Jelaskan Diod dan Jenisnya
Apakah Diod?
Diod adalah peranti elektrik dua terminal yang bertindak sebagai switch satu hala, membolehkan arus mengalir (berpindah) hanya dalam satu arah. Diod-diod ini dibuat daripada bahan semikonduktor seperti
Silikon,
Germanium, dan
Arsenik galium.
Dua terminal diod dikenali sebagai Anod dan Katod. Fungsi diod boleh dikategorikan kepada dua jenis berdasarkan perbezaan potensi (tenaga potensial) antara kedua-dua terminal ini:
Jika anod mempunyai voltan yang lebih tinggi daripada katod, diod dianggap berada dalam Bias Maju & arus boleh mengalir.
Jika katod mempunyai voltan yang lebih tinggi daripada anod, diod dikatakan berada dalam Bias Songsang, dan arus tidak boleh mengalir.
Pelbagai jenis diod memerlukan voltan yang berbeza.
Voltan maju diod silikon adalah 0.7V, manakala diod germanium adalah 0.3V.
Apabila bekerja dengan Diod Silikon, terminal katod sering ditunjukkan oleh jalur hitam atau jalur gelap pada salah satu hujung diod, sementara terminal anod biasanya ditunjukkan oleh terminal lainnya.
Rektifikasi, atau menukar AC ke DC, adalah salah satu aplikasi paling umum untuk diod.
Diod digunakan dalam aplikasi pelindung polariti songsang & pelindung sementara kerana ia membolehkan arus mengalir (melalui) hanya dalam satu arah dan menghalang aliran arus dalam arah lain.
Simbol Diod
Simbol diod diperlihatkan di bawah. Dalam keadaan bias maju, hujung anak panah menunjukkan (menandakan) arah aliran arus konvensional. Ini bermaksud, anod disambungkan ke sisi p & katod ke sisi n.
Diod persimpangan PN yang mudah dibuat dengan mengotori blok kristal silikon atau germanium dengan unsur pentavalen (atau) impurities donor di satu bahagian & trivalen (atau) impurities penerima di bahagian lain.
Persimpangan PN juga boleh dibentuk dengan menghubungkan semikonduktor jenis p dan n bersama-sama menggunakan proses pembuatan tertentu. Anod adalah terminal yang disambungkan ke jenis p. Katod adalah terminal yang disambungkan ke bahagian jenis n.
Di tengah-tengah blok, pengotoran ini membentuk persimpangan PN.
Prinsip Kerja Diod
Interaksi antara semikonduktor jenis n dan p adalah proses asas di sebalik operasi diod.
Semikonduktor jenis n terdiri daripada banyak (besar) jumlah elektron bebas & jumlah lubang minor (kecil). Dalam kata lain, dalam semikonduktor jenis n, konsentrasi elektron bebas adalah besar sementara konsentrasi lubang adalah sangat rendah.
Dalam semikonduktor jenis n, elektron bebas dikenali sebagai pembawa cas majoriti, manakala lubang dikenali sebagai pembawa cas minoriti.
Semikonduktor jenis p ditandai oleh mempunyai banyak lubang berbanding dengan jumlah elektron bebas yang dimilikinya. Lubang merupakan majoriti besar pembawa cas dalam semikonduktor jenis p, manakala elektron bebas hanya mewakili sebahagian kecil dari jenis pembawa cas ini.
Ciri-ciri Diod
Diod bias maju
Diod bias songsang
Diod tidak bias (bias sifar)
1). Diod bias maju
Apabila dioda diberi biasan ke hadapan dan arus mengalir melaluinya, terdapat penurunan voltan yang kecil merentasi dioda.
Voltan ke hadapan bagi dioda germanium adalah 300 mV, yang jauh lebih rendah daripada voltan ke hadapan bagi dioda silikon, iaitu 690 mV.
Tenaga potensial merentasi bahan jenis p adalah positif, manakala tenaga potensial merentasi bahan jenis n adalah negatif. Bahan jenis p mempunyai tenaga potensial positif.
2). Dioda Berbiasan Terbalik
Apabila voltan bateri diturunkan hingga sifar, dioda dikatakan berbiasan terbalik. Voltan terbalik bagi dioda germanium adalah -50(μA) mikroamper, manakala voltan terbalik bagi dioda silikon adalah -20(μA) mikroamper. Apabila dilihat merentasi bahan jenis p, tenaga potensial adalah negatif, tetapi apabila dilihat merentasi bahan jenis n, tenaga potensial adalah positif.
3). Dioda Tidak Berbias (Dioda Berbias Sifar)
Dinyatakan bahawa dioda mempunyai keadaan bias sifar apabila voltan potensial yang diukur merentasi dioda adalah sifar.
Penggunaan Dioda
Perlindungan terhadap arus yang mengalir dalam arah terbalik menggunakan dioda
Dioda sering digunakan dalam litar yang mengekang (litar pengenalan).
Penggunaan dioda dalam litar gerbang logik
Dioda adalah komponen biasa dalam litar pemotongan.
Peranti rektifikasi yang terdiri daripada dioda
Jenis Dioda
1). Dioda Terbalik
2). Dioda BARITT
3). Dioda Gunn
4). Diode Laser
5). Diode Pencahaya
6). Fotodiode
7). PIN Diode
8). Diode Pemulihan Cepat
9). Diode Pemulihan Tahap
10). Diode Terowongan
11). Diode Persimpangan P-N
12). Diode Zener
13). Diode Schottky
14). Diode Shockley
15). Diode Varaktor (atau) Vari-kap
16). Diode Longsoran
17). Diode Arus Tetap
18). Diode Doping Emas
19). Diode Penghalang Super
20). Diode Peltier
21). Diode Kristal
22). Diod Vakum
23). Diod Sinyal Kecil
24). Diod Sinyal Besar
1). Diod Mundur
Jenis diod ini juga dikenali sebagai "diod belakang," dan tidak sering digunakan. Diod mundur (belakang) adalah diod sambungan PN yang berfungsi seperti diod terowongan. Penembusan kuantum adalah bahagian penting bagaimana arus mengalir, terutamanya dalam arah yang bertentangan. Dengan gambaran jalur tenaga, anda dapat melihat dengan tepat bagaimana diod bekerja.
Jalur di peringkat atas dipanggil "jalur konduksi," dan jalur di peringkat bawah dipanggil "jalur valensi." Apabila tenaga ditambah kepada elektron, mereka cenderung mendapatkan lebih banyak tenaga & bergerak menuju jalur konduksi. Apabila elektron bergerak dari jalur valensi ke jalur konduksi, mereka meninggalkan lubang di jalur valensi.
Dalam keadaan biasan sifar, jalur valensi yang diduduki adalah bertentangan dengan jalur konduksi yang diduduki. Dalam keadaan biasan songsang, pihak lain, wilayah N bergerak ke atas manakala wilayah P bergerak ke bawah. Sekarang, jalur yang lengkap di bahagian P adalah berbeza daripada jalur yang kosong di bahagian N. Oleh itu, elektron mula bergerak dari jalur yang penuh di bahagian P ke jalur yang kosong di bahagian N melalui penembusan.
Oleh itu, ini bermaksud bahawa aliran arus berlaku walaupun biasan berada dalam arah yang bertentangan. Dalam keadaan biasan maju, wilayah N bergerak dalam arah yang sama dengan wilayah P, iaitu ke atas. Sekarang, jalur yang penuh di bahagian N adalah berbeza daripada jalur yang kosong di bahagian P. Oleh itu, elektron mula bergerak dari jalur yang penuh di bahagian N ke jalur yang kosong di bahagian P melalui penembusan.
Dalam jenis diod ini, kawasan rintangan negatif (-) dibentuk, yang merupakan bahagian utama diod yang membuatnya berfungsi.
2). Diod BARITT
Diode jenis ini juga dikenali dengan istilah yang lebih panjang, iaitu Barrier Injection Transit Time diode, atau BARRITT diode. Ia sesuai untuk aplikasi mikrohaba dan membolehkan pelbagai perbandingan dibuat dengan IMPATT diode, yang lebih sering digunakan.
Penggunaan tenaga termal adalah yang menyebabkan pengeluaran dari jenis diode khusus ini. Apabila dibandingkan dengan jenis diode lain, diode ini menghasilkan jauh lebih sedikit bunyi.
Mixer, pemperbesar, atau osilator adalah beberapa aplikasi yang mungkin untuk diode ini berdasarkan kapasiti isyarat kecil mereka. Mereka juga boleh digunakan dalam pelbagai peranti lain.
3). Gunn Diode
Diode persimpangan PN, juga dikenali sebagai Gunn diode, adalah jenis diode yang merupakan jenis peranti semikonduktor yang terdiri daripada dua terminal. Dalam kebanyakan aplikasi, ia digunakan untuk pengeluaran isyarat mikrohaba.
Osilator yang dibangunkan daripada Gunn diode digunakan di mana sahaja terdapat keperluan untuk penghantaran radio.
Mereka juga digunakan dalam organisasi tentera. Diode ini adalah komponen penting bagi semua takometer, walaupun yang paling asas. Gunn diode mungkin memudahkan penambahan teknologi sensor pembukaan pintu dalam sistem pemantauan moden, yang merupakan keperluan dalam sistem pemantauan moden. Selain itu, diode ini disarankan untuk digunakan dalam litar alat pengawasan (penjenayah) litar.
4). Laser Diode
Oleh kerana ia menghasilkan cahaya koheren, diode laser tidak beroperasi dengan cara yang sama seperti LED (diode pengelucah cahaya) biasa. Jenis diode tertentu ini mendapat penggunaan meluas dalam pelbagai bidang, termasuk pemacu CD, pemain DVD, dan penunjuk laser yang digunakan dalam persembahan. Walaupun diode ini lebih murah daripada jenis generator laser lain, kosnya jauh lebih tinggi berbanding LED. Mereka juga mempunyai tempoh hidup yang terhad.
5). Light Emitting Diode
Frasa diod pemancar cahaya (atau) LED merujuk kepada salah satu jenis diod yang paling umum dan luas digunakan. Jika diod tersebut disambungkan sehingga mempunyai bias maju, maka arus akan melalui persimpangan, yang akan menyebabkan cahaya dipancarkan. Terdapat beberapa penemuan baru LED yang mengubahnya menjadi OLED dan LED.
Semasa kawasan kerja dengan bias maju, ini adalah jenis diod yang beroperasi. Terdapat aliran arus segera setelah diod bermula untuk menghantar apabila kita berada dalam zon ini. Istilah "arus maju" merujuk kepada jenis arus ini. Diod adalah sumber cahaya yang dipancarkan sepanjang operasi ini.
LED hadir dalam pelbagai warna. Untuk lebih spesifik, LED yang berkedip boleh berfungsi sebagai on dan off untuk tempoh masa tertentu. Mereka mungkin berwarna dua, di mana dua warna dipancarkan, atau mereka mungkin berwarna tiga, di mana tiga warna dipancarkan, bergantung pada jumlah voltan positif yang diterima.
Selain itu, terdapat LED yang boleh menghasilkan cahaya inframerah. Kegunaannya secara praktikal ditemui dalam pengawal jarak jauh.
6). Fotodiod
Cahaya dirasakan oleh fotodiod dalam teknik ini. Telah ditemui bahawa interaksi cahaya dengan persimpangan PN boleh menyebabkan penciptaan elektron dan lubang. Dalam kebanyakan kes, fotodiod berfungsi dalam setting bias songsang, yang membolehkan kuantiti kecil arus yang diinduksi oleh cahaya mudah dikesan dan dimonitor. Menghasilkan tenaga adalah kegunaan lain yang mungkin bagi jenis diod ini.
Kerana ia juga boleh menghantar apabila dikenakan bias songsang, fungsi fotodiod sangat serupa dengan zen diod.
Nilai arus dan nilai intensiti cahaya adalah berkadar langsung antara satu sama lain. Mereka juga mempunyai masa tindak balas yang cukup cepat, diukur dalam nanosekon daripada milisekon.
7). PIN Diode
Ciri-ciri diod ini ditentukan sepanjang proses pembangunannya. Standard p-type dan n-type digunakan dalam pembinaan jenis diod ini. Pertemuan yang akan dihasilkan daripada interaksi ini dikenali sebagai semikonduktor intrinsik kerana ia tidak mengandungi kepekatan dopan.
Aplikasi seperti pemutus laluan boleh memanfaatkan akses kepada kawasan ini.
8). Fast Recovery Diode
Diod ini akan mempunyai masa pemulihan yang lebih pantas. AC digunakan sebagai input isyarat sepanjang proses penyearahan. Tahap ini mempunyai aspek positif dan negatif. Untuk polariti berpindah dari positif ke negatif (atau) dari negatif ke positif, tempoh pemulihan mesti sesingkat mungkin.
Apabila aplikasi frekuensi tinggi dilaksanakan, sangat penting untuk mempunyai masa pemulihan yang paling pantas. Dalam keadaan seperti ini, disarankan untuk menggunakan diod ini. Sebagai syarat ini, perwakilan mesti dilakukan dengan cara yang tepat sambil tetap mengekalkan integriti isyarat.
9). Step Recovery Diode
Ia adalah salah satu komponen diod mikrogelombang. Ini sering menyebabkan penghasilan pulsa dalam julat frekuensi tinggi. Diod-diod ini bergantung pada jenis diod yang mempunyai ciri mematikan (memadam) dengan cepat disebabkan operasinya.
10). Tunnel Diode
Diod terowongan ini dikenali memerlukan pemutus litar semasa beroperasi dalam julat kelajuan ultra-tinggi. Tempoh peralihan akan diukur dalam nanosekond atau pikosekond. Ini digunakan dalam litar osilator relaksasi kerana konsep rintangan negatif yang berkaitan dengannya.
11). Diod P-N Junction
Ini adalah diod asas yang dihasilkan apabila bahan p-type dan n-type berinteraksi satu sama lain. Ia meneroka idea memihak satu pandangan daripada pandangan yang lain. Karena biasan ini, ia boleh berfungsi dalam pelbagai mod operasi.
Hanya apabila biasan maju dikenakan, diod ini akan mengalir. Apabila biasan berada dalam arah yang lain, tidak ada aliran arus yang jelas. Ini menunjukkan bahawa arus diblokir apabila biasan berada dalam arah yang lain.
Mereka digunakan dalam situasi di mana aplikasi memerlukan arus rendah, seperti diod sinyal, dan oleh itu difavoritkan. Penyearah adalah salah satu penggunaan asas untuk teknologi ini.
12). Diod Zener
Ia adalah jenis diod yang telah dibina sedemikian rupa sehingga ia dapat berfungsi dalam mod biasan songsang. Apabila biasan maju dikenakan, ciri-ciri operasi diod tersebut akan serupa dengan diod konvensional yang mempunyai sambungan p-n sebagai komponen asasnya.
Apabila diod beroperasi dalam mod biasan songsang, setelah mencapai voltan Zener terendah, nilai arus akan meningkat; namun, voltan akan tetap malar selepas titik tersebut.
Oleh itu, ia boleh digunakan dalam proses kawalan voltan berdasarkan fakta ini. Apabila diod bermula mengalir arus di bawah biasan ke hadapan, diod telah menunjukkan kebolehan uniknya. Pembuat menentukan dengan tepat voltan zen yang lebih akan menjadi untuk jenis diod tertentu ini. Karena itu, adalah mungkin untuk membuat lebih banyak diod zen.
13). Diod Schottky
Diod Schottky adalah sejenis diod yang ditandai oleh keupayaannya untuk melakukan operasi penukar pada kelajuan tinggi. Kerugian voltan yang sangat sedikit berlaku sepanjang laluan ke hadapan, oleh itu, ini dianggap sebagai ciri positif.
Litar pemampatan yang cukup cepat adalah contoh yang baik di mana jenis diod ini boleh digunakan, kerana penggunaannya jelas di sana. Frekuensi dalam julat gigahertz adalah biasa untuk operasi diod jenis ini. Dengan kata lain, ia mempunyai potensi untuk menjadi lebih diingini semasa aplikasi frekuensi tinggi.
14). Diod Shockley
Aplikasi penukar menggunakan diod ini, yang merupakan jenis diod yang berbeza daripada yang diterangkan di atas. Ia mempunyai voltan asas, juga dikenali sebagai voltan pencetus, yang ada.
Ia tidak mungkin untuk menukar kerana ia akan kekal dalam mod rintangan tinggi jika voltan yang disediakan kepadanya lebih rendah daripada nilai pencetus asas. Laluan rintangan rendah akan dibina segera apabila voltan yang disediakan lebih besar daripada nilai pencetus asas. Diod Shockley menjalankan fungsi mereka dengan cara ini.
15). Diod Varactor (atau) Varicap
Ini adalah kategori unik lain dari diod, yang berlaku apabila voltan terbalik dikenakan kepada persimpangan peranti. Ini menyebabkan perubahan kapasitans persimpangan. Oleh kerana ia adalah diod kapasitans pembolehubah, singkatan "varicap" mungkin digunakan untuk merujuk kepada ia.
16). Diod Avalanche
Diod avalanche adalah sejenis diod bias terbalik yang mendapatkan operasinya dari fenomena avalanche. Kegagalan avalanche berlaku apabila jatuh voltan kekal malar dan tidak dipengaruhi oleh arus. Oleh kerana tahap sensitiviti tinggi yang mereka miliki, mereka digunakan untuk pendeteksian cahaya.
17). Diod Arus Malar
Ia adalah peranti elektrik yang membatasi arus kepada nilai maksimum yang diberikan. Ia juga boleh dirujuk sebagai diod had arus (CLD) (atau) diod pengatur arus (CRD) (CRD).
Diod-diod ini dibuat daripada (n-channel)-JFET. Gerbangnya disambungkan ke sumber dan bertindak sebagai pembatas arus dua terminal (atau) sumber arus. Mereka membolehkan arus mengalir melalui mereka ke nilai tertentu sebelum berhenti untuk meningkat (membangunkan) lebih lanjut.
18). Diod Dope Emas
Emas digunakan sebagai dopan dalam diod-diod ini. Sesetengah diod lebih kuat daripada yang lain. Arus bocor pada bias terbalik juga lebih rendah dalam diod-diod ini. Walaupun dengan jatuh voltan yang lebih besar, diod dapat berfungsi pada frekuensi isyarat. Emas membantu dalam rekombinasi cepat pengendali minoriti dalam diod-diod ini.
19). Diod Super Barrier
Ia adalah diod rectifier dengan jatuh voltan maju yang rendah seperti diod Schottky dan arus bocor terbalik yang rendah seperti diod sambungan P-N. Ia dicipta untuk aplikasi beralih daya tinggi, kelajuan tinggi, dan kehilangan rendah. Diod rectifier super barrier adalah jenis seterusnya dari rectifier yang mempunyai jatuh voltan maju yang lebih rendah daripada diod Schottky.
20). Diod Peltier
Ia menghasilkan haba pada dua sambungan bahan semikonduktor dalam jenis diod ini, yang mengalir dari satu terminal ke terminal lain. Aliran ini hanya mempunyai satu arah, yang sama dengan arah aliran elektrik.
Haba ini dihasilkan akibat muatan elektrik yang dihasilkan oleh rekomposisi pembawa muatan minoriti. Ini paling sering digunakan untuk penyejukan dan pemanasan. Jenis diod ini berfungsi sebagai sensor dan enjin haba dalam penyejukan termoelektrik.
21). Diod Kristal
Ini adalah bentuk diod hubungan titik yang juga dikenali sebagai Cat’s whisker. Fungsinya ditentukan oleh tekanan kontak antara kristal semikonduktor & titik tersebut.
Seutas wayar logam terkandung di dalamnya, dan ia dipaksakan menentang kristal semikonduktor. Dalam keadaan ini, kristal semikonduktor berfungsi sebagai katod manakala wayar logam berfungsi sebagai anod. Secara semula jadi, diod-diod ini sudah lapuk. Kebanyakan digunakan dalam penerima dan pengesan mikrogelombang.
22). Diod Vakum
Diod vakum terdiri daripada dua elektrod yang berfungsi sebagai anod dan katod. Wolfram digunakan untuk membuat katod, yang memancarkan elektron ke arah anod. Aliran elektron akan sentiasa bergerak dari katod ke anod. Oleh itu, ia berfungsi seperti peralihan.
Apabila katod dilapisi dengan bahan oksida, kapasiti pemancaran elektron meningkat. Anod biasanya lebih panjang, dan permukaannya kadang-kadang diratakan untuk mengurangkan suhu yang berlaku dalam diod. Diod hanya akan mengalir apabila anod positif (+) berbanding terminal katod.
23). Diod Sinyal Kecil
Ia adalah peranti kecil dengan ciri-ciri yang tidak seimbang, kebanyakannya digunakan dalam bidang aplikasi frekuensi tinggi dan arus rendah seperti radio & televisyen.
Diod sinyal jauh lebih kecil daripada diod kuasa. Salah satu tepi ditandai dengan warna hitam (atau) merah untuk menunjukkan terminal katod. Prestasi diod sinyal kecil ini sangat efektif untuk aplikasi pada frekuensi tinggi.
Berdasarkan keupayaan mereka dalam kategori lain, diod sinyal biasanya mempunyai keupayaan pengangkutan arus yang sederhana dan disipasi kuasa yang rendah. Mereka biasanya berada dalam lingkungan 150mA & 500mW.
Ia digunakan dalam
Aplikasi diod,
Peralihan kelajuan tinggi,
Amplifier parameterik & banyak lagi aplikasi.
24). Diod Sinyal Besar
Lapisan persimpangan PN pada diod-diod ini agak tebal. Oleh itu, mereka sering digunakan dalam rektifikasi, atau menukar AC kepada DC. Persimpangan PN yang besar meningkatkan keupayaan pengangkutan arus maju diod dan voltan penyekat terbalik. Diod sinyal besar tidak sesuai untuk aplikasi frekuensi tinggi.
Diod-diod ini utamanya boleh digunakan dalam bekalan kuasa seperti
Rektifikasi,
Penukar,
Inverter,
Peranti pengisian bateri dll.
Rintangan maju pada diod-diod ini adalah beberapa Ohm, manakala rintangan penyekat terbalik diukur dalam Mega Ohm.
Kerana keupayaan arus & voltan yang tinggi, ia boleh digunakan dalam peranti elektrik yang mengendalikan voltan puncak yang besar.
Oleh itu, pelbagai jenis diod dan penggunaannya telah dibincangkan dalam pos ini. Setiap diod mempunyai cara representasi yang unik, selain dari cara operasi yang uniknya sendiri.
Soalan Lazim
1). Adakah diod menukar arus ulang-alik (AC) kepada arus searah (DC)?
Diod yang membolehkan arus mengalir (melalui) dalam satu arah. Apabila digunakan dengan arus bolak-balik, diod hanya akan menghantar untuk separuh siklus. Oleh itu, mereka digunakan dalam pengubahsuaian arus bolak-balik kepada arus terus. Oleh itu, diod adalah arus terus (DC).
2). Apakah Diod Ideal?
Diod yang digunakan untuk mengatur arah aliran arus dikenali sebagai diod ideal. Dengan diod ideal, arus hanya boleh mengalir dalam satu arah, yang dikenali sebagai arah maju, dan ia tidak boleh mengalir dalam arah berlawanan.
Diod ideal kelihatan seperti litar terbuka apabila mereka dipolar balik, dan voltan merentasi adalah negatif dalam keadaan ini.
3). Apakah perbezaan antara bias maju & bias songsang?
Bias maju berlaku dalam diod konvensional apabila voltan merentasi diod membolehkan aliran arus normal, manakala bias songsang menandakan voltan merentasi diod dalam arah bertentangan. Walau bagaimanapun, voltan yang dikenakan merentasi diod semasa bias songsang tidak menghasilkan aliran arus yang bermakna.
Pernyataan: Hormati asal, artikel baik patut kongsi, jika terdapat pelanggaran hak cipta silakan hubungi untuk dihapus.
