Od elektroničkog dizajna do proizvodnje i popravka, diode se intenzivno koriste za nekoliko primjena. Oni su različitih vrsta i prenose električnu struju na temelju svojstava i specifikacija te određene diode. To su uglavnom diode P-N spoja, fotoosjetljive diode, Zener diode, Schottky diode, Varactor diode. Fotoosjetljive diode uključuju LED-ove, fotodiode i fotonaponske ćelije. Neke od njih su ukratko objašnjene u ovom članku.

1. Dioda za spajanje P-N

P-N spoj je poluvodički uređaj koji je oblikovan od poluprovodničkog materijala tipa P i tipa N. P-tip ima visoku koncentraciju rupa, a N-tip ima visoku koncentraciju elektrona. Difuzija rupa je od p-tipa do n-tipa, a difuzija elektrona od n-tipa do p-tipa.

Donatorski ioni u regiji n-tipa postaju pozitivno nabijeni dok se slobodni elektroni premještaju iz n-tipa u p-tip. Dakle, pozitivni naboj se gradi na N strani spoja. Slobodni elektroni preko spoja negativni su akceptorski ioni popunjavanjem rupa, a negativni naboj uspostavljen na p-strani spoja prikazan je na slici.

Električno polje koje tvore pozitivni ioni u području n-tipa i negativni ioni u p-tipu regija. To se područje naziva difuzijsko područje. Budući da električno polje brzo izbacuje slobodne nosače, regija je osiromašena slobodnim nosačima. Ugrađeni potencijal V_szbog Ê nastaje na spoju prikazano je na slici.

Funkcionalni dijagram diode za spajanje P-N:

Funkcionalni dijagram diode za spajanje P-N

Prosle karakteristike P-N čvora:

Kada je pozitivni priključak akumulatora spojen na P-tip, a negativni na N-tip, naziva se prednja pristranost P-N spoja, prikazana je donja slika.

Prosle karakteristike P-N čvora

Ako ovaj vanjski napon postane veći od vrijednosti potencijalne barijere, otprilike 0,7 volta za silicij i 0,3 V za Ge, potencijalna barijera se prelazi i struja počinje teći zbog kretanja elektrona kroz spoj, a ista za rupe.

Karakteristike prednapona pristranosti spoja P-N

Obrnute karakteristike P-N čvora:

Kad se pozitivni napon dade na n-dio, a negativni na p-dio diode, kaže se da je u obrnutom stanju pristranosti.

Krug obrnutih karakteristika P-N spoja

Kada se pozitivnom naponu dade N-dio diode, elektroni se kreću prema pozitivnoj elektrodi, a primjena negativnog napona na p-dio čini da se rupe pomiču prema negativnoj elektrodi. Kao rezultat toga, elektroni prelaze spoj kako bi se kombinirali s rupama na suprotnoj strani spoja i obrnuto. Kao rezultat, nastaje sloj osiromašenja koji ima visoku impedansnu putanju s visoko potencijalnom zaprekom.

Karakteristike obrnute pristranosti presjeka P-N

“kako zaslon s tekućim kristalima stvara sliku u boji ”

Primjena diode za spajanje P-N:

Dioda za spajanje P-N dvosmjerni je uređaj osjetljiv na polaritet, dioda provodi kada je usmjerena unaprijed, a dioda ne vodi kad je obrnuta. Zbog ovih karakteristika, P-N spojna dioda koristi se u mnogim primjenama poput

Ispravljači u DC napajanje
Demodulacijski krugovi
Isjecanje i stezanje mreža

2. Fotodioda

Fotodioda je vrsta diode koja stvara struju proporcionalnu upadnoj svjetlosnoj energiji. To je pretvarač svjetla u napon / struja koji pronalazi primjenu u sigurnosnim sustavima, transporterima, sustavima automatskog prebacivanja itd. Fotodioda je slična LED-u u konstrukciji, ali je njezin p-n spoj vrlo osjetljiv na svjetlost. P-n spoj može biti izložen ili pakiran s prozorom za ulazak svjetlosti u P-N spoj. Pod naprijed pristranim stanjem, struja prelazi s anode na katodu, dok u reverzno pristranom stanju fotostruja teče u obrnutom smjeru. U većini slučajeva pakiranje fotodiode slično je LED-u s anodnim i katodnim vodovima koji izlaze iz kućišta.

“kontrola brzine motora naizmjeničnom strujom ”

Foto dioda

Postoje dvije vrste fotodioda - PN i PIN fotodiode. Razlika je u njihovoj izvedbi. PIN fotodioda ima svojstveni sloj, pa mora biti obrnuto pristran. Kao rezultat obrnutog pristranosti, širina područja iscrpljivanja se povećava, a kapacitet p-n spoja smanjuje. To omogućuje stvaranje više elektrona i rupa u području iscrpljivanja. Ali jedan nedostatak obrnutog pristranosti je taj što generira struju šuma koja može smanjiti omjer S / N. Dakle, obrnuto pristranost prikladno je samo u aplikacijama koje zahtijevaju veće širina pojasa . PN fotodioda idealna je za primjenu pri slabijem osvjetljenju jer je rad nepristran.

Fotodioda djeluje u dva načina, i to u fotonaponskom i u fotokonduktivnom načinu. U fotonaponskom načinu (koji se naziva i režimom nulte pristranosti), fotostruja s uređaja je ograničena i napon se povećava. Fotodioda je sada u predraspoloženom stanju i 'mračna struja' počinje teći p-n spojem. Ovaj tok tamne struje javlja se suprotno od smjera fototoke. Tamna struja stvara se u nedostatku svjetlosti. Tamna struja je fotostruja inducirana pozadinskim zračenjem plus struja zasićenja u uređaju.

Fotokonduktivni način javlja se kada je fotodioda obrnuto pristrana. Kao rezultat toga, širina sloja osiromašenja raste i dovodi do smanjenja kapacitivnosti p-n spoja. To povećava vrijeme odziva diode. Odgovornost je omjer generirane fototoke i upadne svjetlosne energije. U fotokonduktivnom načinu rada dioda stvara samo malu struju koja se naziva zasićenje ili povratna struja duž svog smjera. Fotostruja ostaje ista u ovom stanju. Fotostruja je uvijek proporcionalna luminiscenciji. Iako je fotokonduktivni način brži od fotonaponskog, elektronički šum je viši u fotokonduktivnom načinu. Fotodiode na bazi silicija generiraju manje buke od fotodioda na osnovi germanija, jer silicijske fotodiode imaju veći razmak.

3. Zener dioda

zener Zener dioda je vrsta diode koja omogućuje protok struje u smjeru naprijed sličan ispravljačkoj diodi, ali istodobno može dopustiti i obrnuti tok struje i kad je napon iznad probojne vrijednosti Zenera. To je obično jedan do dva volta više od nazivnog napona Zenera, a poznato je kao Zener napon ili točka lavine. Zener je tako dobio ime po Clarenceu Zeneru koji je otkrio električna svojstva diode. Zener diode nalaze primjenu u regulaciji napona i za zaštitu poluvodičkih uređaja od kolebanja napona. Zener diode se široko koriste kao referentni naponi i kao regulatori šanta za regulaciju napona na krugovima.

Zener dioda koristi svoj p-n spoj u načinu obrnutog prednapona da bi dala Zener efekt. Tijekom Zener efekta ili Zenerinog sloma, Zener drži napon blizu konstantne vrijednosti poznate kao Zener napon. Konvencionalna dioda također ima svojstvo obrnutog prednapona, ali ako se premaši napon obrnutog prednapona, dioda će biti izložena jakoj struji i ona će biti oštećena. S druge strane, Zener-dioda je posebno dizajnirana da ima smanjeni napon proboja nazvan Zener-napon. Zener dioda također pokazuje svojstvo kontroliranog proboja i omogućuje struji da održi napon na Zener diodi blizu napona proboja. Na primjer, Zener od 10 volti ispustiće 10 volti u širokom rasponu obrnutih struja.

ZENER SIMBOL Kada je Zener dioda obrnuto pristrana, njezin p-n spoj doživjet će proboj lavine i Zener vodi u obrnutom smjeru. Pod utjecajem primijenjenog električnog polja, valentni elektroni će se ubrzati da kucaju i oslobađaju druge elektrone. To završava efektom lavine. Kada se to dogodi, mala promjena napona rezultirat će velikim protokom struje. Zener-ov raspad ovisi o primijenjenom električnom polju, kao i o debljini sloja na kojem je primijenjen napon.

ZENER KVAR Zener dioda zahtijeva ograničavajući struju otpor u seriji kako bi ograničila protok struje kroz Zener. Tipično je Zener-ova struja fiksirana na 5 mA. Na primjer, ako se koristi Zener od 10 V s napajanjem od 12 volti, 400 Ohma (približna vrijednost je 470 Ohma) idealan je za održavanje Zenerove struje kao 5 mA. Ako je napajanje 12 volti, na Zener diodi je 10 volti, a na otporu 2 volta. S 2 volta na otporu od 400 ohma, tada će struja kroz otpor i Zener biti 5 mA. Dakle, u pravilu se uporedo sa Zener-om koriste otpori od 220 Ohma do 1K, ovisno o naponu napajanja. Ako je struja kroz Zener nedovoljna, izlaz će biti nereguliran i manji će od nominalnog napona proboja.