Helt fra den elektroniske designen til produksjon og reparasjon, brukes dioder mye for flere applikasjoner. Disse er av forskjellige typer og overfører den elektriske strømmen basert på egenskapene og spesifikasjonene til den aktuelle dioden. Disse er hovedsakelig PN-kryssdioder, lysfølsomme dioder, Zener-dioder, Schottky-dioder, Varactor-dioder. Lysfølsomme dioder inkluderer LED-er, fotodioder og solceller. Noen av disse blir forklart kort i denne artikkelen.

1. P-N Junction Diode

Et P-kryss er en halvlederanordning, som er dannet av halvledermateriale av P-type og N-type. P-typen har en høy konsentrasjon av hull og N-typen har en høy konsentrasjon av elektroner. Hulldiffusjon er fra p-type til n-type og elektrondiffusjon er fra n-type til p-type.

Donorionene i n-typen regionen blir positivt ladet når de frie elektronene beveger seg fra n-typen til p-typen. Derfor er en positiv ladning bygget på N-siden av krysset. De frie elektronene over krysset er de negative akseptorionene ved å fylle ut hullene, og den negative ladningen som er etablert på p-siden av krysset, er vist i figuren.

Et elektrisk felt dannet av de positive ionene i n-type regionen og negative ioner i p-typen regioner. Denne regionen kalles diffusjonsregionen. Siden det elektriske feltet raskt feier gratis transportører ut, blir regionen utarmet av gratis bærere. Et innebygd potensial V_{med en}på grunn av Ê dannes ved krysset er vist i figuren.

Funksjonelt diagram over P-N-kryssdiode:

Funksjonelt diagram over P-N-kryssdiode

Fremoveregenskaper ved P-N Junction:

Når den positive terminalen på batteriet er koblet til P-type og den negative terminalen er koblet til N-typen kalles forspenning av P-N-krysset, er vist figur nedenfor.

Fremoveregenskaper ved P-N Junction

Hvis denne eksterne spenningen blir større enn verdien av den potensielle barrieren, omtrent 0,7 volt for silisium og 0,3V for Ge, krysses den potensielle barrieren og strømmen begynner å strømme på grunn av bevegelse av elektroner over krysset og det samme for hullene.

P-N Junction Forward Bias-egenskaper

Omvendte egenskaper ved P-N-krysset:

Når en positiv spenning blir gitt til n-delen og negativ spenning til p-delen av dioden, sies den å være i omvendt forspenningstilstand.

P-N-kryss omvendt kjennetegn

Når en positiv spenning blir gitt til N-delen av dioden, beveger elektronene seg mot den positive elektroden, og påføringen av negativ spenning til p-delen gjør at hullene beveger seg mot den negative elektroden. Som et resultat krysser elektronene krysset for å kombinere med hullene på motsatt side av krysset og omvendt. Som et resultat dannes et utarmingslag med en høy impedansbane med en høy potensiell barriere.

P-N-kryss omvendt skjevhetskarakteristikker

“kretskortkomponenter og hva de gjør ”

Anvendelser av P-N Junction Diode:

P-N-kryssdiode er en to-terminal polaritetsfølsom enhet, dioden ledes når den videresendes, og dioden ledes ikke når den er omvendt. På grunn av disse egenskapene brukes P-N-kryssdiode i mange applikasjoner som

Likriktere i DC strømforsyning
Demodulasjonskretser
Klipp og klemnettverk

2. Fotodiode

Fotodioden er en slags diode som genererer strøm proporsjonal med den innfallende lysenergien. Det er en lys-til-spennings / strøm-omformer som finner applikasjoner i sikkerhetssystemer, transportører, automatiske koblingssystemer osv. Fotodioden ligner en LED i konstruksjon, men dens p-n-kryss er svært følsom for lys. P-n-krysset kan eksponeres eller pakkes med et vindu for å komme lys inn i P-N-krysset. Under den forspente tilstanden går strømmen fra anoden til katoden, mens i omvendt forspent tilstand strømmer fotostrømmen i motsatt retning. I de fleste tilfeller er emballasjen til fotodiode lik LED med anode og katodeledninger som stikker ut fra saken.

“rørledningsbehandling i datamaskinarkitektur ”

Fotodiode

Det er to typer fotodioder - PN- og PIN-fotodioder. Forskjellen er i ytelsen deres. PIN-fotodioden har et indre lag, så den må være omvendt forspent. Som et resultat av omvendt forspenning øker uttømmingsregionens bredde, og kapasitansen til p-n-krysset avtar. Dette tillater generering av flere elektroner og hull i utarmningsområdet. Men en ulempe med omvendt forspenning er at den genererer støystrøm som kan redusere S / N-forholdet. Så omvendt forspenning er bare egnet i applikasjoner som krever høyere båndbredde . PN-fotodioden er ideell for applikasjoner med svakt lys fordi operasjonen er upartisk.

Fotodioden fungerer i to moduser, nemlig solcellemodus og fotokonduktiv modus. I solcellemodus (også kalt Zero bias-modus) er fotostrømmen fra enheten begrenset og en spenning bygger seg opp. Fotodioden er nå i Forward partisk tilstand, og en 'Mørk strøm' begynner å strømme over p-n-krysset. Denne strømmen av mørk strøm skjer motsatt retningen til lysstrømmen. Den mørke strømmen genererer i fravær av lys. Den mørke strømmen er lysstrømmen som er forårsaket av bakgrunnsstrålingen pluss metningsstrømmen i enheten.

Den fotoledende modusen oppstår når fotodioden er forspent. Som et resultat av dette øker bredden på utarmingslaget og fører til en reduksjon i kapasitansen til p-n-krysset. Dette øker diodens responstid. Respons er forholdet mellom fotostrømmen og den innfallende lysenergien. I fotoledningsmodus genererer dioden bare en liten strøm som kalles metningsstrøm eller motstrøm i retning. Fotostrømmen forblir den samme i denne tilstanden. Fotostrømmen er alltid proporsjonal med luminescensen. Selv om den fotoledende modusen er raskere enn den fotovoltaiske modusen, er den elektroniske støyen høyere i fotoledende modus. Silisiumbaserte fotodioder genererer mindre støy enn germaniumbaserte fotodioder siden silisiumfotodioder har større båndgap.

3. Zener-diode

zener Zener-diode er en type diode som tillater strømmen i fremoverretningen som en likeretterdiode, men samtidig kan den tillate omvendt strøm av strøm også når spenningen er over nedbrytningsverdien til Zener. Dette er vanligvis en til to volt høyere enn nominell spenning til Zener og er kjent som Zener-spenningen eller lavinepunktet. Zener ble oppkalt etter Clarence Zener som oppdaget diodens elektriske egenskaper. Zener-dioder finner applikasjoner i spenningsregulering og for å beskytte halvlederutstyr mot spenningssvingninger. Zener-dioder brukes mye som spenningsreferanser og som shuntregulatorer for å regulere spenningen over kretsene.

Zener-dioden bruker p-n-krysset i omvendt forspenningsmodus for å gi Zener-effekten. Under Zener-effekten eller Zener-sammenbruddet holder Zener spenningen nær en konstant verdi kjent som Zener-spenningen. Den konvensjonelle dioden har også egenskapen til omvendt forspenning, men hvis omvendt forspenning overskrides, vil dioden bli utsatt for høy strøm og den vil bli skadet. Zener-dioden er derimot spesielt designet for å ha en redusert nedbrytningsspenning kalt Zener-spenning. Zener-dioden har også egenskapen til en kontrollert sammenbrudd og lar strømmen holde spenningen over Zener-dioden nær nedbrytningsspenningen. For eksempel vil en 10 volt Zener slippe 10 volt over et bredt spekter av omvendte strømmer.

ZENER SYMBOL Når Zener-dioden er forspent omvendt, vil dens p-n-kryss oppleve et snøskred sammenbrudd, og Zener leder i motsatt retning. Under påvirkning av det påførte elektriske feltet vil valanseelektronene bli akselerert for å banke og frigjøre andre elektroner. Dette ender i lavineeffekten. Når dette skjer, vil en liten endring i spenningen resultere i en stor strømstrøm. Zener-nedbrytingen avhenger av det påførte elektriske feltet så vel som tykkelsen på laget som spenningen påføres.

ZENER INNBYGGING Zener-dioden krever en strømbegrensende motstand i serie til den for å begrense strømmen gjennom Zener. Vanligvis er Zener-strømmen fast som 5 mA. For eksempel, hvis en 10 V Zener brukes med en 12 volt forsyning, er en 400 Ohm (Nær verdi er 470 Ohm) ideell for å holde Zener strøm som 5 mA. Hvis tilførselen er 12 volt, er det 10 volt over Zener-dioden og 2 volt over motstanden. Med 2 volt over motstanden på 400 ohm, vil strømmen gjennom motstanden og Zener være 5 mA. Så som regel brukes 220 ohm til 1K motstand i serie med Zener, avhengig av forsyningsspenningen. Hvis strømmen gjennom Zener er utilstrekkelig, vil utgangen være uregulert og mindre enn den nominelle spenningen.