Dažnai girdime, kad tas ar kitas įrenginys veikia diodais. Kas yra diodas?

Diodas yra elektroninis elementas, kuris gerai praleidžia srovę viena kryptimi, tačiau turi didelį pasipriešinimą, kai bando praleisti srovę priešinga kryptimi.

Kaip veikia šiuolaikiniai diodai

Šiuo metu naudojami puslaidininkinio tipo diodai, pagaminti iš germanio arba silicio. Toks diodas yra plokštė, padalinta į dvi dalis. Vienoje dalyje dirbtinai sukuriamas elektronų trūkumas. Tai yra p tipo laidumo sritis (nuo žodžio teigiamas). Teigiamas diodo gnybtas vadinamas anodu.

Kitoje dalyje yra elektronų perteklius. Tai regionas su n tipo laidumu (nuo žodžio neigiamas). Neigiamas diodo gnybtas vadinamas katodu.

Riba tarp šių sričių vadinama p-n sandūra.

Kaip veikia diodas?

Jei prijungsite teigiamą maitinimo šaltinio polių prie diodo anodo, o neigiamą - prie katodo, tada tokia grandine tekės elektros srovė. Jei grandinėje taip pat yra lemputė, ji užsidegs. Ką veiks diodas, jei maitinimo šaltinio teigiami ir neigiami gnybtai bus pakeisti? Tai užtikrins stiprų atsparumą srovei. Srovė taps tokia silpna, kad lemputė neužsidega.

Kam skirti diodai?

Pagrindinis diodų pritaikymas yra kintamosios srovės pavertimas nuolatine srove. Diodas yra pagrindinis visų maitinimo šaltinių, įskaitant šiuo metu jūsų kompiuteryje esantį, konstrukcinis elementas.

Diodai taip pat plačiai naudojami loginėse grandinėse, kuriose būtina užtikrinti srovės praėjimą norima kryptimi. Tokios grandinės naudojamos analoginio tipo įrenginiuose.

Diodas (Diodas - eng.) – elektroninis įrenginys, turintis 2 elektrodai, kurios pagrindinė funkcinė savybė yra mažas atsparumas perduodant srovę į viena pusė Ir aukštas perdavus atbulai.

Tai yra, perduodant srovę į viena pusė jis praeina jokiu problemu, ir po perdavimo kitam,pasipriešinimas daug kartų dideja, neleidžianti srovei praeiti be didelių galios nuostolių. Šiuo atveju diodas yra gana įkaista.

Yra diodai elektrovakuumas, dujų išleidimas ir labiausiai paplitęs - puslaidininkis. Diodų savybės, dažniausiai derinamos tarpusavyje, yra naudojamos AC konvertavimas elektros tinklai nuolatinis srovė, puslaidininkinių ir kitų prietaisų reikmėms.

Diodų dizainas.

Struktūriškai, puslaidininkis diodas susideda iš mažo įrašų puslaidininkinės medžiagos ( silicio arba Vokietija), viena pusė (įrašo dalis), kuri turi p tipo elektros laidumas, tai yra, priima elektronus (kurių sudėtyje yra dirbtinai sukurtas elektronų trūkumas (« skylė“), kitas turi n tipo elektros laidumas, tai yra dovanojantys elektronus(kurių sudėtyje yra elektronų perteklius (« elektroninis»)).

Tarp jų esantis sluoksnis vadinamas p-n sandūra. Štai laiškai p Ir n- pirmiausia lotyniškais žodžiais neigiamas - « neigiamas“, Ir teigiamas - « teigiamas“ Šoninė p tipo, puslaidininkiniam įrenginiui yra anodas (teigiamas elektrodas) ir plotas n tipo - katodas (neigiamas diodo elektrodas).

Elektrovakuumas(lempos) diodai yra lempa su dviem elektrodais viduje, iš kurių vienas turi gija, Taigi apšilimas save ir kurti aplink save magnetinis laukas.

At apšilimas, elektronai yra atskirti iš vieno elektrodo ( katodas) ir pradėkite judėjimas į kitą elektrodas ( anodas), dėka elektrinis magnetinis laukas. Jei siųsite srovę į išvirkščia pusė(pakeisti poliškumą), tada elektronai yra beveik nepajudėsĮ katodas dėl siūlų trūkumas kaitrinės V anodas. Tokie diodai dažniausiai naudojamas V lygintuvai Ir stabilizatoriai, kur yra aukštos įtampos komponentas.

Diodų pagrindu Vokietija, daugiau jautrus atsidaryti esant mažoms srovėms, todėl jos dažniau naudojamos didelio tikslumo žemos įtampos technologija nei silicis.

Diodų tipai :

• · Maišymo diodas - sukurtas daugyba du aukšto dažnio signalai.

• · kaiščio diodas - yra laidumo sritis tarp legiruotų regionuose. Naudojamas galios elektronika arba kaip fotodetektoriumi .

• · Lavinos diodas – dėl jo kreipiamasi grandinės apsauga iš viršįtampis . Remiantis lavinos lūžis atvirkštinė srovės įtampos charakteristikos dalis.

• · Lavinos diodas – dėl jo kreipiamasi svyravimų generavimas V Mikrobangų krosnelė-technologija. Remiantis lavinos dauginimasis krūvininkų.

• · Magnetodiodas . Diodas, kurio varžos charakteristikos priklauso nuo indukcijos vertės magnetinis laukas ir jo vektoriaus vieta pn sandūros plokštumos atžvilgiu .

• · Gunn diodai . Yra naudojami konvertavimui Ir dažnio generavimas V Mikrobangų krosnelė diapazonas.

• · Schottky diodas . Tai turi žemos įtampos kritimas prijungus tiesiogiai.

• · Puslaidininkiniai lazeriai .

Naudojamas lazerių inžinerija, iš esmės yra panašūs į diodus, bet skleidžia koherentiniame diapazone.

• · Fotodiodai . Atsidaro užrakintas fotodiodas veikiant šviesos spinduliuotei . Naudojamas šviesos jutikliai , judėjimas ir tt

• · Saulės elementas (variacija saulės elementai ) . Kai nukenčia šviesa, tai atsitinka elektronų judėjimas nuo katodo iki anodo, kuris generuoja elektros srovę .

• · Zenerio diodai - naudokite atvirkštinę diodo charakteristikų šaką su grįžtamu suskirstymu įtampos stabilizavimas .

• · Tuneliniai diodai , naudojant kvantiniai mechaniniai efektai . Naudojami kaip stiprintuvai , keitikliai , generatoriai ir tt

• · (diodai Henry Round, LED). At perėjimas elektronų, tokie diodai turi spinduliuotė matomoje šviesos diapazone .

Šiems diodams naudojami skaidrūs dėklai, leidžiantys skleisti šviesą. Jie taip pat gamina diodus, kurie gali duoti Ultravioletinė radiacija, infraraudonųjų spindulių ir kiti reikalingi diapazonai (daugiausia ir erdvė sfera).

• · Varicaps (diodas Jonas Geumma) Ačiū uždara pn sankryža turi nemažą talpą, talpa priklauso nuo taikomo atvirkštinė įtampa . Taikyti kaip kondensatoriai Su kintamos talpos .

Diodas– Tai elementas, kurio laidumas skiriasi. Ši savybė naudojama įvairiose elektros ir elektroninėse grandinėse. Jos pagrindu kuriami įrenginiai, kurie naudojami įvairiose srityse.

Diodų tipai: vakuuminiai ir puslaidininkiniai. Pastarasis tipas šiuo metu naudojamas daugeliu atvejų. Niekada nebus nereikalinga žinoti, kaip veikia diodas, kam jis reikalingas, kaip jis nurodytas diagramoje, kokie diodų tipai egzistuoja, kaip naudojami įvairių tipų diodai.

Elektrovakuuminiai diodai

Šio tipo prietaisai gaminami elektroninių vamzdžių pavidalu. Lempa atrodo kaip stiklinis indas su dviem elektrodais. Vienas iš jų – anodas, kitas – katodas. Jie yra vakuume. Struktūriškai anodas pagamintas plonasienio cilindro pavidalu. Katodas yra viduje. Paprastai jis turi cilindro formą. Katodo viduje dedamas izoliuotas siūlas. Visi elementai turi laidus, kurie yra prijungti prie lempos kaiščių (kojelių). Iškeliamos lempos kojelės.

Veikimo principas

Kai elektros srovė praeina per spiralę, ji įkaista ir įkaitina katodą, kuriame ji yra. Nuo įkaitusio katodo paviršiaus iš jo išeinantys elektronai be papildomo greitinančio lauko kaupiasi greta jo. Kai kurie iš jų vėliau grąžinami į katodą.

Kai ant anodo įvedama teigiama įtampa, katodo skleidžiami elektronai veržiasi link jo, sukurdami anodo elektronų srovę.

Katodas turi elektronų emisijos ribą. Pasiekus šią ribą, anodo srovė stabilizuojasi. Jei ant anodo, palyginti su katodu, taikoma maža neigiama įtampa, elektronai nustos judėti.

Katodinė medžiaga, iš kurios jis pagamintas, turi aukštą emisijos laipsnį.

Srovės ir įtampos charakteristika (CVC)

Šio tipo diodų srovės-įtampos charakteristika grafiškai parodo anodo srovės priklausomybę nuo tiesioginės įtampos, veikiančios katodo ir anodo gnybtuose. Jį sudaro trys skyriai:

• Lėtas netiesinis srovės padidėjimas;
• Darbinė charakteristikų dalis;
• Anodo srovės prisotinimo sritis.

Netiesinė sekcija prasideda po anodinės srovės ribinės srities. Jo netiesiškumas yra susijęs su mažu teigiamu katodo potencialu, kurį elektronai paliko, kai jis buvo šildomas kaitinimo siūlu.

Aktyvi dalis apibrėžia beveik vertikalią liniją. Jis apibūdina anodo srovės priklausomybę nuo didėjančios įtampos.

Prisotinimo sekcija yra nuolatinės anodo srovės linija su didėjančia įtampa tarp lempos elektrodų. Elektronų vamzdis šioje srityje gali būti lyginamas su elektros srovės laidininku. Katodo emisija pasiekė aukščiausią vertę.

Puslaidininkiniai diodai

P-n sandūros savybė praleisti elektros srovę viena kryptimi buvo pritaikyta kuriant tokio tipo įrenginius. Tiesioginis ryšys – tai neigiamo potencialo tiekimas perėjimo n-sričiai, santykyje su p-sritimi, kurios potencialas yra teigiamas. Tokiu būdu įjungus, įrenginys yra atviros būsenos. Pasikeitus tiekiamos įtampos poliškumui, ji bus užblokuota, o srovė per ją nepraeis.

Diodai gali būti klasifikuojami pagal paskirtį, gamybos ypatybes ir gamyboje naudotos medžiagos tipą.

Iš esmės puslaidininkiniams įtaisams gaminti naudojamos silicio arba germanio plokštelės, turinčios n tipo elektrinį laidumą. Juose yra neigiamai įkrautų elektronų perteklius.

Naudojant skirtingas gamybos technologijas, išėjime galima gauti taškinius arba plokštelinius diodus.

Gaminant taškinius įtaisus, smailus laidininkas (adata) privirinamas prie n tipo plokštės. Ant jo paviršiaus užtepama tam tikra priemaiša. Germanio plokštelių adatoje yra indžio, o silicio plokštelių adata padengta aliuminiu. Abiem atvejais sukuriama p-n sandūros sritis. Jo forma primena puslankį (tašką).

Plokštuminiams įrenginiams naudojamas difuzijos arba suliejimo metodas. Šiuo metodu gautų perėjimų sritis labai skiriasi. Tolesnė gaminio paskirtis priklauso nuo jo dydžio. Prie p-n sandūros zonų yra lituojami laidai, kurie naudojami laidų pavidalu iš gatavo gaminio korpuso montuojant įvairias elektros grandines.

Diagramose puslaidininkiniai diodai pažymėti lygiakraščio trikampio pavidalu, prie kurio viršutinio kampo pritvirtinta vertikali linija, lygiagreti jo pagrindui. Linijos gnybtas vadinamas katodu, o trikampio pagrindo gnybtas yra anodas.

Tiesioginis sujungimas yra toks ryšys, kai teigiamas maitinimo šaltinio polius yra prijungtas prie anodo. Vėl įjungus šaltinio "pliusas" yra prijungtas prie katodo.

Voltų-amperų charakteristikos

Srovės-įtampos charakteristika lemia srovės, tekančios per puslaidininkinį elementą, priklausomybę nuo į jo gnybtus patenkančios įtampos dydžio ir poliškumo.

Tiesioginės įtampos srityje išskiriamos trys sritys: maža tiesioginė srovė ir nuolatinė darbo srovė per diodą. Perėjimas iš vienos srities į kitą įvyksta, kai tiesioginė įtampa pasiekia laidumo slenkstį. Ši vertė yra maždaug 0,3 volto germanio diodams ir 0,7 volto silicio diodams.

Kai į diodo gnybtus įvedama atvirkštinė įtampa, srovė per jį yra labai maža ir vadinama atvirkštine srove arba nuotėkio srove. Ši priklausomybė stebima iki tam tikros atvirkštinės įtampos vertės. Tai vadinama gedimo įtampa. Jį viršijus atvirkštinė srovė didėja kaip lavina.

Parametrų ribos

Puslaidininkiniams diodams yra parametrų verčių, kurių negalima viršyti. Jie apima:

• Didžiausia tiesioginė srovė;
• Maksimali atvirkštinio gedimo įtampa;
• Maksimalus galios išsklaidymas.

Puslaidininkinis elementas gali atlaikyti ribotą tiesioginės srovės kiekį per jį. Jei jis viršijamas, pn sandūra perkaista ir sugenda. Plokščiosios galios įrenginiai turi didžiausią šio parametro atsargą. Nuolatinės srovės dydis per juos gali siekti dešimtis amperų.

Viršijus maksimalią gedimo įtampą, vienakrypčių savybių turintis diodas gali virsti įprastu elektros srovės laidininku. Gedimas gali būti negrįžtamas ir labai įvairus, priklausomai nuo konkretaus naudojamo įrenginio.

Galia- tai dydis, kuris tiesiogiai priklauso nuo srovės ir įtampos, kuri tiekiama į diodų gnybtus. Kaip ir didžiausios tiesioginės srovės viršijimas, taip ir didžiausios sklaidos galios viršijimas sukelia negrįžtamų pasekmių. Diodas tiesiog perdega ir nustoja vykdyti savo paskirtį. Siekiant išvengti tokios situacijos, galios įrenginiai ant radiatorių montuoja įrenginius, kurie pašalina (išsklaido) šilumos perteklių į aplinką.

Puslaidininkinių diodų tipai

Diodo savybė praleisti srovę į priekį, o nepraleisti jos priešinga kryptimi, buvo pritaikyta elektrotechnikoje ir radijo inžinerijoje. Taip pat buvo sukurti specialūs diodų tipai, skirti atlikti siaurą užduočių spektrą.

Lygintuvai ir jų savybės

Jų naudojimas pagrįstas šių prietaisų ištaisymo savybėmis. Jie naudojami pastoviai įtampai gauti, ištaisant įvesties kintamąjį signalą.

Vieno lygintuvo diodas leidžia gauti teigiamo poliškumo pulsuojančią įtampą jo išvestyje. Naudojant šių derinį, galima gauti į bangą panašią išėjimo įtampos bangos formą. Naudojant papildomus elementus lygintuvo grandinėse, pvz., didelės talpos elektrolitinius kondensatorius ir induktorius su elektromagnetinėmis šerdimis (droseliais), įrenginio išėjime galima gauti pastovią įtampą, primenančią galvaninio akumuliatoriaus įtampą, kuri taip reikalinga. daugumos vartotojų įrangos veikimui.

Puslaidininkiniai Zenerio diodai

Šie diodai turi I-V charakteristiką su didelio statumo atvirkštine šaka. Tai reiškia, kad į zenerio diodo gnybtus įjungdami įtampą, kurios poliškumas yra atvirkštinis, galite naudoti ribojančius rezistorius, kad įvestumėte jį į lavinų valdomo gedimo režimą. Įtampa lavinos gedimo taške turi pastovią vertę, kai smarkiai pasikeičia srovė per zenerio diodą, kurios vertė yra ribojama priklausomai nuo grandinėje naudojamo įrenginio. Dėl to išėjimo įtampa stabilizuojama norimame lygyje.

Technologinės operacijos gaminant zenerio diodus pasiekia skirtingas gedimo įtampos vertes (stabilizavimo įtampa). Šių įtampų diapazonas yra (3–15) voltų. Konkreti vertė priklauso nuo pasirinkto įrenginio iš didelės zenerio diodų šeimos.

Detektorių veikimo principas

Aukšto dažnio signalams aptikti naudojami diodai, pagaminti naudojant taškinę technologiją. Detektoriaus užduotis yra apriboti pusę moduliuojamo signalo. Tai leidžia vėliau naudoti aukštųjų dažnių filtrą, kad įrenginio išvestyje paliktų tik moduliavimo signalą. Jame yra žemo dažnio garso informacija. Šis metodas naudojamas radijo imtuvuose, kurie priima amplitudės moduliuotą signalą.

Šviesos diodų savybės

Šie diodai pasižymi tuo, kad jais tekant į priekį srovei, kristalas skleidžia fotonų srautą, kuris yra šviesos šaltinis. Priklausomai nuo LED naudojamo kristalo tipo, šviesos spektras gali būti arba žmogaus akiai matomame, arba nematomame diapazone. Nematoma šviesa yra infraraudonoji arba ultravioletinė spinduliuotė.

Renkantis šiuos elementus, būtina įsivaizduoti tikslą, kurį reikia pasiekti. Pagrindinės šviesos diodų charakteristikos yra šios:

• Energijos sąnaudos;
• Nominali įtampa;
• Vartojimo srovė.

Šviesos diodo, naudojamo indikacijai plačiai naudojamuose įrenginiuose, srovės suvartojimas yra ne didesnis kaip 20 mA. Esant šiai srovei, LED švytėjimas yra optimalus. Liuminescencija prasideda, kai srovė viršija 3 mA.

Vardinę įtampą lemia vidinė sankryžos varža, kuri nėra pastovi vertė. Didėjant srovei per šviesos diodą, atsparumas palaipsniui mažėja. Šviesos diodui maitinti naudojamo maitinimo šaltinio įtampa turi būti ne mažesnė nei nurodyta jo duomenų lape.

Energijos suvartojimas yra vertė, kuri priklauso nuo srovės suvartojimo ir vardinės įtampos. Jis didėja didėjant dydžiams, kurie jį lemia. Reikėtų atsižvelgti į tai, kad galinguose šviesos dioduose gali būti 2 ar net 4 kristalai.

Šviesos diodai turi neabejotinų pranašumų prieš kitus apšvietimo įrenginius. Jie gali būti išvardyti ilgą laiką. Pagrindiniai iš jų yra:

• Didelis efektyvumas;
• Didelis patvarumas;
• Aukštas saugos lygis dėl žemos maitinimo įtampos.

Jų veikimo trūkumas yra papildomo stabilizuoto nuolatinės srovės šaltinio poreikis, o tai padidina išlaidas.

Visi puikiai žinome, kas yra puslaidininkinis diodas, tačiau retas iš mūsų žinome apie diodo veikimo principą.Šiandien, ypač pradedantiesiems, paaiškinsiu jo veikimo principą. Kaip žinoma, diodas gerai praleidžia srovę vienoje pusėje, bet labai prastai priešinga kryptimi. Diodas turi du gnybtus - anodo ir katodo. Nė vienas elektroninis įrenginys neapsieina be diodų. Diodas naudojamas kintamajai srovei ištaisyti, diodinio tiltelio pagalba kuris susideda iš keturių diodų kintamąją srovę galima paversti nuolatine srove arba naudojant šešis diodus trifazę įtampą paversti vienfaze, naudojami diodai įvairiuose maitinimo šaltiniuose, garso ir vaizdo įrenginiuose, beveik visur . Čia galite pamatyti kai kurių nuotraukų.

Diodo išvestyje galite pastebėti pradinio įtampos lygio sumažėjimą 0,5–0,7 volto. Žemesnės įtampos maitinimo įrenginiams naudojamas Schottky diodas, ant tokio diodo pastebimas mažiausias įtampos kritimas - apie 0,1 V. Schottky diodai daugiausia naudojami radijo perdavimo ir priėmimo įrenginiuose bei kituose įrenginiuose, daugiausia veikiančiuose aukštais dažniais. Diodo veikimo principas iš pirmo žvilgsnio gana paprastas: diodas yra puslaidininkinis įtaisas, turintis vienpusį elektros srovės laidumą.

Diodo gnybtas, prijungtas prie teigiamo maitinimo šaltinio poliaus, vadinamas anodu, o neigiamas - katodu. Diodo kristalas daugiausia pagamintas iš germanio arba silicio, kurio viena sritis turi n tipo elektrinį laidumą, tai yra skylės sritis, kurioje yra dirbtinai sukurtas elektronų trūkumas, kitas - n tipo laidumas, tai yra elektronų perteklius, riba tarp jų vadinama n-n sandūra , n – pirmoji žodžio teigiama raidė lotynų kalba, n – pirmoji žodžio neigiama raidė. Jei diodo anodui taikoma teigiama įtampa, o katodui - neigiama įtampa, tada diodas praeis srovę, tai vadinama tiesioginiu ryšiu, šioje padėtyje diodas yra atidarytas, jei veikia atvirkštinė, diodas nepraleis srovės, šioje padėtyje diodas yra uždarytas, tai vadinama atvirkštine jungtimi.

Diodo atvirkštinė varža yra labai didelė ir grandinėse jis laikomas dielektriku (izoliatoriumi). Norėdami parodyti puslaidininkinio diodo veikimą, galite surinkti paprastą grandinę, kurią sudaro maitinimo šaltinis, apkrova (pavyzdžiui, kaitrinė lempa arba mažos galios elektros variklis) ir pats puslaidininkinis diodas. Visus grandinės komponentus jungiame nuosekliai, pliusą tiekiame iš maitinimo šaltinio į diodo anodą, nuosekliai į diodą, tai yra, vieną lemputės galą prijungiame prie diodo katodo ir prijunkite kitą tos pačios lempos galą prie maitinimo šaltinio minuso. Stebime lempos švytėjimą, dabar apverčiame diodą, lempa nebešvies, nes diodas prijungtas atgal, perėjimas uždarytas. Tikiuosi, kad tai jums kažkaip padės ateityje, naujokai – A. Kasyan (AKA).

Pačioje radijo inžinerijos pradžioje pirmasis aktyvus elementas buvo vakuuminis vamzdis. Tačiau jau praėjusio amžiaus dvidešimtajame dešimtmetyje pasirodė ir labai išpopuliarėjo pirmieji radijo mėgėjų kartojimui skirti įrenginiai. Tai detektoriniai imtuvai. Be to, jie buvo gaminami pramoniniu mastu, buvo nebrangūs ir teikė dviejų ar trijų vietinių radijo stočių, veikiančių vidutinių ir ilgųjų bangų juostose, priėmimą.

Būtent detektoriuose imtuvuose pirmą kartą buvo panaudotas paprasčiausias puslaidininkinis įtaisas, iš pradžių vadinamas detektoriumi, o tik vėliau gavęs šiuolaikinį pavadinimą – diodas.

Diodas yra įtaisas, susidedantis tik iš dviejų puslaidininkių sluoksnių. Tai sluoksnis "p" - teigiamas ir sluoksnis "n" - neigiamas. Ties dviejų puslaidininkių sluoksnių riba " p-n“ perėjimas. Anodas yra "p" sritis, o katodas yra "n" sritis. Bet kuris diodas gali vesti srovę tik iš anodo į katodą. Scheminėse diagramose jis žymimas taip.

Kaip veikia puslaidininkinis diodas?

„n“ tipo puslaidininkyje yra laisvųjų elektronų, dalelių su minuso ženklu, o „p“ tipo puslaidininkyje – teigiamo krūvio jonai, jie dažniausiai vadinami „skylėmis“. Prijunkite diodą prie maitinimo šaltinio atvirkštine jungtimi, tai yra, anodui pritaikysime minusą, o katodui - pliusą. Tarp skirtingo poliškumo krūvių atsiranda trauka ir teigiamai įkrauti jonai traukiami į minusą, o neigiami elektronai nukrypsta į maitinimo šaltinio pliusą. „P-n“ sandūroje nėra krūvininkų ir elektronų judėjimo. Nėra elektronų judėjimo – nėra elektros srovės. Diodas uždarytas.

Kai diodas įjungiamas tiesiogiai, vyksta atvirkštinis procesas. Dėl vienpolių krūvių atstūmimo visi nešikliai yra sugrupuoti pereinamojoje zonoje tarp dviejų puslaidininkinių struktūrų. Tarp dalelių atsiranda elektrinis pereinamasis laukas ir elektronų bei skylių rekombinacija. Per p-n sandūrą pradeda tekėti elektros srovė. Pats procesas vadinamas „elektronų skylių laidumu“. Šiuo atveju diodas yra atidarytas.

Kyla visiškai natūralus klausimas: kaip iš vienos puslaidininkinės medžiagos, tai yra „n“ tipo puslaidininkio ir „p“ tipo puslaidininkio, galima gauti skirtingų savybių struktūras. Tai galima pasiekti naudojant elektrocheminį procesą, vadinamą dopingu, ty į puslaidininkį įvedant kitų metalų priemaišas, kurios užtikrina norimą laidumo tipą. Elektronikoje daugiausia naudojami trys puslaidininkiai. Tai germanis (Ge), silicis (Si) Ir galio arsenidas (GaAs). Žinoma, silicis yra labiausiai paplitęs, nes jo atsargos žemės plutoje yra tikrai didžiulės, todėl silicio pagrindu pagamintų puslaidininkinių prietaisų kaina yra labai maža.

Įpilant nedidelį arseno kiekį į silicio lydalą ( Kaip) gauname puslaidininkį n“ tipo, o silicio legiravimas su retųjų žemių elementu indžiu ( Į), gauname puslaidininkį “ p“ tipo. Yra daug priedų, skirtų puslaidininkinių medžiagų legiravimui. Pavyzdžiui, aukso atomų įvedimas į puslaidininkio struktūrą padidina diodų, tranzistorių ir integrinių grandynų našumą, o į galio arsenido kristalą įpylus nedidelį skaičių įvairių priemaišų, nustatoma šviesos diodo spalva.

Diodų tipai ir jų taikymo sritis.

Puslaidininkinių diodų šeima yra labai didelė. Išoriškai jie yra labai panašūs, išskyrus kai kurias grupes, kurios skiriasi struktūriškai ir daugeliu parametrų. Dažniausios puslaidininkinių diodų modifikacijos yra:

Taip pat verta paminėti, kad kiekvienas diodų tipas turi pogrupius. Pavyzdžiui, tarp lygintuvų yra ir itin greitų diodų. Galima vadinti kaip Itin greitas lygintuvas , „HyperFast“ lygintuvas ir taip toliau. Pavyzdys – itin greitas žemo išjungimo diodas STTH6003TV/CW(analogas VS-60CPH03). Tai labai specializuotas diodas, naudojamas, pavyzdžiui, inverterio tipo suvirinimo aparatuose. Schottky diodai yra greiti, tačiau negali atlaikyti didelės atvirkštinės įtampos, todėl vietoje jų naudojami itin greiti lygintuvai diodai, galintys atlaikyti aukštą atbulinę įtampą ir didžiules tiesiogines sroves. Be to, jų veikimas yra panašus į Schottky diodų veikimą.

Puslaidininkinių diodų parametrai.

Puslaidininkiniai diodai turi daugybę parametrų ir juos lemia funkcija, kurią jie atlieka konkrečiame įrenginyje. Pavyzdžiui, dioduose, kurie generuoja mikrobangų virpesius, labai svarbus parametras yra veikimo dažnis, taip pat ribinis dažnis, kuriam esant generavimas sugenda. Tačiau lygintuvų diodams šis parametras yra visiškai nesvarbus.

Perjungimo ir perjungimo dioduose svarbus perjungimo greitis ir atkūrimo laikas, tai yra visiško atidarymo ir visiško uždarymo greitis. Didelės galios galios dioduose energijos išsklaidymas yra svarbus. Norėdami tai padaryti, jie montuojami ant specialių radiatorių. Bet diodams, veikiantiems silpnos srovės įrenginiuose, nereikia jokių radiatorių.

Tačiau yra parametrų, kurie laikomi svarbiais visų tipų diodams, juos išvardijame:

U pr. – leistina diodo įtampa, kai srovė teka juo į priekį. Neturėtumėte viršyti šios įtampos, nes tai sugadins.

U arr. – leistina diodo įtampa uždarytoje būsenoje. Ji taip pat vadinama gedimo įtampa. Uždaroje būsenoje, kai per p-n sandūrą neteka srovė, gnybtuose susidaro atvirkštinė įtampa. Jei jis viršija leistiną vertę, tai sukels fizinį pn sandūros „sugedimą“. Dėl to diodas pavirs įprastu laidininku (perdegs).

Schottky diodai yra labai jautrūs perteklinei atvirkštinei įtampai, kuri labai dažnai dėl šios priežasties sugenda. Įprasti diodai, pavyzdžiui, silicio lygintuvai, yra labiau atsparūs perteklinei atvirkštinei įtampai. Kai jis šiek tiek viršijamas, jie persijungia į režimą grįžtamasis gedimas. Jei diodo kristalas neturi laiko perkaisti dėl per didelio karščio susidarymo, produktas gali veikti ilgą laiką.

Aš pr. – į priekį nukreipta diodo srovė. Tai labai svarbus parametras, į kurį reikėtų atsižvelgti keičiant diodus analogais arba kuriant naminius prietaisus. Įvairių modifikacijų tiesioginės srovės dydis gali siekti dešimtis ir šimtus amperų. Ant radiatoriaus sumontuoti ypač galingi diodai, skirti pašalinti šilumą, kuri susidaro dėl srovės šiluminio poveikio. P-N jungtis tiesioginėje jungtyje taip pat turi mažą varžą. Esant mažoms darbinėms srovėms jo poveikis nepastebimas, tačiau esant srovėms nuo kelių iki dešimčių amperų, ​​diodo kristalas pastebimai įkaista. Pavyzdžiui, lygintuvo diodinis tiltelis inverterio suvirinimo aparate turi būti sumontuotas ant radiatoriaus.

aš arr. – diodų atvirkštinė srovė. Atvirkštinė srovė yra vadinamoji mažumos nešiklio srovė. Jis susidaro uždarius diodą. Atbulinės eigos srovės dydis yra labai mažas ir daugeliu atvejų į jį neatsižvelgiama.

Tu stabilus – stabilizavimo įtampa (zener diodams). Skaitykite daugiau apie šį parametrą straipsnyje apie zenerio diodą.

Be to, reikia turėti omenyje, kad visi šie parametrai techninėje literatūroje yra atspausdinti su " maks“ Čia nurodyta didžiausia leistina šio parametro vertė. Todėl, renkantis savo dizaino diodo tipą, turite atsižvelgti į maksimalias leistinas vertes.