The projekti na osnovi mikrokrmilnika ali drugi projekti za elektroniko in elektriko so zasnovani z uporabo nekaterih osnovnih komponent v elektriki in elektroniki, ki so razvrščene kot elementi. Elementi, ki shranjujejo ali razpršijo energijo, imenovani pasivni elementi, in elementi, ki zagotavljajo ali zadostno nadzorovan pretok energije, se imenujejo aktivni elementi. Ti osnovni elementi vključujejo električni upori , Induktorji, različne vrste diod vključno s kristalnimi diodami, Gunnovimi diodami, Peltierjevimi diodami, Zenerjevimi diodami, tunelskimi diodami, varaktorskimi diodami itd. Transformatorji, kondenzatorji, polprevodniki, tranzistorji, tiristorji, integrirana vezja, Optoelektronske naprave , Vakuumske cevi, senzorji, memristor, pretvorniki, detektorji, antene itd. V tem članku bomo razpravljali o najpogosteje uporabljeni komponenti Kristalna dioda.
Kristalna dioda
Germanijeva kristalna dioda
Polprevodniška dioda ali spojna dioda P-N je dvokončna naprava, ki omogoča tok toka samo v eno smer in blokira tok toka v drugo smer. Ta dva terminala sta anoda in katoda. Če je anodna napetost večja od napetosti katode, začne dioda voditi. Kristalna dioda se imenuje tudi kot Cat's-brkova dioda ali točkovna dioda ali kristali. Te diode mikrovalovno-polprevodniške naprave so bile razvite med drugo svetovno vojno in uporabljene v mikrovalovni sprejemniki in detektorji .
Delo vezja kristalne diode
Delovanje kristalne diode je odvisno od tlaka stika med polprevodniškim kristalom in točko. Sestavljen je iz dveh odsekov - majhnega pravokotnega kristala silicija N-tipa z enim odsekom in fine žice iz berilija, bakra, bronastega fosforja in volframa, imenovane Cat Cat žica, ki stisne ob kristal in tvori nov odsek. Za oblikovanje območja tipa P okoli kristala se med izdelavo kristalne diode ali točkovne diode na mačji brk prenaša velik tok k silicijevemu kristalu. Tako nastane PN-spoj, ki se obnaša podobno kot običajni PN-spoj.
Točkovna kontaktna dioda
Značilnosti kristalne diode pa se razlikujejo od značilnosti PN-spojne diode. V stanju prednaklona je odpor točkovne kontaktne diode velik v primerjavi s splošno diodo PN-stika. V primeru obratne pristranskosti v primeru točkovne kontaktne diode tok toka skozi diodo ni tako neodvisen od napetosti, ki deluje na kristal, kot v primeru križne diode. Kapaciteta med mačjim brkom in kristalom je manjša v primerjavi s kapacitivnostjo spojne diode med obema stranema diode. Tako je odpornost na kapacitivnost velika in pri visoki frekvenci v tokokrogu teče zelo majhen kapacitivni tok.
Shematski simbol kristalne diode
Na splošno vemo, da dioda P-N ali polprevodniška dioda vodi, ko je anodna napetost večja od napetosti katode. Vezje je mogoče realizirati na tri načine: približni model, poenostavljeni model in idealen model. Kristalno diodno vezje, ki deluje za vsak model, je prikazano spodaj. Če uporabimo napetost Vf naprej, so značilnosti diode kot Vf proti If prikazane na sliki.
Približni model
Približni model vezja kristalne diode je sestavljen iz zaporedno povezane idealne diode, odpornosti Rf naprej in potencialne pregrade Vo. Dejanska dioda mora premagati potencialno oviro Vo in notranji padec VfRf. Padec napetosti se na diodi pojavi zaradi toka, če teče skozi notranji upor Rf.
Približni model
Dioda začne s prevodnostjo le, če uporabljena napetost Vf preseže potencialno pregradno napetost Vo.
Poenostavljeni model
V tem modelu notranja odpornost Rf ni upoštevana. Zato je enakovredno vezje sestavljeno samo iz potencialne pregrade Vo. Za analizo diodnih vezij se ta model najpogosteje uporablja.
Poenostavljeni model
Idealni model
V tem modelu se ne upoštevata tako notranji upor Rf kot potencialna pregrada Vo. Dejansko idealnih diod praktično ni in domneva se, da obstajajo idealne diode za analizo nekaterih diodnih vezij.
Idealni model
Aplikacije kristalnih diod
Te diode se uporabljajo v mnogih aplikacijah, kot je kristalni radijski sprejemnik. V tem članku je najpogosteje uporabljen kristal diodne aplikacije kot so usmernik kristalne diode in detektor kristalne diode.
Kristalno diodni usmernik
Nemški fizik Ferdinand Braun je leta 1874 med proučevanjem značilnosti kristalov, ki prevajajo elektriko in elektrolite, odkril učinek rektifikacije na stiku kovin in nekaterih kristalnih materialov. Ko materiali najvišje čistosti niso bili na voljo, je izumljen točkovni usmernik na osnovi svinčevega sulfida.
Kristalno diodni usmernik
Kristalno diodo lahko uporabimo kot usmernik za pretvorbo AC v enosmerni tok. Ker vodi le v eni smeri in blokira tok toka v obratni smeri, kot je podobno kot običajna dioda, se lahko uporablja za oblikovanje pol vala, polnega vala in mostni usmerniški tokokrogi .
Detektor kristalne diode
V 19. stoletju se uporablja predvsem v kristalnem radiu kot detektor signala. Kristalna površina pride v stik s fino kovinsko sondo. Tako je točkovna kontaktna dioda dobila opisno ime kot a detektor mačjega brka . Ti so zastareli in so sestavljeni iz tanke, naostrene kovinske žice, ki deluje kot anoda, in polprevodniškega kristala, ki deluje kot katoda. Ta anodna tanka kovinska žica, imenovana mačja žica brka, je pritisnjena na katodni kristal. Ti detektorji kristalnih diod so bili razviti v začetku 19. stoletja in uporabljeni pri iskanju vročih točk na polprevodniški material kristalna katoda, ki je ročno nastavljena za najboljše zaznavanje radijskih valov.
Te so bile razvite predvsem z uporabo mineralnih kristalov galena ali kosa premoga leta 1906, vendar se večina zadnjih diod razvija s pomočjo silicija, selena in germanija. Ker ta dioda omogoča tok toka samo v eno smer, tako enosmerno napetost zagotavlja usmerjeni nosilni signal za pogon slušalk. Leta 1946 je Sylvania prvič začela uporabljati germanij v komercialni kristalni diodi 1N34.
Ročna nastavitev kristalne diode
Najprej je treba občutljivo mesto prepoznati z iskanjem celotne površine, ki jo lahko kmalu izgubimo zaradi svojih vibracij. Da bi celotno površino naredili tako občutljivo in se izognili iskanju občutljivih mest, je bil ta mineral nadomeščen s polprevodnikom, dopiranim z N.
Znanstvenik G. W. Pickard je leta 1906 to napravo izpopolnil z izdelavo lokaliziranega območja P-tipa znotraj polprevodnika z uporabo koničastega kovinskega kontakta. Da je bila električno in mehansko stabilna, je bila celotna točkovna kontaktna dioda zaprta v cilindrično telo s pritrditvijo kovinske točke na mestu. Čeprav obstaja veliko diod, kot so spojne diode in sodobni polprevodniki, se te kristalne diode še vedno uporabljajo kot mikrovalovni frekvenčni detektorji zaradi njihove nizke kapacitivnosti.
Upamo, da ste po branju tega članka morda dobili kratko predstavo o kristalni diodi. Za kakršno koli tehnično pomoč glede te teme in tudi o tem električni in elektronski projekti , lahko objavite svoje ideje, komentarje in predloge, da spodbudite druge bralce, da izboljšajo svoje znanje.
Zasluge za fotografije:
- Germanijeva kristalna dioda avtor vezjedanes
- Detektor kristalne diode avtor zgodovinaspletna stran
