiewe weerstandgebied gevorm, wat die hoofdeel van die diode is wat dit laat werk.
2). BARITT Diode
Hierdie tipe diod word ook deur sy uitgebreide term bekend, naamlik Barrier Injection Transit Time diod, of BARRITT diod. Dit is geskik vir mikrogolf-toepassings en maak verskeie vergelykings met die IMPATT diod moontlik, wat meer algemeen gebruik word.
Die gebruik van termiese energie veroorsaak die emissie van hierdie spesifieke tipe diod. Wanneer dit vergelyk word met ander tipes diodes, produseer hierdie een baie minder geraas.
Mengers, versterkers of osilators is sommige van die moontlike toepassings hiervan, aangesien hulle klein-signaalvermoë het. Hulle kan ook in 'n verskeidenheid ander toestelle gebruik word.
3). Gunn Diode
'n PN-junksiedi (ook bekend as 'n Gunn diod) is 'n tipe diod wat 'n soort halfgeleierapparaat is wat uit twee terminals bestaan. In die meeste toepassings word dit gebruik vir die produksie van mikrogolfseine.
Osilators wat ontwikkel is vanaf Gunn diodes, word waar ook al gebruik wanneer daar 'n behoefte is aan radiosending.
Hulle word ook in militêre organisasies gebruik. Hierdie diod is 'n noodsaaklike komponent van alle taakmetere, selfs die mees basiese. Gunn diodes kan dit maklik maak om deur-openingsensor-tegnologie in moderne moniteringstelsels in te sluit, wat 'n behoefte in moderne moniteringstelsels is. Bovendien word hierdie diod aanbeveel vir gebruik in die skakels van insluiper-alarm-skakels.
4). Laser Diode
Aangesien dit kohereerende lig genereer, funksioneer die laserdiod nie op dieselfde manier as 'n tipiese LED (lig-emittende diod). Hierdie spesifieke tipes diodes vind wydverspreide gebruik in 'n verskeidenheid domeine, insluitend CD-stuurprogramme, DVD-speeltoestelle en laserspysers wat in presentasies gebruik word. Alhoewel hierdie diodes goedkoper is as ander tipes lasers, is hul koste veel hoër in vergelyking met LEDs. Hulle het ook 'n beperkte leeftyd.
5). Light Emitting Diode
Die frase lys-uitstralende diod (of) LED verwys na een van die mees algemene en wyd gebruikte soorte diodes. As die diod so aangesluit word dat dit 'n voorwaartse bias het, sal die stroom deur die oorgang gaan, wat die produsie van lig veroorsaak. Daar is verskeie nuwe LED deurbraaks wat hulle in OLED's en LEDs omskep.
Tydens die werksarea van voorwaartse bias is hierdie tipe diodes in bedryf. Daar is 'n stroomvloei as die diod begin geleit wanneer ons in hierdie gebied is. Die term "voorwaartse stroom" verwys na hierdie tipe stroom. Die diod is die bron van die lig wat gedurende hierdie operasie geproduseer word.
LED's kom in 'n wye verskeidenheid kleure voor. Meer spesifiek, 'n knipperende een wat vir 'n bepaalde tydperk kan funksioneer as aan en af. Dit kan bikleurige leiers wees, waarin geval twee kleure uitgestraal word, of dit kan trikleurige leiers wees, waarin geval drie kleure uitgestraal word, afhangende van die hoeveelheid positiewe spanning wat ontvang word.
Daarbenewens is daar LED's wat infrarood lig kan produseer. Sy praktiese toepasbaarheid word in afstandsbedienings gevind.
6). Fotodiod
Lig word deur die fotodiod in hierdie tegniek opgevang. Dit is ontdek dat die interaksie van lig met 'n PN-oorgang tot die skepping van elektrone en gathes kan lei. In die meeste gevalle funksioneer fotodioode onder instellings van omgekeerde bias, wat selfs 'n minhoeveelheid liggeïnduseerde stroomvloei maklik opgespoor en bewaak kan word. Krag generering is 'n ander moontlike toepassing vir hierdie tipe diodes.
Aangesien dit ook geleiding kan vind wanneer dit aan omgekeerde bias blootgestel word, is die funksionering van 'n fotodiod baie soortgelyk aan dié van 'n zen diod.
Beide die waarde van die stroom en die ligintensiteit waarde is direk evenredig met mekaar. Hulle het ook reaksietye wat voldoende vinnig is, gemeten in nanosekondes eerder as millisekondes.
7). PIN Diode
Die eienskappe van hierdie diode word gedurende die ontwikkelingsproses bepaal. Baie p-tipe en n-tipe standaarde word in die konstruksie van hierdie tipe diode gebruik. Die oorgang wat as gevolg van hierdie interaksies geproduseer sal word, is bekend as 'n intrinsiese halwegeleier omdat dit geen dopingskoncentrasie nie het.
Toepassings soos switsering kan voordeel hê van toegang tot hierdie streek.
8). Fast Recovery Diode
Die diode het 'n vinniger hersteltyd. AC word as die sein invoer deur die heel van die rektifikasieproses gebruik. Hierdie vlakke het beide positiewe en negatiewe aspekte. Vir die polariteite om van positief na negatief (of) van negatief na positief oor te gaan, moet die herstelperiode so kort moontlik wees.
Wanneer hoëfrekwensietoepassings uitgevoer word, is dit baie belangrik om die vinnigste moontlike hersteltye te hê. In sodanige omstandighede word aanbeveel om hierdie spesifieke diode te gebruik. As 'n voorwaarde hiervan moet die voorstelling akkuraat gedoen word terwyl die integriteit van die sein behou word.
9). Step Recovery Diode
Dit is een van die komponente van die mikrogolfdiode. Dit lei dikwels tot die generering van pulse tydens die hoëfrekwensiebereik. Hierdie diodes is afhanklik (afhangende) van die tipe diodes wat die eienskap het om vinnig af te sluit (af te skakel) as gevolg van hul operasie.
10). Tunnel Diode
Hierdie tunnel diodes is bekend om swaartjies te vereis terwyl hulle in die ultra-hoëspoedreël bedryf. Die duur van die oorgang sal in nanosekondes of pikosekondes gemeet word. Dit word gebruik in ontspanningsosilleerder-sirkusse as gevolg van die idee van negatiewe weerstand wat daarmee verbind is.
11). P-N Junction Diode
Dit is die fundamentele diode wat vervaardig word wanneer p-tipe en n-tipe materiaal met mekaar interakteer. Dit ondersoek die idee om een perspektief booor ander te begunstig. As gevolg hiervan kan dit in 'n verskeidenheid operasie-reëls funksioneer.
Slegs wanneer die voorwaarts vooringpas aangebring word, geleide hierdie diode. Wanneer die vooringpas in die teenoorgestelde rigting is, is daar geen duidelike stroomvloei nie. Dit wys dat stroom geblokkeer word wanneer die vooringpas in die teenoorgestelde rigting is.
Hulle word gebruik in situasies waar toepassings lae strome nodig het, soos sein diodes, en word dus beginstelling. Rektifiseerders is een van die mees fundamentele toepassings van hierdie tegnologie.
12). Zener Diode
Dit is die tipe diode wat op so 'n manier vervaardig is dat dit in die teenoorgestelde vooringpas-reël kan funksioneer. Wanneer 'n voorwaarts vooringpas aangebring word, sal die operasie-eienskappe van die diode vergelykbaar wees met dié van 'n konvensionele diode met 'n p-n-junksie as sy fundamentele komponent.
Wanneer die diode in die teenoorgestelde vooringpas-reël bedryf, en dit eenmaal die laagste Zener-spanning bereik het, sal daar 'n toename in die waardes van die stroom wees; egter, die spanning sal verder konstant bly.
As gevolg hiervan kan dit in die proses van spanningsbeheer gebruik word. Wanneer dit begin stroom geleidelik onder voorwaartse belasting, het die diode sy unieke vermoë getoon. Die vervaardigers bepaal presies hoe die meer zen-spanning vir hierdie spesifieke tipe diode sal wees. As gevolg hiervan is dit moontlik om meer zen-diodes te maak.
13). Schottky Diodes
'n Schottky diode is 'n tipe diode wat gekenmerk word deur sy vermoë om switsopeerbewerkings op hoë spoed uit te voer. Baie min spanningsverlies vind plaas deur die voorwaartse pad, en dit word as 'n positiewe kenmerk beskou.
Klemmende skakels wat vinnig genoeg is, is 'n goeie voorbeeld van waar so 'n tipe diode gebruik kan word, aangesien sy toepassings duidelik daar is. 'n Frekwensie in die gigahertz-area is tipies vir die bedryf van diodes van hierdie tipe. Met ander woorde, dit het die potensiaal om meer wenslik te wees tydens hoë frekwensietoepassings.
14). Shockley Diodes
Switsertoepassings maak gebruik van hierdie diodes, wat 'n verskillende tipe diode is van die een hierbo beskryf. Dit het 'n fundamentele spanning, ook bekend as trigger-spanning, wat teenwoordig is.
Dit is onmoontlik vir hierdie om oor te switser, aangesien dit in die hoë weerstandmodus bly as die spanning wat daaraan gegee word, laer is as die basiese triggerwaarde. Die lae weerstandroete sal gebou word sodra die spanning wat verskaf word, groter is as die basiese triggerwaarde. Die Shockley diodes voer hul funksies op hierdie manier uit.
15). Varactor (of) Varicap Diode
Dit is 'n ander unieke kategorie diodes, wat voorkom wanneer 'n agterwaartse spanning toegepas word op die verbinding van die toestel. Dit veroorsaak 'n verandering in die kapasiteit van die verbinding. Aangesien dit 'n veranderlike kapasiteit diode is, kan die afkorting "varicap" gebruik word om dit te verwys.
16). Lawine-diode
Die lawine-diode is 'n soort omgekeerde vooringang-diode wat sy operasie van die lawine-verskynsel aflei. Die mislukking van die lawine vind plaas wanneer die spanningsval konstant bly en nie deur die stroom beïnvloed word nie. As gevolg van die hoë vlak van sensitiefheid wat hulle besit, word hulle vir foto-ontdekking gebruik.
17). Konstante-stroom-diode
Dit is 'n elektriese toestel wat die stroom tot die maksimum waarde beperk. Dit kan ook as 'n stroombeperkende diode (CLD) (of) 'n stroomreëlende diode (CRD) (CRD) aangedui word.
Hierdie diodes word gemaak uit 'n (n-kanaal)-JFET. Die hek is aan die bron verbonden en funksioneer as 'n twee-poolse stroombeperker (of) stroombron. Hulle laat 'n stroom toe om deur hulle te vloei tot 'n spesifieke waarde voordat dit ophou om verder te neem (ontwikkel).
18). Goudgedopeerde diodes
Goud word as 'n dopant in hierdie diodes gebruik. Sommige diodes is kragtiger as ander. Die lekkagestroom by omgekeerde vooringang is ook laer in hierdie diodes. Selfs met groter spanningsvalle, kan die diode by seinfrekwensies werk. Goud help met die vinnige hergroepering van die minderheidsdragere in hierdie diodes.
19). Superbarrière-diodes
Dit is 'n rektifiseerdiode met 'n lae voorwaartse spanningsval as 'n Schottky-diode en 'n lae (omgekeerde) lekkagestroom as 'n P-N-junksiediode. Dit is geskep vir hoë-vermoë, hoëspoed-skuif, en lae-verlies toepassings. Superbarrière-rektifiseerdiodes is die volgende tipe rektifiseers wat 'n laer voorwaartse spanning as die Schottky-diode het.
20). Peltier Diode
Dit genereer hitte by twee materiaaljunksies van die halfgeleiër in hierdie tipe diode, wat vloei van een aansluiting na 'n ander aansluiting. Hierdie vloei het slegs een rigting, wat dieselfde is as die rigting van die stroomvloei.
Hierdie hitte word gegenereer as gevolg van die elektriese laai wat gegenereer word deur die hervereniging van die minderheidlaai dragers. Dit word hoofsaaklik vir koeling en verhitting gebruik. Hierdie soort diode bedien as beide 'n sensor en 'n warmte-motor in termo-elektriese koeling.
21). Crystal Diode
Dit is 'n vorm van puntkontakdiode wat ook bekend staan as Kat se snor. Sy funksionering word bepaal deur die kontakdruk tussen die halfgeleiër kristal & die punt.
'n Metalaar draad is in hierdie bevat en dit word gedwing teen die halfgeleiër kristal. In hierdie toestand dient die halfgeleiër kristal as die katode terwyl die metalaar draad as die anode dien. In die natuur is hierdie diodes verouderd. Dit word hoofsaaklik in mikrogolfontvangers & detektors gebruik.
22). Vacuum Diodes
Vakuümdiodes bestaan uit twee elektrodes wat dien as 'n anode en 'n katode. Wolframium word gebruik om die katode te maak, wat elektrone in die rigting van die anode emissie. Elektronvloei sal altyd van katode na anode gaan. As gevolg daarvan funksioneer dit soos 'n skakelaar.
Wanneer die katode bedek is met oksiedmateriaal, word die elektronemissiekapasiteit verhoog. Anodes is eerder langer in lengte, en hul oppervlakke word soms ru gesleep om die temperatuur in die diode te verminder. Die diode sal slegs geleis wanneer die anode positief (+) is ten opsigte van die katodeaansluiting.
23). Small Signal Diode
Dit is 'n klein toestel met onproporsionele kenmerke, hoofsaaklik gebruik in hoëfrekwensie en lae stroom toepassingsvelde soos radios & TV's.
Signaal diodes is baie kleiner as kragdiodes. Een kant word met swart (of) rooi gemerk om die katoodterminal aan te dui. Die prestasie van die klein signaal diode is veral effektief vir toepassings by hoë frekwensies.
In vergelyking met hul vermoë in ander kategorieë het signaal diodes tipies 'n matige stroomvervoer vermoë en lae krag dissipasie. Hulle is tipies in die bereik van 150mA & 500mW.
Dit word gebruik in
Diode toepassings,
Hoë spoed skakeling,
Parametriese versterkers & baie meer toepassings.
24). Groot Signaal Diode
Die PN-junksielag op hierdie diodes is tamelik dik. As gevolg hiervan word hulle dikwels gebruik vir rektifikasie, of om AC om te skakel na DC. Die groot PN-junksie verhoog die diode se voorwaartse stroomvervoer vermoë en agterwaartse blokkeervoltag. Groot signaal diodes is nie geskik vir hoë frekwensietoepassings nie.
Hierdie diodes is hoofsaaklik toepaslik in kragvoorsieninge soos
Rektifiers,
Omskakelaars,
Omkeeraars,
Batterylaadapparate ens.
Die voorwaartse weerstand van hierdie diodes is 'n paar Ohms, terwyl die agterwaartse blokkeerweerstand in Mega Ohms gemeet word.
As gevolg van sy hoë stroom & spanningsvermoë kan dit gebruik word in elektriese toestelle wat groot piekspannings onderdruk.
As gevolg hiervan is die verskeie tipes diodes en hul toepassings bespreek in hierdie pos. Elke diode het sy eie unieke metode van voorstelling, sowel as sy eie unieke metode van werking.
Vrylig gestelde vrae
1). Skakel 'n diode wisselspanning (AC) om na direkspanning (DC)?
Die diode wat die stroom laat vloei (deurlaat) in een rigting. Wanneer dit gebruik word met wisselstroom, sal die diodes slegs vir die helft van die siklus geleid. As gevolg hiervan word hulle gebruik in die omskakeling van wisselstroom na gelykstroom. As gevolg hiervan is diodes gelykstroom (DC).
2). Wat is Ideale Diodes?
Diodes wat gebruik word om die rigting van stroomvloei te reguleer, staan bekend as ideale diodes. Met 'n ideale diode kan stroom slegs in een rigting vloei, bekend as die voorwaartse rigting, en dit kan nie in die teenoorgestelde rigting vloei nie.
Ideale diodes lyk soos 'n oop-sirkel wanneer hulle teenoorgesteld belas is, en die spanning daaroor is negatief in hierdie toestand.
3). Wat is die verskil tussen voorwaartse & teenoorgestelde belasing?
Voorwaartse belasing vind plaas in 'n konvensionele diode wanneer die spanning oor die diode die normale stroomvloei toelaat, terwyl teenoorgestelde belasing 'n spanning oor die diode in teenoorgestelde rigting beteken. Echter, die spanning wat toegepas word oor die diode tydens teenoorgestelde belasing lei nie tot enige merkbare stroomvloei nie.
Verklaring: Respek die oorspronklike, goeie artikels is waard om gedeel te word, indien dit inbreukpleging oplewer kontak ons vir verwydering.
