O prezentare generală asupra diferitelor tipuri de diode și a utilizărilor acestora

O diodă este un dispozitiv electric cu două terminale, care permite transferul curentului într-o singură direcție. Dioda este, de asemenea, cunoscută pentru proprietatea sa de curent unidirecțional, unde curentul electric este permis să circule într-o singură direcție. Practic, o diodă este utilizată pentru rectificarea formelor de undă, în cadrul detectoarelor radio sau în interior surse de alimentare . Ele pot fi, de asemenea, utilizate în diferite circuite electrice și electronice în care este necesar rezultatul „unidirecțional” al diodei. Majoritatea diodelor sunt fabricate din semiconductori precum Si (siliciu), dar în câteva cazuri se folosește și Ge (germaniu). Uneori este benefic să rezumăm există diferite tipuri de diode . Unele dintre tipuri se pot suprapune, dar diferitele definiții pot beneficia de restrângerea câmpului și de a oferi o imagine de ansamblu asupra diferitelor tipuri de diode.

Care sunt diferitele tipuri de diode?

Există mai multe tipuri de diode și acestea sunt disponibile pentru utilizare în proiectarea electronică, și anume o diodă inversă, diodă BARRITT, diodă Gunn, diodă laser, diode emițătoare de lumină, Diodele dopate cu aur , diodă cristalină , PN Junction, Diodă Shockley , Diodă de recuperare în trepte, diodă tunel, diodă Varactor și o diodă Zener.

Tipuri de diode

Explicație detaliată a diodelor

Să vorbim în detaliu despre principiul de funcționare al diodei.

Diodă înapoi

Acest tip de diodă se mai numește dioda din spate și nu este extrem de implementat. Dioda înapoi este o diodă de joncțiune PN care are o funcționare similară cu o diodă de tunel. Scenariul tunelurilor cuantice deține o responsabilitate importantă în conducerea curentului principal, în sens invers. Cu imaginea benzii de energie, se poate cunoaște funcționarea exactă a diodei.

Funcționarea diodei înapoi

Banda care se află la nivelul superior este denumită banda de conducție, în timp ce banda de nivel inferior este denumită banda de valență. Când există o aplicație de energie asupra electronilor, aceștia tind să câștige energie și să se deplaseze spre banda de conducție. Când electronii intră de la valență la banda de conducție, locul lor în banda de valență este lăsat cu găuri.

În condiția zero-biasing, banda de valență ocupată este în opoziție cu cea a benzii de conducere ocupate. În timp ce în condiția de polarizare inversă, regiunea P are o mișcare spre sus, corespunzătoare regiunii N. Acum, banda ocupată din secțiunea P este în contrast cu banda vacantă din secțiunea N. Deci, electronii încep tunelarea de la banda ocupată din secțiunea P la banda liberă din secțiunea N.

Deci, acest lucru înseamnă că fluxul de curent se întâmplă și în polarizarea inversă. În condiția de polarizare directă, regiunea N are o mișcare spre sus, corespunzătoare regiunii P. Acum, banda ocupată din secțiunea N este în contrast cu banda vacantă din secțiunea P. Deci, electronii încep tunelarea de la banda ocupată din secțiunea N la banda liberă din secțiunea P.

În acest tip de diodă, se formează regiunea de rezistență negativă și aceasta este utilizată în principal pentru funcționarea diodei.

Diodă înapoi

Dioda BARITT

Termenul extins al acestei diode este dioda Barrier Injection Transit Time, care este dioda BARITT. Este aplicabil în aplicații cu microunde și permite multe comparații cu dioda IMPATT mai utilizată. Acest link arată o descriere clară a ceea ce este un Diodă BARRITT și funcționarea și implementările sale.

Gunn Diode

Dioda Gunn este o diodă de joncțiune PN, acest tip de diodă este un dispozitiv semiconductor care are două terminale. În general, este utilizat pentru producerea de semnale cu microunde. Vă rugăm să consultați linkul de mai jos pentru Gunn Diode Working , Caracteristici și aplicațiile sale.

Gunn Diodes

Diodă laser

Dioda laser nu are un proces similar cu cel al LED-ului obișnuit (diodă emițătoare de lumină), deoarece produce lumină coerentă. Aceste diode sunt utilizate pe scară largă în diferite scopuri, cum ar fi DVD-uri, unități CD și indicatoare laser pentru PPT. Deși aceste diode sunt ieftine decât alte tipuri de generatoare laser, acestea sunt mult mai scumpe decât LED-urile. Au și o viață parțială.

Diodă laser

Dioda electro luminiscenta

Termenul LED înseamnă diodă emițătoare de lumină, este unul dintre cele mai standarde tipuri de diode. Când dioda este conectată în polarizare de redirecționare, atunci curentul curge prin joncțiune și generează lumina. Există, de asemenea, multe noi dezvoltări de LED-uri care se schimbă, acestea fiind LED-uri și OLED-uri. Unul dintre principalele concepte pentru a fi conștienți de LED-ul este caracteristicile sale IV. Să trecem în detaliu caracteristicile LED-ului.

Caracteristicile diodelor care emit lumină

Înainte ca un LED să emită lumină, necesită fluxul de curent prin diodă, deoarece aceasta este o diodă bazată pe curent. Aici, cantitatea de intensitate a luminii are o proporție directă cu cea a direcției înainte a curentului care curge peste diodă.

Când dioda conduce curentul în polarizarea directă, atunci trebuie să existe un rezistor de serie care limitează curentul pentru a proteja dioda de fluxul suplimentar de curent. Trebuie remarcat faptul că nu trebuie să existe o conexiune directă între sursa de alimentare la LED-ul în care acest lucru provoacă daune instantanee, deoarece această conexiune permite o cantitate extremă de curent și arde dispozitivul.

LED de lucru

Fiecare tip de dispozitiv LED are propriile pierderi de tensiune înainte prin joncțiunea PN și această constrângere este cunoscută prin tipul de semiconductor utilizat. Aceasta determină cantitatea de cădere de tensiune pentru cantitatea corespunzătoare de curent de redirecționare, în general, pentru o valoare de curent de 20mA.

În majoritatea scenariilor, funcția LED-ului de la niveluri minime de tensiune având un rezistor în conexiune în serie, Rs este utilizat pentru restricționarea cantității de curent înainte la un nivel protejat, care este, în general, de la 5mA la 30mA atunci când există o cerință de luminozitate sporită .

Diverse LED-uri generează lumină în regiunile corespunzătoare din spectrul UV și astfel generează diferite niveluri de intensitate a luminii. Selecția specifică a semiconductorului poate fi cunoscută prin întreaga lungime de undă a emisiilor de fotoni și, astfel, lumina corespunzătoare produsă. Culorile LED-urilor sunt următoarele:

Deci culoarea exactă a LED-ului este cunoscută prin distanța lungimii de undă emise. Iar lungimea de undă este cunoscută prin compoziția specifică a semiconductorilor care este utilizată în joncțiunea PN în momentul procesului de fabricație. Deci, a fost clar că culoarea emisiilor de lumină de la LED nu se datorează materialelor plastice învelite care sunt utilizate. Dar, de asemenea, sporesc luminozitatea luminii atunci când nu sunt iluminate de alimentarea cu curent. Cu combinația diferitelor substanțe semiconductoare, gazoase și metalice, LED-urile de mai jos pot fi generate și acestea sunt:

• Arsenidă de galiu (GaAs) care este infraroșu
• Fosfura de arsenidă de galiu (GaAsP) variază de la roșu la infraroșu și portocaliu
• Fosfură de arsenidă de aluminiu de galiu (AlGaAsP), care a crescut roșu aprins, tip portocaliu de culori roșu, portocaliu și galben.
• Fosfura de galiu (GaP) există în culori roșii, galbene și verzi
• Fosfura de galiu de aluminiu (AlGaP) - în cea mai mare parte de culoare verde
• Nitrură de galiu (GaN) care este disponibilă în verde și verde smarald
• Nitrura de galiu indiu (GaInN) aproape de ultraviolete, culoarea mixtă de albastru și verde și albastru
• Carbura de siliciu (SiC) disponibil ca albastru ca substrat
• Selenura de zinc (ZnSe) există în albastru
• Nitrură de galiu de aluminiu (AlGaN) care este ultravioletă

Fotodiodă

Fotodioda este utilizată pentru a detecta lumina. Se constată că, atunci când lumina lovește o joncțiune PN, poate crea electroni și găuri. De obicei, fotodiodele funcționează în condiții de polarizare inversă în care poate fi observată chiar și o cantitate mică de curent rezultat din lumină. Aceste diode pot fi folosite și pentru a produce electricitate.

Foto diodă

Diodă PIN

Acest tip de diodă se caracterizează prin construcția sa. Are regiunile standard de tip P și N, dar zona dintre cele două regiuni și anume semiconductorul intrinsec nu are dopaj. Regiunea semiconductorului intrinsec are ca efect creșterea zonei regiunii de epuizare, care poate fi benefică pentru comutarea aplicațiilor.

Diodă PIN

Purtătorii de sarcină negativă și pozitivă din regiunile de tip N și P au în mod corespunzător o mișcare către regiunea intrinsecă. Când această regiune este complet umplută cu găuri de electroni, atunci dioda începe să conducă. În timp ce se află în stare de polarizare inversă, stratul intrinsec larg din diodă ar putea preveni și suporta niveluri de tensiune ridicată.

La niveluri crescute de frecvență, dioda PIN va funcționa ca un rezistor liniar. Funcționează ca un rezistor liniar, deoarece această diodă are timp de recuperare invers inadecvat . Aceasta este cauza că regiunea „I” puternic încărcată electric nu va avea suficient timp pentru descărcare în momentul ciclurilor rapide. Și la niveluri de frecvență minime, dioda funcționează ca o diodă redresoare, unde are suficient timp pentru descărcare și oprire.

PN Junction Diode

Joncțiunea PN standard poate fi considerată ca fiind tipul normal sau standard de diodă utilizat în prezent. Aceasta este cea mai proeminentă dintre diferitele tipuri de diode care se află în domeniul electric. Dar, aceste diode pot fi aplicate ca tipuri de semnal mic pentru utilizare în RF (frecvență radio) sau alte aplicații cu curent redus, care pot fi numite diode de semnal. Alte tipuri pot fi planificate pentru aplicații de înaltă tensiune și curent mare și sunt denumite în mod normal diode redresoare. Într-o diodă de joncțiune PN, trebuie să fie clar de condițiile de polarizare. Există în principal trei condiții de polarizare și acest lucru este dependent de nivelul de tensiune aplicat.

• Poluare directă - Aici, terminalul pozitiv și negativ sunt conectați la tipurile P și N ale diodei.
• Bias invers - Aici, terminalul pozitiv și negativ sunt conectați la tipurile N și P ale diodei.
• Zero bias - Aceasta se numește bias '0' deoarece nu se aplică tensiune externă diodei.

Distorsiune directă a diodei de joncțiune PN

În condiția de polarizare directă, joncțiunea PN este dezvoltată atunci când marginile pozitive și negative ale bateriei sunt conectate la tipurile P și N. Când dioda funcționează în polarizare de redirecționare, atunci câmpurile electrice interne și aplicate la joncțiune sunt în căi opuse. Atunci când aceste câmpuri electrice sunt însumate, atunci nivelul de magnitudine al producției consecvente este mai mic decât cel al câmpului electric aplicat.

Tendințe directe în tipurile de diode ale joncțiunii PN

Această conexiune are ca rezultat o cale rezistivă minimă și o zonă mai subțire de epuizare. Rezistența regiunii de epuizare devine mai neglijabilă atunci când valoarea tensiunii aplicate este mai mare. De exemplu, în semiconductorul de siliciu, când valoarea tensiunii aplicate este de 0,6 V, atunci valoarea rezistenței stratului de epuizare devine complet neglijabilă și va exista un flux neobstrucționat de curent peste el.

Poluarea inversă a diodei de joncțiune PN

Aici, conexiunea este că marginile pozitive și negative ale bateriei sunt conectate la regiunile de tip N și P, Aceasta formează joncțiunea PN cu polarizare inversă. În această situație, câmpurile electrice aplicate și cele interne sunt într-o direcție similară. Când ambele câmpuri electrice sunt însumate, atunci traseul câmpului electric rezultat este similar cu cel al traseului câmpului electric intern. Aceasta dezvoltă o regiune de epuizare rezistivă mai groasă și îmbunătățită. Regiunea de epuizare are mai multă sensibilitate și grosime atunci când nivelul de tensiune aplicat este din ce în ce mai mare.

Poluare inversă în tipul de diode de joncțiune PN

Caracteristicile V-I ale diodei de joncțiune PN

În plus, este și mai important să fii conștient de caracteristicile V-I ale diodei de joncțiune PN.

Când dioda este acționată în condiții de polarizare „0”, ceea ce înseamnă că nu există nicio aplicare a tensiunii externe la diodă. Aceasta înseamnă că bariera potențială restricționează fluxul curent.

În timp ce când dioda funcționează în condiții de polarizare a redirecționării, va exista o barieră de potențial mai subțire. În tipurile de diode din silicon, când valoarea tensiunii este de 0,7 V și în tipurile de diode cu germaniu, când valoarea tensiunii este de 0,3 V, atunci lățimea barierei potențiale se reduce și aceasta permite fluxul de curent prin diodă.

VI Caracteristici în dioda de joncțiune PN

În aceasta, va exista o creștere treptată a valorii curente și curba rezultată este neliniară, deoarece nivelul de tensiune aplicat depășește bariera potențială. Atunci când dioda depășește această barieră potențială, dioda funcționează în stare normală, iar forma curbei devine treptată (ajunge la forma liniară) odată cu creșterea valorii tensiunii.

Atunci când dioda funcționează în stare de polarizare inversă, va exista o barieră potențială crescută. Deoarece va exista prezența unor purtători de încărcare minoritari în joncțiune, acest lucru permite fluxul curentului de saturație inversă. Atunci când există un nivel crescut de tensiune aplicată, purtătorii de sarcină minoritari posedă energie cinetică crescută, care arată un impact asupra purtătorilor de sarcină majoritari. În acest stadiu, se produce defalcarea diodei și acest lucru ar putea duce la deteriorarea diodei.

Dioda Schottky

Dioda Schottky are o cădere de tensiune înainte mai mică decât diodele obișnuite de joncțiune PN. La curenți mici, căderea de tensiune poate fi între 0,15 și 0,4 volți spre deosebire de 0,6 volți pentru dioda a-Si. Pentru a obține această performanță, acestea sunt proiectate într-un mod diferit pentru a se compara cu diodele normale care au un contact metalic cu semiconductor. Aceste diode sunt utilizate pe scară largă în aplicații redresoare, diode de prindere și, de asemenea, în aplicații RF.

Dioda Schottky

Diodă de recuperare pas

O diodă de recuperare în trepte este un tip de diodă cu microunde utilizată pentru a genera impulsuri la foarte înaltă frecvență (frecvențe înalte). Aceste diode depind de dioda care are o caracteristică de oprire foarte rapidă pentru funcționarea lor.

Diodele de recuperare pas

Diodă tunel

Dioda tunel este utilizată pentru aplicații cu microunde unde performanța sa a depășit-o pe cea a altor dispozitive ale zilei.

Diodă tunel

În domeniul electric, tunelarea înseamnă că este mișcarea directă a electronilor prin lățimea minimă a regiunii de epuizare de la banda de conducere la banda de valență. În dioda de joncțiune PN, regiunea de epuizare este dezvoltată atât din cauza electronilor, cât și a găurilor. Datorită acestor purtători de sarcină pozitivă și negativă, câmpul electric intern este dezvoltat în regiunea de epuizare. Aceasta creează o forță în calea opusă a unei tensiuni externe.

Cu efectul de tunelare, atunci când există o valoare minimă a tensiunii înainte, atunci valoarea curentului înainte va fi mai mare. Poate fi funcționat atât în ​​condiții de polarizare directă, cât și inversă. Din cauza nivelului ridicat de dopaj , poate funcționa și în polarizare inversă. Odată cu reducerea potențialului de barieră, tensiunea de avarie în direcția inversă, de asemenea, scade și ajunge aproape la zero. Cu această tensiune inversă minimă, dioda poate ajunge la starea de avarie. Din cauza acestei rezistențe negative se formează regiunea.

Dioda Varactor sau Dioda Varicap

O diodă varactor este un fel de semiconductor dispozitiv în stare solidă cu microunde și este utilizat acolo unde se alege capacitatea variabilă care poate fi realizată prin controlul tensiunii. Aceste diode sunt numite și diode variceale. Chiar dacă o / p a capacității variabile poate fi prezentată de diodele de joncțiune PN normale. Dar, această diodă este aleasă pentru a da modificările de capacitate preferate, deoarece acestea sunt diferite tipuri de diode. Aceste diode sunt proiectate și îmbunătățite cu precizie astfel încât să permită o gamă largă de modificări ale capacității.

Dioda Varactor

Diodă Zener

Dioda Zener este utilizată pentru a furniza o tensiune de referință stabilă. Ca urmare, este utilizat în cantități mari. Funcționează în condiții de polarizare inversă și a constatat că, atunci când se atinge o anumită tensiune, se defectează. Dacă fluxul de curent este limitat de un rezistor, activează o tensiune stabilă care trebuie generată. Acest tip de diodă este utilizat pe scară largă pentru a oferi o tensiune de referință în sursele de alimentare.

Diodă Zener

Există diferite metode în pachetul unei diode Zener. Puțini dintre aceștia sunt folosiți pentru niveluri crescute de disipare a puterii, în timp ce altele sunt utilizate pentru proiectarea montajului pe margine. Generalul tipul diodei Zener este alcătuit dintr-un strat minim de sticlă. Această diodă are o bandă pe o margine care o marchează ca catod.

Dioda Zener funcționează într-un mod similar cu cea a diodei atunci când este acționată în condiții de polarizare a redirecționării. În timp ce în polarizare inversă, va exista o apariție de minim curent de scurgere . Când există o creștere a tensiunii inverse până la tensiunea de defecțiune, atunci acest lucru creează un flux de curent peste diodă. Valoarea curentă va fi atinsă la maxim și aceasta este capturată de un rezistor de serie.

Aplicații ale diodei Zener

Există aplicații extinse ale unei diode Zener și câteva dintre acestea sunt:

• Este folosit ca limitator de tensiune pentru a regla nivelurile de tensiune pe valoarea minimă a sarcinilor
• Angajați în aplicații, aceștia au nevoie de protecție la supratensiune
• Folosit in circuite de tăiere

Câteva dintre celelalte tipuri de diode implementate în mod crucial în diferite aplicații sunt cele de mai jos:

• Diodă laser
• Diodă de avalanșă
• Diodă de suprimare a tensiunii tranzitorii
• Tip de diodă dopată cu aur
• Tipul de curent constant al diodei
• Dioda Peltier
• Redresor controlat cu siliciu diodă

Fiecare diodă are propriile beneficii și aplicații. Puține dintre acestea sunt utilizate pe scară largă în diverse aplicații din mai multe domenii, în timp ce puține sunt utilizate doar în câteva aplicații. Astfel, este vorba despre diferite tipuri de diode și despre utilizările lor. Sperăm că ați înțeles mai bine acest concept sau pentru a implementa proiecte electrice, vă rugăm să ne oferiți sugestiile valoroase comentând în secțiunea de comentarii de mai jos. Iată o întrebare pentru tine, Ce este funcția unei diode ?