The projekti temeljeni na mikrokontroleru ili drugi projekti elektronike i električne projektiraju se pomoću nekih osnovnih komponenata u električnoj i elektroničkoj industriji, koji su klasificirani kao elementi. Elementi koji pohranjuju ili rasipaju energiju nazivaju se pasivnim elementima, a elementi koji osiguravaju ili opskrbljuju protok energije, nazivaju se aktivnim elementima. Ti osnovni elementi uključuju električni otpornici , Induktori, različite vrste dioda uključujući kristalne diode, Gunnove, Peltierove, Zener diode, tunelske diode, varaktorske diode itd. Transformatori, kondenzatori, poluvodiči, tranzistori, tiristori, integrirani krugovi, Optoelektronski uređaji , Vakuumske cijevi, senzori, memristor, pretvarači, detektori, antene i tako dalje. U ovom ćemo članku razgovarati o najčešće korištenoj komponenti Kristalna dioda.
Kristalna dioda
Germanijska kristalna dioda
Poluvodička dioda ili dioda za spajanje P-N dvostruki je uređaj koji omogućuje protok struje samo u jednom smjeru i blokira protok struje u drugom smjeru. Ova dva terminala su anoda i katoda. Ako je anodni napon veći od napona katode, tada dioda započinje s provođenjem. Kristalna dioda se naziva i Cat's-visker dioda ili točka-kontaktna dioda ili kristali. Ove diode mikrovalno-poluvodički uređaji razvijeni su tijekom Drugog svjetskog rata kako bi se koristili u mikrovalni prijamnici i detektori .
Krug kristalne diode radi
Rad kristalne diode ovisi o tlaku kontakta između poluvodičkog kristala i točke. Sastoji se od dva dijela - malog pravokutnog kristala silicija N-tipa s jednim dijelom i fine žice od berilija-bakra, bronce-fosfora i volframa zvane Cat žica za brkove koja pritiska kristal kako bi stvorila drugi dio. Da bi se stvorilo područje tipa P oko kristala, velika struja se prenosi na silicijev kristal iz mačjeg brka tijekom proizvodnje kristalne diode ili točkaste diode. Stoga se formira PN-spoj i ponaša se slično normalnom PN-spoju.
Dioda s kontaktnim točkama
Ali, karakteristike kristalne diode razlikuju se od karakteristika PN-spojne diode. U prednjem stanju pristranosti, otpor točkaste kontaktne diode je velik u usporedbi s općenitom PN-spojnom diodom. U slučaju obrnutog pristranosti, u slučaju točkaste kontaktne diode, protok struje kroz diodu nije toliko neovisan o naponu koji se primjenjuje na kristal, kao u slučaju spojne diode. Kapacitet između mačjeg brka i kristala manji je u odnosu na kapacitivnost spojne diode između obje strane diode. Dakle, reaktancija zbog kapacitivnosti je velika i pri visokoj frekvenciji u krugu teče vrlo mala kapacitivna struja.
Shematski simbol kristalne diode
Općenito znamo da dioda spoja P-N ili poluvodička dioda provodi kada je anodni napon veći od napona katode. Krug se može realizirati na tri načina: približni model, pojednostavljeni model i idealan model. Kristalni diodni krug koji radi za svaki model prikazan je u nastavku. Ako primijenimo napon Vf prema naprijed, tada su karakteristike diode kao Vf vs If prikazane na slici.
Približni model
Približni model kruga kristalne diode sastoji se od serijski povezane idealne diode, otpora prema naprijed Rf i potencijalne barijere Vo. Stvarna dioda mora prevladati potencijalnu barijeru Vo i unutarnji pad VfRf. Pad napona pojavljuje se na diodi zbog struje Ako teče kroz unutarnji otpor Rf.
Približni model
Dioda započinje s provođenjem samo ako primijenjeni napon Vf premašuje potencijalni napon barijere Vo.
Pojednostavljeni model
U ovom se modelu ne uzima u obzir unutarnji otpor Rf. Stoga se ekvivalentni krug sastoji samo od potencijalne zapreke Vo. Za analizu diodnih krugova ovaj se model najčešće koristi.
Pojednostavljeni model
Idealni model
U ovom se modelu ne uzimaju u obzir unutarnji otpor Rf i potencijalna barijera Vo. Zapravo, praktički ne postoje idealne diode i pretpostavlja se da postoje idealne diode za neke analize kruga dioda.
Idealni model
Primjene kristalnih dioda
Te se diode koriste u mnogim aplikacijama poput kristalnog radio prijemnika. U ovom članku, najčešće korišteni kristal diodne primjene kao što su ispravljač kristalnih dioda i detektor kristalnih dioda spomenuti su u nastavku.
Ispravljač kristalnih dioda
Njemački fizičar Ferdinand Braun, proučavajući karakteristike kristala koji provode elektricitet i elektrolite 1874. godine, otkrio je efekt ispravljanja na dodirnoj točki metala i nekih kristalnih materijala. Kad materijali najviše čistoće nisu bili dostupni, izumljeni točkasti kontaktni ispravljač na bazi olovnog sulfida.
Ispravljač kristalnih dioda
Kristalna dioda se može koristiti kao ispravljač za pretvaranje izmjenične struje u istosmjernu. Budući da provodi samo u jednom smjeru i blokira strujanje u obrnutom smjeru, slično normalnoj diodi, može se koristiti za projektiranje poluvalova, punog vala i sklopovi ispravljača mosta .
Detektor kristalne diode
U 1900-ima prvenstveno se koristi u kristalnom radiju kao detektor signala. Kristalna površina dolazi u kontakt s finom metalnom sondom. Tako je točkasta kontaktna dioda dobila opisni naziv kao detektor mačjih brkova . Oni su zastarjeli i sastoje se od tanke, naoštrene metalne žice koja djeluje kao anoda i poluvodičkog kristala koji djeluje kao katoda. Ta anodna tanka metalna žica koja se naziva mačja žica mačjeg brka pritisnuta je na katodni kristal. Ovi detektori kristalnih dioda razvijeni su početkom 1900-ih i korišteni u pronalaženju žarišta na poluvodički materijal kristalna katoda koja se ručno podešava za najbolje otkrivanje radio valova.
Oni su prvenstveno razvijeni uporabom mineralnih kristala galenita ili komada ugljena 1906. godine, ali većina nedavnih dioda razvija se pomoću silicija, selena i germanija. Kako ova dioda dopušta strujanje samo u jednom smjeru, tako istosmjerni napon daje ispravljeni signal nosača za pogon slušalica. 1946. godine Sylvania je prvi put započela s upotrebom germanija u komercijalnoj kristalnoj diodi 1N34.
Ručno podešavanje kristalne diode
Prije svega, osjetljivo mjesto treba prepoznati pretragom cijele površine koja se uskoro može izgubiti zbog svojih vibracija. Dakle, kako bi cijela površina bila osjetljiva i kako bi se izbjeglo pretraživanje osjetljivog mjesta, ovaj je mineral zamijenjen poluvodičem dopiranim s N-om.
Znanstvenik G. W. Pickard 1906. usavršio je ovaj uređaj proizvodeći lokalizirano područje P-tipa unutar poluvodiča koristeći šiljasti metalni kontakt. Da bi bila električno i mehanički stabilna, cijela točkasta kontaktna dioda inkapsulirana je u cilindrično tijelo pričvršćivanjem metalne točke na mjestu. Iako postoji mnogo dioda poput spojnih dioda i modernih poluvodiča, ipak se ove kristalne diode koriste kao mikrovalni frekventni detektori zbog njihove male kapacitivnosti.
Nadamo se da ste nakon čitanja ovog članka možda dobili kratku ideju o kristalnoj diodi. Za bilo kakvu tehničku pomoć u vezi s ovom temom, kao i o električni i elektronički projekti , možete objaviti svoje ideje, komentare i prijedloge kako biste ohrabrili ostale čitatelje da poboljšaju svoje znanje.
Foto bodovi:
- Kristalna dioda od germanija sklop danas
- Detektor kristalne diode by povijest web stranica
