Biz ko'pincha u yoki bu qurilma diodlarda ishlayotganini eshitamiz. Diyot nima?

Diyot - bu oqimni bir yo'nalishda yaxshi o'tkazadigan, lekin u orqali oqimni teskari yo'nalishda o'tkazishga harakat qilganda kuchli qarshilik ko'rsatadigan elektron element.

Zamonaviy diodlar qanday ishlaydi

Hozirgi vaqtda germaniy yoki kremniydan tayyorlangan yarimo'tkazgichli turdagi diodlar qo'llaniladi. Bunday diod ikki qismga bo'lingan plastinka. Bir qismida elektronlarning etishmasligi sun'iy ravishda yaratilgan. Bu p-tipli o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan mintaqa (musbat so'zdan). Diyotning musbat terminali anod deb ataladi.

Boshqa qismida ortiqcha elektronlar mavjud. Bu n-tipli o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan mintaqa (salbiy so'zdan). Diyotning salbiy terminali katod deb ataladi.

Bu hududlar orasidagi chegara p-n birikmasi deyiladi.

Diyot qanday ishlaydi?

Agar quvvat manbaining musbat qutbini diodaning anodiga, manfiy qutbini katodga ulasangiz, u holda elektr toki bunday zanjirdan o‘tadi. Agar sxemada lampochka ham bo'lsa, u yonadi. Elektr ta'minotining ijobiy va salbiy terminallari teskari bo'lsa, diod nima qiladi? Bu oqimga kuchli qarshilik ko'rsatadi. Oqim shunchalik zaiflashadiki, lampochka yonmaydi.

Diyotlar nima uchun?

Diyotlarning asosiy qo'llanilishi o'zgaruvchan tokni to'g'ridan-to'g'ri oqimga aylantirishdir. Diyot barcha quvvat manbalarining, shu jumladan kompyuteringizda mavjud bo'lgan asosiy tarkibiy elementdir.

Diyotlar, shuningdek, oqimning kerakli yo'nalishda o'tishini ta'minlash kerak bo'lgan mantiqiy davrlarda ham keng qo'llaniladi. Bunday sxemalar analog tipdagi qurilmalarda qo'llaniladi.

Diyot (Diod - ingliz.) - elektron qurilma 2 elektrod, uning asosiy funksional xususiyati hisoblanadi past qarshilik ga tokni uzatganda bir tomoni Va yuqori uzatilganda teskari.

Ya'ni, oqimni o'tkazishda bir tomoni u o'tadi muammosiz, va uzatishda boshqasiga,qarshilik ko'p marotaba ortadi, oqimning jiddiy quvvat yo'qotishlarisiz o'tishiga yo'l qo'ymaslik. Bunday holda, diod juda mos keladi qiziydi.

Diyotlar mavjud elektrovakuum, gaz chiqarish va eng keng tarqalgan - yarimo'tkazgich. Diyotlarning xususiyatlari, ko'pincha bir-biri bilan birgalikda ishlatiladi AC konvertatsiyasi elektr tarmoqlari doimiy tok, yarimo'tkazgich va boshqa qurilmalar ehtiyojlari uchun.

Diyot dizayni.

Strukturaviy jihatdan, yarimo'tkazgich diod kichikdan iborat yozuvlar yarimo'tkazgich materiallar ( kremniy yoki Germaniya), bir tomoni (yozuvning bir qismi) qaysi p tipidagi elektr o'tkazuvchanligi, ya'ni elektronlarni qabul qilish (o'z ichiga olgan sun'iy ravishda yaratilgan elektron tanqisligi (« teshik"), ikkinchisida bor n tipidagi elektr o'tkazuvchanligi, ya'ni elektronlarni berish(o'z ichiga olgan ortiqcha elektronlar (« elektron»)).

Ularning orasidagi qatlam deyiladi p-n birikmasi. Mana harflar p Va n- birinchi lotincha so'zlarda salbiy - « salbiy", Va ijobiy - « ijobiy" Yon p-turi, yarimo'tkazgichli qurilma uchun anod (ijobiy elektrod) va maydon n-turi - katod (salbiy diodning elektrodi).

Elektrovakuum(chiroq) diodlardir chiroq ichida ikkita elektrod bilan, ulardan biri bor filament, Shunday qilib isinish o'zingiz va atrofingizda yaratish magnit maydon.

Da isinish, elektronlar ajratiladi bitta elektroddan ( katod) va boshlang boshqasiga harakat qilish elektrod ( anod), Rahmat elektr magnit maydon. Agar joriy yuborsangiz teskari tomon(polaritni o'zgartirish), keyin elektronlar deyarli qimirlamaydi Kimga katod sababli ipning etishmasligi cho'g'lanma V anod. Bunday diodlar eng tez-tez ishlatiladi V rektifikatorlar Va stabilizatorlar, bu erda yuqori voltli komponent mavjud.

Diodlarga asoslangan Germaniya, Ko'proq sezgir past oqimlarda ochish uchun, shuning uchun ular tez-tez ishlatiladi yuqori aniqlikdagi past kuchlanish silikondan ko'ra texnologiya.

Diyotlarning turlari :

• · Aralash diodi - uchun yaratilgan ko'paytirish ikkita yuqori chastotali signal.

• · pinli diod - o'z ichiga oladi doping orasidagi o'tkazuvchanlik hududi hududlar. ichida ishlatilgan quvvat elektronikasi yoki qanday qilib fotodetektor .

• · Ko'chki diodi - qo'llaniladi elektron himoyasi dan haddan tashqari kuchlanish . Asoslangan ko'chkining buzilishi joriy kuchlanish xarakteristikasining teskari qismi.

• · Ko'chki diodi - qo'llaniladi tebranishlarni hosil qilish V Mikroto'lqinli pech-texnologiya. Asoslangan ko'chkining ko'payishi zaryad tashuvchilar.

• · Magnetodod . Qarshilik xususiyatlariga ega diod induksiya qiymatiga bog'liq magnit maydon va uning vektorining joylashuvi pn birikmasining tekisligiga nisbatan .

• · Gunn diodlari . Ishlatiladi konvertatsiya qilish uchun Va chastota hosil qilish V Mikroto'lqinli pech diapazon.

• · Shottki diodi . Unda bor past kuchlanish pasayishi to'g'ridan-to'g'ri ulanganda.

• · Yarimo'tkazgichli lazerlar .

ichida ishlatilgan lazer muhandisligi, printsipial jihatdan diodlarga o'xshash, ammo kogerent diapazonda chiqaradi.

• · Fotodiodlar . Qulflangan fotodiod ochiladi yorug'lik nurlanishi ta'siri ostida . ichida ishlatilgan yorug'lik sensorlari , harakat va hokazo.

• · Quyosh batareyasi (variatsiya quyosh panellari ) . Yorug'likka duchor bo'lganda, u paydo bo'ladi elektron harakati katoddan anodgacha, qaysi elektr tokini hosil qiladi .

• · Zener diodlari - uchun teskari buzilish bilan diod xususiyatlarining teskari filialidan foydalaning kuchlanishni barqarorlashtirish .

• · Tunnel diodlari , foydalanish kvant mexanik ta'siri . sifatida ishlatiladi kuchaytirgichlar , konvertorlar , generatorlar va boshqalar.

• · (diodlar Genri Round, LED). Da o'tish elektronlar, bunday diodlar mavjud yorug'likning ko'rinadigan diapazonida radiatsiya .

Ushbu diodlar uchun yorug'likning tarqalishini ta'minlash uchun shaffof holatlar ishlatiladi. Ular, shuningdek, berishi mumkin diodlar ishlab chiqaradi ultrabinafsha nurlanish, infraqizil va boshqa talab qilinadigan diapazonlar (asosan va bo'sh joy shar).

• · Varikaplar (diod Jon Geumma) Rahmat yopiq pn birikmasi sezilarli quvvatga ega, quvvat qo'llanilishiga bog'liq teskari kuchlanish . Murojaat qiling kondensatorlar sifatida Bilan o'zgaruvchan sig'im .

Diyot- Bu turli o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan element. Bu xususiyat turli elektr va elektron sxemalarda qo'llaniladi. Uning asosida turli sohalarda qo'llaniladigan qurilmalar yaratiladi.

Diyotlarning turlari: vakuum va yarimo'tkazgich. Oxirgi tur hozirda aksariyat hollarda qo'llaniladi. Diyotning qanday ishlashini, u nima uchun kerakligini, diagrammada qanday ko'rsatilganligini, qanday turdagi diodlar mavjudligini, har xil turdagi diodlardan foydalanishni bilish hech qachon ortiqcha bo'lmaydi.

Elektrovakuum diodlari

Ushbu turdagi qurilmalar elektron naychalar shaklida ishlab chiqariladi. Chiroq ichiga ikkita elektrod qo'yilgan shisha idishga o'xshaydi. Ulardan biri anod, ikkinchisi katoddir. Ular vakuumda. Strukturaviy ravishda anod yupqa devorli silindr shaklida ishlab chiqariladi. Katod ichkarida joylashgan. Odatda silindrsimon shaklga ega. Katodning ichiga izolyatsiyalangan filament yotqizilgan. Barcha elementlarda chiroqning pinlariga (oyoqlariga) ulangan simlar mavjud. Chiroqning oyoqlari tashqariga chiqariladi.

Ish printsipi

Elektr toki spiraldan o'tganda, u ichida joylashgan katodni isitadi va isitadi. Isitilgan katod yuzasidan uni tark etgan elektronlar qo'shimcha tezlashtiruvchi maydonsiz uning yaqinida to'planadi. Keyin ularning ba'zilari katodga qaytariladi.

Anodga musbat kuchlanish berilganda, katod tomonidan chiqarilgan elektronlar unga qarab shoshilib, anod elektron oqimini hosil qiladi.

Katodda elektron chiqarish chegarasi mavjud. Ushbu chegaraga erishilganda, anod oqimi barqarorlashadi. Agar anodga katodga nisbatan kichik salbiy kuchlanish qo'llanilsa, elektronlar harakatini to'xtatadi.

U ishlab chiqarilgan katod materiali yuqori darajada emissiyaga ega.

Oqim kuchlanishining xarakteristikasi (CVC)

Ushbu turdagi diodlarning joriy kuchlanish xarakteristikasi anod oqimining katod va anod terminallariga qo'llaniladigan to'g'ridan-to'g'ri kuchlanishga bog'liqligini grafik tarzda ko'rsatadi. U uchta bo'limdan iborat:

• Oqimning sekin chiziqli bo'lmagan o'sishi;
• Xususiyatlarning ishchi qismi;
• Anod oqimining to'yinganlik hududi.

Chiziqli bo'lmagan qism anodik oqimni kesish hududidan keyin boshlanadi. Uning chiziqli bo'lmaganligi katodning kichik ijobiy potentsiali bilan bog'liq bo'lib, u filament tomonidan qizdirilganda elektronlar qoldiriladi.

Faol bo'lim deyarli vertikal chiziqni belgilaydi. Bu anod oqimining kuchlanish kuchayishiga bog'liqligini tavsiflaydi.

Doygunlik bo'limi - chiroq elektrodlari orasidagi kuchlanish ortib borayotgan doimiy anod oqimining chizig'i. Bu sohadagi elektron trubkani elektr tokini o'tkazgich bilan solishtirish mumkin. Katod emissiyasi eng yuqori qiymatga yetdi.

Yarimo'tkazgichli diodlar

Elektr tokini bir yo'nalishda o'tkazish uchun p-n o'tish xususiyati ushbu turdagi qurilmalarni yaratishda qo'llanilishini topdi. To'g'ridan-to'g'ri ulanish - bu o'tishning n-mintaqasiga salbiy potentsialni ta'minlash, p-mintaqaga nisbatan, uning salohiyati ijobiy. Shu tarzda yoqilganda, qurilma ochiq holatda bo'ladi. Amaldagi kuchlanishning polaritesi o'zgarganda, u qulflangan holatda bo'ladi va u orqali oqim o'tmaydi.

Diyotlar maqsadiga, ishlab chiqarish xususiyatlariga va uni ishlab chiqarishda ishlatiladigan material turiga qarab tasniflanishi mumkin.

Asosan, yarimo'tkazgichli qurilmalarni ishlab chiqarish uchun n-tipli elektr o'tkazuvchanligiga ega bo'lgan kremniy yoki germanium gofretlari ishlatiladi. Ularda ortiqcha manfiy zaryadlangan elektronlar mavjud.

Turli ishlab chiqarish texnologiyalaridan foydalangan holda, chiqishda nuqta yoki plastinka diodlarini olish mumkin.

Nuqtali qurilmalar yasashda n-tipli plastinkaga uchli o'tkazgich (igna) payvandlanadi. Uning yuzasiga ma'lum bir nopoklik qo'llaniladi. Germaniy gofretlari uchun igna silikon gofretlar uchun indiyni o'z ichiga oladi, igna alyuminiy bilan qoplangan. Ikkala holatda ham p-n o'tish hududi yaratiladi. Uning shakli yarim sharga (nuqta) o'xshaydi.

Planar qurilmalar uchun diffuziya yoki termoyadroviy usul qo'llaniladi. Ushbu usul bilan olingan o'tish maydoni juda katta farq qiladi. Mahsulotning keyingi maqsadi uning hajmiga bog'liq. P-n o'tish joylariga simlar lehimlanadi, ular turli xil elektr davrlarini o'rnatishda tayyor mahsulot tanasidan o'tkazgichlar shaklida qo'llaniladi.

Diagrammalarda yarimo'tkazgichli diodlar teng qirrali uchburchak shaklida belgilanadi, uning yuqori burchagiga uning asosiga parallel ravishda vertikal chiziq biriktiriladi. Chiziqning terminali katod deb ataladi va uchburchak asosining terminali anoddir.

To'g'ridan-to'g'ri ulanish - bu quvvat manbaining musbat qutbi anodga ulangan bunday aloqa. Qayta yoqilganda, manbaning "ortiqcha" qismi katodga ulanadi.

Volt-amper xarakteristikalari

Oqim kuchlanishining xarakteristikasi yarimo'tkazgich elementi orqali o'tadigan oqimning uning terminallariga qo'llaniladigan kuchlanishning kattaligi va polaritesiga bog'liqligini aniqlaydi.

To'g'ridan-to'g'ri kuchlanish mintaqasida uchta hudud ajralib turadi: kichik to'g'ridan-to'g'ri oqim va diod orqali to'g'ridan-to'g'ri ishlaydigan oqim. Bir mintaqadan ikkinchisiga o'tish to'g'ridan-to'g'ri kuchlanish o'tkazuvchanlik chegarasiga yetganda sodir bo'ladi. Bu qiymat germaniy diodlar uchun 0,3 volt va kremniyga asoslangan diodlar uchun 0,7 voltga teng.

Diyotning terminallariga teskari kuchlanish qo'llanilganda, u orqali o'tadigan oqim juda kichik bo'lib, teskari oqim yoki qochqin oqimi deb ataladi. Bu qaramlik teskari kuchlanishning ma'lum bir qiymatiga qadar kuzatiladi. U buzilish kuchlanishi deb ataladi. U oshib ketganda, teskari oqim ko'chki kabi kuchayadi.

Parametr chegaralari

Yarimo'tkazgichli diodlar uchun oshib bo'lmaydigan parametr qiymatlari mavjud. Bularga quyidagilar kiradi:

• Maksimal to'g'ridan-to'g'ri oqim;
• Maksimal teskari buzilish kuchlanishi;
• Maksimal quvvat sarfi.

Yarimo'tkazgich elementi u orqali to'g'ridan-to'g'ri oqimning cheklangan miqdoriga bardosh bera oladi. Agar u oshib ketgan bo'lsa, pn birikmasi qizib ketadi va ishlamay qoladi. Planar quvvat qurilmalari ushbu parametr uchun eng katta chegaraga ega. Ular orqali to'g'ridan-to'g'ri oqimning kattaligi o'nlab amperga yetishi mumkin.

Maksimal buzilish kuchlanishidan oshib ketish bir tomonlama xususiyatlarga ega bo'lgan diodani elektr tokining oddiy o'tkazgichiga aylantirishi mumkin. Buzilish qaytarib bo'lmaydigan bo'lishi mumkin va ishlatiladigan maxsus qurilmaga qarab keng farq qiladi.

Quvvat- bu to'g'ridan-to'g'ri diod terminallariga qo'llaniladigan oqim va kuchlanishga bog'liq bo'lgan miqdor. Maksimal to'g'ridan-to'g'ri oqimdan oshib ketish kabi, maksimal tarqalish quvvatidan oshib ketish qaytarib bo'lmaydigan oqibatlarga olib keladi. Diyot shunchaki yonib ketadi va o'z maqsadini bajarishni to'xtatadi. Bunday vaziyatni oldini olish uchun quvvat qurilmalari radiatorlarga qurilmalarni o'rnatadi, ular atrof-muhitga ortiqcha issiqlikni olib tashlaydi (tarqatadi).

Yarimo'tkazgichli diodlarning turlari

Diyotning oqimni oldinga yo'nalishda o'tkazish va uni teskari yo'nalishda o'tkazmaslik xususiyati elektrotexnika va radiotexnikada qo'llanilishini topdi. Tor doiradagi vazifalarni bajarish uchun maxsus turdagi diodlar ham ishlab chiqilgan.

Rektifikatorlar va ularning xossalari

Ulardan foydalanish ushbu qurilmalarning to'g'rilash xususiyatlariga asoslanadi. Ular kirish o'zgaruvchan signalini to'g'rilash orqali doimiy kuchlanishni olish uchun ishlatiladi.

Yagona rektifikator diodi uning chiqishida musbat polaritning pulsatsiyalanuvchi kuchlanishini olish imkonini beradi. Ularning kombinatsiyasidan foydalanib, to'lqinga o'xshash chiqish kuchlanish to'lqin shaklini olish mumkin. Rektifikator zanjirlarida yuqori quvvatli elektrolitik kondansatkichlar va elektromagnit yadroli induktorlar (choklar) kabi qo'shimcha elementlardan foydalanganda, qurilmaning chiqishida galvanik batareyaning kuchlanishini eslatuvchi doimiy kuchlanishni olish mumkin, bu juda zarur. ko'pgina iste'molchi uskunalarining ishlashi uchun.

Yarimo'tkazgichli Zener diodlari

Ushbu diodlar yuqori tiklik teskari filiali bilan I-V xarakteristikasiga ega. Ya'ni, polaritesi zener diyot terminallariga teskari bo'lgan kuchlanishni qo'llash orqali siz uni ko'chki bilan boshqariladigan buzilish rejimiga kiritish uchun cheklovchi rezistorlardan foydalanishingiz mumkin. Ko'chkining buzilishi nuqtasidagi kuchlanish zener diodi orqali oqimning sezilarli o'zgarishi bilan doimiy qiymatga ega bo'lib, uning qiymati kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qurilmaga qarab cheklangan. Bu kerakli darajada chiqish kuchlanishini barqarorlashtirish ta'siriga olib keladi.

Zener diodlarini ishlab chiqarishdagi texnologik operatsiyalar buzilish kuchlanishining turli qiymatlariga (stabilizatsiya kuchlanishi) erishadi. Bu kuchlanishlarning diapazoni (3−15) volt. Muayyan qiymat zener diyotlarining katta oilasidan tanlangan qurilmaga bog'liq.

Detektorlarning ishlash printsipi

Yuqori chastotali signallarni aniqlash uchun nuqta texnologiyasidan foydalangan holda tayyorlangan diodlar qo'llaniladi. Detektorning vazifasi modulyatsiyalangan signalning yarmini cheklashdir. Bu sizga qurilmaning chiqishida faqat modulyatsiya qiluvchi signalni qoldirish uchun yuqori o'tkazuvchan filtrdan foydalanish imkonini beradi. Unda past chastotali audio ma'lumotlar mavjud. Ushbu usul amplituda modulyatsiyalangan signalni qabul qiluvchi radio qabul qiluvchilarda qo'llaniladi.

LEDlarning xususiyatlari

Ushbu diodlar, ular orqali to'g'ridan-to'g'ri oqim o'tganda, kristall yorug'lik manbai bo'lgan fotonlar oqimini chiqarishi bilan tavsiflanadi. LEDda ishlatiladigan kristall turiga qarab, yorug'lik spektri inson ko'ziga ko'rinadigan diapazonda yoki ko'rinmas diapazonda bo'lishi mumkin. Ko'rinmas yorug'lik infraqizil yoki ultrabinafsha nurlanishdir.

Ushbu elementlarni tanlayotganda, erishish kerak bo'lgan maqsadni tasavvur qilish kerak. LEDlarning asosiy xususiyatlari quyidagilardan iborat:

• Quvvat iste'moli;
• Nominal kuchlanish;
• Iste'mol oqimi.

Keng qo'llaniladigan qurilmalarda ko'rsatkich uchun ishlatiladigan LEDning joriy iste'moli 20 mA dan oshmaydi. Ushbu oqimda LED yorug'ligi optimal hisoblanadi. Luminesansning boshlanishi 3 mA dan ortiq oqimda boshlanadi.

Nominal kuchlanish birlashmaning ichki qarshiligi bilan belgilanadi, bu doimiy qiymat emas. LED orqali oqim kuchayishi bilan qarshilik asta-sekin kamayadi. LEDni quvvatlantirish uchun ishlatiladigan quvvat manbai kuchlanishi uning pasportida ko'rsatilgan kuchlanishdan kam bo'lmasligi kerak.

Quvvat iste'moli joriy iste'molga va nominal kuchlanishga bog'liq bo'lgan qiymatdir. Uni belgilaydigan miqdorlarning ortishi bilan ortadi. Kuchli yorug'lik diodlari 2 yoki hatto 4 ta kristalni o'z ichiga olishi mumkinligini hisobga olish kerak.

LEDlar boshqa yoritish moslamalariga nisbatan inkor etilmaydigan afzalliklarga ega. Ular uzoq vaqt davomida ro'yxatga olinishi mumkin. Ulardan asosiylari:

• Yuqori samaradorlik;
• Katta chidamlilik;
• Past kuchlanish kuchlanishi tufayli yuqori darajadagi xavfsizlik.

Ularning ishlashining noqulayligi qo'shimcha barqarorlashtirilgan doimiy quvvat manbaiga bo'lgan ehtiyojdir va bu xarajatlarni oshiradi.

Biz hammamiz yarimo'tkazgichli diodning nima ekanligini juda yaxshi bilamiz, lekin bizdan bir nechtasi diodning ishlash printsipi haqida bilamiz, ayniqsa, yangi boshlanuvchilar uchun men uning ishlash tamoyilini tushuntiraman. Ma'lumki, diod bir tomondan oqimni yaxshi o'tkazadi, lekin teskari yo'nalishda juda yomon. Diyotda ikkita terminal mavjud - anod va katod. Hech bir elektron qurilma diodlardan foydalanmasdan qila olmaydi. Diyot o'zgaruvchan tokni to'g'rilash uchun ishlatiladi, to'rtta dioddan iborat diodli ko'prik yordamida siz o'zgaruvchan tokni to'g'ridan-to'g'ri oqimga aylantirishingiz mumkin yoki olti diod yordamida uch fazali kuchlanishni bir fazaga aylantirishingiz mumkin, diodlar ishlatiladi. turli quvvat manbalarida, audio-video qurilmalarda, deyarli hamma joyda. Bu erda siz ba'zi fotosuratlarni ko'rishingiz mumkin.

Diyotning chiqishida siz dastlabki kuchlanish darajasining 0,5-0,7 voltga tushishini sezishingiz mumkin. Past kuchlanishli elektr ta'minoti qurilmalari uchun bunday diodda eng kichik kuchlanish pasayishi kuzatiladi - taxminan 0,1V. Schottky diodlari asosan radio uzatuvchi va qabul qiluvchi qurilmalarda va asosan yuqori chastotalarda ishlaydigan boshqa qurilmalarda qo'llaniladi. Diyotning ishlash printsipi birinchi qarashda juda oddiy: diod elektr tokining bir tomonlama o'tkazuvchanligiga ega bo'lgan yarimo'tkazgichli qurilma.

Quvvat manbaining musbat qutbiga ulangan diod terminali anod, manfiy terminali esa katod deb ataladi. Diyot kristali asosan germaniy yoki kremniydan iborat bo'lib, uning bir mintaqasi n-tipli elektr o'tkazuvchanligiga ega, ya'ni sun'iy ravishda yaratilgan elektron etishmasligini o'z ichiga olgan teshik mintaqasi, ikkinchisi - n-tipli o'tkazuvchanlik, ya'ni o'z ichiga oladi. elektronlarning ortiqligi, ular orasidagi chegara deyiladi n-n birikmasi , n - lotincha musbat so'zining birinchi harfi, n - salbiy so'zning birinchi harfi. Agar diodaning anodiga musbat kuchlanish qo'llanilsa va katodga salbiy kuchlanish qo'llanilsa, u holda diod oqimdan o'tadi, bu to'g'ridan-to'g'ri ulanish deb ataladi, bu holatda diod ochiq, agar teskari bo'lsa, diod oqimdan o'tmaydi, bu holatda diod yopiq, bu deyiladi teskari ulanish .

Diyotning teskari qarshiligi juda yuqori va davrlarda u dielektrik (izolyator) hisoblanadi. Yarimo'tkazgichli diodaning ishlashini ko'rsatish uchun siz quvvat manbai, yuk (masalan, akkor chiroq yoki kam quvvatli elektr motor) va yarim o'tkazgich diodining o'zidan iborat oddiy sxemani yig'ishingiz mumkin. Biz sxemaning barcha komponentlarini ketma-ket ulaymiz, biz quvvat manbaidan diodning anodiga, diodga ketma-ket ravishda etkazib beramiz, ya'ni lampochkaning bir uchini diodning katodiga ulaymiz va bir xil chiroqning boshqa uchini quvvat manbaining minusiga ulang. Biz chiroqning porlashini kuzatamiz, endi biz diodani aylantiramiz, chiroq endi yonmaydi, chunki diod qayta ulangan, o'tish yopiq. Umid qilamanki, bu sizga kelajakda qandaydir tarzda yordam beradi, yangi boshlanuvchilar - A. Kasyan (AKA).

Radiotexnikaning eng boshida birinchi faol element vakuum trubkasi edi. Ammo o'tgan asrning yigirmanchi yillarida radio havaskorlari tomonidan takrorlash uchun mavjud bo'lgan birinchi qurilmalar paydo bo'ldi va juda mashhur bo'ldi. Bular detektor qabul qiluvchilar. Bundan tashqari, ular sanoat miqyosida ishlab chiqarilgan, arzon va o'rta va uzun to'lqin diapazonlarida ishlaydigan ikki yoki uchta mahalliy radiostansiyalarni qabul qilishni ta'minlagan.

Aynan detektor qabul qiluvchilarida birinchi bo'lib eng oddiy yarimo'tkazgich qurilmasi qo'llanilgan, dastlab detektor deb atalgan va keyinchalik uning zamonaviy nomi - diodni olgan.

Diyot yarimo'tkazgichning faqat ikki qatlamidan iborat qurilma. Bu "p" qatlami - musbat va "n" qatlami - salbiy. Ikki yarimo'tkazgichli qatlam chegarasida " p-n” o'tish. Anod "p" mintaqasi, katod esa "n" mintaqasi. Har qanday diod faqat anoddan katodgacha oqim o'tkazishga qodir. Sxematik diagrammalarda u quyidagicha belgilanadi.

Yarimo'tkazgichli diod qanday ishlaydi?

"n" tipidagi yarimo'tkazgichda erkin elektronlar, minus belgisi bo'lgan zarralar va "p" tipidagi yarim o'tkazgichda musbat zaryadli ionlar mavjud bo'lib, ular odatda "teshiklar" deb ataladi. Diyotni quvvat manbaiga teskari ulanishda ulaymiz, ya'ni anodga minus va katodga plyus qo'llaymiz. Turli qutbli zaryadlar o'rtasida tortishish sodir bo'ladi va musbat zaryadlangan ionlar minusga, manfiy elektronlar esa quvvat manbaining plyus tomoniga o'tadi. "P-n" birikmasida zaryad tashuvchilar yo'q va elektronlar harakati yo'q. Elektronlarning harakati yo'q - elektr toki yo'q. Diyot yopiq.

Diyot to'g'ridan-to'g'ri yoqilganda, teskari jarayon sodir bo'ladi. Bir qutbli zaryadlarning itarilishi natijasida barcha tashuvchilar ikkita yarim o'tkazgich strukturasi orasidagi o'tish zonasida guruhlangan. Zarrachalar o'rtasida elektr o'tish maydoni va elektronlar va teshiklarning rekombinatsiyasi paydo bo'ladi. Elektr toki p-n o'tish joyidan oqib chiqa boshlaydi. Jarayonning o'zi "elektron teshik o'tkazuvchanligi" deb ataladi. Bunday holda, diod ochiq.

Mutlaqo tabiiy savol tug'iladi: bir yarimo'tkazgich materialidan, ya'ni "n" tipidagi yarim o'tkazgichdan va "p" tipidagi yarimo'tkazgichdan turli xil xususiyatlarga ega tuzilmalarni qanday olish mumkin. Bunga doping deb ataladigan elektrokimyoviy jarayon, ya'ni yarimo'tkazgichga boshqa metallarning aralashmalarini kiritish orqali erishish mumkin, bu esa istalgan turdagi o'tkazuvchanlikni ta'minlaydi. Elektronikada asosan uchta yarimo'tkazgich ishlatiladi. Bu germaniy (Ge), kremniy (Si) Va galliy arsenid (GaAs). Albatta, kremniy eng keng tarqalgan, chunki uning er qobig'idagi zaxiralari juda katta, shuning uchun kremniyga asoslangan yarimo'tkazgichli qurilmalarning narxi juda past.

Kremniy eritmasiga arsenikni arzimas miqdorda qo'shganda ( Sifatida) biz yarimo'tkazgichni olamiz " n” tipidagi va kremniyni nodir yer elementi indiy bilan doping ( In), biz yarimo'tkazgichni olamiz " p” turi. Yarimo'tkazgich materiallarini doping qilish uchun juda ko'p qo'shimchalar mavjud. Misol uchun, yarimo'tkazgichning tuzilishiga oltin atomlarini kiritish diodlar, tranzistorlar va integral mikrosxemalarning ish faoliyatini oshiradi va gallium arsenid kristaliga oz miqdordagi turli xil aralashmalarning qo'shilishi LEDning rangini aniqlaydi.

Diyotlarning turlari va ularning qo'llanilishi.

Yarimo'tkazgichli diodlar oilasi juda katta. Tashqi tomondan, ular juda o'xshash, tizimli va bir qator parametrlarda farq qiluvchi ba'zi guruhlar bundan mustasno. Yarimo'tkazgichli diodlarning eng keng tarqalgan modifikatsiyalari:

Shuni ham ta'kidlash kerakki, har bir turdagi diodlar kichik guruhlarga ega. Masalan, rektifikatorlar orasida ultra tezkor diodlar ham mavjud. deb atash mumkin Ultra-tezkor rektifikator , HyperFast rektifikator va h.k. Misol - Ultrafast Low Dropout Diode STTH6003TV/CW(analog VS-60CPH03). Bu, masalan, invertor tipidagi payvandlash mashinalarida qo'llaniladigan yuqori darajada ixtisoslashgan diod. Schottky diodlari tez, lekin yuqori teskari kuchlanishlarga bardosh bera olmaydi, shuning uchun o'rniga yuqori teskari kuchlanish va ulkan to'g'ridan-to'g'ri oqimlarga bardosh bera oladigan o'ta tezkor rektifikator diodlar qo'llaniladi. Bundan tashqari, ularning ishlashi Schottky diodlari bilan taqqoslanadi.

Yarimo'tkazgichli diodlarning parametrlari.

Yarimo'tkazgichli diodlar juda ko'p parametrlarga ega va ular ma'lum bir qurilmada bajaradigan funktsiya bilan belgilanadi. Misol uchun, mikroto'lqinli tebranishlarni yaratadigan diodlarda juda muhim parametr ish chastotasi, shuningdek, ishlab chiqarish muvaffaqiyatsizlikka uchragan kesish chastotasi. Ammo rektifikator diodlari uchun bu parametr mutlaqo ahamiyatsiz.

Kommutatsiya va almashtirish diodlarida kommutatsiya tezligi va tiklanish vaqti, ya'ni to'liq ochilish va to'liq yopilish tezligi muhim ahamiyatga ega. Yuqori quvvatli diodlarda quvvatni yo'qotish muhim ahamiyatga ega. Buning uchun ular maxsus radiatorlarga o'rnatiladi. Ammo past oqim qurilmalarida ishlaydigan diodlar hech qanday radiatorga muhtoj emas.

Ammo barcha turdagi diodlar uchun muhim deb hisoblangan parametrlar mavjud, biz ularni sanab o'tamiz:

U ave. – oqim to‘g‘ridan-to‘g‘ri yo‘nalishda o‘tganda diyotdagi ruxsat etilgan kuchlanish. Siz bu kuchlanishdan oshmasligingiz kerak, chunki bu uning shikastlanishiga olib keladi.

U bor. – yopiq holatda diodda ruxsat etilgan kuchlanish. Bundan tashqari, buzilish kuchlanishi deyiladi. Yopiq holatda, p-n o'tish joyidan oqim o'tmasa, terminallarda teskari kuchlanish hosil bo'ladi. Agar u ruxsat etilgan qiymatdan oshsa, bu pn birikmasining jismoniy "buzilishi" ga olib keladi. Natijada, diod oddiy o'tkazgichga aylanadi (yonib ketadi).

Schottky diodlari ortiqcha teskari kuchlanishga juda sezgir bo'lib, ular ko'pincha shu sababli muvaffaqiyatsiz bo'ladi. An'anaviy diodlar, masalan, silikon rektifikatorlar, ortiqcha teskari kuchlanishga nisbatan ancha chidamli. Bir oz oshib ketganda, ular rejimga o'tadilar qaytariladigan buzilish. Agar diod kristalining haddan tashqari issiqlik hosil bo'lishi tufayli qizib ketish vaqti bo'lmasa, u holda mahsulot uzoq vaqt ishlashi mumkin.

men av. - diodaning to'g'ridan-to'g'ri oqimi. Bu diodlarni analoglar bilan almashtirishda yoki uy qurilishi qurilmalarini loyihalashda e'tiborga olinishi kerak bo'lgan juda muhim parametr. Turli xil modifikatsiyalar uchun oldingi oqimning kattaligi o'nlab va yuzlab amperlarga yetishi mumkin. Issiqlikni olib tashlash uchun radiatorga ayniqsa kuchli diodlar o'rnatiladi, bu oqimning termal ta'siri tufayli hosil bo'ladi. To'g'ridan-to'g'ri ulanishda P-N birikmasi ham past qarshilikka ega. Kichik ish oqimlarida uning ta'siri sezilmaydi, biroq bir necha o'nlab ampergacha bo'lgan oqimlarda diod kristali sezilarli darajada qiziydi. Misol uchun, inverterli payvandlash mashinasida rektifikator diodli ko'prik radiatorga o'rnatilishi kerak.

men boraman. - diodli teskari oqim. Teskari oqim ozchilik tashuvchisi deb ataladigan oqimdir. U diod yopilganda hosil bo'ladi. Teskari oqim miqdori juda kichik va aksariyat hollarda u hisobga olinmaydi.

Siz barqarorsiz – stabilizatsiya kuchlanishi (zener diodlari uchun). Ushbu parametr haqida ko'proq ma'lumotni zener diyoti haqidagi maqolada o'qing.

Bundan tashqari, shuni yodda tutish kerakki, ushbu parametrlarning barchasi texnik adabiyotlarda "" bilan chop etilgan. maks" Ushbu parametrning ruxsat etilgan maksimal qiymati bu erda ko'rsatilgan. Shuning uchun, dizayningiz uchun diod turini tanlashda siz ruxsat etilgan maksimal qiymatlarga ishonishingiz kerak.