3 skirtingi diodų tipai

Išbandykite Mūsų Instrumentą, Kaip Pašalinti Problemas





Nuo elektroninio projektavimo iki gamybos ir taisymo diodai yra plačiai naudojami kelioms reikmėms. Jie yra skirtingų tipų ir perduoda elektros srovę, atsižvelgiant į konkretaus diodo savybes ir specifikacijas. Tai daugiausia yra P-N jungiamieji diodai, šviesai jautrūs diodai, Zenerio diodai, Schottky diodai, Varactor diodai. Šviesai jautriems diodams priklauso šviesos diodai, fotodiodai ir fotoelektros elementai. Kai kurie iš jų yra trumpai paaiškinti šiame straipsnyje.

1. P-N jungties diodas

P-N jungtis yra puslaidininkinis įtaisas, kurį sudaro P ir N tipo puslaidininkinės medžiagos. P tipo skylėse yra didelė koncentracija, o N tipo elektronų koncentracija yra didelė. Skylių difuzija yra nuo p tipo iki n tipo, o elektronų difuzija - nuo n tipo iki p tipo.




Donoro jonai n tipo regione tampa teigiamai įkrauti, kai laisvieji elektronai pereina nuo n tipo į p tipą. Taigi sankryžos N pusėje yra pastatytas teigiamas krūvis. Laisvieji elektronai per sankryžą yra neigiami akceptoriniai jonai, užpildydami skyles, tada neigiamas krūvis, nustatytas jungties p pusėje, parodytas paveiksle.

Elektrinis laukas, kurį sudaro teigiami jonai n tipo regione ir neigiami jonai p tipo regionuose. Šis regionas vadinamas difuzijos regionu. Kadangi elektrinis laukas greitai pašalina laisvuosius nešiklius, regionas yra išeikvotas laisvųjų nešėjų. Įtaisytas potencialas V.sudėl Ê susidaro sankryžoje, parodyta paveiksle.



Funkcinė P-N jungties diodo schema:

Funkcinė P-N jungties diodo schema

Funkcinė P-N jungties diodo schema

Pirmyn P-N sankryžos charakteristikos:

Kai teigiamas akumuliatoriaus gnybtas yra prijungtas prie P tipo, o neigiamas gnybtas yra prijungtas prie N tipo, vadinamas P-N sankryžos priekiniu poslinkiu, parodyta žemiau.

Pirmyn P-N jungties charakteristikos

Pirmyn P-N jungties charakteristikos

Jei ši išorinė įtampa tampa didesnė nei potencialaus barjero vertė, apytiksliai 0,7 voltai siliciui ir 0,3 V Ge, potencialus barjeras kertamas ir srovė pradeda tekėti dėl elektronų judėjimo per sankryžą ir ta pati skylėms.


P-N jungties priekinio poslinkio charakteristikos

P-N jungties priekinio poslinkio charakteristikos

Reversinės P-N jungties charakteristikos:

Kai teigiama įtampa suteikiama n daliai, o neigiama įtampa - diodo p daliai, sakoma, kad ji yra atvirkštinio poslinkio būsenoje.

P-N jungties atvirkštinių charakteristikų grandinė

P-N jungties atvirkštinių charakteristikų grandinė

Kai teigiama įtampa suteikiama N-diodo daliai, elektronai juda link teigiamojo elektrodo, o neigiamai įtampai p-daliai priverčiant skylutes judėti neigiamo elektrodo link. Dėl to elektronai kerta sankryžą, kad susijungtų su priešingoje sankryžos pusėje esančiomis skylėmis ir atvirkščiai. Dėl to susidaro išeikvojimo sluoksnis, turintis didelės impedanso kelią su dideliu potencialo barjeru.

P-N jungties atvirkštinio šališkumo charakteristikos

P-N jungties atvirkštinio šališkumo charakteristikos

P-N jungiamojo diodo programos:

P-N jungties diodas yra dviejų galų polaritmui jautrus įtaisas, diodas vykdo, kai nukreipia į priekį, o diodas neveikia, kai yra atvirkštinis. Dėl šių savybių P-N jungties diodas naudojamas daugelyje programų, pavyzdžiui,

  1. Lygintuvai DC maitinimo šaltinis
  2. Demoduliacijos grandinės
  3. Karpymo ir tvirtinimo tinklai

2. Fotodiodas

Fotodiodas yra tam tikras diodas, generuojantis srovę, proporcingą krintančiai šviesos energijai. Tai šviesos į įtampą / srovę keitiklis, kuris naudojamas apsaugos sistemose, konvejeriuose, automatinėse perjungimo sistemose ir kt. Fotodiodas yra panašus į šviesos diodą, tačiau jo p-n jungtis yra labai jautri šviesai. P-n sankryža gali būti atidengta arba supakuota su langu, kad į P-N sankryžą patektų šviesa. Esant į priekį nukreiptai būsenai, srovė pereina iš anodo į katodą, o atvirkštinio įsijungimo būsenoje - fotosrovė teka atvirkštine kryptimi. Daugeliu atvejų fotodiodo pakuotė yra panaši į LED su anodu ir katodo laidais, išsikišusiais iš korpuso.

Foto diodas

Foto diodas

Yra dviejų rūšių fotodiodai - PN ir PIN fotodiodai. Skirtumas yra jų atlikime. PIN fotodiodas turi vidinį sluoksnį, todėl jis turi būti atvirkštinis. Dėl atvirkštinio šališkumo padidėja išeikvojimo srities plotis, sumažėja p-n sandūros talpa. Tai leidžia susidaryti daugiau elektronų ir skylių išeikvojimo srityje. Tačiau vienas atvirkštinio šališkumo trūkumas yra tas, kad jis sukuria triukšmo srovę, kuri gali sumažinti S / N santykį. Taigi atvirkštinis šališkumas yra tinkamas tik toms programoms, kurioms reikalingas didesnis pralaidumas . PN fotodiodas idealiai tinka naudoti žemesnėje šviesoje, nes operacija yra nešališka.

FotodiodasFotodiodas veikia dviem režimais, būtent fotovoltiniu ir fotolaidžiuoju. Fotovoltiniu režimu (dar vadinamu „nulio šališkumo“ režimu) foto srovė iš įrenginio yra ribojama ir kaupiasi įtampa. Fotodiodas dabar yra į priekį nukreiptas ir „p-n“ sankryžoje pradeda tekėti „tamsioji srovė“. Šis tamsios srovės srautas vyksta priešingai nei fotosrovės kryptis. Tamsi srovė susidaro nesant šviesos. Tamsi srovė yra fono spinduliuotės sukelta fotosrovė plius prisotinimo srovė įrenginyje.

Fotolaidumo režimas atsiranda, kai fotodiodas yra atvirkštinis. Dėl to padidėja išeikvojimo sluoksnio plotis ir sumažėja p-n sandūros talpa. Tai padidina diodo atsako laiką. Jautrumas yra susidariusios fotosrovės ir krintančios šviesos energijos santykis. Fotokonduktyviuoju režimu diodas savo kryptimi sukuria tik mažą srovę, vadinamą sodrumo srove arba atgaline srove. Šioje būsenoje fotosrovė išlieka ta pati. Fotosrovė visada yra proporcinga liuminescencijai. Nors fotoelektrinis režimas yra greitesnis nei fotoelektros režimas, elektroninis triukšmas yra didesnis esant fotoelektriniam režimui. Silicio pagrindu pagaminti fotodiodai sukelia mažiau triukšmo nei germanio fotodiodai, nes silicio fotodiodai turi didesnį juostos tarpą.

3. Zenerio diodas

zener„Zener“ diodas yra diodo tipas, leidžiantis srovės srautą į priekį, panašų į lygintuvo diodą, tačiau tuo pačiu metu jis gali leisti atvirkštinį srovės srautą, kai įtampa viršija „Zener“ skilimo vertę. Paprastai tai yra nuo vieno iki dviejų voltų didesnė už vardinę „Zener“ įtampą ir yra žinoma kaip „Zener“ įtampa arba „Avalanche“ taškas. „Zener“ taip buvo pavadintas Clarence'o Zenerio vardu, kuris atrado elektrines diodo savybes. „Zener“ diodai naudoja įtampos reguliavimą ir apsaugo puslaidininkinius įtaisus nuo įtampos svyravimų. „Zener“ diodai yra plačiai naudojami kaip įtampos nuorodos ir kaip šunto reguliatoriai, reguliuojantys įtampą visose grandinėse.

„Zener“ diodas naudoja savo p-n jungtį atvirkštinio poslinkio režimu, kad gautų „Zener“ efektą. „Zener“ efekto ar „Zener“ suskaidymo metu „Zener“ įtampa laikoma artima pastoviai vertei, vadinamai „Zener“ įtampa. Įprastas diodas taip pat turi atvirkštinio poslinkio savybę, tačiau jei viršijama atvirkštinio įstrižumo įtampa, diodas bus veikiamas didelės srovės ir jis bus pažeistas. Kita vertus, „Zener“ diodas specialiai sukurtas taip, kad būtų sumažinta gedimo įtampa, vadinama „Zener“ įtampa. „Zener“ diodas taip pat pasižymi valdomo gedimo savybe ir leidžia srovei išlaikyti įtampą visame „Zener“ diode arti gedimo įtampos. Pvz., 10 voltų „Zener“ sumažins 10 voltų per platų atvirkštinių srovių diapazoną.

ZENERIO SIMBOLISKai „Zener“ diodas yra atvirkštinis, jo p-n sandūroje bus sugadinta lavina, o „Zener“ dirbs atvirkštine kryptimi. Veikiamo elektrinio lauko įtaka, pasipriešinimo elektronai bus pagreitinti, kad išjudintų ir išlaisvintų kitus elektronus. Tai baigiasi lavinos efektu. Kai tai atsitiks, nedidelis įtampos pokytis sukels didelį srovės srautą. „Zener“ suskaidymas priklauso nuo taikomo elektrinio lauko, taip pat nuo sluoksnio, kuriam taikoma įtampa, storio.

ZENERIO PASKIRSTYMASNorint apriboti srovės srautą per „Zener“, „Zener“ diodui reikalingas nuoseklus srovės ribotuvas. Paprastai „Zener“ srovė yra fiksuota kaip 5 mA. Pavyzdžiui, jei naudojamas 10 V „Zener“ su 12 voltų maitinimo šaltiniu, 400 omų (artima vertė yra 470 omų) yra idealu, kad „Zener“ srovė būtų 5 mA. Jei maitinimas yra 12 voltų, Zenerio diode yra 10 voltų, o rezistoriuje - 2 voltai. Kai 2 voltai per 400 omų rezistorių, srovė per rezistorių ir „Zener“ bus 5 mA. Taigi, priklausomai nuo maitinimo įtampos, nuosekliai su „Zener“ naudojami 220 omų - 1K rezistoriai. Jei srovė per „Zener“ yra nepakankama, išėjimas bus nereguliuojamas ir mažesnis už vardinę gedimo įtampą.

1Ši formulė yra naudinga norint nustatyti srovę per „Zener“:

„Zener“ = (VIn - V išėjimas) / R omai

Rezistoriaus R vertė turi atitikti dvi sąlygas.

  1. Tai turi būti maža vertė, kad per „Zener“ būtų užtikrinta pakankama srovė
  2. Rezistoriaus galia turi būti pakankamai didelė, kad apsaugotų „Zener“.

Nuotraukų kreditas:

  • „Zener“ wikimedia
  • Funkcinė P-N jungties diodo schema pagal Oda