Forklar diode og dens typer
Hva er en diode?
Dioder er tokontakt elektriske enheter som fungerer som en enveiskontakt, og lar strøm flyte (overføre) bare i én retning. Disse diodene er laget av halvledermaterialer som
Silisium,
Germanium, og
Galliumarsenid.
Diodens to kontakter refereres til som anode og katode. Funksjonen til en diode kan kategoriseres inn i to typer basert på potensialdifferansen (potensiell energi) mellom disse to kontaktene:
Hvis anoden har høyere spenning enn katoden, regnes dioden som å være i forover polarisering & strøm kan flyte.
Hvis katoden har høyere spenning enn anoden, sies dioden å være i bakover polarisering, og strøm kan ikke flyte.
Forskjellige typer dioder trenger forskjellige spenninger.
Foroverspenningen til silisiumdioder er 0,7V, mens den til germaniumdioder er 0,3V.
Når man jobber med silisiumdioder, indikeres katodekontakten ofte ved svart eller mørk strek på den ene enden av dioden, mens anodekontakten typisk vises ved den andre kontakten.
Rektifisering, eller konvertering av AC til DC, er en av de mest vanlige anvendelsene av dioder.
Dioder brukes i applikasjoner for beskyttelse mot reversert polaritet og overgangsbeskyttelse, fordi de lar strøm flyte (gå gjennom) kun i én retning og hindrer strømflyt i den andre.
Symbol for diode
Et symbol for diode er vist nedenfor. Under forover polariserte forhold peker pilspissen (indikerer) i retningen av konvensjonell strømflyt. Det vil si at anoden er koblet til p-siden & katoden til n-siden.
En enkel PN-forbindelse-diode ved å dopere en silisium- eller germaniumkristallblokk med pentavalent (eller) donorforurensning i ett område og trivalent (eller) akseptorforurensning i det andre.
En PN-forbindelse kan også dannes ved å koble en p-type og en n-type halvleder sammen ved hjelp av en spesiell produksjonsprosess. Anoden er terminalen som kobles til p-typen. Katoden er terminalen som kobles til n-typens side.
I midten av blokken danner disse dopingen en PN-forbindelse.
Arbeidsprinsipp for en diode
Interaksjonen mellom n-type og p-type halvledere er den grunnleggende prosessen bak drift av en diode.
En n-type halvleder består av mange (store) mengder frie elektroner og mindre (små) mengder hull. Med andre ord, i en n-type halvleder er koncentrasjonen av frie elektroner stor, mens koncentrasjonen av hull er ganske lav.
I en n-type halvleder refereres frie elektroner til som majoritetsladdningsbærere, mens hull refereres til som minoritetsladdningsbærere.
En p-type halvleder er kjennetegnet ved å ha et høyt antall hull i forhold til mengden frie elektroner den inneholder. Hull utgjør det overveiende flertallet av laddningsbærere i en p-type halvleder, mens frie elektroner representerer bare en liten del av denne typen laddningsbærere.
Egenskaper hos en diode
Foroverført diode
Omvendt ført diode
Uført diode (nullført) diode
1). Foroverført diode
Det er en liten nedgang i spenningen over dioden når den er forskyvet i fremoverretning og strøm går gjennom den.
Fremoverspenningen til germaniumdioder er 300 mV, som er mye lavere enn fremoverspenningen til silisiumdioder, som er 690 mV.
Potensiell energi over p-type materiale er positiv, mens potensiell energi over n-type materiale er negativ. p-type materialer har positiv potensiell energi.
2). Bakoverforskyvet Diod
Når spenningen fra batteriet blir satt helt ned til null, sies en diod å være bakoverforskyvet. Bakovervoltage for germaniumdioder er -50(μA) mikroamperer, mens bakovervoltage for silisiumdioder er -20(μA) mikroamperer. Når man ser på p-type materiale, er potensiell energi negativ, men når man ser på n-type materiale, er potensiell energi positiv.
3). Uforskyvet Diod (Nullforskyvet Diod)
Det står at en diod har en nullforskyvningsbetingelse når det målte spenningspotensialet over dioden er null.
Anvendelser av Diod
Beskyttelse mot strøm i motsatt retning ved bruk av dioder
Dioder brukes ofte i kretser som klammer (klammekrefter).
Bruk av dioder i logiske portkretser
Dioder er et vanlig komponent i klippingskrefter.
Rektifiseringsenheter bestående av dioder
Typer av Diod
1). Bakoverdiod
2). BARITT-diod
3). Gunn-diod
4). Laserdiode
5). Lysemitterende diode
6). Fotodiode
7). PIN-diode
8). Hurtig gjenopprettingsdiode
9). Trinnvis gjenopprettingsdiode
10). Tunnel-diode
11). P-N-sammenslutningsdiode
12). Zenerdiode
13). Schottky-dioder
14). Shockley-dioder
15). Varactor (eller) Vari-cap diode
16). Lavinediode
17). Konstantstrømsdiode
18). Gulldopte dioder
19). Superbarrièredioder
20). Peltierdiode
21). Kristalldiode
22). Vakuumdiod
23). Liten signaldiode
24). Stor signaldiode
1). Bakoverdiode
Denne typen diode er også kjent som en "bakdiode," og den brukes ikke ofte. Bakover (bak) dioden er en PN-knuttediode, som fungerer som en tunnel diode. Kvanttunneling er et viktig del av hvordan strømmen flyter, spesielt i motsatt retning. Med energibåndbildet kan du se nøyaktig hvordan dioden fungerer.
Båndet på toppnivå kalles "ledningsbåndet," og båndet på bunnnivå kalles "valensbåndet." Når energi tilføres elektroner, tendere de til å få mer energi & bevege seg mot ledningsbåndet. Når elektroner beveger seg fra valensbåndet til ledningsbåndet, etterlater de hull i valensbåndet.
I null forskyvningstillstand er det valensbåndet som er opptatt motsatt det ledningsbåndet som er opptatt. I omvendt forskyvningstillstand, derimot, beveger N-regionen seg opp mens P-regionen beveger seg ned. Nå er det båndet som er fullstendig i P-seksjonen ulikt det båndet som er tomt i N-seksjonen. Så elektroner begynner å bevege seg fra det fulle båndet i P-seksjonen til det tomme båndet i N-seksjonen ved tunnling.
Dette betyr at strømflyt skjer selv når forskyvningen er i motsatt retning. I forover forskyvningstillstand beveger N-regionen seg i samme retning som P-regionen, som er opp. Nå er det båndet som er fylt i N-seksjonen ulikt det båndet som er tomt i P-seksjonen. Så elektroner begynner å bevege seg fra det fulle båndet i N-seksjonen til det tomme båndet i P-seksjonen ved tunnling.
I denne typen diode dannes negativt (-) motstandsområde, som er hoveddelen av dioden som gjør at den fungerer.
2). BARITT Diode
Denne typen diode er også kjent under sitt utvidede navn, som er Barrier Injection Transit Time diode, eller BARRITT diode. Den er egnet for mikrobølgeapplikasjoner og gjør det mulig å foreta ulike sammenligninger med IMPATT-dioden, som er mer vanlig i bruk.
Bruken av termisk energi er det som forårsaker utslippet fra denne spesifikke typen diode. Når den sammenlignes med andre typer dioder, produserer denne mye mindre støy.
Miksere, forsterkere eller oscillatorer er noen av de mulige anvendelsene for disse, gitt deres kapasitet for små signaler. De kan også brukes i en rekke andre enheter.
3). Gunn Diode
En PN-junktion diode, også kjent som en Gunn diode, er en type diode som er et type halvlederapparat bestående av to terminaler. I de fleste anvendelser brukes den til produksjon av mikrobølgesignaler.
Oscillatorer utviklet fra Gunn dioder brukes der det er behov for radiotransmisjon.
De brukes også i militære organisasjoner. Denne dioden er en nødvendig komponent i alle takhometer, selv de mest grunnleggende. Gunn dioder kan gjøre det lett å inkludere døråpningssensor-teknologi i moderne overvåkingssystemer, noe som er et behov i moderne overvåkingssystemer. Dessuten anbefales denne dioden for bruk i kretser for innbruddsalarmkretser.
4). Laser Diode
På grunn av at den genererer kohærent lys, fungerer laserdioden ikke på samme måte som en typisk LED (lysende diode). Disse spesielle typene dioder har bred anvendelse i en rekke områder, inkludert CD-stasjonar, DVD-spillere og laserpunkter brukt i presentasjoner. Mens disse diodene er mer kostnadseffektive enn andre typer lasersgeneratorer, er prisen deres mye høyere sammenlignet med LED-er. De har også en begrenset levetid.
5). Lysende Diode
Fraseen lysdiod (eller) LED refererer til en av de mest vanlige og bredt brukte typer dioder. Hvis dioden er koblet slik at den har en forhåndsforstyrrelse, vil strømmen passere gjennom junction, som vil føre til at lys produseres. Det er flere nye LED-gjennombrudd som konverterer dem til OLED-er og LED-er.
Under arbeidsområdet med forhåndsforstyrrelse, er dette typen dioder som er i operasjon. Det er en strømflyt så snart dioden begynner å lede når vi er i dette området. Begrepet "forhåndsstrøm" refererer til denne typen strøm. Dioden er kilden til det lys som produseres gjennom hele denne operasjonen.
LED-er kommer i en rekke farger. For å være mer spesifikk, en blinkende en som kan fungere som på og av i en forhåndsbestemt periode. De kan være tofarged, der to farger utsendes, eller de kan være trefarged, der tre farger utsendes, avhengig av mengden positiv spenning som mottas.
I tillegg til dette, finnes det LED-er som kan produsere infrarødt lys. Dets praktiske anvendelse finnes i fjernkontroller.
6). Fotodiod
Lys oppfattes av fotodioden i denne teknikken. Det har blitt funnet ut at interaksjonen mellom lys og en PN-junction kan føre til opprettelsen av elektroner og hull. I de fleste tilfeller fungerer fotodioder under innstillinger med revers forstyrrelse, noe som lar selv en liten mengde lysindusert strøm flyt lett oppdages og overvåkes. Generering av kraft er et annet mulig bruksområde for disse type dioder.
Siden den også kan lede når den er utsatt for revers forstyrrelse, er funksjonen til en fotodiod veldig lik den til en zen-diod.
Både verdien av strømmen og lysintensiteten er direkte proporsjonale med hverandre. De har også reaksjonstider som er tilstrekkelig rask, målt i nanosekunder snarere enn millisekunder.
7). PIN-diode
Egenskapene til denne dioden er bestemt gjennom utviklingsprosessen. Både p-type og n-type standarder brukes i konstruksjonen av denne typen diode. Forbindelsen som oppstår som en følge av disse interaksjonene, kalles for en intrinsisk halvleder, da den ikke inkluderer noen dopingskonsentrasjon.
Applikasjoner som skruing kan dra nytte av å ha tilgang til dette området.
8). Hurtig gjenopprettingsdiode
Dioden vil ha en raskere gjenoppretningstid. AC brukes som signalinngang gjennom hele rektifiseringsprosessen. Disse nivåene har både positive og negative aspekter. For polaritetene å overgå fra positiv til negativ (eller) fra negativ til positiv, må gjenoppretningstiden være så kort som mulig.
Når høyfrekvensapplikasjoner utføres, er det viktig å ha de raskeste mulige gjenoppretningstidene. Under slike forhold anbefales det å bruke denne spesifikke dioden. Som en betingelse for dette, må representasjonen gjøres på en nøyaktig måte samtidig som signalintegriteten bevares.
9). Trinnvis gjenopprettingsdiode
Det er en av komponentene i mikrobølgedioden. Dette fører ofte til generering av puls under høyfrekvensområdet. Disse diodene er avhengige (avhengig) av type dioder som har egenskapen å slukkes (skrus av) raskt på grunn av deres operasjon.
10). Tunnel-diode
Disse tunnel-dioder er kjent for å kreve skruer når de opererer i det ekstremt høye hastighetsområdet. Varigheten av overgangen vil bli målt i nanosekunder eller pikosekunder. Dette brukes i slakningsoskillasjonskretser på grunn av ideen om negativ motstand som er knyttet til det.
11). P-N Junction Diode
Dette er den grunnleggende dioden som produseres når p-type og n-type materialer interagerer med hverandre. Den utforsker ideen om å gi en synsvinkel forrang over en annen. På grunn av denne polariseringen kan den fungere i ulike driftsmåter.
Denne dioden ledet bare når fremoverpolarisering er påført. Når polariseringen er i motsatt retning, er det ingen tydelig strømflyt. Det viser at strømmen blokkeres når polariseringen er i motsatt retning.
De brukes i situasjoner der applikasjoner trenger lav strøm, som signaldioder, og blir derfor foretrukket. Rektifiserene er en av de mest grunnleggende brukene av denne teknologien.
12). Zener Diode
Dette er typen diode som er konstruert på en måte som gjør at den kan fungere i reverspolariseringsmodus. Når en fremoverpolarisering er påført, vil driftsegenskapene til dioden være sammenlignbare med de til en konvensjonell diode med en p-n forbindelse som grunnleggende komponent.
Når dioden opererer i reverspolariseringsmodus, vil det etter at den har nådd den laveste Zener-spanningen, være en økning i strømverdiene; imidlertid vil spenningen fortsette å være konstant bortover dette punktet.
Derfor kan det brukes i prosessen med spenningstyring som en følge av dette faktum. Når den begynner å lede strøm under forhåndsbelasting, har dioden vist sin unike evne. Produsentene bestemmer nøyaktig hva mer zen-spenningen vil være for denne spesielle typen diode. På grunn av dette er det mulig å lage flere zen-dioder.
13). Schottky-dioder
En Schottky-diode er en type diode som kendetegnes ved sin evne til å utføre skifteoperasjoner i høy hastighet. Det oppstår svært lite spenningsfall langs forhåndsbelasted vei, og dette regnes derfor som en positiv egenskap.
Klemmekrefter som er rask nok, er et godt eksempel på hvor denne typen diode kan bli brukt, da dens bruksområder er lett synlige. En frekvens i gigahertz-området er typisk for operasjonen av dioder av denne typen. Med andre ord, har den potensialet til å være mer ønskelig under høyfrekvensapplikasjoner.
14). Shockley-dioder
Skifteapplikasjoner bruker disse diodene, som er en annen type diode enn de beskrevet ovenfor. Den har en grunnleggende spenning, også kjent som utløser-spenning, som er til stede.
Det er umulig for denne å skifte siden den vil forbli i høy motstand-modus hvis spenningen som leveres er lavere enn den grunnleggende utløserverdien. Lave motstandsvei vil bli konstruert så snart spenningen som leveres er større enn den grunnleggende utløserverdien. Shockley-dioder utfører sine funksjoner på denne måten.
15). Varactor (eller) Varicap-diode
Dette er en annen unik kategori av dioder, som forekommer når en omvendt spenning blir anvendt på enhetens kobling. Dette fører til en endring i kapasitansen til koblingen. Siden det er en variabel kapasitansdiode, kan forkortelsen "varicap" brukes for å referere til den.
16). Lavinediod
Lavinedioden er en type omvendt polarisert diod som henter sin funksjon fra lavinefenomenet. Lavinenes mislykkede forekomst skjer når spenningsfallet forbli konstant og ikke påvirkes av strømmen. Pga. det høye nivået av sensitivitet de besitter, brukes de for fotodeteksjon.
17). Strømregulerende diod
Det er et elektrisk enhet som begrenser strømmen til det maksimale verdien som er gitt. Det kan også refereres til som en strømbegrensende diod (CLD) (eller) en strømregulerende diod (CRD) (CRD).
Disse diodene er laget av en (n-kanal)-JFET. Gitten er koblet til kilde og fungerer som en toterminal strømbegrenser (eller) strømkilde. De muliggjør at en strøm flyter gjennom dem til en spesifikk verdi før den stopper å øke (utvikle) videre.
18). Gulldopte dioder
Gull brukes som dopant i disse diodene. Noen dioder er kraftigere enn andre. Lekasjestrømmen ved omvendt polarisering er også lavere i disse diodene. Selv med større spenningsfall kan dioden fungere ved signalfrekvenser. Gull hjelper til med rask rekningsprosess av mindretallige bærere i disse diodene.
19). Superbarrierdioder
Det er en rettifieringsdiod med et lavt fremoverliggende spenningsfall som en Schottkydiod og en lav (omvendt) lekasjestrøm som en P – N junction diod. Den ble opprettet for høy effekt, høy hastighet skifting, og lav tap applikasjoner. Superbarrier rettifieringsdioder er den neste typen rettifieringer som har et lavere fremoverliggende spenningsfall enn Schottkydioden.
20). Peltier-diod
Den genererer varme ved to materialforbindelser i halvlederen i denne typen diod, som strømmer fra ett terminal til et annet. Denne strømmen har bare én retning, som er den samme som strømretningen.
Denne varmen genereres som et resultat av elektrisk ladning som oppstår gjennom rekningsprosessen av mindretallsladningsbærere. Dette brukes hovedsakelig for kjøling og oppvarming. Denne type diod fungerer både som en sensor og en varmekjede i termoelektrisk kjøling.
21). Krystaldiod
Dette er en form for punktkontakt-diod, også kjent som kattesvans. Dens funksjon bestemmes av kontakttrykket mellom halvlederkristallet og punktet.
En metalltråd er inneholdt i dette, og den presses mot halvlederkristallet. I denne situasjonen fungerer halvlederkristallet som katoden, mens metalltråden fungerer som anoden. Disse dioder er utdatert, men blir hovedsakelig brukt i mikrobølge-mottakere og detektorer.
22). Vakuumdioder
Vakuumdioder består av to elektroder som fungerer som anode og katode. Wolfram brukes til å lage katoden, som emitterer elektroner i retning av anoden. Elektronstrømmen vil alltid gå fra katode til anode. Dermed fungerer den som en bryter.
Når katoden dekker med oksidmaterial, øker kapasiteten for elektronemisjon. Anoder er gjerne lengre, og overflater kan noen ganger grove for å minimere temperaturer i dioden. Dioden vil kun lede når anoden er positiv (+) i forhold til katoden.
23). Liten signal-diod
Det er et lite enhet med uproporsjonale egenskaper, hovedsakelig brukt i høyfrekvens- og lavstrømsapplikasjonsområder som radioer og TV-er.
Signaldioder er mye mindre enn effektdioder. En kant er merket med svart (eller) rødt for å angi katodeterminalen. Ytelsen til den lille signaldioden er spesielt effektiv for bruk ved høy frekvens.
I sammenligning med deres evner i andre kategorier har signaldioder typisk en beskjeden strømforingskapasitet og lav effektavvik. De ligger typisk i området 150mA & 500mW.
Den brukes i
Diodapplikasjoner,
Høyhastighetsveksling,
Parametriske forsterkere & flere applikasjoner.
24). Stor signaldiode
PN-junskjeden på disse diodene er ganske tykk. Dermed blir de ofte brukt i rektifisering, eller konvertering av AC til DC. Den store PN-junken øker diodens fremoverstrømforingskapasitet og reversblokkeringsvoltage. Store signaldioder er ikke egnet for høyfrekvensapplikasjoner.
Disse diodene er hovedsakelig anvendbare i strømforsyninger som
Rektifikatorer,
Konvertere,
Invertere,
Batteriladere osv.
Fremovermotstanden hos disse diodene er noen ohmer, mens reversblokkeringsmotstanden måles i megaohmer.
På grunn av sin høye strøm- & spenningskapasitet kan den bli brukt i elektriske enheter som demper store spikespenninger.
Som et resultat, har mange typer dioder og deres bruksområder blitt diskutert i denne posten. Hver diode har sin egen unike representasjon, i tillegg til sin egen unike fungeringsmåte.
Ofte stilte spørsmål
1). Konverterer en diode vekselstrøm (AC) til likestrøm (DC)?
Dioden som gjør at strømmen kan flyte (gå igjennom) i en retning. Når den brukes med vekselstrøm, vil diodene kun lede for halvparten av syklusen. Dette fører til at de brukes i konvertering av vekselstrøm til likestrøm. Derfor er dioder likestrøm (DC).
2). Hva er ideelle dioder?
Dioder som brukes for å regulere retningen av strømflyt kalles ideelle dioder. Med en ideell diode kan strømmen kun flyte i én retning, kjent som fremoverretningen, og den kan ikke flyte i motsatt retning.
Ideelle dioder virker som et åpent kretsdyktig når de er reversert polarisert, og spenningen over dem er negativ i denne situasjonen.
3). Hva er forskjellen mellom fremover- og bakoverpolarisering?
Fremoverpolarisering skjer i en vanlig diode når spenningen over dioden tillater normal strømflyt, mens bakoverpolarisering betyr en spenning over dioden i motsatt retning. Imidlertid resulterer ikke spenningen som påføres dioden under bakoverpolarisering i noen merkbar strømflyt.
Erklæring: Respektér det opprinnelige, gode artikler er verd å dele, hvis det forekommer overtredelse, kontakt oss for sletting.
