Od elektronskega oblikovanja do izdelave in popravila se diode pogosto uporabljajo za več aplikacij. Ti so različnih vrst in prenašajo električni tok glede na lastnosti in specifikacije te določene diode. To so večinoma diode P-N, fotoobčutljive diode, Zener diode, Schottky diode, Varactor diode. Med fotoobčutljive diode spadajo LED-ji, fotodiode in fotonapetostne celice. Nekatere od teh so na kratko razložene v tem članku.

1. P-N spojna dioda

Spoj P-N je polprevodniška naprava, ki jo tvori polprevodniški material tipa P in N. P-tip ima visoko koncentracijo lukenj, N-tip pa visoko koncentracijo elektronov. Difuzija lukenj je od p-tipa do n-tipa, difuzija elektronov pa od n-tipa do p-tipa.

Donatorski ioni v območju n-tipa postanejo pozitivno nabiti, ko se prosti elektroni preusmerijo iz n-tipa v p-tip. Zato je pozitiven naboj zgrajen na strani N križišča. Prosti elektroni čez križišče so negativni akceptorski ioni z zapolnjevanjem lukenj, nato pa je na sliki prikazan negativni naboj, ki je določen na p-strani stika.

Električno polje, ki ga tvorijo pozitivni ioni v območju n-tipa in negativni ioni v p-območju. Ta regija se imenuje difuzijska regija. Ker električno polje hitro izbriše proste nosilce, je regija brez prostih nosilcev. Vgrajen potencial V_zzaradi Ê nastane na križišču je prikazano na sliki.

Funkcijski diagram priključne diode P-N:

Funkcijski diagram priključne diode P-N

Prednje značilnosti križišča P-N:

Ko je pozitivni priključek akumulatorja priključen na P-tip, negativni priključek pa na N-tip, se imenuje prednaklon križišča P-N, je prikazana slika spodaj.

Prednje značilnosti križišča P-N

Če ta zunanja napetost postane večja od vrednosti potencialne pregrade, približno 0,7 volta za silicij in 0,3 V za Ge, se potencialna pregrada prečka in tok začne teči zaradi gibanja elektronov čez stičišče in enako za luknje.

Karakteristike pristranskosti predsmerja križišča P-N

Povratne značilnosti križišča P-N:

Kadar je pozitivna napetost dana na n-del in negativna napetost na p-del diode, naj bi bila v obratnem stanju.

Vezje povratnih značilnosti križišča P-N

Ko dobimo pozitivno napetost na N-del diode, se elektroni premaknejo proti pozitivni elektrodi in uporaba negativne napetosti na p-del povzroči, da se luknje premaknejo proti negativni elektrodi. Posledično elektroni prečkajo stičišče, da se kombinirajo z luknjami na nasprotni strani stika in obratno. Kot rezultat se tvori izčrpavajoča plast z visoko impedančno potjo z visoko potencialno pregrado.

Značilnosti povratne pristranskosti stika P-N

“kako narediti detektor emf ”

Uporaba razdelilne diode P-N:

Spojna dioda P-N je dvokončna naprava, občutljiva na polarnost, dioda vodi, če je prednapetost za posredovanje naprej, dioda pa ne, če je obrnjena. Zaradi teh lastnosti se priključna dioda P-N uporablja v številnih aplikacijah, kot je

Usmerniki v enosmernem toku napajanje
Demodulacijska vezja
Prerez in vpenjanje omrežij

2. Fotodioda

Fotodioda je nekakšna dioda, ki ustvarja tok, sorazmeren z vpadno svetlobo. Je pretvornik svetlobe v napetost / tok, ki najde uporabo v varnostnih sistemih, transportnih trakovih, avtomatskih preklopnih sistemih itd. Fotodioda je podobna LED v konstrukciji, vendar je njen p-n spoj zelo občutljiv na svetlobo. Stik p-n je lahko izpostavljen ali pakiran z oknom za vstop svetlobe v križišče P-N. V naprej usmerjenem stanju tok prehaja iz anode v katodo, medtem ko v obratno pristranskem stanju fototok teče v obratni smeri. V večini primerov je embalaža fotodiode podobna LED z anodnimi in katodnimi vodniki, ki štrlijo iz ohišja.

“diagram vezja polnilca akumulatorskih baterij ”

Photo Diode

Obstajata dve vrsti fotodiod - fotodiode PN in PIN. Razlika je v njihovi uspešnosti. Fotodioda PIN ima notranjo plast, zato mora biti obrnjena. Zaradi povratne pristranskosti se širina območja izčrpavanja poveča in kapacitivnost p-n stika zmanjša. To omogoča ustvarjanje več elektronov in lukenj v območju izčrpavanja. Toda ena pomanjkljivost povratne pristranskosti je ta, da ustvarja šumni tok, ki lahko zmanjša razmerje S / N. Tako je obratno pristranskost primerna samo za aplikacije, ki zahtevajo višje pasovno širino . PN fotodioda je idealna za uporabo pri šibki svetlobi, ker je delovanje nepristransko.

Fotodioda deluje v dveh načinih, in sicer v fotovoltaičnem in fotoprevodnem načinu. V fotovoltaičnem načinu (imenovanem tudi način ničelne pristranskosti) je foto tok iz naprave omejen in napetost narašča. Fotodioda je zdaj v pristranskem stanju naprej in čez p-n križišče začne teči 'temni tok'. Ta tok temnega toka se pojavi nasproti smeri fototoka. Temni tok nastaja v odsotnosti svetlobe. Temni tok je foto tok, ki ga povzroča sevanje ozadja, plus nasičeni tok v napravi.

Fotoprevodni način se pojavi, ko je fotodioda obratno pristranska. Kot rezultat tega se širina izčrpajočega sloja poveča in vodi do zmanjšanja kapacitivnosti p-n stika. To poveča odzivni čas diode. Odgovornost je razmerje med ustvarjenim fototokom in vpadno svetlobno energijo. V fotokonduktivnem načinu dioda vzdolž svoje smeri generira le majhen tok, imenovan Saturacijski tok ali povratni tok. Foto tok v tem stanju ostane enak. Foto tok je vedno sorazmeren z luminiscenco. Čeprav je fotoprevodni način hitrejši od fotovoltaičnega, je elektronski šum v fotoprevodnem načinu višji. Fotodiode na osnovi silicija ustvarjajo manj hrupa kot fotodiode na osnovi germanija, saj imajo silicijeve fotodiode večji pas.

3. Zenerjeva dioda

zener Zenerjeva dioda je vrsta diode, ki omogoča tok toka v smeri naprej, podobno kot usmerniška dioda, hkrati pa lahko dovoli tudi povratni tok toka tudi, kadar je napetost nad vrednostjo okvare Zenerja. To je običajno za en do dva volta višja od nazivne napetosti Zenerja in je znano kot Zenerjeva napetost ali plazovna točka. Zener je bil tako poimenovan po Clarenceu Zenerju, ki je odkril električne lastnosti diode. Zenerjeve diode najdejo uporabo pri regulaciji napetosti in za zaščito polprevodniških naprav pred nihanji napetosti. Zener diode se pogosto uporabljajo kot referenčne napetosti in kot regulatorji ranžiranja za uravnavanje napetosti v tokokrogih.

Zenerjeva dioda uporablja svoj p-n spoj v načinu vzvratne pristranskosti, da doseže Zenerjev učinek. Med Zenerjevim učinkom ali Zenerjevo razgradnjo Zener drži napetost blizu konstantne vrednosti, znane kot Zenerjeva napetost. Konvencionalna dioda ima tudi lastnost povratne pristranskosti, vendar če je napetost obratne pristranskosti presežena, bo dioda izpostavljena močnemu toku in bo poškodovana. Zenerjeva dioda pa je posebej zasnovana tako, da ima zmanjšano napetost okvare, imenovano Zenerjeva napetost. Zenerjeva dioda ima tudi lastnost nadzorovane okvare in omogoča, da tok drži napetost na Zenerjevi diodi blizu napetosti okvare. Na primer, 10-voltni Zener bo spustil 10 voltov v širokem območju povratnih tokov.

ZENER SIMBOL Ko je Zenerjeva dioda vzvratno pristranska, bo njen p-n stik doživel plazovsko okvaro in Zener bo vodil v obratni smeri. Pod vplivom uporabljenega električnega polja bodo valentni elektroni pospešeni, da bodo potrkali in sprostili druge elektrone. To se konča z učinkom plazov. Ko se to zgodi, bo majhna sprememba napetosti povzročila velik tok toka. Zenerjeva okvara je odvisna od uporabljenega električnega polja in debeline sloja, na katerega deluje napetost.

ZENER ODDELEK Zenerjeva dioda zahteva zaporedno upor za omejevanje toka, da omeji tok toka skozi Zener. Običajno je Zenerjev tok določen na 5 mA. Na primer, če se uporablja 10 V Zener z 12-voltnim napajanjem, je 400 Ohmov (blizu vrednost 470 Ohmov) idealen za ohranjanje Zenerjevega toka kot 5 mA. Če je napajanje 12 voltov, je na Zenerjevi diodi 10 voltov, na uporu pa 2 volta. Z 2 voltoma na 400 ohmskem uporu bo tok skozi upor in Zener 5 mA. Torej se praviloma 220-omski do 1K upori uporabljajo zaporedno z Zenerjem, odvisno od napajalne napetosti. Če je tok skozi Zener nezadosten, bo izhod neurejen in manjši od nazivne napetosti okvare.