3 различите врсте диода

Испробајте Наш Инструмент За Елиминисање Проблема





Од електронског дизајна до производње и поправке, диоде се интензивно користе за неколико примена. Они су различитих врста и преносе електричну струју на основу својстава и спецификација те одређене диоде. То су углавном П-Н спојне диоде, фотосензибилне диоде, Зенер диоде, Сцхоттки диоде, Варацтор диоде. Фотоосетљиве диоде укључују ЛЕД-ове, фотодиоде и фотонапонске ћелије. Неке од њих су укратко објашњене у овом чланку.

1. Диодна спојница П-Н

П-Н спој је полупроводнички уређај, који је формиран од полупроводничког материјала типа П и типа Н. П-тип има високу концентрацију рупа, а Н-тип има високу концентрацију електрона. Дифузија рупа је од п-типа до н-типа, а дифузија електрона од н-типа до п-типа.




Јонски донатори у региону н-типа постају позитивно наелектрисани када се слободни електрони померају из н-типа у п-тип. Дакле, позитивни набој се гради на Н страни споја. Слободни електрони преко споја су негативни акцепторски јони попуњавањем рупа, а негативни набој успостављен на п-страни споја приказан је на слици.

Електрично поље формирано од позитивних јона у региону н-типа и негативних јона у регионима п-типа. Овај регион се назива дифузијски регион. Пошто електрично поље брзо помета слободне носаче, отуда је регион исцрпљен слободним носачима. Уграђени потенцијал В.сазбог Е настаје на споју приказано је на слици.



Функционални дијаграм П-Н спојне диоде:

Функционални дијаграм П-Н спојне диоде

Функционални дијаграм П-Н спојне диоде

Предње карактеристике П-Н споја:

Када је позитивни прикључак батерије повезан на П-тип, а негативни на Н-тип, назива се предња пристрасност П-Н споја приказана је на слици доле.

Предње карактеристике П-Н споја

Предње карактеристике П-Н споја

Ако овај спољни напон постане већи од вредности потенцијалне баријере, приближно 0,7 волта за силицијум и 0,3 В за Ге, потенцијална баријера се прелази и струја почиње да тече услед кретања електрона преко споја и иста за рупе.


Карактеристике предњег предњачења П-Н споја

Карактеристике предњег предњачења П-Н споја

Обрнуте карактеристике П-Н споја:

Када се позитивни напон додели н-делу, а негативни напон п-делу диоде, каже се да је у обрнутом стању пристрасности.

Круг обрнутих карактеристика П-Н споја

Круг обрнутих карактеристика П-Н споја

Када се позитивни напон добије на Н-делу диоде, електрони се крећу према позитивној електроди, а примена негативног напона на п-део чини да се рупе крећу према негативној електроди. Као резултат, електрони прелазе спој да би се спојили са рупама на супротној страни споја и обрнуто. Као резултат, формира се слој исцрпљивања, који има високу путању импедансе са преградом високог потенцијала.

Карактеристике обрнуте пристраности П-Н споја

Карактеристике обрнуте пристраности П-Н споја

Примене П-Н спојне диоде:

Диода за спајање П-Н је двострани уређај осетљив на поларитет, диода проводи када је преусмеравање унапред, а диода не води када је обрнуто. Због ових карактеристика, П-Н спојна диода се користи у многим апликацијама попут

  1. Исправљачи у једносмерној струји напајање
  2. Демодулациони кругови
  3. Пререзивање и стезање мрежа

2. Фотодиода

Фотодиода је врста диоде која ствара струју пропорционалну упадној светлосној енергији. То је претварач светла у напон / струја који проналази примену у сигурносним системима, транспортерима, системима аутоматског пребацивања итд. Фотодиода је слична ЛЕД-у у конструкцији, али је њен п-н спој веома осетљив на светлост. П-н спој може бити изложен или упакован са прозором за улазак светлости у П-Н спој. У унапред пристрасном стању, струја прелази са аноде на катоду, док у реверзно пристрасном стању фотоструја тече у обрнутом смеру. У већини случајева паковање фотодиоде је слично ЛЕД-у са анодним и катодним проводницима који излазе из кућишта.

Пхото Диоде

Пхото Диоде

Постоје две врсте фотодиода - ПН и ПИН фотодиоде. Разлика је у њиховом учинку. ПИН фотодиода има својствени слој, тако да мора бити обрнуто пристрасан. Као резултат обрнутог одступања, ширина региона исцрпљивања се повећава, а капацитет п-н споја смањује. Ово омогућава стварање више електрона и рупа у региону исцрпљивања. Али један недостатак обрнутог пристрасности је тај што генерише струју шума која може смањити однос С / Н. Дакле, обрнуто одступање је погодно само у апликацијама које захтевају веће проток . ПН фотодиода је идеална за примену у условима слабијег осветљења, јер је рад непристрасан.

ФотодиодаФотодиода ради у два начина, и то у фотонапонском и у фотокондуктивном режиму. У фотонапонском режиму (који се назива и режимом нуле пристраности), фотоструја са уређаја је ограничена и напон се повећава. Фотодиода је сада у предњем стању и „мрачна струја“ почиње да тече преко п-н споја. Овај ток тамне струје јавља се супротно од смера фотострује. Тамна струја генерише у одсуству светлости. Тамна струја је фотоструја индукована позадинским зрачењем плус струја засићења у уређају.

Фотопроводљиви режим се јавља када је фотодиода обрнуто пристрасна. Као резултат овога, ширина слоја осиромашења се повећава и доводи до смањења капацитивности п-н споја. Ово повећава време одзива диоде. Одговорност је однос генерисане фотострује и упадне светлосне енергије. У фотокондуктивном режиму, диода генерише само малу струју која се назива струја засићења или повратна струја дуж свог правца. Фотоструја остаје иста у овом стању. Фотоструја је увек пропорционална луминисценцији. Иако је фотопроводљиви режим бржи од фотонапонског, електронски шум је виши у фотопроводном режиму. Фотодиоде на бази силицијума генеришу мање буке од фотодиода заснованих на германијуму, јер силицијумске фотодиоде имају већи размак.

3. Зенер диода

зенерЗенер диода је врста диоде која омогућава проток струје у правцу напред сличан исправљачкој диоди, али у исто време може да дозволи и обрнути ток струје и када је напон изнад вредности пробоја Зенера. То је обично један до два волта више од називног напона Зенера и познато је као Зенер напон или тачка лавине. Зенер је тако добио име по Цларенцеу Зенеру који је открио електрична својства диоде. Зенер диоде налазе примену у регулацији напона и за заштиту полупроводничких уређаја од колебања напона. Зенер диоде се широко користе као референтни напони и као регулатори ранжирања за регулацију напона на круговима.

Зенер диода користи свој п-н спој у режиму обрнуте пристрасности да би дала Зенер ефекат. Током Зенер ефекта или Зенериног слома, Зенер држи напон близу константне вредности познате као Зенер напон. Конвенционална диода такође има својство обрнутог пристрасности, али ако је напон обрнутог пристрасности премашен, диода ће бити изложена јакој струји и она ће бити оштећена. С друге стране, Зенер диода је посебно дизајнирана да има смањени напон пробоја назван Зенер напон. Зенер диода такође показује својство контролисаног пробоја и омогућава струји да одржи напон на Зенер диоди близу напона пробоја. На пример, Зенер од 10 волти ће спустити 10 волти у широком опсегу обрнутих струја.

ЗЕНЕР СИМБОЛКада је Зенер диода обрнуто пристрасна, њен п-н спој ће доживети пробој лавине и Зенер ће водити у обрнутом смеру. Под утицајем примењеног електричног поља, валентни електрони ће се убрзати да куцају и ослобађају друге електроне. Ово се завршава ефектом лавине. Када се то догоди, мала промена напона резултираће великим протоком струје. Зенер-ов слом зависи од примењеног електричног поља као и од дебљине слоја на који се примењује напон.

ЗЕНЕР КВАРЗенер диода захтијева отпорник за ограничавање струје у серији како би ограничио проток струје кроз Зенер. Типично је Зенер-ова струја фиксирана на 5 мА. На пример, ако се користи Зенер од 10 В са напајањем од 12 волти, 400 Охма (приближна вредност је 470 Охма) је идеално за одржавање Зенерове струје од 5 мА. Ако је напајање 12 волти, на Зенер диоди има 10 волти, а на отпорнику 2 волта. Са 2 волта на отпору од 400 ома, тада ће струја кроз отпорник и Зенер бити 5 мА. Дакле, по правилу се користе отпорници од 220 Охма до 1К у серији са Зенер-ом у зависности од напона напајања. Ако је струја кроз Зенер недовољна, излаз ће бити нерегулисан и мањи од номиналног напона пробоја.

1Следећа формула је корисна за одређивање струје кроз Зенер:

Зенер = (ВИн - В Оут) / Р Охмс

Вредност отпорника Р мора да задовољи два услова.

  1. То мора бити мала вредност да би се омогућила довољна струја кроз Зенер
  2. Називна снага отпорника мора бити довољно висока да заштити Зенер.

Фото кредит: