Pregled različitih vrsta dioda i njihove upotrebe

Dioda je električni uređaj s dva priključka, koji omogućuje prijenos struje u samo jednom smjeru. Dioda je također poznata po svom jednosmjernom svojstvu struje, gdje električnoj struji dopušteno teći u jednom smjeru. U osnovi se dioda koristi za ispravljanje valnih oblika, unutar radio detektora ili unutar njih napajanje . Također se mogu koristiti u raznim električnim i elektroničkim krugovima gdje je potreban 'jednosmjerni' rezultat diode. Većina dioda izrađena je od poluvodiča poput Si (silicij), ali u nekoliko slučajeva koristi se i Ge (germanij). Ponekad je korisno sažeti postoje različite vrste dioda . Neki se tipovi mogu preklapati, ali različite definicije mogu imati koristi od sužavanja polja i pružanja pregleda različitih vrsta dioda.

Koje su različite vrste dioda?

Postoji nekoliko vrsta dioda i one su dostupne za upotrebu u dizajnu elektronike, a to su unatrag dioda, BARRITT dioda, Gunn dioda, laserska dioda, diode koje emitiraju svjetlost, Diode dopirane zlatom , kristalna dioda , PN spoj, Shockley dioda , Koračna dioda za oporavak, tunel dioda, Varactor dioda i Zener dioda.

Vrste dioda

Detaljno objašnjenje dioda

Razgovarajmo detaljno o princip rada diode.

Natrag dioda

Ova vrsta diode naziva se i stražnja dioda i nije iznimno implementirana. Unazadnja dioda je PN-spojna dioda koja ima sličan rad kao i tunel dioda. Scenarij kvantnog tuneliranja ima važnu odgovornost u provođenju trenutnog uglavnom obrnutog puta. Sa slikom energetskog pojasa može se znati točan rad diode.

Rad unatrag diode

Opseg koji leži na najvišoj razini naziva se vodljivim pojasom, dok se donji pojas naziva valentnim pojasom. Kada se energija primijeni na elektrone, oni obično dobivaju energiju i kreću se prema vodljivom pojasu. Kada elektroni uđu iz valencije u vodljivu zonu, mjesto njih u valentnom pojasu ostaje s rupama.

U uvjetima nulte pristranosti, zauzeti valentni pojas suprotan je onom zauzetog vodljivog pojasa. Dok se u uvjetima obrnute pristranosti P-regija kreće prema gore prema N-regiji. Sada je zauzeti opseg u P-presjeku za razliku od praznog pojasa u N-presjeku. Dakle, elektroni započinju tuneliranjem od zauzetog pojasa u P-presjeku do praznog pojasa u N-presjeku.

Dakle, ovo znači da se protok struje događa i obrnuto. U stanju pristranosti prema naprijed, N-regija ima pomak prema gore koji odgovara P-regiji. Sada je zauzeti opseg u N-presjeku za razliku od praznog opsega u P-presjeku. Dakle, elektroni započinju tuneliranjem od zauzetog pojasa u N-presjeku do praznog pojasa u P-presjeku.

U ovoj vrsti diode stvara se područje negativnog otpora i to se uglavnom koristi za rad diode.

Natrag dioda

BARITT dioda

Produljeni rok ove diode je dioda Barit Injection Transit Time koja je BARITT dioda. Primjenjiv je u primjenama u mikrovalnim pećnicama i omogućuje mnoge usporedbe sa široko korištenom IMPATT diodom. Ova poveznica pokazuje jasan opis što je BARRITT Dioda i njegov rad i implementacije.

Gunnova dioda

Gunnova dioda je PN spojna dioda, ova vrsta diode je poluvodički uređaj koji ima dva terminala. Općenito se koristi za proizvodnju mikrovalnih signala. Pogledajte donju vezu za Gunnova dioda radi , Karakteristike i njegove primjene.

Gunnove diode

Laserska dioda

Laserska dioda nema sličan postupak kao onaj kod obične LED diode (svjetlosne diode) jer proizvodi koherentnu svjetlost. Te se diode intenzivno koriste u razne svrhe poput DVD-a, CD pogona i laserskih pokazivača svjetlosti za PPT-ove. Iako su ove diode jeftinije od ostalih vrsta laserskih generatora, mnogo su skuplje od LED-a. Oni također imaju djelomičan život.

Laserska dioda

Dioda koja emitira svjetlo

Pojam LED označava diodu koja emitira svjetlost, jedna je od najstandardnijih vrsta dioda. Kad je dioda spojena u prednapon, struja teče kroz spoj i generira svjetlost. Postoje i mnogi novi LED razvoji koji se mijenjaju, to su LED i OLED. Jedan od glavnih koncepata kojih treba biti svjestan LED-a su njegove IV karakteristike. Detaljno ćemo proći kroz karakteristike LED-a.

Karakteristike dioda koje emitiraju svjetlost

Prije nego što LED emitira svjetlost, potreban joj je protok struje kroz diodu, jer je ovo dioda zasnovana na struji. Ovdje je količina intenziteta svjetlosti izravno proporcionalna onoj smjera struje koja teče preko diode.

Kada dioda provodi struju u prednjem prednaponu, tada mora postojati serijski otpornik koji ograničava struju da bi zaštitio diodu od dodatnog strujanja struje. Treba napomenuti da ne mora postojati izravna veza između napajanja LED diodom, što uzrokuje trenutnu štetu, jer ta veza omogućuje ekstremnu količinu struje i gori uređaj.

LED radi

Svaka vrsta LED uređaja zadržava vlastiti gubitak napona naprijed kroz PN spoj i ovo je ograničenje poznato po tipu poluvodiča koji se koristi. To određuje količinu pada napona za odgovarajuću količinu struje prosljeđivanja općenito za vrijednost struje od 20mA.

U većini scenarija, funkcija LED-a od minimalnih naponskih razina koje imaju otpornik u serijskom povezivanju, Rs koristi se za ograničavanje napona struje na zaštićenu razinu koja je općenito 5mA do 30mA kada postoji potreba za pojačanom svjetlinom .

Različite LED diode generiraju svjetlost u odgovarajućim regijama UV spektra pa generiraju različite razine intenziteta svjetlosti. Specifični odabir poluvodiča može se znati po cijeloj valnoj duljini emisije fotona i tako proizvedenog odgovarajućeg svjetla. Boje LED diode su sljedeće:

Dakle, točna boja LED-a poznata je po udaljenosti emitirane valne duljine. A valna duljina poznata je po specifičnom sastavu poluvodiča koji se koristi u PN spoju u vrijeme njegovog proizvodnog procesa. Dakle, bilo je jasno da boja emisije svjetlosti od LED-a nije zbog zatamnjene plastike koja se koristi. Ali također pojačavaju svjetlinu svjetlosti kad nije osvijetljena napajanjem struje. Kombinacijom različitih poluvodičkih, plinovitih i metalnih tvari mogu se generirati donje LED diode, a to su:

• Galijev arsenid (GaAs) koji je infracrveni
• Galijev arsenid fosfid (GaAsP) kreće se od crvene do infracrvene i narančaste
• Aluminijev galijev arsenid fosfid (AlGaAsP) koji je povećao svijetlocrvenu, narančastu vrstu crvene, narančaste i žute boje.
• Galij fosfid (GaP) postoji u crvenoj, žutoj i zelenoj boji
• Aluminijski galijev fosfid (AlGaP) - uglavnom u zelenoj boji
• Galij-nitrid (GaN) koji je dostupan u zelenoj i smaragdno zelenoj boji
• Galijev indij-nitrid (GaInN) blizu ultraljubičastog, miješana boja plave i zelene i plave
• Silicijev karbid (SiC) dostupan je u obliku plave boje kao podloga
• Cink selenid (ZnSe) postoji u plavoj boji
• Aluminijski galijev nitrid (AlGaN) koji je ultraljubičast

Fotodioda

Fotodioda se koristi za otkrivanje svjetlosti. Otkriveno je da kada svjetlost udari u PN-spoj može stvoriti elektrone i rupe. Tipično, fotodiode djeluju u uvjetima obrnutog prednapona, gdje se čak i mala količina struje koja proizlazi iz svjetlosti može jednostavno primijetiti. Te se diode također mogu koristiti za proizvodnju električne energije.

Foto dioda

PIN dioda

Ovu vrstu dioda karakterizira njegova konstrukcija. Ima standardna područja P-tipa i N-tipa, ali područje između dviju regija, naime unutarnji poluvodič, nema dopinga. Područje vlastitog poluvodiča utječe na povećanje površine područja osiromašenja što može biti korisno za prebacivanje aplikacija.

PIN dioda

Negativni i pozitivni nosači naboja iz područja N i P tipa odgovarajuće se kreću prema unutrašnjem području. Kad se ovo područje potpuno napuni elektronskim rupama, tada dioda pokreće provođenje. Dok je u obrnutom stanju pristranosti, široki unutarnji sloj diode može spriječiti i podnijeti visoki napon.

Na povećanim razinama frekvencije, PIN dioda će funkcionirati kao linearni otpor. Djeluje kao linearni otpor jer ova dioda ima neadekvatno vrijeme povratnog oporavka . To je uzrok što jako električno nabijeno područje 'I' neće imati dovoljno vremena za pražnjenje u vrijeme brzih ciklusa. I na minimalnim razinama frekvencije, dioda djeluje kao ispravljačka dioda gdje ima dovoljno vremena za pražnjenje i isključivanje.

PN spojna dioda

Standardni PN spoj može se smatrati normalnim ili standardnim tipom diode koja se danas koristi. Ovo je najistaknutija od različitih vrsta dioda koje su u električnoj domeni. Ali, ove se diode mogu primijeniti kao tipovi malih signala za upotrebu u RF (radio frekvenciji) ili druge slabe struje koje se mogu nazvati signalne diode. Ostale vrste mogu se planirati za visokonaponske i jake struje i obično se nazivaju ispravljačke diode. U diodi s PN-spojem mora se čuvati od pristranosti. Uglavnom postoje tri uvjeta pristranosti i to ovisi o primijenjenoj razini napona.

• Naprijed pristranost - Ovdje su pozitivni i negativni priključak povezani s P i N vrstama diode.
• Obrnuta pristranost - Ovdje su pozitivni i negativni priključak povezani s N i P vrstama diode.
• Nulta pristranost - To se naziva pristranost ‘0’ jer se na diodu ne primjenjuje vanjski napon.

Naprijed pristranost PN spojne diode

U prednjem stanju pristranosti, PN spoj se razvija kada su pozitivni i negativni rubovi baterije spojeni na tipove P i N. Kada dioda funkcionira u smjernici za prosljeđivanje, tada su unutarnja i primijenjena električna polja na spoju u suprotnim smjerovima. Kada se zbroje ta električna polja, tada je razina veličine posljedičnog izlaza manja od one primijenjenog električnog polja.

Prednja pristranost u vrstama dioda s PN spojem

Ova veza rezultira minimalnim otpornim putem i tanjim područjem iscrpljivanja. Otpor područja iscrpljivanja postaje zanemariviji kada je vrijednost primijenjenog napona veća. Na primjer, u silicijskom poluvodiču, kada je primijenjena vrijednost napona 0,6 V, tada vrijednost otpora sloja iscrpljenja postaje posve zanemariva i preko njega će se odvijati nesmetani protok struje.

Obrnuta pristranost PN spojne diode

Ovdje je veza u tome što su pozitivni i negativni rubovi baterije povezani s područjima N-tipa i P-tipa, što čini PN-spoj s obrnuto pristranim predusmjerom. U ovoj su situaciji primijenjena i unutarnja električna polja u sličnom smjeru. Kada se zbroje oba električna polja, rezultirajući put električnog polja sličan je putu unutarnjeg električnog polja. Ovo razvija deblje i pojačano područje otpornog iscrpljivanja. Područje osiromašenja doživljava veću osjetljivost i debljinu kad je primijenjena razina napona sve veća.

Obrnuta pristranost u PN diodnom tipu dioda

V-I karakteristike PN spojne diode

Uz to, još je presudnije biti svjestan V-I karakteristika PN spojne diode.

Kada dioda radi pod uvjetom pristranosti „0“, što znači da na diodu ne dolazi vanjski napon. To znači da potencijalna zapreka ograničava protok struje.

Dok će dioda raditi u uvjetima pristranosti prosljeđivanja, postojat će tanja potencijalna prepreka. U silikonskim diodama, kada je vrijednost napona 0,7 V, a u germanijevim vrstama dioda kada je napon 0,3 V, tada se širina potencijalne barijere smanjuje, što omogućuje protok struje kroz diodu.

VI Karakteristike u PN spojnoj diodi

U tome će doći do postupnog povećanja trenutne vrijednosti, a rezultirajuća krivulja je nelinearna, gdje jer primijenjena razina napona nadilazi potencijalnu barijeru. Kada dioda nadvlada ovu potencijalnu barijeru, dioda funkcionira u normalnom stanju, a oblik krivulje postupno postaje oštar (postaje linearni) s porastom vrijednosti napona.

Kada će dioda raditi u obrnutom položaju, postojat će povećana potencijalna prepreka. Budući da će u spoju biti prisutni manjinski nosači naboja, to omogućuje protok reverzne struje zasićenja. Kada postoji povećana razina primijenjenog napona, manjinski nosači naboja posjeduju povišenu kinetičku energiju koja pokazuje utjecaj na većinske nosače naboja. U ovoj fazi dolazi do raspada diode i to bi moglo dovesti do oštećenja diode.

Schottky dioda

Schottky-jeva dioda ima niži pad napona prema naprijed od običnih Si-PN-spojnih dioda. Pri niskim strujama pad napona može biti između 0,15 i 0,4 volta za razliku od 0,6 volta za a-Si diodu. Da bi se postigle ove performanse, oni su dizajnirani na drugačiji način u usporedbi s normalnim diodama koje imaju kontakt metala i poluvodiča. Te se diode intenzivno koriste u ispravljačima, steznim diodama, a također i u RF primjenama.

Schottky dioda

Dioda za oporavak koraka

Koračna dioda za oporavak je vrsta mikrovalne diode koja se koristi za generiranje impulsa na vrlo visokim frekvencijama. Te diode ovise o diodi koja ima vrlo brzo svojstvo isključivanja za njihov rad.

Diode za oporavak koraka

Tunel dioda

Tunelska dioda koristi se za primjene u mikrovalnim pećnicama gdje su njezine performanse nadmašile ostale današnje uređaje.

Tunel dioda

U električnoj domeni tuneliranje znači da je to izravno kretanje elektrona kroz minimalnu širinu područja osiromašenja od vodljivog pojasa do valentnog pojasa. U diodi PN spoja razvijeno je područje iscrpljivanja zbog elektrona i rupa. Zbog ovih pozitivnih i negativnih nosača naboja, unutarnje električno polje se razvija u području iscrpljivanja. To stvara silu na suprotnom putu vanjskog napona.

S efektom tuneliranja, kada postoji minimalna vrijednost napona prema naprijed, tada će vrijednost trenutne struje biti veća. Može se funkcionirati i u unaprijed i unatrag pristranim uvjetima. Zbog visoke razine doping , može funkcionirati i u obrnutom pristranosti. S smanjenjem potencijala barijere, napon proboja u obrnutom smjeru također se smanjuje i doseže gotovo do nule. S ovim minimalnim reverznim naponom, dioda može doći do stanja proboja. Zbog ovog negativnog otpora formira se područje.

Varactor dioda ili Varicap dioda

Varaktor dioda je jedna vrsta poluvodiča mikrotalasni solid-state uređaj i koristi se tamo gdje se bira promjenjivi kapacitet koji se može postići upravljanjem naponom. Te se diode nazivaju i varicealne diode. Iako o / p promjenjive kapacitivnosti mogu pokazati normalne diode PN-spoja. Ali, ova je dioda odabrana za davanje preferiranih promjena u kapacitivnosti jer se radi o različitim vrstama dioda. Te su diode precizno dizajnirane i poboljšane tako da omogućuju širok raspon promjena u kapacitivnosti.

Varactor dioda

Zener dioda

Zener dioda se koristi za osiguravanje stabilnog referentnog napona. Kao rezultat toga, koristi se u ogromnim količinama. Radi u uvjetima obrnute pristranosti i utvrdio je da se, kad se dostigne određeni napon, sruši. Ako je protok struje ograničen otpornikom, on aktivira stabilan napon koji treba generirati. Ova vrsta dioda se široko koristi za nuđenje referentnog napona u napajanjima.

Zener dioda

U paketu Zener diode postoje razne metode. Malo je onih koji su zaposleni za povećane razine rasipanja snage, dok se drugi koriste za dizajn rubova. Općenito vrsta Zener diode sastoji se od minimalne staklene obloge. Ova dioda na jednom rubu ima traku koja je označava kao katodu.

Zener dioda funkcionira na sličan način kao i dioda kada se radi u prednaponskom stanju. Dok će u obrnutom pristranosti postojati minimalna pojava struja propuštanja . Kada postoji porast obrnutog napona do napona proboja, tada se stvara protok struje preko diode. Trenutna vrijednost postići će se na maksimumu i to bilježi serijski otpornik.

Primjene Zener diode

Postoje opsežne primjene Zener diode, a neke od njih su:

• Koristi se kao ograničivač napona za regulaciju razine napona na minimalnoj vrijednosti opterećenja
• Zaposleni u aplikacijama kojima je potrebna zaštita od prenapona
• Korišteno u sklopni krugovi

Nekoliko drugih vrsta dioda presudno implementiranih u različite primjene su kako slijedi:

• Laserska dioda
• Dioda od lavine
• Dioda za suzbijanje prijelaznog napona
• Diod dopiran zlatom
• Tip diode s konstantnom strujom
• Peltierova dioda
• Ispravljač kontroliran silicijem dioda

Svaka dioda ima svoje prednosti i primjene. Malo ih se široko koristi u raznim aplikacijama na više domena, dok se malo njih koristi samo u nekoliko aplikacija. Dakle, ovdje se radi o različitim vrstama dioda i njihovoj uporabi. Nadamo se da ste bolje razumjeli ovaj koncept ili za provedbu električnih projekata, dajte svoje vrijedne prijedloge komentirajući u odjeljku za komentare u nastavku. Evo pitanja za vas, Što je funkcija diode ?