Преглед на различните видове диоди и тяхното използване

Преглед на различните видове диоди и тяхното използване

Диодът е двутерминално електрическо устройство, което позволява предаването на ток само в една посока. Диодът е известен и със своето еднопосочно свойство на тока, при което е разрешено електрическият ток да тече в една посока. По принцип диодът се използва за коригиране на вълновите форми, в рамките на радиодетектори или вътре захранвания . Те могат да се използват и в различни електрически и електронни вериги, където се изисква „еднопосочен“ резултат на диода. Повечето диоди са направени от полупроводници като Si (силиций), но в няколко случая се използва и Ge (германий). Понякога е полезно да обобщим съществуват различни видове диоди . Някои от типовете могат да се припокриват, но различните дефиниции могат да се възползват от стесняването на полето и предлагат общ преглед на различните видове диоди.



Какви са различните видове диоди?

Има няколко вида диоди и те са на разположение за използване при проектирането на електроника, а именно Диод назад, BARRITT диод, Gunn диод, Лазерен диод, Светоизлъчващи диоди, Легирани със злато диоди , кристален диод , PN съединение, Диод Шокли , Стъпков диод за възстановяване, тунелен диод, диод Varactor и ценеров диод.


Видове диоди

Видове диоди





Подробно обяснение на диодите

Нека поговорим подробно за принцип на работа на диода.

Диод назад

Този тип диоди се наричат ​​още задни диоди и не се прилагат изключително. Обратният диод е диод с PN-връзка, който има подобна операция на тунелен диод. Сценарият на квантовото тунелиране носи важна отговорност при провеждането на текущия главно обратен път. С картината на енергийната лента може да се знае точната работа на диода.



Работа на назад диод

Работа на назад диод

Лентата, която лежи на най-горното ниво, се нарича като проводимост, докато долната лента се нарича валентна лента. Когато има прилагане на енергия към електроните, те са склонни да печелят енергия и да се движат към проводимостта. Когато електроните навлязат от валентността в проводимата зона, мястото им във валентната лента остава с дупки.

В условието на нулево отклонение, заетата валентна лента е в противоположност на тази на заетата проводима лента. Докато в условието на обратното отклонение, P-регионът се движи към нагоре, съответстващ на N-региона. Сега заетата лента в Р-секцията е за разлика от свободната лента в N-секцията. И така, електроните започват да тунелират от заетата лента в Р-сечението до свободната лента в N-сечение.


Така че, това означава, че текущият поток се случва и при обратно отклонение. В условието на пристрастие напред N-регионът има движение към посоката нагоре, съответстваща на P-региона. Сега заетата лента в N-секцията е за разлика от свободната лента в P-секцията. И така, електроните започват да тунелират от заетата лента в N-сечението до свободната лента в P-секцията.

При този тип диоди се образува зоната с отрицателно съпротивление и това се използва главно за работата на диода.

Диод назад

Диод назад

Диод BARITT

Удълженият срок на този диод е бариерен инжекционен транзитен диод, който е BARITT диод. Той е приложим в микровълнови приложения и позволява много сравнения с по-широко използвания диод IMPATT. Тази връзка показва ясно описание на това, което е Диод BARRITT и неговата работа и внедряване.

Гън Диод

Диодът на Гън е PN диод за свързване, този вид диод е полупроводниково устройство, което има два извода. Обикновено се използва за производство на микровълнови сигнали. Моля, вижте връзката по-долу за Гън диод работи , Характеристики и неговите приложения.

Гън диоди

Гън диоди

Лазерен диод

Лазерният диод няма подобен процес като този на обикновения светодиод (светодиод), тъй като произвежда кохерентна светлина. Тези диоди се използват широко за различни цели като DVD, CD устройства и лазерни светлинни указатели за PPT. Въпреки че тези диоди са по-евтини от другите видове лазерни генератори, те са много по-скъпи от светодиодите. Те също имат частичен живот.

Лазерен диод

Лазерен диод

Светодиод

Терминът LED означава светодиод, е един от най-стандартните видове диоди. Когато диодът е свързан при пренасочване, токът преминава през кръстовището и генерира светлината. Има и много нови LED разработки, които се променят, това са LED и OLED. Една от основните концепции, които трябва да знаете за светодиода, са неговите IV характеристики. Нека да разгледаме подробно характеристиките на светодиода.

Характеристики на светодиодите

Характеристики на светодиодите

Преди LED да излъчва светлина, той изисква поток на ток през диода, защото това е диод, базиран на ток. Тук количеството на интензивността на светлината е пряко пропорционално на това на посоката напред на тока, който тече през диода.

Когато диодът провежда ток в предното отклонение, тогава трябва да има резистор за ограничаване на тока, за да се предпази диодът от допълнителния поток на тока. Трябва да се отбележи, че не трябва да има пряка връзка между захранването към светодиода, където това води до незабавни повреди, защото тази връзка позволява екстремно количество ток и изгаря устройството.

LED работи

LED работи

Всеки тип LED устройства притежава собствена загуба на напрежение през PN кръстовището и това ограничение се познава от типа на използвания полупроводник. Това определя размера на спада на напрежението за съответния размер на пренасочващия ток обикновено за текуща стойност от 20 mA.

В повечето от сценариите функцията на светодиода от минимални нива на напрежение, имащи резистор в последователна връзка, Rs се използва за ограничаване на прякото количество ток до защитено ниво, което обикновено е 5mA до 30mA, когато има нужда от повишена яркост .

Различни светодиоди генерират светлина в съответните области на UV спектъра и така генерират различни нива на интензивност на светлината. Специфичният избор на полупроводника може да бъде известен по цялата дължина на вълната на фотонните емисии и съответно произведената светлина. Цветовете на светодиода са както следва:

Тип полупроводник

Разстояние на дължината на вълната Цвят

Напрежение напред при 20mA

GaAS850-940nmИнфрачервено1.2v
GaAsP630-660nmНето1.8v
GaAsP605-620nmАмбър2.0v
GaAsP: N585-595 нмЖълто2.2v
AIGaP550-570nmЗелено3.5v
Sic430-505nmСин3.6v
GalnN450 нмБял4.0v

Точният цвят на светодиода се познава от разстоянието на излъчената дължина на вълната. И дължината на вълната е известна със специфичния полупроводников състав, който се използва в PN прехода по време на производствения процес. И така, беше ясно, че цветът на излъчване на светлина от светодиода не се дължи на изкуствените пластмаси, които се използват. Но също така те подобряват яркостта на светлината, когато не са осветени от захранването с ток. С комбинацията от различни полупроводникови, газообразни и метални вещества могат да се генерират долните светодиоди и те са:

  • Галиев арсенид (GaAs), който е инфрачервен
  • Галиевият арсенид фосфид (GaAsP) варира от червено до инфрачервено и оранжево
  • Алуминиев галиев арсенид фосфид (AlGaAsP), който има увеличени ярко червени, оранжеви червени, оранжеви и жълти цветове.
  • Галиевият фосфид (GaP) съществува в червен, жълт и зелен цвят
  • Алуминиев галиев фосфид (AlGaP) - предимно в зелен цвят
  • Галиев нитрид (GaN), който се предлага в зелено и изумрудено зелено
  • Галиев индий нитрид (GaInN), близък до ултравиолетовия, смесеният цвят на синьо и зелено и синьо
  • Силициевият карбид (SiC) се предлага като синьо като субстрат
  • Цинковият селенид (ZnSe) съществува в синьо
  • Алуминиев галиев нитрид (AlGaN), който е ултравиолетов

Фотодиод

Фотодиодът се използва за откриване на светлина. Установено е, че когато светлината удари PN-преход, той може да създаде електрони и дупки. Обикновено фотодиодите работят при условия на обратното отклонение, където дори малко количество поток от ток, произтичащ от светлината, може просто да бъде забелязан. Тези диоди могат да се използват и за производство на електричество.

Фото диод

Фото диод

PIN диод

Този тип диод се характеризира със своята конструкция. Той има стандартните P-тип и N-тип области, но областта между двата региона, а именно вътрешният полупроводник, няма допинг. Областта на присъщия полупроводник има ефект на увеличаване на площта на областта на изчерпване, което може да бъде от полза за превключване на приложения.

PIN диод

PIN диод

Отрицателните и положителните носители на заряд от N и P-тип области съответно имат движение към вътрешната област. Когато тази област е напълно запълнена с електронни дупки, тогава диодът започва да провежда. Докато е в състояние на обратно пристрастие, широкият присъщ слой в диода може да предотврати и да понесе високи нива на напрежение.

При повишени честотни нива, PIN диодът ще функционира като линеен резистор. Той функционира като линеен резистор, защото този диод има неадекватно време за обратно възстановяване . Това е причината, че силно електрически заредената зона „I” няма да има достатъчно време за разреждане по време на бързи цикли. И при минимални честотни нива диодът работи като токоизправител, където има достатъчно време за разреждане и изключване.

PN свързващ диод

Стандартният PN преход може да се разглежда като нормален или стандартен тип диод, който се използва днес. Това е най-видният от различните видове диоди, които са в електрическата област. Но тези диоди могат да бъдат приложени като типове малки сигнали за използване в RF (радиочестота) или други приложения с нисък ток, които могат да се нарекат сигнални диоди. Други видове могат да бъдат планирани за приложения с високо напрежение и висок ток и обикновено се наричат ​​токоизправителни диоди. В диод с PN връзка трябва да се избягват условията на отклонение. Има основно три условия на отклонение и това зависи от приложеното ниво на напрежение.

  • Пристрастие напред - Тук положителният и отрицателният извод са свързани към P и N типовете на диода.
  • Обратно пристрастие - Тук положителният и отрицателният извод са свързани към N и P типове диод.
  • Нулево отклонение - Това се нарича пристрастие „0“, тъй като към диода не се прилага външно напрежение.

Преднапредност на PN диод за свързване

В условието на пристрастие напред PN връзката се развива, когато положителните и отрицателните ръбове на батерията са свързани към типове P и N. Когато диодът функционира при пренасочване, вътрешното и приложеното електрическо поле в кръстовището са в противоположни пътища. Когато тези електрически полета се сумират, тогава нивото на величината на последващия изход е по-малко от това на приложеното електрическо поле.

Напред пристрастия в типовете PN диоди

Напред пристрастия в типовете PN диоди

Тази връзка води до минимален резистивен път и по-тънка зона на изчерпване. Съпротивлението на областта на изчерпване става по-незначително, когато стойността на приложеното напрежение е по-голяма. Например, в силициевия полупроводник, когато приложената стойност на напрежението е 0,6 V, тогава стойността на съпротивлението на изчерпания слой става напълно незначителна и през него ще има безпрепятствен поток на ток.

Обратно отклонение на PN диод за свързване

Тук връзката е, че положителните и отрицателните ръбове на батерията са свързани към N-тип и P-тип региони, Това формира обратното пристрастие PN преход. В тази ситуация приложените и вътрешните електрически полета са в подобна посока. Когато и двете електрически полета се сумират, тогава полученият път на електрическото поле е подобен на този на вътрешния път на електрическото поле. Това развива по-дебел и засилен резистивен регион на изчерпване. Областта на изчерпване изпитва по-голяма чувствителност и дебелина, когато приложеното ниво на напрежение е все повече и повече.

Обратно пристрастие в тип диоди с PN съединение

Обратно пристрастие в тип диоди с PN съединение

V-I Характеристики на PN Junction Diode

В допълнение, още по-важно е да сте наясно с V-I характеристиките на PN диода за свързване.

Когато диодът работи при условие на пристрастие „0“, което означава, че не се прилага външно напрежение към диода. Това означава, че потенциалната бариера ограничава текущия поток.

Докато, когато диодът работи в условия на пристрастие за пренасочване, ще има по-тънка потенциална бариера. При силиконовите типове диоди, когато стойността на напрежението е 0,7 V, а при германиевите типове диоди, когато стойността на напрежението е 0,3 V, тогава ширината на потенциалната бариера намалява и това дава възможност за текущия поток през диода.

VI Характеристики на диод за свързване на PN

VI Характеристики на диод за свързване на PN

При това ще има постепенно нарастване на текущата стойност и получената крива е нелинейна, където, тъй като приложеното ниво на напрежение надвишава потенциалната бариера. Когато диодът преодолее тази потенциална бариера, диодът функционира в нормално състояние и формата на кривата постепенно става остра (достига до линейна форма) с покачването на стойността на напрежението.

Когато, когато диодът работи в условията на обратното отклонение, ще има повишена потенциална бариера. Тъй като в кръстовището ще присъстват малцинствени носители на заряд, това дава възможност за протичане на обратен ток на насищане. Когато има повишено ниво на приложено напрежение, малцинствените носители на заряд притежават повишена кинетична енергия, което показва въздействие върху повечето носители на заряд. На този етап се случва повреда на диода и това може да доведе до повреда на диода.

Диод на Шотки

Диодът на Шотки има по-нисък спад на напрежението напред от обикновените диоди със съединение Si PN. При ниски токове спадът на напрежението може да бъде между 0,15 и 0,4 волта, за разлика от 0,6 волта за a-Si диод. За постигане на това представяне те са проектирани по различен начин за сравнение с нормалните диоди, имащи контакт от метал към полупроводник. Тези диоди се използват широко в токоизправителни приложения, затягащи диоди, а също и в RF приложения.

Диод на Шотки

Диод на Шотки

Диод за възстановяване на стъпки

Диодът за стъпково възстановяване е вид микровълнов диод, използван за генериране на импулси при много HF (високи честоти). Тези диоди зависят от диода, който има много бърза характеристика за изключване за тяхната работа.

Диоди за възстановяване на стъпки

Диоди за възстановяване на стъпки

Тунелен диод

Тунелният диод се използва за микровълнови приложения, където ефективността му надминава тази на другите устройства за деня.

Тунелен диод

Тунелен диод

В електрическата област тунелирането означава, че това е директното движение на електроните през минималната ширина на областта на изчерпване от зоната на проводимост до лентата на валентността. В PN диода на свързване, зоната на изчерпване се развива поради електроните и дупките. Поради тези положителни и отрицателни носители на заряд, вътрешното електрическо поле се развива в областта на изчерпване. Това създава сила в обратния път на външно напрежение.

С тунелния ефект, когато има минимална стойност на напрежението напред, тогава стойността на тока напред ще бъде повече. Може да функционира както в предни, така и в обратни условия. Заради високото ниво на допинг , той може да функционира и при обратно пристрастие. С намаляването на бариерния потенциал, напрежение на пробив в обратна посока също намалява и достига почти до нула. При това минимално обратно напрежение диодът може да достигне до състояние на повреда. Поради тази отрицателна устойчивост се образува регион.

Варактор диод или диод варикап

Варакторният диод е един вид полупроводник микровълново полупроводниково устройство и се използва там, където е избран променливият капацитет, който може да се постигне чрез контролиране на напрежението. Тези диоди също се наричат ​​варикозни диоди. Въпреки че o / p на променливия капацитет може да бъде показан от нормалните диоди с PN-връзка. Но този диод е избран за даване на предпочитаните промени в капацитета, тъй като те са различни видове диоди. Тези диоди са прецизно проектирани и подобрени, така че да позволяват голям диапазон от промени в капацитета.

Варактор диод

Варактор диод

Ценеров диод

Ценеровият диод се използва за осигуряване на стабилно референтно напрежение. В резултат на това се използва в огромни количества. Той работи при условие за обратно пристрастие и установи, че когато се достигне определено напрежение, то се разрушава. Ако потокът на ток е ограничен от резистор, той активира стабилно напрежение, което трябва да се генерира. Този тип диод се използва широко, за да предложи референтно напрежение в захранващите устройства.

Ценеров диод

Ценеров диод

Съществуват различни методи в опаковката на ценеров диод. Малко от тях се използват за повишени нива на разсейване на мощността, докато други се използват за конструкции на ръбни монтажи. Общото тип ценерови диоди се състои от минимално стъклено покритие. Този диод има лента на единия ръб, която го маркира като катод.

Ценеровият диод функционира по подобен начин като диода, когато работи в състояние на пристрастие при пренасочване. Докато при обратното пристрастие ще има минимални ток на утечка . Когато има увеличение на обратното напрежение до напрежението на пробив, това създава токов поток през диода. Текущата стойност ще бъде достигната до максимум и това се улавя от последователен резистор.

Приложения на Zener Diode

Има обширни приложения на ценеров диод и малко от тях са:

  • Използва се като ограничител на напрежението за регулиране на нивата на напрежение при минималната стойност на натоварванията
  • Наети в приложенията, които се нуждаят от защита от пренапрежение
  • Използвано в вериги за изрязване

Някои от другите видове диоди, които са изключително важни за различни приложения, са както по-долу:

Всеки диод има своите предимства и приложения. Малко от тях се използват широко в различни приложения в множество домейни, докато малцина се използват само в няколко приложения. По този начин става въпрос за различни видове диоди и тяхното използване. Надяваме се, че сте разбрали по-добре тази концепция или за изпълнение на електрически проекти, моля, дайте вашите ценни предложения, като коментирате в раздела за коментари по-долу. Ето въпрос към вас, Какво е функция на диод ?