Pregled različnih vrst diod in njihove uporabe

Dioda je dvokončna električna naprava, ki omogoča prenos toka samo v eno smer. Dioda je znana tudi po svoji enosmerni lastnosti toka, kjer je dovoljeno, da električni tok teče v eno smer. V osnovi se dioda uporablja za usmerjanje valovnih oblik, znotraj radijskih detektorjev ali znotraj napajalniki . Uporabljajo se lahko tudi v različnih električnih in elektronskih vezjih, kjer je potreben 'enosmerni' rezultat diode. Večina diod je narejenih iz polprevodnikov, kot je Si (silicij), v nekaj primerih pa se uporablja tudi Ge (germanij). Včasih je koristno povzeti obstajajo različne vrste diod . Nekatere vrste se lahko prekrivajo, vendar lahko različne opredelitve koristijo zoženju polja in ponujajo pregled različnih vrst diod.

Katere so različne vrste diod?

Obstaja več vrst diod, ki so na voljo za uporabo pri oblikovanju elektronike, in sicer povratna dioda, dioda BARRITT, dioda Gunn, laserska dioda, diode, ki oddajajo svetlobo, Zlato dopirane diode , kristalna dioda , PN spoj, Shockleyjeva dioda , Stopničasta dioda, tunelska dioda, Varactor dioda in Zenerjeva dioda.

Vrste diod

Podrobna razlaga diod

Pogovorimo se podrobno o načelo delovanja diode.

Vzvratna dioda

Ta vrsta diode se imenuje tudi zadnja dioda in ni izredno uveljavljena. Vzvratna dioda je PN-spojna dioda, ki deluje podobno kot tunelska dioda. Scenarij kvantnega tuneliranja ima pomembno odgovornost pri vodenju sedanje v glavnem obratne poti. S sliko energijskega pasu je mogoče poznati natančno delovanje diode.

Delovanje nazaj diode

Pas, ki leži na najvišji ravni, se imenuje prevodni pas, spodnji nivo pa kot valenčni pas. Ko pride do uporabe energije na elektrone, ti ponavadi pridobijo energijo in se premaknejo proti prevodnemu pasu. Ko elektroni vstopijo iz valencije v prevodni pas, ostane njihovo mesto v valenčnem pasu luknje.

V pogoju ničelne pristranskosti je zasedeni valentni pas v nasprotju s tistim v zasedenem prevodnem pasu. Medtem ko se v pogoju povratne pristranskosti območje P premika navzgor, kar ustreza območju N. Zdaj je zaseden pas v P-odseku v nasprotju s praznim pasom v N-odseku. Torej se elektroni začnejo tunelirati od zasedenega pasu v P-odseku do praznega pasu v N-odseku.

Torej, to pomeni, da se tok toka dogaja tudi pri obratni pristranskosti. V stanju prednaklona se N-regija premika navzgor, kar ustreza P-regiji. Zdaj je zaseden pas v N-odseku v nasprotju s praznim pasom v P-odseku. Torej se elektroni začnejo tunelirati od zasedenega pasu v N-odseku do praznega pasu v P-odseku.

Pri tej vrsti diode se tvori območje negativnega upora, ki se uporablja predvsem za delovanje diode.

Vzvratna dioda

Dioda BARITT

Podaljšani rok te diode je dioda Baritt Injection Transit Time, ki je dioda BARITT. Uporaben je v mikrovalovnih aplikacijah in omogoča številne primerjave s širše uporabljeno diodo IMPATT. Ta povezava prikazuje jasen opis, kaj je Dioda BARRITT ter njegovo delovanje in izvedbe.

Gunnova dioda

Gunnova dioda je PN-spojna dioda, tovrstna dioda je polprevodniška naprava, ki ima dva terminala. Na splošno se uporablja za izdelavo mikrovalovnih signalov. Glejte spodnjo povezavo za Deluje Gunnova dioda , Značilnosti in njegove uporabe.

Gunnove diode

Laserska dioda

Laserska dioda nima podobnega postopka kot običajna LED (svetleča dioda), ker proizvaja koherentno svetlobo. Te diode se pogosto uporabljajo za različne namene, kot so DVD, pogoni CD in laserski kazalci svetlobe za PPT. Čeprav so te diode poceni kot druge vrste laserskih generatorjev, so veliko dražje od LED. Imajo tudi delno življenje.

Laserska dioda

Svetleča dioda

Izraz LED pomeni dioda, ki oddaja svetlobo, je ena najbolj standardnih vrst diode. Ko je dioda priključena v predsmerju, tok teče skozi križišče in ustvarja svetlobo. Obstaja tudi veliko novih LED-dogodkov, ki se spreminjajo, to so LED-ji in OLED-ji. Eden glavnih konceptov, s katerimi se moramo zavedati LED, so njegove IV značilnosti. Podrobno si oglejmo značilnosti LED.

Značilnosti svetlečih diod

Preden LED oddaja svetlobo, zahteva pretok toka skozi diodo, ker je to dioda, ki temelji na toku. Tu je količina jakosti svetlobe v neposrednem sorazmerju s smerjo toka, ki teče čez diodo.

Ko dioda prevaja tok v prednaklonu, mora obstajati zaporedni upor, ki omejuje tok, da diodo zaščiti pred dodatnim tokom. Treba je opozoriti, da med napajalnikom na LED ne sme biti neposredne povezave, kjer to povzroči takojšnjo škodo, ker ta povezava omogoča izredno veliko pretok toka in opeče napravo.

LED deluje

Vsaka vrsta LED-naprave ima lastno napetostno izgubo skozi PN-spoj in ta omejitev je znana po vrsti uporabljenega polprevodnika. To določa količino padca napetosti za ustrezno količino posredovalnega toka na splošno za trenutno vrednost 20 mA.

V večini primerov se funkcija LED od minimalnih napetostnih nivojev, ki imajo upor v zaporedni povezavi, Rs uporablja za omejitev neposredne količine toka na zaščiteno raven, ki je na splošno 5mA do 30mA, kadar je potrebna večja svetlost .

Različne LED-diode ustvarjajo svetlobo v ustreznih predelih UV-spektra in tako ustvarjajo različne stopnje jakosti svetlobe. Specifična izbira polprevodnika je znana po celotni valovni dolžini emisije fotona in tako nastali ustrezni svetlobi. Barve LED so naslednje:

Torej natančna barva LED je znana po razdalji oddane valovne dolžine. In valovna dolžina je znana po specifični polprevodniški sestavi, ki se uporablja v PN spoju v času njegovega proizvodnega procesa. Torej je bilo jasno, da barva oddajanja svetlobe iz LED ni posledica umetne plastike, ki se uporablja. Toda tudi povečajo svetlost svetlobe, kadar ni osvetljena z dovodom toka. S kombinacijo različnih polprevodniških, plinastih in kovinskih snovi je mogoče ustvariti spodnje LED-je in to so:

• Galijev arzenid (GaAs), ki je infrardeč
• Galijev arzenid fosfid (GaAsP) je od rdeče do infrardeče in oranžne
• Aluminijev galijev arzenid fosfid (AlGaAsP), ki ima povečano svetlo rdečo, oranžno vrsto rdeče, oranžne in rumene barve.
• Galijev fosfid (GaP) obstaja v rdeči, rumeni in zeleni barvi
• Aluminijev galijev fosfid (AlGaP) - večinoma v zeleni barvi
• Galijev nitrid (GaN), ki je na voljo v zeleni in smaragdno zeleni barvi
• Galijev indij-nitrid (GaInN) blizu ultravijoličnega, mešana modra in zelena ter modra
• Silicijev karbid (SiC) je na voljo v obliki modre kot substrat
• Cinkov selenid (ZnSe) obstaja v modri barvi
• Aluminijev galijev nitrid (AlGaN), ki je ultravijoličen

Fotodioda

Fotodioda se uporablja za zaznavanje svetlobe. Ugotovljeno je, da lahko pri udarcu svetlobe v PN-spoj ustvari elektrone in luknje. Običajno fotodiode delujejo v obratnih pogojih, kjer je mogoče preprosto opaziti celo majhen pretok toka, ki je posledica svetlobe. Te diode se lahko uporabljajo tudi za proizvodnjo električne energije.

Photo Diode

PIN dioda

Za to vrsto diode je značilna njena konstrukcija. Ima standardne regije P-tipa in N-tipa, vendar območje med obema regijama, in sicer notranji polprevodnik, nima dopinga. Območje lastnega polprevodnika vpliva na povečanje območja območja izčrpavanja, kar je lahko koristno za preklapljanje med aplikacijami.

PIN dioda

Negativni in pozitivni nosilci naboja iz regij tipa N in P se ustrezno premikajo v notranjo regijo. Ko je to območje popolnoma zapolnjeno z elektronskimi luknjami, se dioda sproži. Medtem ko je v stanju obratne pristranskosti, lahko široka notranja plast diode preprečuje in prenaša visoke napetosti.

Pri povečanih frekvencah bo dioda PIN delovala kot linearni upor. Deluje kot linearni upor, ker ima ta dioda neustrezen reverzni čas okrevanja . To je vzrok, da močno električno napolnjeno območje 'I' v času hitrih ciklov ne bo imelo dovolj časa za praznjenje. In pri minimalnih frekvencah dioda deluje kot usmernik, kjer ima dovolj časa za praznjenje in izklop.

PN spojna dioda

Standardni PN-spoj lahko štejemo za običajni ali standardni tip diode, ki se uporablja danes. To je najpomembnejša izmed različnih vrst diod, ki so v električni domeni. Toda te diode se lahko uporabljajo kot tipi majhnih signalov za uporabo v RF (radijska frekvenca) ali druge nizkotokovne aplikacije, ki jih lahko imenujemo signalne diode. Druge vrste se lahko načrtujejo za visokonapetostne in visokotokovne aplikacije in se običajno imenujejo usmerniške diode. V PN-spojni diodi se moramo izogniti pristranskosti. V glavnem obstajajo trije pristranski pogoji, ki so odvisni od uporabljene napetosti.

• Prednaklon naprej - Tu sta pozitivni in negativni priključek povezana s tipoma P in N diode.
• Povratne pristranskosti - Tu sta pozitivni in negativni priključek povezana s tipoma N in P diode.
• Zero pristranskost - To se imenuje pristranskost „0“, ker na diodo ne deluje zunanja napetost.

Prednaklon PN spojne diode

V stanju prednaklona se PN-spoj razvije, ko sta pozitivna in negativna roba akumulatorja povezana s tipoma P in N. Ko dioda deluje v smeri posredovanja, sta notranja in uporabljena električna polja na križišču v nasprotnih poteh. Ko se ta električna polja seštejejo, je stopnja posledične izhodne jakosti manjša od stopnje uporabljenega električnega polja.

Prednaklon pri vrstah PN diod

Ta povezava ima za posledico minimalno uporovno pot in tanjše območje izpraznitve. Ko je vrednost uporabljene napetosti večja, je upor območja izčrpavanja zanemarljiv. Na primer, v silicijevem polprevodniku, ko je uporabljena vrednost napetosti 0,6 V, postane vrednost upora odporne plasti popolnoma zanemarljiva in čez njega bo neoviran tok toka.

Povratna pristranskost PN spojne diode

Tu je povezava v tem, da sta pozitivna in negativna roba akumulatorja povezana z območji tipa N in P, kar tvori reverzno pristranski PN spoj. V tej situaciji sta uporabljena in notranja električna polja v podobni smeri. Ko se seštevata obe električni polji, je posledična pot električnega polja podobna poti notranjega električnega polja. Tako se razvije debelejše in okrepljeno uporovno izčrpavanje. Območje izčrpavanja ima večjo občutljivost in debelino, ko je uporabljena raven napetosti vedno večja.

Povratne pristranskosti v PN diodnem tipu diod

V-I Značilnosti PN spojne diode

Poleg tega je še bolj pomembno, da se zavedamo značilnosti V-I spojne diode PN.

Kadar dioda deluje pod pogojem pristranskosti „0“, kar pomeni, da na diodo ne deluje zunanja napetost. To pomeni, da potencialna pregrada omejuje trenutni tok.

Medtem ko bo dioda delovala v pogojih pristranskosti za posredovanje, bo obstajala tanjša potencialna ovira. Pri silikonskih vrstah diod, ko je vrednost napetosti 0,7 V, in pri germanijevih vrstah diod, ko je vrednost napetosti 0,3 V, se širina potencialne pregrade zmanjša in to omogoča tok toka skozi diodo.

VI Značilnosti v PN spojni diodi

Pri tem se bo trenutna vrednost postopoma povečevala, posledična krivulja pa je nelinearna, če pa uporabljena napetost presega potencialno pregrado. Ko dioda preseže to potencialno pregrado, dioda deluje v normalnem stanju in oblika krivulje postopoma postane ostra (postane linearna) z naraščanjem vrednosti napetosti.

Kadar bo dioda delovala v obratnem položaju, se bo povečala potencialna ovira. Ker bodo v križišču prisotni manjšinski nosilci naboja, to omogoča pretok povratnega nasičenega toka. Ko pride do povečane ravni uporabljene napetosti, imajo manjšinski nosilci naboja povišano kinetično energijo, ki kaže vpliv na večino nosilcev naboja. Na tej stopnji se zgodi okvara diode, kar lahko privede do poškodbe diode.

Schottky dioda

Schottkyjeva dioda ima nižji padec napetosti naprej kot običajne diode Si PN-spoja. Pri nizkih tokovih je lahko padec napetosti med 0,15 in 0,4 volta v primerjavi z 0,6 volta za a-Si diodo. Da bi dosegli to zmogljivost, so zasnovani na drugačen način v primerjavi z običajnimi diodami, ki imajo kovinski in polprevodniški kontakt. Te diode se pogosto uporabljajo v usmerniških aplikacijah, vpenjalnih diodah in tudi v RF aplikacijah.

Schottky dioda

Dioda za obnovitev korakov

Stopničasta dioda je vrsta mikrovalovne diode, ki se uporablja za generiranje impulzov pri zelo visokofrekvenčnih frekvencah. Te diode so odvisne od diode, ki ima za njihovo delovanje zelo hiter izklop.

Diode za obnovitev korakov

Predorska dioda

Tunelska dioda se uporablja za uporabo v mikrovalovkah, kjer je po svojih zmogljivostih presegla druge dnevne naprave.

Predorska dioda

V električnem področju tuneliranje pomeni, da gre za neposredno gibanje elektronov skozi minimalno širino območja izčrpavanja od prevodnega pasu do valenčnega pasu. V diodi PN stika se območje izčrpavanja razvije tako zaradi elektronov kot lukenj. Zaradi teh pozitivnih in negativnih nosilcev naboja se v območju izčrpavanja razvije notranje električno polje. To ustvarja silo v nasprotni smeri zunanje napetosti.

Z učinkom tuneliranja, ko je minimalna vrednost napetosti naprej, bo vrednost trenutnega toka večja. Funkcionira lahko tako v naprej kot nazaj. Zaradi visoke ravni doping , lahko deluje tudi v obratni smeri. Z zmanjšanjem pregradnega potenciala se napetost okvare v obratni smeri se tudi zmanjša in doseže skoraj nič. S to minimalno povratno napetostjo lahko dioda doseže stanje okvare. Zaradi tega nastane negativna odpornost.

Varactor dioda ali Varicap dioda

Varaktorska dioda je ena vrsta polprevodnik mikrovalovna polprevodniška naprava in se uporablja tam, kjer je izbrana spremenljiva kapacitivnost, ki jo lahko dosežemo z nadzorovanjem napetosti. Te diode imenujemo tudi varicealne diode. Čeprav lahko o / p spremenljive kapacitivnosti kažejo običajne diode PN-stika. Toda ta dioda je izbrana za dajanje prednostnih sprememb kapacitivnosti, saj gre za različne vrste diod. Te diode so natančno zasnovane in izboljšane tako, da omogočajo velik obseg sprememb kapacitivnosti.

Varactor dioda

Zenerjeva dioda

Zenerjeva dioda se uporablja za zagotavljanje stabilne referenčne napetosti. Posledično se uporablja v velikih količinah. Deluje pod pogojem povratne pristranskosti in ugotovil je, da se pri doseganju določene napetosti pokvari. Če je tok omejen z uporom, aktivira stabilno napetost, ki jo je treba ustvariti. Ta vrsta diode se pogosto uporablja za zagotavljanje referenčne napetosti v napajalnikih.

Zenerjeva dioda

V paketu Zenerjeve diode obstajajo različne metode. Le malo jih je zaposlenih za večje stopnje odvajanja moči, medtem ko se drugi uporabljajo za oblikovanje robnih nosilcev. General vrsta Zener diode je sestavljen iz minimalne steklene obloge. Ta dioda ima na enem robu trak, ki jo označuje kot katodo.

Zener dioda deluje na podoben način kot dioda, če deluje v prednapetostnem položaju. Medtem ko bo pri obratni pristranskosti prišlo do minimalnega tok uhajanja . Ko pride do povečanja povratne napetosti do napetosti razgradnje, to ustvari tok skozi diodo. Trenutna vrednost bo dosežena do največje vrednosti, to pa zajame serijski upor.

Uporaba Zener diode

Zenerjeve diode obstajajo v veliki meri, med njimi pa je nekaj:

• Uporablja se kot omejevalnik napetosti za uravnavanje ravni napetosti na minimalni vrednosti obremenitve
• Zaposleni v aplikacijah potrebujejo zaščito pred prenapetostjo
• Uporablja se v vezja za odrezovanje

Nekaj ​​drugih vrst diod, ki so ključne za različne aplikacije, je spodaj:

• Laserska dioda
• Dioda za plaz
• Dioda za začasno prehodno napetost
• Zlato dopirana dioda
• Tip diode s konstantnim tokom
• Dioda Peltier
• Silicijev usmerjeni usmernik dioda

Vsaka dioda ima svoje prednosti in aplikacije. Le malo jih je široko uporabljenih v različnih aplikacijah na več domenah, medtem ko jih je le malo zaposlenih. Gre torej za različne vrste diod in njihovo uporabo. Upamo, da ste bolje razumeli ta koncept ali za izvajanje električnih projektov, prosimo, dajte svoje dragocene predloge s komentarjem v spodnjem oddelku za komentarje. Tukaj je vprašanje za vas, Kaj je funkcija diode ?