Wat is het verschil tussen een voorwaarts gepolariseerde diode en een achterwaarts gepolariseerde diode?

Verschillen tussen voorwaarts gebiasde en achterwaarts gebiasde dioden

Voorwaarts gebiasde dioden en achterwaarts gebiasde dioden hebben significant verschillende werking en toepassingen. Hier zijn de belangrijkste onderscheidingen:

Voorwaarts Gebiasde Dioden 

Werkingsprincipe

• Spanningsrichting: Voorwaartse bias betekent het verbinden van de anode (positieve pool) van de diode met de positieve pool van de voeding en de kathode (negatieve pool) met de negatieve pool van de voeding.

• Geleidingsstatus: Wanneer de aangebrachte spanning de drempelspanning van de diode (typisch 0,6V tot 0,7V voor siliciumdioden, 0,2V tot 0,3V voor germaniumdioden) overschrijdt, geleidt de diode en stroomt er stroom.

• IV-kenmerken: Bij voorwaartse bias laat de IV-kenmerkencurve exponentiële groei zien, met een snelle toename van de stroom naarmate de spanning toeneemt.

Toepassingen

• Rectificatie: Het omzetten van wisselstroom (AC) naar gelijkstroom (DC).

• Clamping: De amplitude van signalen beperken.

• Circuitbescherming: Beschermen tegen schade door tegengestelde spanning.

Achterwaarts Gebiasde Dioden 

Werkingsprincipe

• Spanningsrichting: Achterwaartse bias betekent het verbinden van de anode (positieve pool) van de diode met de negatieve pool van de voeding en de kathode (negatieve pool) met de positieve pool van de voeding.

• Afgesneden status: Bij achterwaartse bias is de diode meestal in de afgesneden status en stroomt er geen stroom. Dit komt omdat het ingebouwde elektrische veld de meerderheid dragers ervan weerhoudt te bewegen.

• Tegengestelde doorbraak: Wanneer de tegengestelde spanning een bepaalde waarde overschrijdt (bekend als de doorbraakspanning), gaat de diode over in de tegengestelde doorbraakregio, waarbij de stroom snel toeneemt. Voor gewone dioden is de doorbraakspanning meestal hoog, maar voor Zenerdioden wordt de doorbraakspanning ontworpen om gebruikt te worden voor spanningregeling.

Toepassingen

• Spanningsregeling: Zenerdioden werken in de tegengestelde doorbraakregio om de spanning in circuits te regelen.

• Schakelen: Het gebruik van het tegengestelde blokkerende kenmerk van dioden als schakelementen.

• Detectie: In radioreceivers wordt het niet-lineaire kenmerk van dioden gebruikt voor signaal detectie.

Samenvatting van de Belangrijkste Verschillen

Spanningsrichting:

• Voorwaartse Bias: Anode verbonden met de positieve pool van de voeding, kathode verbonden met de negatieve pool.

• Achterwaartse Bias: Anode verbonden met de negatieve pool van de voeding, kathode verbonden met de positieve pool.

Geleidingsstatus:

• Voorwaartse Bias: Geleidt wanneer de spanning de drempelspanning overschrijdt, waardoor stroom kan stromen.

• Achterwaartse Bias: Meestal in de afgesneden status, blokkeert stroom tenzij de doorbraakspanning wordt overschreden.

IV-kenmerken:

• Voorwaartse Bias: IV-kenmerkencurve toont exponentiële groei.

• Achterwaartse Bias: IV-kenmerkencurve is bijna vlak voor de doorbraakspanning en stijgt daarachter snel.

Toepassingen:

• Voorwaartse Bias: Rectificatie, clamping, circuitbescherming.

• Achterwaartse Bias: Spanningsregeling, schakelen, detectie.