Објасни диодите и нивните типови
Што е диод?
Диодите се двостранни електрични уреди кои функционираат како једнозначен превключувач, дозволувајќи на струјата да текне (семеја) само во една насока. Овие диоди се изработени од полупроводни материјали како што се
силициум,
германиум, и
арсенид на галиум.
Две терминали на диода се нарекуваат анод и катод. Функционирањето на диодот може да се категоризира во два типа врз основа на потенцијалната разлика (потенцијална енергија) помеѓу овие две терминали:
Ако анодот има поголема напон од катодот, диодот се смета дека е во претходна пристрасност & струјата може да текне.
Ако катодот има поголем напон од анодот, диодот се вели дека е во обратна пристрасност, и струјата не може да текне.
Различни видови диоди бараат различни напони.
Напонот на претходна пристрасност на диодите од силициум е 0,7В, додека за диодите од германиум е 0,3В.
Кога работите со диоди од силициум, катодот често е обележан со црна или тма црта на еден крај на диодот, додека анодот типички е прикажан со другиот крај.
Правењето, или конверзијата на AC во DC, е едно од најчестите применувања на диодите.
Диодите се користат во примените за заштита од обратна поларитет и за преходни заштитни применувања, бидејќи дозволуваат на струјата да текне (мине) само во една насока и го инхибира текот на струјата во другата.
Симбол на диод
Симбол на диод е прикажан подолу. Под услови на претходна пристрасност, главата на стрелката сочи (индикација) во правец на конвенционалниот тек на струјата. Тоа значи, дека анодот е поврзан со p страната & катодот со n страната.
Једноставен PN јункција диод со додавање пентавалентни (или) донорски импуритети во еден дел и тривалентни (или) акцепторски импуритети во другиот дел на кристален блок од силициум или германиум.
PN јункција може да се формира и со поврзување на p-тип и n-тип полупроводник користејќи специфичен производствен процес. Анодата е терминалот кој се поврзува со p-тип. Катодата е терминалот кој се поврзува со n-тип страна.
Во центарот на блокот, овие додавања формираат PN јункција.
Принцип на работа на диод
Интеракцијата помеѓу n-тип и p-тип полупроводници е основниот процес зад работата на диод.
n-тип полупроводник се состои од многу (голем број) слободни електрони и малиот (мал број) џепови. Со други зборови, во n-тип полупроводник, концентрацијата на слободни електрони е голема, додека концентрацијата на џепови е многу ниска.
Во n-тип полупроводник, слободните електрони се нарекуваат главни носители на наелектрисаност, додека џеповите се нарекуваат мали носители на наелектрисаност.
p-тип полупроводник е карактеризиран со голем број на џепови според количеството слободни електрони што ги содржи. Џеповите чинат огромна_majority_на носители на наелектрисаност во p-тип полупроводник, додека слободните електрони претставуваат само мала_portion_на овој вид носители на наелектрисаност.
Кarakтеристики на диод
Диод со напредна ориентација
Диод со обратна ориентација
Ненапреден диод (диод со нулта ориентација)
1). Диод со напредна ориентација
Кога диодот е предизвикан во напредна насока и минува ток низ него, има мал намалување на напонот преку диодот.
Напонот во напредна насока за диодите од германиум е 300 мВ, што е многу помал од напонот во напредна насока за диодите од силициум, кој е 690 мВ.
Потенцијалната енергија преку материјал од тип p е позитивна, додека потенцијалната енергија преку материјал од тип n е негативна. Материјалите од тип p имаат позитивна потенцијална енергија.
2). Диод со обратно напрежение
Кога напонот на батеријата се понижи до нула, велиме дека диодот има обратно напрежение. Обратниот напон за диодите од германиум е -50(μА) микроампери, додека обратниот напон за диодите од силициум е -20(μА) микроампери. Кога го гледаме преку материјал од тип p, потенцијалната енергија е негативна, но кога го гледаме преку материјал од тип n, потенцијалната енергија е позитивна.
3). Необработен диод (диод со нулто напрежение)
Речено е дека диодот има услов на нулто напрежение кога напонскиот потенцијал што се мери преку диодот е нула.
Примени на диодот
Заштита против токот што тече во обратна насока користејќи диоди
Диодите често се користат во кола кои клипираат (клипирачки кола).
Користење на диоди во кола за логички порти
Диодите се чест компонент во кола за клипирање.
Уреди за правоаголна претворба состојат од диоди
Типови на диоди
1). Диод со обратно напрежение
2). BARITT диод
3). Гунн диод
4). Ласер диод
5). Диод со светна емисија
6). Фотодиод
7). PIN диод
8). Брз опоравен диод
9). Степеничарски опоравен диод
10). Тунел диод
11). P-N јункција диод
12). Зенер диод
13). Шотки диоди
14). Шокли диоди
15). Варактор (или) вари-кап диод
16). Аваланш диод
17). Константен струја диод
18). Златни додирани диоди
19). Супер барьер диоди
20). Пелтиер диод
21). Кристален диод
22). Вакуумска диода
23). Диода за мал сигнал
24). Диода за голем сигнал
1). Обратна диода
Оваа вид диода е позната и како „обратна диода“ и не се користи многу често. Обратната (обратна) диода е PN-јункционална диода, која работи како тунелна диода. Квантното тунелирање е важен дел од начинот на текот на струјата, особено во обратна насока. Со слика на енергетските зони, може да видите точно како работи диодата.
Зоната на врвниот ниво се нарекува „зона на проводливост“, а зоната на долното ниво се нарекува „валентна зона“. Кога се додава енергија на електроните, тие имаат тенденција да добијат повеќе енергија и да се движат кон зоната на проводливост. Кога електроните се движат од валентната зона кон зоната на проводливост, тие оставаат празништи во валентната зона.
Во состојбата без предизвикување, валентната зона што е заполнета е спротивна на зоната на проводливост што е заполнета. Во условот на обратно предизвикување, сепак, N-регионот се движи нагоре, додека P-регионот се движи надолу. Сега, зоната што е комплетна во P-секцијата е различна од зоната што е празна во N-секцијата. Значи, електроните почнуваат да се движеат од полната зона во P-секцијата кон празната зона во N-секцијата преку тунелирање.
Ова значи дека текот на струјата се случува и кога предизвикувањето е во обратна насока. Во условот на напредно предизвикување, N-регионот се движи во иста насока како P-регионот, што е нагоре. Сега, зоната што е заполнета во N-секцијата е различна од зоната што е празна во P-секцијата. Значи, електроните почнуваат да се движеат од полната зона во N-секцијата кон празната зона во P-секцијата преку тунелирање.
Во овој вид диода, формира се регион со негативна (-) резистивност, што е главниот дел на диодата што ја прави функционална.
2). BARITT диода
Овој вид диод е познат и под својот проширен термин, кој е Диод со Барьерна Инџекција и Транзитно Време, или BARRITT диод. Подобро се применува во магнетни апликации и овозможува различни компарации со IMPATT диодот, кој е повеќе користен.
Користата на термалната енергија е што предизвикува излацирање од овој специфичен вид диод. Во споредба со други видови диоди, овој произведува многу помала шум.
Миксерите, амплификаторите или осцилаторите се некои од можните применби за овие, зголемени со нивната капацитет за мал сигнал. Можат да се користат и во разни други уреди.
3). Gunn Диод
PN јункција диод, познат и како Gunn диод, е вид диод кој е тип полупроводнички уред со две терминали. Во најмногу применби, се користи за производство на магнетни сигнали.
Осцилаторите развиени од Gunn диоди се користат каде било кога постои потреба за радио пренос.
Тие се користат и во воени организации. Овој диод е есенцијален компонент на сите тахометри, дури и на најосновните. Gunn диодите можат да го олеснат вклучувањето на технологија за сензори за отварање на врата во современи системи за надзор, што е потреба во современите системи за надзор. Покрај тоа, овој диод се препорачува за користење во кола на аларми за крадци (напад).
4). Лазерски Диод
Збогу тоа што генерира когерентна светлина, лазерскиот диод не функционира на ист начин како типичниот LED (светлински диод). Овие специфични видови диоди наоѓаат широка употреба во различни области, вклучувајќи CD дравери, DVD плееери и лазерски покажувачи користени во претстави. Иако овие диоди се посопствени од други видови на лазерски генератори, нивната цена е многу повисока во споредба со LED-овите. Тие исто така имаат ограничена жизнена временска период.
5). Светлински Диод
Фразата светлилоиздавајќи диод (или) LED се однесува на една од најзастапените и широко користените варијанти на диоди. Ако диодот е поврзан така што има напредната пристрасност, тогаш ќе мине струја низ јазолот, што ќе предизвика производство на светлина. Постојат неколку нови преминувања во технологијата на LED-овите кои ги претворуваат во OLED-ови и LED-ови.
В работната област со напредна пристрасност, овие диоди се во функција. Струјата текнува одеднаш кога диодот почне да проводи, кога сме во оваа зона. Терминот „напредна струја“ се однесува на овој вид струја. Диодот е извор на светлината која се произведува врз основа на оваа операција.
LED-овите доаѓаат во широк асортиман на бои. По точно, мигачки LED-ови кои можат да функционираат како вклучено и исклучено за предодредена должина на време. Можат да бидат двобојни водичи, каде што се испуштаат две бои, или требојни водичи, каде што се испуштаат три бои, во зависност од количината на позитивна напонска разлика.
Поради тоа, постојат LED-ови кои можат да произведуваат инфрацрвена светлина. Неговата практична примена се наоѓа во дистанциони управувачи.
6). Фотодиод
Светлината се детектира со фотодиодот во оваа техника. Откриено е дека интеракцијата на светлината со PN јазол може да доведе до создавање на електрони и цеви. Во најголем број случаи, фотодиодите функционираат под услови на обратна пристрасност, што овозможува лесно детективање и мониторинг на дорде мал количество на струја индуцирана од светлина. Генерирање на енергија е друга можна употреба за овие видови диоди.
Бидејќи исто така може да проводи кога е подложен на обратна пристрасност, функционирањето на фотодиодот е многу слично на функционирањето на zen диодот.
Вредноста на струјата и вредноста на интензитетот на светлината се директно пропорционални една со друга. Таа исто така имаат реакциски временски периоди што се доволно брзи, мерени во наносекунди наместо милисекунди.
7). PIN диод
Характеристиките на овој диод се одредуваат во текот на процесот на неговата разработка. Во конструкцијата на овој тип диод се користат стандарди на p-тип и n-тип. Јункцијата која ќе биде произведена како резултат од овие интеракции е позната како интрасемикондуктор бидејќи нема да вклучува концентрација на допирање.
Апликации како што е комутацијата можат да се востанат од пристап до оваа област.
8). Диод со брзо опоравување
Диодот ќе има побрзо време на опоравување. AC се користи како сигнален влез во текот на процесот на правоаголничање. Овие нивоа имаат како позитивни, така и негативни аспекти. За да се префрлат поларитетите од позитивно во негативно (или) од негативно во позитивно, периодот на опоравување мора да биде колку што можно пократок.
Кога се извршуваат апликации на висока фреквенција, е многу важно да се имају на располагање најбрзи временски периоди за опоравување. Во услови какви што се, препорачливо е да се користи овој посебен диод. Како услов на ова, приказувањето мора да се изврши точно, додека се одржува целоста на сигналот.
9). Диод со чекорно опоравување
Овој диод е еден од компонентите на микроволновиот диод. Често доведува до генерирање на импулси во опсегот на висока фреквенција. Овие диоди зависат од типот на диоди кои имаат својство на брзо изключување поради нивната операција.
10). Тунел диод
Овие тунел диоди се познати по потребата од превключувачи додека работат во ултра-високоскоростен опсег. Времето на преминување ќе се мери во наносекунди или пикосекунди. Ова се користи во релаксација осцилаторски циркуити поради идејата за негативна резистивност која е поврзана со неа.
11). P-N Junction Diode
Овој е фундаменталниот диод што се произведува кога материјали од тип p и n се интерактираат меѓусебно. Тој истражува идејата за предпочитување на една перспектива над друга. Збогувањето му овозможува да функционира во различни режими на работа.
Овој диод проводи само кога се применува напредно збогување. Кога збогувањето е во спротивна насока, нема јасно тек на струја. Тоа покажува дека струјата е блокирана кога збогувањето е во спротивна насока.
Тие се користат во ситуации кога апликациите бараат ниски струи, како сигнални диоди, и затоа се предпочитани. Ректификаторите се еден од најфундаменталните начини на користење на оваа технологија.
12). Zener Diode
Овој вид диод е конструиран така што може да функционира во режим на обратно збогување. Кога се применува напредно збогување, оперативните својства на диодот ќе бидат слични на онаа на конвенционален диод со p-n јункција како основен компонент.
Кога диодот функционира во режим на обратно збогување, еднаш кога достигне најниската Ценер напон, вредностите на струјата ќе се зголемат; обачно, напонот ќе продолжи да биде константен од тој момент напред.
Затоа може да се користи во процесот на контрола на напонот. Кога почнува со пропуштање на струја под позитивен биас, диодот покажува својата уникатна способност. Производителите точно определуваат колку ќе биде повисок зен напон за овој специфичен вид диод. Затоа е можно да се направат повеќе зен диоди.
13). Шотки диоди
Шотки диод е вид диод кој е карактеризиран со својата способност да извршува операции на преклопување на висока брзина. Многу мала загуба на напон се случува низ претходниот пат, затоа ова се смета за позитивна карактеристика.
Клемпинг циркуити што се доволно брзи се добар пример на тоа каде може да се користат овие диоди, бидејќи нивните применувања се лесно забележливи таму. Фреквенција во гигахерц облик е типична за функционирањето на диоди од овој вид. Друго рече, има потенцијал да биде по желан при високочестотни применувања.
14). Шокли диоди
Апликациите за преклопување користат овие диоди, кои се различен вид диод од оние опишани до сега. Има некој основен напон, познат и како тригер напон, кој присутствува.
Не е можно да се преклопи, бидејќи ќе остане во модус на висок отпор ако напонот што му се доставува е помал од основната тригер вредност. Патот со ниски отпор ќе се конструира сè додека напонот што се доставува е поголем од основната тригер вредност. Диодите Шокли извршуваат своите функции на овој начин.
15). Вариатор (или) Варикап диод
Ова е друга уникатна категорија диоди, која се случува кога се применува обратен напон на јазлете на уредот. Ова причинува промена во капацитетот на јазлите. Бидејќи е варијаблен капацитет диод, абревијацијата „варикап“ може да се користи за да се однесе на него.
16). Лавина диода
Лавина диодата е вид обратно напоена диода што изведува својата работа од лавински феномен. Лавината не успее кога падот на напонот останува константен и не влијае на струјата. Збогу на високиот степен на осетливост што го поседуваат, тие се користат за фотодетекција.
17). Диода со константна струја
Тоа е електричко уред кој ограничува струјата до максималната вредност. Тоа исто така може да се нарече диода за ограничување на струјата (CLD) или диода за регулирање на струјата (CRD).
Овие диоди се направени од (n-канал)-JFET. Вратата е поврзана со изворот и функционира како двострочен ограничител на струја или извор на струја. Тие дозволуваат струја да протече низ нив до одредена вредност пред да спре да се зголемува (развија) подалеку.
18). Диоди допирани со злато
Златото се користи како допант во овие диоди. Некои диоди се посилни од други. Струјата на протечка при обратно напону е исто така помала во овие диоди. Дури и со поголеми падови на напон, диодата може да работи на сигнални фреквенции. Златото помага во брзата рекомбинација на малионичките носачи во овие диоди.
19). Супер барьер диоди
Тоа е диода за правоценка со ниски пад на напон напред како Шотки диод и ниска протечна струја обратно како P-N јункција. Создадена е за апликации со висока моќ, брзо комутирање и ниски губитоци. Супер барьер диодите за правоценка се следниот тип правоценки кои имаат пониски напон напред од Шотки диодата.
20). Пелтиер диод
Генерира топлина на два материјални јункција на полупроводник во овој тип диод, која протекува од еден терминал до друг. Овој проток има само една насока, што е истата како и насоката на протокот на стрuja.
Оваа топлина се генерира како резултат на електричната наелектрисаност генерирана од ре kombinacija на малиот број на носители на наелектрисаност. Ова се користи главно за хлаѓање и загревање. Овој тип диод служи како сензор и топлински агрегат во термоелектричното хлаѓање.
21). Кристален диод
Ова е форма на диод со точка на контакт, познат и како Мачина усница. Неговата функционалност е одредена од притисот на контакт меѓу кристалот на полупроводникот и точката.
Во ова се содржи метална жица, која е притисната кон кристалот на полупроводникот. Во оваа состојба, кристалот на полупроводникот служи како катод, додека металната жица служи како анод. По природа, овие диоди се застарели. Се користат главно во микролнови примачи и детектори.
22). Вакуум диоди
Вакуум диодите се состојат од два електрода кои служат како анод и катод. Тунгстен се користи за правење на катодот, кој испушта електрони во насока на анодот. Протокот на електрони ведно ќе оди од катод до анод. Како резултат, функционира како прекинувач.
Кога катодот е покрит со оксиден материјал, капацитетот за испуштање на електрони се зголемува. Анодите се подолги, а површините им понекогаш се зашеруваат за намалување на температурите што се појавуваат во диодот. Диодот ќе проводи само кога анодот е позитивен (+) според катодниот терминал.
23). Диод за мал сигнал
Ова е мала уредба со непропорционални карактеристики, главно користена во области на применување со висока фреквенција и ниска струја, како радио и телевизор.
Сигналните дијоди се многу помали од моќните дијоди. Една раба е означена со црно (или) црвено за да обележи катодниот терминал. Постапката на малите сигнални дијоди е особено ефективна за примените на високи фреквенции.
В споредба со нивните можности во други категории, сигналните дијоди типички имаат скромна можност за пренос на струја и ниска могућност за дисипација на моќ. Тие обично се во опсег од 150mA & 500mW.
Се користи во
примените на дијоди,
брзо копчење,
параметарски амплитудници & многу повеќе примените.
24). Голем сигнален дијод
ПН јункционалниот слој на овие дијоди е доста густ. Како резултат, често се користат за правоаголна претворба, или претворба на АЦ во ДЦ. Големиот ПН јунцион ја зголемува можноста на дијодот за пренос на струја напред и за блокирање на обратната напонска вредност. Големите сигнални дијоди не се прифатливи за примените на високи фреквенции.
Овие дијоди главно се примени во моќни системи како
правоаголници,
конвертери,
инвертори,
урештавачки уреди итн.
Противната отпорност на овие дијоди изнесува неколку Ом, додека обратната блокирачка отпорност се мери во Мега Оми.
Збоголемената можност за струја & напон, тој може да се користи во електрични уреди кои подглушуваат големи врховни напони.
Како резултат, многу видови на дијоди и нивните примените биле објаснети во овој пост. Секој дијод има свој уникален метод на претставување, освен својот единствен начин на работа.
Често поставувани прашања
1). Да ли дијодот го претворува алтернативниот ток (АЦ) во прав ток (ДЦ)?
Диодот кој овозможува да текот (протече) во една насока. Кога се користат со променлив ток, диодите ќе проводат само за половина циклус. Затоа, се користат за конверзија на променлив ток во постоян ток. Затоа, диодите се постоян ток (DC).
2). Што се идеални диоди?
Диодите кои се користат за регулирање на насоката на текот се познати како идеални диоди. Со идеален диод, текот може да теке само во една насока, позната како напредна насока, и не може да теке во обратната насока.
Идеалните диоди изгледаат како отворена кола кога се обратно биасирани, и напонот преку нив е негативен во оваа состојба.
3). Која е разликата помеѓу напреден и обратен биас?
Напредниот биас се случува во конвенционален диод кога напонот преку диодот дозволува нормален тек на текот, додека обратниот биас значи напон преку диодот во противоположна насока. Меѓутоа, напонот применет преку диодот во услови на обратен биас не доведува до забележлив тек на текот.
Заявка: Почитувајте оригиналниот текст, добри статии заслужуваат да се споделат, ако има нарушение на авторските права, контактирајте за брисање.
