En oversikt over forskjellige typer dioder og deres bruk

En diode er en to-terminal elektrisk enhet som bare tillater overføring av strøm i en retning. Dioden er også kjent for sin ensrettet strømegenskap, der den elektriske strømmen får strømme i en retning. I utgangspunktet brukes en diode til å rette bølgeformer, innenfor radiodetektorer eller innenfor strømforsyninger . De kan også brukes i forskjellige elektriske og elektroniske kretser der 'enveis' resultatet av dioden er nødvendig. De fleste av diodene er laget av halvledere som Si (silisium), men i noen få tilfeller brukes også Ge (germanium). Noen ganger er det gunstig å oppsummere forskjellige typer dioder er eksisterende . Noen av typene kan overlappe hverandre, men de forskjellige definisjonene kan være fordelaktige å begrense feltet og gi en oversikt over de forskjellige typene dioder.

Hva er forskjellige typer dioder?

Det er flere typer dioder, og de er tilgjengelige for bruk i elektronikkdesign, nemlig en bakover-diode, BARRITT-diode, Gunn-diode, laserdiode, lysdioder, Gull dopede dioder , krystalldiode , PN-kryss, Shockley-diode , Trinngjenopprettingsdiode, tunneldiode, Varactor-diode og en Zener-diode.

Typer dioder

Detaljert forklaring av dioder

La oss snakke i detalj om arbeidsprinsippet til dioden.

Bakoverdiode

Denne typen dioder kalles også bakdioden, og den er ikke ekstremt implementert. Bakoverdioden er en PN-kryssdiode som har en lignende operasjon som en tunneldiode. Scenariet med kvantetunnel har et viktig ansvar i gjennomføringen av den nåværende hovedsakelig omvendte banen. Med energibåndbildet kan diodens nøyaktige virkning være kjent.

Arbeid av baklengs diode

Båndet som ligger på det øverste nivået blir betegnet som ledningsbånd mens det nedre nivåbåndet betegnes som valensbåndet. Når det påføres energi på elektronene, har de en tendens til å få energi og bevege seg mot ledningsbåndet. Når elektronene kommer inn fra valens til ledningsbåndet, er plassen til dem i valensbåndet igjen med hull.

I null-forspenningstilstand er det okkuperte valensbåndet i opposisjon til det okkuperte ledningsbåndet. Mens i omvendt forspenningstilstand, har P-regionen en bevegelse mot oppside tilsvarende N-regionen. Nå er det okkuperte bandet i P-seksjonen i kontrast til det ledige bandet på N-seksjonen. Så elektronene begynner å tunnele fra det okkuperte båndet i P-seksjonen til det ledige båndet i N-seksjonen.

Så dette betyr at strømmen også skjer i omvendt forspenning. I forspent tilstand har N-regionen en bevegelse mot oppside tilsvarende P-regionen. Nå er det okkuperte bandet i N-seksjonen i kontrast til det ledige bandet på P-seksjonen. Så elektronene begynner å tunnele fra det okkuperte båndet i N-seksjonen til det ledige båndet i P-seksjonen.

I denne typen dioder dannes den negative motstandsregionen, og denne brukes hovedsakelig til dioden.

Bakoverdiode

BARITT-diode

Den utvidede perioden for denne dioden er barriereinjeksjonstransittiddiode som er BARITT-diode. Den kan brukes i mikrobølgeapplikasjoner og gir mange sammenligninger med den mer brukte IMPATT-dioden. Denne lenken viser en klar beskrivelse av hva som er en BARRITT-diode og dens arbeid og implementeringer.

Gunn Diode

Gunn-diode er en PN-kryssdiode, denne typen dioder er en halvlederanordning som har to terminaler. Vanligvis brukes den til å produsere mikrobølgesignaler. Se lenken nedenfor for Gunn Diode Arbeider Egenskaper og dets applikasjoner.

Gunn Diodes

Laserdiode

Laserdioden har ikke en lignende prosess som for vanlig LED (lysdiode) fordi den produserer sammenhengende lys. Disse diodene blir mye brukt til forskjellige formål som DVDer, CD-stasjoner og laserlyspekere for PPT-er. Selv om disse diodene er billige enn andre typer lasergeneratorer, er de mye dyrere enn lysdioder. De har også et delvis liv.

Laserdiode

Lysdiode

Begrepet LED står for lysdiode, er en av de mest standard typene av dioden. Når dioden er koblet til i foroverspenning, strømmer strømmen gjennom krysset og genererer lyset. Det er også mange nye LED-utviklinger som endrer seg, de er LED og OLED. Et av hovedkonseptene for å være oppmerksom på LED er dens IV-egenskaper. La oss gå gjennom detaljene til LED.

Kjennetegn ved lysdioder

Før en LED avgir lys, krever den strømmen gjennom dioden fordi dette er en strømbasert diode. Her har mengden lysintensitet en direkte proporsjon med den fremoverretningen av strømmen som strømmer over dioden.

Når dioden leder strøm i forspenningen, må det være en strømbegrensende seriemotstand for å beskytte dioden mot den ekstra strømmen. Det må bemerkes at det ikke må være noen direkte forbindelse mellom strømforsyningen til lysdioden der dette forårsaker øyeblikkelig skade fordi denne tilkoblingen tillater ekstrem strøm og brenner enheten.

LED-arbeid

Hver type LED-enhet har sitt eget spenningstap fremover gjennom PN-krysset, og denne begrensningen er kjent av typen halvleder som brukes. Dette bestemmer mengden spenningsfall for den tilsvarende mengden videresendingsstrøm, vanligvis for en nåværende verdi på 20 mA.

I de fleste scenarier, LED-funksjoner fra minimale spenningsnivåer som har en motstand i serieforbindelse, brukes Rs for å begrense fremoverstrømmen til et beskyttet nivå som generelt er 5mA til 30mA når det er krav om forbedret lysstyrke .

Ulike lysdioder genererer lys i de tilsvarende områdene av UV-spektret, og de genererer forskjellige nivåer av lysintensitet. Det spesifikke valget av halvlederen kan være kjent av hele bølgelengden av fotonutslippene og tilsvarende produserte lys. Fargene på LED-lampen er som følger:

Så den nøyaktige fargen på LED-en er kjent av avstanden til den utsendte bølgelengden. Og bølgelengden er kjent av den spesifikke halvledersammensetningen som brukes i PN-kryss på tidspunktet for produksjonsprosessen. Så det var klart at lysutslippsfargen fra LED ikke er på grunn av den klarte plasten som brukes. Men også de forbedrer lysstyrken når den ikke blir belyst av strømforsyningen. Med kombinasjonen av forskjellige halvleder-, gass- og metallstoffer kan LED-ene nedenfor genereres, og de er:

• Galliumarsenid (GaAs) som er infrarødt
• Galliumarsenidfosfid (GaAsP) varierer fra rød til infrarød og oransje
• Aluminium Galliumarsenidfosfid (AlGaAsP) som har økt lysrød, oransje type røde, oransje og gule farger.
• Galliumfosfid (GaP) finnes i røde, gule og grønne farger
• Aluminium galliumfosfid (AlGaP) - mest i grønn farge
• Galliumnitrid (GaN) som er tilgjengelig i grønt og smaragdgrønt
• Gallium Indium Nitride (GaInN) nær ultrafiolett, den blandede fargen blå og grønn og blå
• Silisiumkarbid (SiC) tilgjengelig som et blått som underlag
• Zinkselenid (ZnSe) finnes i blått
• Aluminium Gallium Nitride (AlGaN) som er ultrafiolett

Fotodiode

Fotodioden brukes til å oppdage lys. Det er funnet at når lys treffer et PN-kryss, kan det skape elektroner og hull. Vanligvis fungerer fotodioder under omvendte forspenningsforhold der selv en liten mengde strøm som kommer fra lyset ganske enkelt kan bli lagt merke til. Disse diodene kan også brukes til å produsere strøm.

Fotodiode

PIN-diode

Denne typen dioder er preget av sin konstruksjon. Den har standard P-type og N-type regioner, men området mellom de to regionene, nemlig den indre halvlederen, har ingen doping. Området til den indre halvlederen har den effekten at det øker området for uttømningsområdet som kan være gunstig for bytte av applikasjoner.

PIN-diode

De negative og positive ladningsbærerne fra N- og P-type regioner har tilsvarende en bevegelse til den indre regionen. Når denne regionen er fullstendig fylt opp med elektronhull, begynner dioden å lede. Mens det er i omvendt forspenningstilstand, kan det brede indre laget i dioden forhindre og bære høyspenningsnivåer.

Ved økte frekvensnivåer vil PIN-dioden fungere som en lineær motstand. Den fungerer som en lineær motstand fordi denne dioden har utilstrekkelig omvendt gjenopprettingstid . Dette er årsaken til at tungt elektrisk ladet “I” -region ikke vil ha tilstrekkelig tid til å slippe ut når det går raskt. Og ved minimale frekvensnivåer fungerer dioden som en likeretterdiode der den har tilstrekkelig tid til å tømme og slå av.

PN-kryssdiode

Standard PN-krysset kan betraktes som den normale eller standard typen diode som brukes i dag. Dette er den mest fremtredende av forskjellige typer dioder som er i det elektriske domenet. Men disse diodene kan brukes som små signaltyper for bruk i RF (radiofrekvens) eller andre applikasjoner med lav strøm som kan kalles signaldioder. Andre typer kan være planlagt for applikasjoner med høy spenning og høy strøm og kalles vanligvis likeretterdioder. I en PN-kryssdiode må man være klar over forspenningsforhold. Det er hovedsakelig tre forspenningsforhold, og dette er avhengig av det påførte spenningsnivået.

• Forward bias - Her er den positive og negative terminalen koblet til P- og N-typene av dioden.
• Omvendt skjevhet - Her er den positive og negative terminalen koblet til N- og P-typene av dioden.
• Zero bias - Dette kalles '0' bias fordi det ikke påføres noen ekstern spenning på dioden.

Fremoverforstyrrelse av PN Junction Diode

I forspent tilstand blir PN-kryss utviklet når batteriets positive og negative kanter er koblet til P- og N-typene. Når dioden fungerer i videresendingsskjevhet, er de indre og påførte elektriske feltene i krysset i motsatte baner. Når disse elektriske feltene er oppsummert, er størrelsesnivået på følgevirkningen mindre enn det påførte elektriske feltet.

Videresend skjevhet i PN-krysstyper av dioder

Denne forbindelsen resulterer i minimal motstandsbane og et tynnere uttømmingsområde. Motstanden til utarmingsområdet blir mer ubetydelig når verdien av den påførte spenningen er mer. For eksempel, i silisiumhalvlederen, når den påførte spenningsverdien er 0,6V, blir uttømmingslagets motstandsverdi helt ubetydelig, og det vil være en uhindret strøm av strømmen over den.

Omvendt forspenning av PN-kryssdiode

Her er forbindelsen at batteripositive og negative kanter er koblet til N-type og P-type regioner. Dette danner det omvendte forspente PN-krysset. I denne situasjonen er anvendte og interne elektriske felt i en lignende retning. Når begge de elektriske feltene er oppsummert, er den resulterende elektriske feltbanen lik den interne elektriske feltbanen. Dette utvikler en tykkere og forbedret resistiv uttømmingsregion. Utarmingsområdet opplever mer følsomhet og tykkelse når det påførte spenningsnivået er mer og mer.

Omvendt skjevhet i PN-koblingstype dioder

V-I kjennetegn ved PN Junction Diode

I tillegg er det enda viktigere å være klar over V-I-egenskapene til PN-kryssdioden.

Når dioden betjenes under '0' forspenningstilstand, noe som betyr at det ikke påføres ekstern spenning på dioden. Dette betyr at den potensielle barrieren begrenser strømmen.

Mens dioden fungerer under viderekoblingsforhold, vil det være en tynnere potensiell barriere. I silikon-typen dioder, når spenningsverdien er 0,7V og i germanium-typer dioder når spenningsverdien er 0,3V, blir bredden på potensiell barriere redusert, og dette muliggjør strømmen gjennom dioden.

VI Egenskaper i PN Junction Diode

I dette vil det være en gradvis økning i strømverdien, og den resulterende kurven er ikke-lineær der fordi det påførte spenningsnivået overstiger den potensielle barrieren. Når dioden overgår denne potensielle barrieren, fungerer dioden i normal tilstand, og kurvens form blir gradvis skarp (blir til lineær form) med økningen av spenningsverdien.

Når dioden fungerer i omvendt forspenningstilstand, vil det være en økt potensiell barriere. Siden det vil være tilstedeværelse av minoritetsladningsbærere i krysset, tillater dette strømmen av omvendt metningsstrøm. Når det er et økt nivå av påført spenning, har minoritetsladningsbærerne økt kinetisk energi som viser en innvirkning på de fleste ladebærere. På dette stadiet skjer diodesammenbrudd, og dette kan føre til at dioden blir skadet.

Schottky-diode

Schottky-dioden har lavere spenningsfall fremover enn vanlige Si PN-kryssdioder. Ved lave strømmer kan spenningsfallet være mellom 0,15 og 0,4 volt i motsetning til 0,6 volt for a-Si-diode. For å oppnå denne ytelsen er de designet på en annen måte for å sammenligne med normale dioder som har metall til halvlederkontakt. Disse diodene brukes mye i likeretterapplikasjoner, klemmedioder, og også i RF-applikasjoner.

Schottky-diode

Step Recovery Diode

En trinngjenopprettingsdiode er en type mikrobølgediode som brukes til å generere pulser ved veldig HF (høye frekvenser). Disse diodene avhenger av dioden som har en veldig rask utkoblingskarakteristikk for deres drift.

Step Recovery Diodes

Tunneldiode

Tunneldioden brukes til mikrobølgeapplikasjoner der ytelsen overgikk den for andre enheter på dagen.

Tunneldiode

I det elektriske domenet betyr tunneling at det er den direkte bevegelsen av elektroner gjennom den minimale bredden av uttømningsområdet fra ledningsbåndet til valensbåndet. I PN-kryssdioden er utarmingsområdet utviklet på grunn av både elektroner og hull. På grunn av disse positive og negative ladningsbærerne utvikles det indre elektriske feltet i uttømningsområdet. Dette skaper en kraft i motsatt vei av en ekstern spenning.

Med tunneling-effekten, når det er minimal spenningsverdi forover, vil fremoverstrømverdien være mer. Den kan fungere både i forovergående og reverserte forutinntatte forhold. På grunn av det høye nivået av doping , det kan også fungere i omvendt forspenning. Med reduksjon av barrierepotensial, vil spenningsammenbrudd i omvendt retning blir også redusert og når nesten til null. Med denne minimale omvendte spenningen kan dioden nå til sammenbruddstilstand. På grunn av denne negative motstandsregionen dannes.

Varactor Diode eller Varicap Diode

En varaktordiode er en slags halvleder mikrobølgeovn solid state-enhet, og den brukes i der den variable kapasitansen er valgt som kan oppnås ved å kontrollere spenningen. Disse diodene kalles også som variceal-dioder. Selv om o / p av den variable kapasitansen kan vises av de normale PN-kryssdioder. Men denne dioden er valgt for å gi de foretrukne kapasitansendringene, ettersom de er forskjellige typer dioder. Disse diodene er nøyaktig designet og forbedret slik at de tillater et stort utvalg av endringer i kapasitans.

Varactor-diode

Zener-diode

Zener-dioden brukes til å gi en stabil referansespenning. Som et resultat blir det brukt i store mengder. Det fungerer under omvendt skjevhet og fant at når en bestemt spenning er nådd, brytes den ned. Hvis strømmen er begrenset av en motstand, aktiverer den en stabil spenning som skal genereres. Denne typen dioder er mye brukt for å tilby en referansespenning i strømforsyninger.

Zener-diode

Det finnes forskjellige metoder i pakken til en Zener-diode. Få av dem er ansatt for økt nivå av kraftavledning, mens andre brukes til kantmontering. Generalen type Zener-diode består av minimalt glassbelegg. Denne dioden har et bånd på den ene kanten som markerer det som katoden.

Zener-diode fungerer på samme måte som for dioder når den brukes i foroverspent tilstand. Mens i omvendt skjevhet, vil det være en forekomst av minimal Lekkasjestrøm . Når det er en økning i omvendt spenning opp til sammenbruddsspenningen, skaper dette strømstrøm over dioden. Den nåværende verdien vil bli nådd til maksimum, og denne blir fanget opp av en seriemotstand.

Anvendelser av Zener Diode

Det er omfattende anvendelser av en Zener-diode, og få av disse er:

• Den brukes som en spenningsbegrenser for å regulere spenningsnivåer over den minimale verdien av belastninger
• Ansatt i applikasjonene trenger de overspenningsbeskyttelse
• Brukt i klippekretser

Noen av de andre typer dioder som er avgjørende for forskjellige applikasjoner er som nedenfor:

• Laserdiode
• Skreddiode
• Transient spenningsundertrykkelsesdiode
• Gull dopet type diode
• Konstant strømtype diode
• Peltier-diode
• Silisiumstyrt likeretter diode

Hver diode har sine egne fordeler og applikasjoner. Få av disse er mye brukt i forskjellige applikasjoner på tvers av flere domener, mens få er bare ansatt i noen få applikasjoner. Dermed handler dette om forskjellige typer dioder og deres bruk. Vi håper at du har fått en bedre forståelse av dette konseptet eller å implementere elektriske prosjekter. Vennligst gi dine verdifulle forslag ved å kommentere i kommentarfeltet nedenfor. Her er et spørsmål til deg, Hva er funksjon av en diode ?