Диод және оның түрлері
Диод негізгі анықтамасы
Диодтар - бұл бір жағынан төмен ортаңғы тәсілдер, электр токағы тек бір бағытта ғана өтуін ескеретін. Бұл диодтар сілікон, германий және галлий арсенид сызықты материалдардан жасалған.
Сілікон,
Германий, және
Галлий арсенид.
Диодтың екі терминалы анода мен катода деп аталады. Диодтың функционалдылығы екі терминал арасындағы потенциалдық айырма (потенциалдық энергия) бойынша екі түрде бөлінеді:
Егер аноданың напряжениесы катодтан артық болса, диод передовий биас деп аталады және электр ток өте алады.
Егер катодтың напряжениесы анодан артық болса, диод кері биас деп аталады және электр ток өте алмайды.
Артқы түрлердің диодтары әртүрлі напряжениелерге қажет.
Сілікон диодтарының передовий напряжениесы 0,7В, ал германий диодтарының 0,3В.
Сілікон диодтарымен жұмыс істей отырғанда, катод терминалы диодтың бір жағындағы кара жолақ немесе темір жолақпен белгіленеді, ал анод терминалы басқа терминалмен көрсетіледі.
Түзестіру немесе АС-ты DC-ке айналдыру - диодтардың ең кездесетін қолданылуы.
Диодтар кері полярлық қорғау және уақытша қорғау қолданбаларында қолданылады, себебі олар тек бір бағытта ғана ток өтуіне мүмкіндік береді және басқа бағытта ток өтуін тымыратады.
Диод символы
Диод символы төменде көрсетілген. Передовий биас шартында, стрелка басы традициялық ток өту бағытын көрсетеді. Бұл анод p жағына, ал катод n жағына байланысты.
Бір бөлікте пентавалентті (немесе) донорлық жұмысшылықты, басқа бөлікте тривалентті (немесе) акцепторлық жұмысшылықты енгізген силикон же германий кристалды блок арқылы жасалған қарапайым PN желісі диоды.
PN желісі p-түрді және n-түрді полупроводниктерді белгілі бір өндіріс процесі арқылы бірге байланыстыру арқылы да пайда болуы мүмкін. Анод - p-түрдіне байланыстырылған терминал. Катод - n-түрді бөлікке байланыстырылған терминал.
Блоктың ортасында, бұл допингтер PN желісін құрайды.
Диодтың іске қосылу принципі
n-түрді және p-түрді полупроводниктердің әрекеті - диодтың қызмет етуінің негізгі процесі.
n-түрді полупроводникте көптеген (үлкен) сандағы жазық электрондар және аз (аз) сандағы бұрыштар бар. Басқа түрлі айтқанда, n-түрді полупроводникте, жазық электрондардың концентрациясы үлкен, ал бұрыштардың концентрациясы өте төмен.
n-түрді полупроводникте, жазық электрондар көпшілік заряд носытшылар деп аталады, ал бұрыштар азшылар заряд носытшылар деп аталады.
p-түрді полупроводникте, бұрыштардың саны жазық электрондардың санына қарағанда үлкен. Бұрыштар p-түрді полупроводникте заряд носытшылардың көпшілігін құрайды, ал жазық электрондар тек азшылар заряд носытшыларының бөлігін ғана құрайды.
Диодтың қасиеттері
Жағынан биасыланған диод
Алғашқы биасыланған диод
Биасыланбайтын (нуль биасыланған) диод
1). Жағынан биасыланған диод
Диодда ағын өткенде және ол алдыңғы бағытта басқарылғанда, диод арқылы өтуі туралы кішкентай азайту болады.
Германий диодтарының алдыңғы напряжениесы 300 мВ, бұл силикон диодтарының 690 мВ-ге салыстырғанда көп емес.
P-типа материалдың потенциалдық энергиясы теріс, ал n-типа материалдың потенциалдық энергиясы теріс. P-типа материалы теріс потенциалдық энергияға ие.
2). Теріс басқарылған диод
Батареяның напряжениесы нөлге дейін түскенде, диод теріс басқарылған деп аталады. Германий диодтарының теріс напряжениесы -50(мкА) микроАмпер, ал силикон диодтарының теріс напряжениесы -20(мкА) микроАмпер. P-типа материалды арқылы қарағанда, потенциалдық энергия теріс, бірақ n-типа материалды арқылы қарағанда, потенциалдық энергия теріс.
3). Басқарылмаған диод (Нөлдік басқарылған диод)
Диодда өлшеген напряжение нөл болғанда, диод нөлдік басқарылған деп аталады.
Диодтың қолданылуы
Диоддар арқылы теріс бағыттағы ағыннан қорғау
Диоддар сымылдыру цептерінде кездеседі.
Логикалық шағыл цептеріндегі диоддар
Диоддар кесу цептерінде сирек кездеседі.
Диоддардың ректификациялық құрылғылары
Диод түрлері
1). Теріс диод
2). BARITT диод
3). Ганн диод
4). Лазерный диод
5). Светоизлучающий диод
6). Фотодиод
7). PIN диод
8). Быстрый восстанавливающийся диод
9). Ступенчатый восстанавливающийся диод
10). Туннельный диод
11). P-N переходный диод
12). Диод Зенера
13). Шоттки диоды
14). Дiodы Шокли
15). Варикап (или) варикап диод
16). Аваланч диод
17). Диод постоянного тока
18). Золотосодержащие диоды
19). Супербарьерные диоды
20). Диод Пельтье
21). Кристаллический диод
22). Вакуумдық диод
23). Кішкентай сигналдық диод
24). Үлкен сигналдық диод
1). Артқаға бағытталған диод
Бұл түрдегі диод "артқаға бағытталған диод" деп да аталады және ол көп емес пайдаланылады. Артқаға бағытталған (артқа) диод - бұл PN-жабысты диод, ол туннельді диод сияқты іске қосылады. Кванттық туннелдеу - электр тәріздің қандай жолмен өтуі, әсіресе кері бағытта өтуінің маңызды бөлігі. Энергиялық жолдың көрсетілген түрімен сіз диодтың қалай іске қосылатынын түсіндіруге болады.
Жоғары деңгейдегі жол "кондукциялық жол" деп, ал төмен деңгейдегі жол "валенттік жол" деп аталады. Электрондарға энергия қосылғанда, олар көбірек энергия алуына және кондукциялық жолға қарай қозғалуына ұмтылады. Электрондар валенттік жолдан кондукциялық жолға қарай қозғалғанда, олар валенттік жолда қалдыратын дыркаларды қалдыратын.
Нөлдік биасында, босатылған валенттік жол кондукциялық жолға қарама-қарсы. Кері биас шартында, N-облыс жоғары қарай жылжып, P-облыс төмен қарай жылжып отырады. Енді P-бөліктегі толық жол N-бөліктегі бос жолға қарама-қарсы болады. Сондықтан, электрондар P-бөліктегі толық жолдан N-бөліктегі бос жолға туннелдеу арқылы қозғалып бастайды.
Сонымен, бұл биас кері бағытта болғанда да электр тәріздің өтуін білдіреді. Жүзеге асырылған биас шартында, N-облыс P-облыс сияқты жоғары қарай жылжып отырады. Енді N-бөліктегі толық жол P-бөліктегі бос жолға қарама-қарсы болады. Сондықтан, электрондар N-бөліктегі толық жолдан P-бөліктегі бос жолға туннелдеу арқылы қозғалып бастайды.
Бұл түрдегі диодта теріс (-) қарсылық облысы пайда болады, бұл диодтың қалай іске қосылатынының негізгі бөлігі болып табылады.
2). BARITT диод
Бұл түріндегі диод оның ұзартылған атауымен да белгілі, бұл Barrier Injection Transit Time диоды немесе BARRITT диоды. Бұл диод микроволналық қолданыстар үшін ыңғайлы және көбірек қолданылатын IMPATT диодымен салыстыруға мүмкіндік береді.
Термиялық энергияны пайдалану бұл айырмашылық диодтан шығатын изделуіне себеп болады. Басқа диоддардың түрлерімен салыстырғанда, бұл диод көпшіктен аз шуын жасайды.
Миксерлер, күшейткіштер немесе осцилляторлар бұл диодтардың мүмкін болатын қолданылуының бірнеше мысалы. Олардың кішкентай сигналдық мүмкіндігіне қарағанда, олар басқа да артықша құрылғыларда қолданылады.
3). Gunn Диоды
PN соңғышының диоды, Ганн диоды деп де аталады, бұл екі терминалдан тұратын металлургиялық құрылғы. Көптеген қолданыстарда ол микроволналық сигналдарды өндіру үшін қолданылады.
Ганн диодтарынан әзірленген осцилляторлар радио өтуге қажет болған кезде қолданылады.
Олар әскери ұйымдарда да қолданылады. Бұл диод барлық тахометрлердің, әдетте ең негізгілерінің маңызды компоненті. Ганн диодтары қазіргі мониторинг жүйелерінде дәрежелік сенсор технологиясын қолдануды жеңілдетеді, бұл қазіргі мониторинг жүйелерінде қажет. Демек, бұл диод тыныс (қауіп) алармасының схемасында қолдану үшін ұсынылады.
4). Лазер Диоды
Когерентті жарықты өндіреді деген фактінен, лазер диоды адамдық LED (жарықты өндірген диод) сияқты жұмыс істеуге болады. Бұл диод түрлері CD приводтары, DVD плеерлері, презентацияларда қолданылатын лазер басқаруымен кеңінен қолданылады. Бұл диоддар басқа лазер өндірушілерінен тұрақтырақ болса да, LED-лерге салыстырғанда олардың бағасы көп. Олардың өмір уақыты да шектеулі.
5). Жарықты Өндірген Диод
Жарық айналдыратын диод (немесе) LED деген сөз, диодтың ең жиі кездесетін және ғаламторлық түрлерін білдіреді. Егер диод жарайсыз байланысқа қойылса, оның арқылы ағым өтеді, бұл жарықты шығаратын себеп болады. Азыр LED-терді OLED-ге және LED-ге айналдыру үшін бірнеше жаңа артықшылықтар пайда болып жатыр.
Бұл айналу мезгілінде, диоддар қолданылады. Диод ағым өткіруге басталғанымен, ағым өте бастайды. "Артқа бағытталған ағым" термині бұл түрлі ағымды білдіреді. Диод, бұл операция арқылы шығатын жарықтың басын құрайды.
LED-тер артықшы түсті қамтиды. Дәлірек айтқанда, белгіленген уақытқа дейін қосылған немесе өткен режимінде іске қосылатын мерцітетін LED-тер. Олар екі түсті немесе үш түсті LED-тер болуы мүмкін, бұл қабылдайтын теріс напряжениеға байланысты.
Осына қоса, инфракызыл жарықты жасай алатын LED-тер бар. Олардың практикалық қолданылуы, алыптау құрылғыларында кездеседі.
6). Фотодиод
Фотодиод арқылы жарық анықталады. Жарық PN қоңырауымен әрекет ету нәтижесінде электрондар мен құбылыстар пайда болуы анықталған. Көбінесе, фотодиодтар теріс байланыс параметрлерінде қызмет етеді, бұл да аз өлшемдегі жарық индуцированный ағымды оңай табуға және басқаруға мүмкіндік береді. Бұл түрлі диодтар үшін энергия өндіру де мүмкін болатын қолданыс.
Фотодиод теріс байланысқа қойылғанда да ағым өткізуге қабілетті, сондықтан оның қызмет етілуі зен-диодына ұқсас.
Ағымдың мәні және жарықтың интенсивтігі бір-біріне пропорционал. Олардың реакция уақыты да өте тез, миллисекундтерден емес, наносекундтермен өлшенеді.
7). PIN диод
Бұл диодтың мүшелері әдетте оны қалыптастыру процесінде анықталады. Бұл түрдегі диодды құрастыруда p-түрлі және n-түрлі стандарттар қолданылады. Бұл әсерлер нәтижесінде пайда болатын байланыс ішкі полупроводник деп аталады, себебі оның ішінде дозау концентрациясы жоқ.
Айналу сияқты қолданбалар бұл аймаққа енгізу арқылы пайдаланылуы мүмкін.
8). Жылдам қалпына келетін диод
Диод жылдам қалпына келеді. Түзейтудің барлық процессінде сигналға АС қолданылады. Бұл деңгейлерде теріс және оң жақтары бар. Полярлық түрлер оңнан теріске немесе терістен оңға өту үшін қалпына келу мерзімі қысқа болуы керек.
Жоғары дауыстарды қолдану кезінде ең жылдам қалпына келу мерзімдері маңызды. Осындай шарттарда, бұл конкретті диодты қолдану ұсынылады. Сигналдың туындысын сақтау үшін, оны тәуелсіз әдіске түсіру керек.
9). Басқарылатын қалпына келетін диод
Бұл микроволновий диодтың бір компоненті. Бұл көбінесе жоғары дауысты аралықта импульстерді пайда етеді. Бұл диодтар өзінің қызметінің нәтижесінде тез өту қасиеті бар диоддарға байланысты болады.
10). Туннель диод
Бұл туннель диодтар супер жылдам аралықта өңдеу кезінде шартты коммутаторларды қажет еткені белгілі. Переходтың уақыты наносекундтер немесе пикосекундтермен өлшенеді. Бұл релаксация осцилляторлық схемаларда қолданылады, себебі оның теріс қарсы күш идеясы бар.
11). P-N Junction Diode
Бұл P-және N типті материалдар бір-бірімен әрекет еткен кезде пайда болатын негізгі диод. Ол бір көзқарасқа қарағанда басқасын таңдап алуды зерттейді. Бұл көлденеу үшін, ол аралық режимдерде әртүрлі режимдерде әрекет етуі мүмкін.
Тікелей көлденеу қолданылғанда гана бұл диод өткізгіш болады. Көлденеу басқа бағытта болғанда, ағым терең өтпейді. Бұл, көлденеу басқа бағытта болғанда ағым блокталғанын көрсетеді.
Олар сигналды диодтар сыныптаушы ағымдар қажет болған кезде қолданылады және сондықтан таңдалады. Ректификаторлар бұл технологияның ең негізгі қолданылуының бірі.
12). Zener Diode
Бұл диод теріс көлденеу режимінде әрекет етуі мүмкін етіп құрылған. Тікелей көлденеу қолданылғанда, диодтың әрекет ету қасиеттері P-N жабыстың негізгі компоненті болған әдеттегі диодтың қасиеттеріне ұқсас болады.
Диод теріс көлденеу режимінде әрекет еткен кезде, ол ең төмен Зенер напряжениеға жеткен соң, ағымдың мәндері артады, бірақ напряжение осы нүктеден кейін тұрақты қалады.
Сонымен қатар, ол вольтты басқару процесінде қолданылады. Диод алмас ағартпен ағынды жөнгө салғанда, оның әр түрлі қабілеті көрінетін болады. Жасаушылар бұл түрдегі диод үшін дәл More Zen вольтын анықтайды. Осылайша, тағы да көптеген More Zen диодтар жасауға болады.
13). Шоттки диодтар
Шоттки диоды - бұл жоғары жылдамдықта ағынды басқару қабілетімен белгіленетін диод түрі. Алмас ағартта вольттың аз қойылуына себеп болады, сондықтан бұл оң қасиет ретінде қарастырылады.
Жылдам жұмыс істеуге мүмкіндік беретін басқару схемалары - бұл түрдегі диодты пайдалануға қолайлы мысал. Бұл диодтардың қолданылуы гигагерц диапазондағы деңгейде болады. Басқа түрлі айтқанда, бұл диодтар жоғары дауысты қолданыстарда қажетті болуы мүмкін.
14). Шокли диодтар
Басқару қолданбалары өзара айырмашылықты көрсететін бұл диоддарды қолданады. Оларда негізгі вольт (тригер вольты деп те аталады) болады.
Егер берілетін вольт негізгі тригер мәнінен төмен болса, ол жоғары қарсы көрсеткі режимінде қалады, сондықтан оны басқару мүмкін емес. Егер берілетін вольт негізгі тригер мәнінен жоғары болса, төмен қарсы көрсеткі маршруты құрылады. Шокли диодтар өз функцияларын сол әдіспен атқарады.
15). Варактор (немесе) Варикап диоды
Бұл басқа бір ғана диод түрі, ол көбейткіште теріс вольт қолданылатында пайда болады. Бұл көбейткіштегі индуктивтілікті өзгертуге себеп болады. Ол өзгертуге мүмкіндік беретін индуктивтілік диоды болғандықтан, оны "варикап" деп те атауға болады.
16). Аваланш диод
Аваланш диод - бұл кері полярлық диод, оның іске қосылуы аваланш эффектінен шығады. Аваланштің жоғалуы, напрямениң тұрақты қалып, ағымға тәуелсіз болғанда өтуімен байланысты. Олардың жоғары деңгейдегі сезімділігіне байланысты, олар фотодетекция үшін қолданылады.
17). Тұрақты ағым диод
Бұл электр техникалық прибор, ол ағымды максималды мөлшерге шектейді. Оны ағым шектейтін диод (CLD) немесе ағым регулирлейтін диод (CRD) деп те атауға болады.
Бұл диодтар (n-каналды)-JFET-ден жасалған. Шағын басқару нүктесі бастапқы нүктеге байланыстырылған және екі терминалды ағым шектейтін немесе ағым басқарытқыш ретінде әсер етеді. Олар ағымды белгілі бір мөлшерге дейін өткізу үшін, оны жалғастыру (дамыту) үшін тоқтатады.
18). Алтын мен қосылған диодтар
Алтын бұл диодтарда допант ретінде қолданылады. Біреуі диодтар басқаларынан күштірек. Кері биастағы жұмыс ағымы да бұл диодтарда төмен. Напрямениң үлкен өсуіне қарамастан, диод сигналдық частоталарда жұмыс істей алады. Алтын бұл диодтарда минориталдық носителдердің тез рекомбинациясына көмектеседі.
19). Супер барьер диодтар
Бұл Шоттки диодының алдындағы төмен напрямение төмендетуімен және P-N бұлак диодының кері жұмыс ағымымен төмен төмендетуімен ректификатор диоды. Ол жоғары күш, жоғары жылдамдық коммутация және төмен жою үшін жасалған. Супер барьер ректификатор диодтары - бұл Шоттки диодтан төмен алдындағы напрямениемі бар келесі ректификаторлар түрі.
20). Пельтье диоды
Бұл түріндегі диодта полупроводниковың екі материалдық байланысында жылу өзара ағып өтеді, бір контакттан басқа контактына. Бұл ағыс тек бір бағытта өтеді, ол ағымдың өту бағытымен бірдей.
Бұл жылу электр зарядының кемістік зарядты носителдердің рекомбинатциясына негізделген. Ол дәмдетеу және жылуға өткізу үшін әдетте қолданылады. Бұл түріндегі диод термоэлектрлік дәмдетеуде сенсор және жылу двигательі ретінде қызмет етеді.
21). Кристалл диоды
Бұл нүктесімен байланысты диод түрі, оны "кісінің мустасы" деп те атауға болады. Оның қызмет етуі полупроводниковы кристаллы мен нүктесінің байланыс басының деңгейіне байланысты анықталады.
Металл тел қамтылған, ол полупроводниковы кристаллға басылып қойылады. Бұл шартта, полупроводниковы кристалл катод ретінде, ал металл тел анод ретінде қызмет етеді. Табиғатта, бұл диодтар зехирленген. Олар әдетте микротерлеушілер және детекторларда қолданылады.
22). Вакуум диоды
Вакуум диодтар анод және катод ретінде қызмет ететін екі электродтан тұрады. Катод вольфрамдан жасалған, ол анод бағытына электрондарды іздеп береді. Электрон ағысы әрқашан катодтан анодға өтеді. Сондықтан, ол түймелік сияқты қызмет етеді.
Катод оксид материалмен қапталғанда, электрон іздерінің қабілеті артыады. Анодтар өзара ұзын болып, олардың беттері кейде температураларды минималдау үшін жоюлға болады. Диод тек анод катод терминналына қарағанда теріс (+) болғанда өтеді.
23). Кішкентай сигнал диоды
Бұл өте кішкентай прибор, оның қасиеттері әдетте жоғары дауысты және төмен ағымды қолдану салаларында, мысалы, радиоларда және телеканалдарда қолданылады.
Сигналдық диоддар энергетикалық диоддарға салыстырмалы тәулір. Олардың бір жағына қараңғы (немесе) күрішпен белгілері түсіріледі, бұл катод терминалын білдіреді. Жаңы сигналдық диодтың өнімділігі жоғары дауыстарда қолданыста әсіресе нәтижелі.
Басқа категориялардағы мүмкіндіктеріне салыстырмалы, сигналдық диодтар адамгерікті ағымды өткізуге және төмен энергиясын жоюға ие. Олар әдетте 150 мА және 500 мВт аралығында болады.
Ол қолданылады
Диод қолданылуында,
Жоғары жылдамдықты коммутацияда,
Параметрлік күшейткіштерде және басқа да көптеген қолданылу жерлерінде.
24). Үлкен сигналдық диод
Бұл диодтарда PN байланыс табакасы әлі де қалың. Сондықтан, олар көбінесе туындау немесе AC-ны DC-ге айналдыру үшін қолданылады. Үлкен PN байланыс диодтың алдыңғы ағымды өткізу мүмкіндігін және кері блокировкалық напряжениесын арттырады. Үлкен сигналдық диодтар жоғары даустарда қолданысқа қуатты емес.
Бұл диодтар әсіресе мындай энергетикалық қызметкерлерде қолданылады:
Туындаушыларда,
Конверторларда,
Инверторларда,
Батарейяларды зарядтау құрылғыларында және басқа да.
Бұл диодтардың алдыңғы кедергісі бірнеше Ом, ал кері блокировкалық кедергісі миллион Ом аралығында өлшенеді.
Оның жоғары ағым және напряжение мүмкіндігінен, ол үлкен пик напряжениелерді басу үшін электр техникалық құрылғыларда қолданылады.
Сонымен, бұл постта бірнеше түрлі диоддар және олардың қолданылу жерлері талқыланды. Ар бір диод өзінің өзгешеліктерінің өзінің өзгеше көрсету және жұмыс істеу ықтималдығынан басқа өзінің өзгеше ықтималдығын өзінде қалады.
Кездесетін сұрақтар
1). Диод альтернативті ағымды (AC) тұрақты ағымға (DC) айналдырады ма?
Бір бағыттағы ағымды өтуге мүмкіндік беретін диод. Жартылай ағыммен пайдаланылғанда, диодтар циклдің жартысында ғана өткізеді. Сондықтан олар жартылай ағымды тура ағымға айналдыруда қолданылады. Сондықтан, диодтар тура ағым (DC).
2). Идеалды диодтар не?
Ағымдың бағытын басқару үшін қолданылатын диодтар идеалды диодтар деп аталады. Идеалды диодпен ағым тек бір бағытта, оның артқы бағытында болмастан, өте алады.
Идеалды диодтар кері биасталғанда, олар ашық схемаға ұқсас, бұл шартта олардың арасындағы напряжение теріс болады.
3). Жақтырылған және кері биастың айырмашылығы не?
Жақтырылған биастың орындалуы - бұл диоддағы напряжение ағымдың нормалды өткізілуін ескере отырып, ал кері биастың орындалуы - диоддағы напряжение кері бағытта болғанда. Бірақ, кері биастың уақытында диодға қолданылатын напряжение ешқандай маңызды ағымды өткізбейді.
Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.
