Razložite diodo in njene vrste
Kaj je dioda?
Dioda je električni naprava z dvema terminaloma, ki deluje kot enosmeren preklop, ki dovoljuje tok (prenos) samo v eni smeri. Te diode so izdelane iz polprevodnih materialov, kot so
Silicij,
Germanij, in
Gallij arzenid.
Dve terminali diode se imenujeta anoda in katoda. Funkcija diode se lahko razdeli na dva tipa glede na potencialno razliko (potencialno energijo) med temi dvema terminaloma:
Če ima anoda višji napon kot katoda, se dioda šteje za v prednapeto lego & tok lahko teče.
Če ima katoda višji napon kot anoda, se pravi, da je dioda v obratno napeto lego, in tok ne more teči.
Različne vrste diod potrebujejo različne napetosti.
Prednji napon silicijskih diod je 0,7V, medtem ko je pri germanijskih diodah 0,3V.
Pri delu z silicijskimi diodami je terminal katode pogosto označen s črnim ali temnim pasom na enem koncu diode, medtem ko je terminal anode običajno prikazan s drugim terminalom.
Pravokotnost, ali pretvorba AC v DC, je eden najpogostejših uporab diod.
Dioda se uporablja v aplikacijah za zaščito pred obratno polariteto in začasno zaščito, ker dovoljuje, da tok teče (preteče) samo v eni smeri in ovira tok v drugi smeri.
Simbol diode
Simbol diode je prikazan spodaj. Pod prednapeto stanje kazalec puščice kaže (označuje) smer konvencionalnega toka. To pomeni, da je anoda povezana s stranjo p, & katoda s stranjo n.
Preprosta PN prehodna dioda z dopiranjem ksilikovega ali germanijevega kristalnega bloka s petvrednimi (ali) donatorjskimi nečistotami v eni sekciji in trivrednimi (ali) akceptorjskimi nečistotami v drugi.
PN prehod lahko nastane tudi z povezovanjem p-tipa in n-tipa polprevodnika z uporabo določenega proizvodnega procesa. Anoda je terminal, ki se poveže na p-tip. Katoda je terminal, ki se poveže na n-tip stran.
V središču bloka te dopiranje oblikujejo PN prehod.
Načelo delovanja diode
Interakcija med n-tipom in p-tipom polprevodnikov je osnovni proces za delovanje diode.
N-tip polprevodnika sestavlja veliko (veliko) število prostih elektronov in manjše (majhno) število luknji. Z drugimi besedami, v n-tipu polprevodnika je koncentracija prostih elektronov velika, medtem ko je koncentracija luknji zelo nizka.
V n-tipu polprevodnika so proste elektrone poznani kot večinski nosilci naboja, medtem ko so luknje poznane kot manjšinski nosilci naboja.
P-tip polprevodnika se loči z visokim številom luknji glede na količino prostih elektronov, ki jih vsebuje. Luknje predstavljajo ogromno večino nosilcev naboja v p-tipu polprevodnika, medtem ko proste elektrone predstavljajo le majhen delež takšnih nosilcev naboja.
Značilnosti diode
Dioda z napajanjem v smeri
Dioda z obratnim napajanjem
Neobratočena dioda (dioda z ničelnim napajanjem)
1). Dioda z napajanjem v smeri
Ko je dioda napeto v smeri napada in skozi njega teče tok, pride do majhnega zmanjšanja naponov na diodi.
Napetost pri napadu germanijevih diod je 300 mV, kar je veliko nižje od napetosti pri napadu silicijevih diod, ki je 690 mV.
Potencialna energija preko p-tipa materiala je pozitivna, medtem ko je potencialna energija preko n-tipa materiala negativna. P-tipi materialov imajo pozitivno potencialno energijo.
2). Dioda z obratnim napajanjem
Ko je napetost baterije spustena do nič, se pravi, da ima dioda obratno polarizacijo. Obratna napetost za germanijeve diode je -50(μA) mikroamper, medtem ko je obratna napetost za silicijeve diode -20(μA) mikroamper. Ko pogledamo preko p-tipa materiala, je potencialna energija negativna, medtem ko je potencialna energija preko n-tipa materiala pozitivna.
3). Neupravljena dioda (dioda z ničelno polarizacijo)
Pravi se, da ima dioda stanje ničelne polarizacije, ko je merjeni napetostni potencial na diodi enak nič.
Uporaba diod
Zaščita pred tokom, ki teče v obratni smeri, z uporabo diod
Diodi so pogosto uporabljani v vezjih, ki omejujejo (omejevalna vezja).
Uporaba diod v vezjih logičnih vrat.
Diodi so pogosta komponenta v vezjih za obrezovanje.
Urejanje napetosti sestavljeno iz diod.
Vrste diod
1). Obratna dioda
2). BARITT dioda
3). Gunn dioda
4). Laserska dioda
5). Svetlobna izločevalna dioda
6). Fotodioda
7). PIN dioda
8). Hitra obnovitvena dioda
9). Stopnjeva obnovitvena dioda
10). Tunelna dioda
11). P-N prehodna dioda
12). Zenerjeva dioda
13). Schottkyjeve diode
14). Shockleyjeve diode
15). Varaktorska (ali) vari-cap dioda
16). Lawinasta dioda
17). Konstantno strujna dioda
18). Zlato dopirane diode
19). Super barierne diode
20). Peltierjeva dioda
21). Kristalna dioda
22). Vakuumna dioda
23). Mala signaldioda
24). Velika signaldioda
1). Obratna dioda
Ta vrsta diode je tudi znana kot "obratna dioda" in se zelo redko uporablja. Obratna (obratna) dioda je PN presečna dioda, ki deluje podobno kot tunelna dioda. Kvantni tuneliranje je pomembna sestavina teka toka, zlasti v nasprotni smeri. S sliko energijskih pasov lahko natančno vidite, kako deluje dioda.
Pas na zgornji ravni se imenuje "tokovni pas", pas na spodnji ravni pa "valentnostni pas". Ko elektronom dodamo energijo, ti dobijo več energije in se premikajo proti tokovnemu pasu. Ko se elektroni premaknejo iz valentnostnega pasev v tokovni pas, ostavljajo luknje v valentnostnem pasu.
V stanju ničelne poljubne napetosti je zaseden valentnostni pas nasprotovanje zasedenemu tokovnemu pasu. V stanju obratne poljubne napetosti se N-območje premakne gor, medtem ko se P-območje premakne dol. Sedaj je pas, ki je popoln v P-sekciji, drugačen od pasu, ki je prazen v N-sekciji. Torej se elektroni začnejo premikati iz polnega pasev v P-sekciji do praznega pasev v N-sekciji preko tuneliranja.
To pomeni, da se tok pojavlja tudi, ko je poljubna napetost v nasprotni smeri. V stanju predelne poljubne napetosti se N-območje premika v isti smeri kot P-območje, ki gre gor. Sedaj je pas, ki je zapolnjen v N-sekciji, drugačen od pasu, ki je prazen v P-sekciji. Torej se elektroni začnejo premikati iz polnega pasev v N-sekciji do praznega pasev v P-sekciji preko tuneliranja.
V tej vrsti diode se oblikuje območje negativnega (-) odpora, ki je glavni del diode, ki omogoča njeno delovanje.
2). BARITT dioda
Ta vrsta dioda je tudi znana pod svojim razširjenim imenom, ki je Barrier Injection Transit Time dioda ali BARRITT dioda. Ustreza za uporabo v mikrovalovnih aplikacijah in omogoča različne primerjave z IMPATT diodo, ki se uporablja pogosteje.
Uporaba toplinske energije povzroča emisijo iz te posebne vrste diode. V primerjavi z drugimi vrstami diod ta proizvaja veliko manj šuma.
Mixerji, pojačevalniki ali oscilatorji so nekatere od možnih uporab za te, glede na njihovo zmogljivost za majhne signale. Lahko se uporabljajo tudi v različnih drugih napravah.
3). Gunn Diode
PN prehodna dioda, tudi znana kot Gunn dioda, je vrsta diode, ki je tip polprevodniške naprave sestavljene iz dveh terminalov. V večini uporab se uporablja za ustvarjanje mikrovalovnih signalov.
Oscilatorji, razviti iz Gunn diod, se uporabljajo, kjer je potrebno radijsko oddajanje.
Uporabljajo se tudi v vojaških organizacijah. Ta dioda je ključni komponent vseh tahometrov, tudi najosnovnejših. Gunn diode lahko olajšajo vključevanje tehnologije senzorjev za odpiranje vrati v sodobne nadzorne sisteme, kar je potreba v sodobnih nadzornih sistemih. Poleg tega se ta dioda priporoča za uporabo v krmilnih vezjih alarmov za vstop krmarjev (prestopnike).
4). Laser Diode
Ker generira koherentno svetlobo, laser dioda ne deluje na isti način kot tipična LED (svetlobno emitirajoča dioda). Te posebne vrste diod se široko uporabljajo v različnih področjih, vključno z pogoni CD, DVD predvajalci in laserskimi kazalkami, uporabljenimi v predstavitvah. Čeprav so te diode cenovno dostopnejše kot druge vrste laserskih generatorjev, njihova cena je veliko višja v primerjavi z LED. Imajo tudi omejeno življenjsko dobo.
5). Svetlobno emitirajoča dioda
Izraz svetleča dioda (ali) LED se nanaša na eno najpogostejših in najbolj razširjenih vrst diod. Če je dioda povezana tako, da ima naprejno polarizacijo, bo tok prehajal skozi spoj, kar bo povzročilo nastanek svetlobe. Obstaja več novih tehnoloških prebojev na področju LED-jev, ki jih pretvarjajo v OLED-e in LED-je.
Med delovanjem v območju napredne polarizacije so v uporabi tiste vrste diod. Tok začne teči takoj, ko dioda začne prevajati, ko smo v tem območju. Izraz »tok napredne smeri« se nanaša na to vrsto toka. Dioda je vir svetlobe, ki nastane med tem delovanjem.
LED-ji so na voljo v širokem naboru barv. Natančneje, obstajajo utripajoči, ki lahko delujejo kot vklop/izklop za določen čas. Lahko so dvobarvni vodniki, pri katerih se oddajata dve barvi, ali trubarvni vodniki, pri katerih se oddajajo tri barve, odvisno od količine prejetega pozitivnega napetosti.
Poleg tega obstajajo LED-ji, ki lahko proizvajajo infrardečo svetlobo. Njihova praktična uporabnost je v daljinskih krmilnikih.
6). Fotodioda
Fotodioda zazna svetlobo s to tehniko. Ugotovljeno je bilo, da interakcija svetlobe z PN spojem lahko povzroči nastanek elektronov in lukenj. V večini primerov fotodiode delujejo v pogojih obratne polarizacije, kar omogoča enostavno zaznavanje in spremljanje celo najmanjšega toka, povzročenega s svetlobo. Druga možna uporaba teh diod je pridelava električne energije.
Ker lahko prevaja tudi pri obratni polarizaciji, je delovanje fotodioda zelo podobno delovanju zen diode.
Vrednost toka & vrednost jakosti svetlobe sta neposredno sorazmerni druga drugi. Imajo tudi dovolj hitre reakcijske čase, merjene v nanosekundah namesto v milisekundah.
7). PIN Dioda
Lastnosti te diode so določene skozi celoten proces njene razvoja. V izdelavi te vrste diode se uporabljajo standardi p-tipa in n-tipa. Stik, ki bo nastal kot posledica teh interakcij, je znana kot intrinzični polprevodnik, ker ne vključuje nobene koncentracije dopiranja.
Aplikacije, kot je preklop, lahko izkoristijo dostop do tega območja.
8). Hitra obnovitvena dioda
Dioda bo imela hitrejši čas obnove. AC se uporablja kot vhodni signal skozi celoten proces pravokotnega pretvorjenja. Ta raven ima pozitivne in negativne vidike. Za prehod polaritet od pozitivne na negativno (ali) od negativne na pozitivno mora biti obnovitveni čas čim krajši.
Pri izvajanju aplikacij z visoko frekvenco je zelo pomembno, da so časi obnove čim krajši. V takšnih pogojih se priporoča uporaba te specifične diode. Kot pogoj za to mora biti predstavitev naredena natančno, hkrati pa ohranja integriteto signala.
9). Korakna obnovitvena dioda
To je ena sestavine mikrovalovne diode. To pogosto vodi do generiranja impulsov v visokofrekvenčnem obsegu. Te diode so odvisne (odvisne) od vrste diod, ki imajo lastnost hitrega ugasanja zaradi svoje operacije.
10). Tunelna dioda
Ti so tunelne diode, ki so znane po tem, da zahtevajo preklopnike, ko delujejo v območju zelo visokih hitrosti. Trajanje prehoda se meri v nanosekundah ali pikosekundah. To se uporablja v krožnih vezjah s posplošenim nihanjem zaradi ideje o negativnem uporu, ki je povezan s to tehnologijo.
11). P-N Junction Diode
To je osnovna dioda, ki nastane, ko med seboj interagirata materiali tipa p in n. Raziskuje idejo o preferiranju enega stališča pred drugim. Zaradi tega odbojovanja lahko deluje v različnih načinih delovanja.
Ta dioda prevodi tek samo, ko je uporabljen napredek. Ko je odboj v nasprotni smeri, ni jasnega pretoka struje. To kaže, da je struja blokirana, ko je odboj v nasprotni smeri.
Uporabljajo se v situacijah, ko aplikacije potrebujejo nizke tokove, kot so signalne diode, in so tako priljubljene. Pravilniki so eden najosnovnejših uporab tega tehnologija.
12). Zener Diode
To je vrsta diode, ki je konstruirana tako, da lahko deluje v načinu obratnega odboja. Ko je uporabljen napredek, lastnosti delovanja diode bodo primerljive s tistimi konvencionalne diode, ki ima p-n spoj kot osnovni komponent.
Ko dioda deluje v načinu obratnega odboja, ko doseže najnižji Zenerjev napon, bo prišlo do povečanja vrednosti toka, vendar bo napon nadaljeval z ostajanjem konstantnega.
Kot posledica tega, se lahko uporablja v procesu kontrole napetosti. Ko dioda prične pretok pod napetostjo v smeri, je pokazala svojo edinstveno sposobnost. Proizvajalci natančno določijo, kakšna bo večja zen napetost za ta poseben tip diode. Zaradi tega je mogoče izdelovati več zen diod.
13). Schottkyjeve diode
Schottkyjeva dioda je vrsta diode, ki se loči z možnostjo hitre preklopnosti. Zelo majhen padec napetosti se pojavi v smeri, zato se to smatra pozitivno lastnostjo.
Hitri zadrževalni krožniki so dober primer, kjer se lahko te diode uporabljajo, ker so njihove uporabe tam očitne. Frekvenca v gigahertskem obsegu je tipična za delovanje takšnih diod. Drugače povedano, ima potencial, da bo bolj želena pri visokofrekvenčnih aplikacijah.
14). Shockleyjeve diode
Preklopne aplikacije uporabljajo te diode, ki so drugačen tip diod od tistih, ki so opisane zgoraj. Imajo neko osnovno napetost, znano tudi kot aktivacijska napetost, ki je prisotna.
Preklapjanje ni mogoče, ker bo v načinu visoke odpornosti, če je napetost, ki jo prejme, nižja od osnovne vrednosti aktivacije. Pot nizkega upora bo ustvarjena, ko bo napetost, ki jo prejemajo, višja od osnovne vrednosti aktivacije. Shockleyjeve diode opravljajo svoje funkcije na ta način.
15). Varaktorska (ali) varikapska dioda
To je še en edinstvena kategorija diod, ki nastane, ko je obratna napetost uporabljena na stiku naprave. To povzroči spremembo kapacitance stika. Ker je to variabilna kapacitivna dioda, se lahko za njo uporabi okrajšava "varicap".
16). Lawinasti diod
Lawinasti diod je vrsta obrnjenega napajanja dioda, ki izvaja svoje delovanje iz lawinastih pojavov. Lawinasta neuspešnost nastane, ko padec napona ostane konstanten in ni vpliven na tok. Zaradi visoke ravni občutljivosti, ki jo imajo, se uporabljajo za fotodeteckcijo.
17). Diod s konstantnim tokom
To je električna naprava, ki omejuje tok na največjo vrednost, ki je zagotovljena. Lahko se tudi imenuje kot diod, ki omejuje tok (CLD) (ali) diod, ki ureja tok (CRD) (CRD).
Ti diodi so izdelani iz (n-kanalne)-JFET. Vrata so povezana z virjem in delujejo kot dvoterminski omejevalnik toka (ali) vir toka. Omogočajo, da tok teče skozi njih do določene vrednosti, preden prenehajo rasti (razvijati) naprej.
18). Diode s zlato
Zlato se uporablja kot dopant v teh diodah. Nekateri diodi so močnejši od drugih. Tok uteka pri obrnjenem napajanju je tudi nižji v teh diodah. Čeprav so padeci napona večji, lahko diod deluje na frekvencah signalov. Zlato pomaga pri hitrem ponovnemu združevanju manjšinskih nosilcev v teh diodah.
19). Super barierni diodi
To je pravokotni diod z nizkim padcem napona pri napredu kot Schottkyjev diod in nizkim (obrnjenim) tokom uteka kot P – N spoj diod. Ustvarjen je bil za uporabo pri visokih močeh, hitrem preklopništvu in nizkih izgubah. Super barierni pravokotni diodi so naslednji tip pravokotnikov, ki imajo nižji napredek napona kot Schottkyjev diod.
20). Peltierova dioda
Ta generira toplino na dveh materialnih stikih polprevodnika v tem tipu diode, ki teče od enega kljuka do drugega. Ta tok ima samo eno smer, ki je enaka smeri toka električnega naboja.
Ta toplina je posledica električnega naboja, ki je nastal zaradi rekombinacije manjšinskega naboja. To se največ uporablja za hlaščenje in segrevanje. Ta vrsta diode deluje kot senzor in toplotni motor v termoelektričnem hlaščenju.
21). Kristalna dioda
To je oblika stikališčne diode, znana tudi kot mačja brada. Njen delovanje je odvisno od stikalnega tlaka med kristalom polprevodnika in točko.
V njej je vsebljena metalna žica, ki je prisiljena proti kristalu polprevodnika. V tej situaciji kristal polprevodnika deluje kot katoda, medtem ko metalna žica deluje kot anoda. Te diode so v naravi zastarele in se največ uporabljajo v mikrovalovnih sprejemnikih in detektorjih.
22). Vakuumne diode
Vakuumne diode so sestavljene iz dveh elektrod, ki delujeta kot anoda in katoda. Katoda je izdelana iz volframa in emitira elektrone v smeri anode. Tok elektronov bo vedno tekel od katode do anode. Tako delujejo kot preklop.
Ko je katoda pokrita s oksidnim materialom, se poveča zmogljivost emisije elektronov. Anode so pogosto daljše in njihove površine so nekateriče hrubljanje, da se zmanjšajo temperature v diodi. Dioda bo provodila le, če je anoda pozitivna glede na katodni kljuk.
23). Mala signaldioda
To je majhen naprava z nerazmerenimi značilnostmi, ki se predvsem uporablja v področjih visokih frekvenc in nizkih tokov, kot so radiji in televizorji.
Signaldiodi so veliko manjši od močnih diod. Ena stranica je označena s črno (ali) rdečo barvo, da pove katera je katodna terminala. Značilnosti majhnega signaldioda so zlasti učinkovite za uporabo pri visokih frekvencah.
V primerjavi z njihovimi zmogljivostmi v drugih kategorijah imajo signaldiodi tipično skromno zmogljivost nosilne toka in nizko zmogljivost izgub. Tipično se gibljejo v obsegu 150mA & 500mW.
Uporabljajo se za
uporabo diod,
hitro preklopljanje,
parametrične posiljevalnike & številne druge aplikacije.
24). Velika signaldioda
PN presek na teh diodah je pič tekoč. Zaradi tega se pogosto uporabljajo za pravokotniški postopek ali pretvarjanje stohastnega toka v enosmeren tok. Velik PN presek poveča zmogljivost nosilne toka in obratno blokirno napetost diode. Velike signaldiode niso primerni za uporabo pri visokih frekvencah.
Te diode so predvsem uporabne v močnih virih, kot so
pravokotniki,
pretvorniki,
inverzorji,
naprave za polnjenje baterij itd.
Naprejna upornost teh diod meri nekaj Ohmov, medtem ko je obratna blokirna upornost merjena v mega Ohmih.
Zaradi svoje visoke zmogljivosti toka in napetosti se lahko uporabljajo v električnih napravah, ki zmanjšujejo visoke vrhunske napetosti.
V tem prispevku smo razpravili o mnogih vrstah diod in njihovih uporabah. Vsaka dioda ima svoj edinstven način predstavitve in operiranja.
Pogosta vprašanja
1). Ali dioda pretvori stohastični tok (AC) v enosmeren tok (DC)?
Dioda, ki omogoča tok (pretekanje) struje v eni smeri. Ko se uporabljajo z izmenično strujo, diode vodijo le za pol cikla. Zaradi tega se uporabljajo pri pretvorbi izmenične struje v enosmerno struja. Diode so torej enosmerna struja (DC).
2). Kaj so idealne diode?
Diodi, ki se uporabljajo za reguliranje smeri toka struje, so znani kot idealne diode. S idealno diodo lahko struja teče le v eni smeri, znani kot napredujoča smer, in ne more teči v obratni smeri.
Idealne diode se zdijo biti odprta vez, ko so obrnjeni, in napihnica skozi je negativna v tej stanju.
3). Kaj je razlika med napredujočim in obratnim prenašanjem?
Napredujoče prenašanje se zgodi v običajni diodi, ko napihnica skozi diodo omogoča normalen tok struje, medtem ko obratno prenašanje pomeni napihnico skozi diodo v nasprotni smeri. Vendar pa napihnica, ki se uporablja med obratnim prenašanjem, ne povzroča nobenega opaznega toka struje.
Izjava: Spoštujte izvirnike, dobre članke je vredno deliti, če je kršenje avtorskih pravic, se obrnite za brisanje.
