Τι είναι μια δίοδος;

Η δίοδος είναι ένα ηλεκτρονικό εξάρτημα δύο ακροδεκτών, περιορίζει τη ροή ρεύμα προς μία κατεύθυνση και του επιτρέπει να ρέει ελεύθερα προς την αντίθετη κατεύθυνση. Έχει πολλές χρήσεις σε ηλεκτρονικά κυκλώματα και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή ανορθωτών, μετατροπέων και γεννητριών.

Σε αυτό το άρθρο, θα πάρουμε βλέμμα τι είναι δίοδος και πώς λειτουργεί. Θα δούμε επίσης μερικές από τις κοινές χρήσεις του σε ηλεκτρονικά κυκλώματα. Ας ξεκινήσουμε λοιπόν!

Πώς λειτουργεί μια δίοδος;

Η δίοδος είναι μια ηλεκτρονική συσκευή που позволяет το ρεύμα πρέπει να ρέει προς μία κατεύθυνση. Συνήθως βρίσκονται σε ηλεκτρικά κυκλώματα. Λειτουργούν με βάση το ημιαγωγικό υλικό από το οποίο κατασκευάζονται, το οποίο μπορεί να είναι είτε τύπου N είτε τύπου P. Εάν η δίοδος είναι τύπου Ν, θα περάσει ρεύμα μόνο όταν εφαρμόζεται τάση στην ίδια κατεύθυνση με το βέλος της διόδου, ενώ οι δίοδοι τύπου P θα περνούν ρεύμα μόνο όταν εφαρμόζεται τάση στην αντίθετη κατεύθυνση από το βέλος της.

Το υλικό ημιαγωγών επιτρέπει στο ρεύμα να ρέει, δημιουργώνταςζώνη εξάντλησης», αυτή είναι η περιοχή όπου τα ηλεκτρόνια είναι απαγορευμένα. Μετά την εφαρμογή τάσης, η ζώνη εξάντλησης φτάνει και στα δύο άκρα της διόδου και επιτρέπει στο ρεύμα να ρέει μέσω αυτής. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται "προκατάληψη προς τα εμπρός».

Εάν εφαρμόζεται τάση σε αντιστρόφως υλικό ημιαγωγών, αντίστροφη πόλωση. Αυτό θα προκαλέσει την επέκταση της ζώνης εξάντλησης μόνο από το ένα άκρο του τερματικού και θα σταματήσει τη ροή του ρεύματος. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι εάν εφαρμοζόταν τάση κατά την ίδια διαδρομή με το βέλος σε έναν ημιαγωγό τύπου P, ο ημιαγωγός τύπου P θα λειτουργούσε όπως ένας τύπου Ν, επειδή θα επέτρεπε στα ηλεκτρόνια να κινούνται προς την αντίθετη κατεύθυνση από το βέλος του.

Ροή ρεύματος διόδου

Σε τι χρησιμεύουν οι δίοδοι;

Οι δίοδοι χρησιμοποιούνται για μετατρέπω συνεχές ρεύμα σε εναλλασσόμενο ρεύμα, ενώ εμποδίζει την αντίστροφη αγωγή των ηλεκτρικών φορτίων. Αυτό το κύριο εξάρτημα μπορεί επίσης να βρεθεί σε dimmers, ηλεκτρικούς κινητήρες και ηλιακούς συλλέκτες.

Οι δίοδοι χρησιμοποιούνται σε υπολογιστές για Ασφάλεια ηλεκτρονικά εξαρτήματα υπολογιστή από ζημιά λόγω υπερτάσεων ρεύματος. Μειώνουν ή μπλοκάρουν την τάση μεγαλύτερη από αυτή που απαιτείται από το μηχάνημα. Μειώνει επίσης την κατανάλωση ενέργειας του υπολογιστή, εξοικονομώντας ενέργεια και μειώνοντας τη θερμότητα που παράγεται στο εσωτερικό της συσκευής. Οι δίοδοι χρησιμοποιούνται σε συσκευές υψηλής τεχνολογίας όπως φούρνους, πλυντήρια πιάτων, φούρνους μικροκυμάτων και πλυντήρια ρούχων. Χρησιμοποιούνται σε αυτές τις συσκευές για προστασία από ζημιές λόγω υπερτάσεων ρεύματος που προκαλούνται από διακοπές ρεύματος.

Εφαρμογή διόδων

• διόρθωση
• Σαν διακόπτης
• Κύκλωμα απομόνωσης πηγής
• Ως τάση αναφοράς
• Μίκτης συχνότητας
• Προστασία αντίστροφου ρεύματος
• Προστασία αντίστροφης πολικότητας
• Προστασία από υπερτάσεις
• Ανιχνευτής φακέλου AM ή αποδιαμορφωτής (ανιχνευτής διόδων)
• Σαν πηγή φωτός
• Στο κύκλωμα του θετικού αισθητήρα θερμοκρασίας
• Στο κύκλωμα του αισθητήρα φωτός
• Ηλιακή μπαταρία ή φωτοβολταϊκή μπαταρία
• Σαν κουρευτική μηχανή
• Σαν συγκρατητή

Ιστορία της διόδου

Η λέξη "δίοδος" προέρχεται από Греческий τη λέξη «δίοδος» ή «δίοδος». Ο σκοπός μιας διόδου είναι να επιτρέπει στον ηλεκτρισμό να ρέει μόνο προς μία κατεύθυνση. Μια δίοδος μπορεί επίσης να ονομαστεί ηλεκτρονική βαλβίδα.

Βρέθηκε Henry Joseph Round μέσα από τα πειράματά του με τον ηλεκτρισμό το 1884. Αυτά τα πειράματα διεξήχθησαν χρησιμοποιώντας έναν γυάλινο σωλήνα κενού, στο εσωτερικό του οποίου υπήρχαν μεταλλικά ηλεκτρόδια και στα δύο άκρα. Η κάθοδος έχει μια πλάκα με θετικό φορτίο και η άνοδος μια πλάκα με αρνητικό φορτίο. Όταν το ρεύμα περνούσε μέσα από το σωλήνα, θα άναβε, υποδεικνύοντας ότι η ενέργεια ρέει μέσα από το κύκλωμα.

Ποιος επινόησε τη δίοδο

Αν και η πρώτη δίοδος ημιαγωγών εφευρέθηκε το 1906 από τον John A. Fleming, πιστώνεται στους William Henry Price και Arthur Schuster για την ανεξάρτητη εφεύρεση της συσκευής το 1907.

Ο William Henry Preece και ο Arthur Schuster

Τύποι διόδων

• Μικρή δίοδος σήματος
• Μεγάλη δίοδος σήματος
• Stabilitron
• Δίοδος εκπομπής φωτός (LED)
• Δίοδοι DC
• Δίοδος Schottky
• Δίοδος Shockley
• Βήμα διόδου ανάκτησης
• δίοδος σήραγγας
• Δίοδος Varactor
• δίοδος λέιζερ
• Δίοδος παροδικής καταστολής
• Χρυσό ντοπαρισμένες δίοδοι
• Σούπερ διόδους φραγμού
• Δίοδος Peltier
• κρυσταλλική δίοδος
• Δίοδος χιονοστιβάδας
• Ελεγχόμενος ανορθωτής πυριτίου
• Δίοδοι κενού
• PIN-δίοδος
• Σημείο επαφής
• Δίοδος Gunn

Μικρή δίοδος σήματος

Μια μικρή δίοδος σήματος είναι μια συσκευή ημιαγωγών με δυνατότητα γρήγορης μεταγωγής και χαμηλή πτώση τάσης αγωγιμότητας. Παρέχει υψηλό βαθμό προστασίας από ζημιές λόγω ηλεκτροστατικής εκφόρτισης.

Μεγάλη δίοδος σήματος

Μια δίοδος μεγάλου σήματος είναι ένας τύπος διόδου που μεταδίδει σήματα σε υψηλότερο επίπεδο ισχύος από μια μικρή δίοδο σήματος. Μια μεγάλη δίοδος σήματος χρησιμοποιείται συνήθως για τη μετατροπή AC σε DC. Μια μεγάλη δίοδος σήματος θα μεταδώσει το σήμα χωρίς απώλεια ισχύος και είναι φθηνότερη από έναν ηλεκτρολυτικό πυκνωτή.

Ένας πυκνωτής αποσύνδεσης χρησιμοποιείται συχνά σε συνδυασμό με μια μεγάλη δίοδο σήματος. Η χρήση αυτής της συσκευής επηρεάζει τον μεταβατικό χρόνο απόκρισης του κυκλώματος. Ο πυκνωτής αποσύνδεσης βοηθά στον περιορισμό των διακυμάνσεων της τάσης που προκαλούνται από αλλαγές της σύνθετης αντίστασης.

Stabilitron

Μια δίοδος Zener είναι ένας ειδικός τύπος που θα μεταφέρει ηλεκτρισμό μόνο στην περιοχή ακριβώς κάτω από την άμεση πτώση τάσης. Αυτό σημαίνει ότι όταν ένας ακροδέκτης μιας διόδου zener ενεργοποιείται, επιτρέπει στο ρεύμα να μετακινηθεί από τον άλλο ακροδέκτη στον ενεργοποιημένο ακροδέκτη. Είναι σημαντικό αυτή η συσκευή να χρησιμοποιείται σωστά και να είναι γειωμένη, διαφορετικά μπορεί να βλάψει μόνιμα το κύκλωμά σας. Είναι επίσης σημαντικό αυτή η συσκευή να χρησιμοποιείται σε εξωτερικούς χώρους, καθώς θα αποτύχει εάν τοποθετηθεί σε υγρή ατμόσφαιρα.

Όταν εφαρμόζεται αρκετό ρεύμα στη δίοδο zener, δημιουργείται πτώση τάσης. Εάν αυτή η τάση φτάσει ή υπερβαίνει την τάση διάσπασης του μηχανήματος, τότε επιτρέπει τη ροή ρεύματος από έναν ακροδέκτη.

Δίοδος εκπομπής φωτός (LED)

Μια δίοδος εκπομπής φωτός (LED) είναι κατασκευασμένη από ημιαγωγικό υλικό που εκπέμπει φως όταν διέρχεται επαρκής ποσότητα ηλεκτρικού ρεύματος. Μια από τις πιο σημαντικές ιδιότητες των LED είναι ότι μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια σε οπτική ενέργεια πολύ αποτελεσματικά. Τα LED χρησιμοποιούνται επίσης ως ενδεικτικές λυχνίες για την ένδειξη στόχων σε ηλεκτρονικές συσκευές όπως υπολογιστές, ρολόγια, ραδιόφωνα, τηλεοράσεις κ.λπ.

Το LED είναι ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα της ανάπτυξης της τεχνολογίας μικροτσίπ και έχει επιτρέψει σημαντικές αλλαγές στον τομέα του φωτισμού. Τα LED χρησιμοποιούν τουλάχιστον δύο στρώματα ημιαγωγών για τη δημιουργία φωτός, μια διασταύρωση pn για τη δημιουργία φορέων (ηλεκτρόνια και οπές), οι οποίοι στη συνέχεια αποστέλλονται σε αντίθετες πλευρές ενός στρώματος "φραγμού" που συλλαμβάνει τρύπες στη μία πλευρά και ηλεκτρόνια από την άλλη. . Η ενέργεια των παγιδευμένων φορέων ανασυνδυάζεται σε έναν «συντονισμό» γνωστό ως ηλεκτροφωταύγεια.

Το LED θεωρείται ένας αποτελεσματικός τύπος φωτισμού επειδή εκπέμπει λίγη θερμότητα μαζί με το φως του. Έχει μεγαλύτερη διάρκεια ζωής από τους λαμπτήρες πυρακτώσεως, οι οποίοι μπορούν να διαρκέσουν έως και 60 φορές περισσότερο, έχουν μεγαλύτερη απόδοση φωτός και εκπέμπουν λιγότερες τοξικές εκπομπές από τους παραδοσιακούς λαμπτήρες φθορισμού.

Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα των LED είναι το γεγονός ότι απαιτούν πολύ λίγη ισχύ για να λειτουργήσουν, ανάλογα με τον τύπο των LED. Είναι πλέον δυνατή η χρήση LED με τροφοδοτικά που κυμαίνονται από ηλιακά κύτταρα έως μπαταρίες και ακόμη και εναλλασσόμενο ρεύμα (AC).

Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι LED και διατίθενται σε ποικιλία χρωμάτων, όπως κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, μπλε, λευκό και πολλά άλλα. Σήμερα, τα LED είναι διαθέσιμα με φωτεινή ροή από 10 έως 100 lumens ανά watt (lm/W), η οποία είναι σχεδόν ίδια με τις συμβατικές πηγές φωτός.

Δίοδοι DC

Μια δίοδος σταθερού ρεύματος ή CCD, είναι ένας τύπος διόδου ρυθμιστή τάσης για τροφοδοτικά. Η κύρια λειτουργία του CCD είναι να μειώνει τις απώλειες ισχύος εξόδου και να βελτιώνει τη σταθεροποίηση της τάσης μειώνοντας τις διακυμάνσεις του όταν αλλάζει το φορτίο. Το CCD μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη ρύθμιση των επιπέδων ισχύος εισόδου DC και για τον έλεγχο των επιπέδων DC στις ράγες εξόδου.

Δίοδος Schottky

Οι δίοδοι Schottky ονομάζονται επίσης θερμές δίοδοι μεταφοράς.

Η δίοδος Schottky εφευρέθηκε από τον Δρ Walter Schottky το 1926. Η εφεύρεση της διόδου Schottky μας επέτρεψε να χρησιμοποιήσουμε LED (δίοδοι εκπομπής φωτός) ως αξιόπιστες πηγές σήματος.

Η δίοδος έχει πολύ ευεργετικό αποτέλεσμα όταν χρησιμοποιείται σε κυκλώματα υψηλής συχνότητας. Η δίοδος Schottky αποτελείται κυρίως από τρία εξαρτήματα. P, N και σύνδεση μετάλλου-ημιαγωγού. Ο σχεδιασμός αυτής της συσκευής είναι τέτοιος ώστε να σχηματίζεται μια απότομη μετάβαση στο εσωτερικό του στερεού ημιαγωγού. Αυτό επιτρέπει στους φορείς να μεταβούν από ημιαγωγό σε μέταλλο. Με τη σειρά του, αυτό βοηθά στη μείωση της μπροστινής τάσης, η οποία με τη σειρά της μειώνει τις απώλειες ισχύος και αυξάνει την ταχύτητα μεταγωγής συσκευών που χρησιμοποιούν διόδους Schottky κατά πολύ μεγάλο περιθώριο.

Δίοδος Shockley

Η δίοδος Shockley είναι μια συσκευή ημιαγωγών με ασύμμετρη διάταξη ηλεκτροδίων. Η δίοδος θα μεταφέρει ρεύμα προς μία κατεύθυνση και πολύ λιγότερο αν αντιστραφεί η πολικότητα. Εάν διατηρείται μια εξωτερική τάση κατά μήκος της διόδου Shockley, τότε σταδιακά θα πολωθεί προς τα εμπρός καθώς αυξάνεται η εφαρμοζόμενη τάση, μέχρι ένα σημείο που ονομάζεται "τάση αποκοπής" στο οποίο δεν υπάρχει αισθητό ρεύμα καθώς όλα τα ηλεκτρόνια ανασυνδυάζονται με τις οπές . Πέρα από την τάση αποκοπής στη γραφική αναπαράσταση του χαρακτηριστικού ρεύματος-τάσης, υπάρχει μια περιοχή αρνητικής αντίστασης. Το Shockley θα λειτουργήσει ως ενισχυτής με αρνητικές τιμές αντίστασης σε αυτό το εύρος.

Το έργο του Shockley μπορεί να γίνει καλύτερα κατανοητό με τη διάσπασή του σε τρία μέρη γνωστά ως περιοχές, με το ρεύμα στην αντίστροφη κατεύθυνση από κάτω προς τα πάνω είναι 0, 1 και 2 αντίστοιχα.

Στην περιοχή 1, όταν εφαρμόζεται θετική τάση για μπροστινή πόλωση, τα ηλεκτρόνια διαχέονται στον ημιαγωγό τύπου n από το υλικό τύπου p, όπου σχηματίζεται μια "ζώνη εξάντλησης" λόγω της αντικατάστασης των πλειοψηφικών φορέων. Η ζώνη εξάντλησης είναι η περιοχή όπου οι φορείς φόρτισης αφαιρούνται όταν εφαρμόζεται τάση. Η ζώνη εξάντλησης γύρω από τη διασταύρωση pn εμποδίζει το ρεύμα να ρέει μέσα από το μπροστινό μέρος της συσκευής μονής κατεύθυνσης.

Όταν τα ηλεκτρόνια εισέρχονται στην πλευρά n από την πλευρά τύπου p, σχηματίζεται μια "ζώνη εξάντλησης" κατά τη μετάβαση από κάτω προς τα πάνω μέχρι να αποκλειστεί η διαδρομή ρεύματος της οπής. Οι οπές που κινούνται από πάνω προς τα κάτω ανασυνδυάζονται με ηλεκτρόνια που κινούνται από κάτω προς τα πάνω. Δηλαδή, μεταξύ των ζωνών εξάντλησης της ζώνης αγωγιμότητας και της ζώνης σθένους, εμφανίζεται μια «ζώνη ανασυνδυασμού», η οποία εμποδίζει την περαιτέρω ροή των κύριων φορέων μέσω της διόδου Shockley.

Η ροή του ρεύματος ελέγχεται τώρα από έναν μόνο φορέα, ο οποίος είναι ο φορέας μειοψηφίας, δηλαδή ηλεκτρόνια σε αυτή την περίπτωση για έναν ημιαγωγό τύπου n και οπές για ένα υλικό τύπου p. Μπορούμε λοιπόν να πούμε ότι εδώ η ροή του ρεύματος ελέγχεται από τους περισσότερους φορείς (οπές και ηλεκτρόνια) και η ροή του ρεύματος είναι ανεξάρτητη από την εφαρμοζόμενη τάση εφόσον υπάρχουν αρκετοί ελεύθεροι φορείς για να αγώγουν.

Στην περιοχή 2, τα ηλεκτρόνια που εκπέμπονται από τη ζώνη εξάντλησης ανασυνδυάζονται με οπές στην άλλη πλευρά και δημιουργούν νέους πλειοψηφικούς φορείς (ηλεκτρόνια σε ένα υλικό τύπου p για έναν ημιαγωγό τύπου n). Όταν αυτές οι τρύπες εισέλθουν στη ζώνη εξάντλησης, ολοκληρώνουν την τρέχουσα διαδρομή μέσω της διόδου Shockley.

Στην περιοχή 3, όταν εφαρμόζεται μια εξωτερική τάση για αντίστροφη πόλωση, εμφανίζεται μια περιοχή φόρτισης χώρου ή μια ζώνη εξάντλησης στη διασταύρωση, που αποτελείται από φορείς πλειοψηφίας και μειοψηφίας. Τα ζεύγη ηλεκτρονίων-οπών διαχωρίζονται λόγω της εφαρμογής τάσης σε αυτά, με αποτέλεσμα ένα ρεύμα μετατόπισης μέσω του Shockley. Αυτό προκαλεί μια μικρή ποσότητα ρεύματος να ρέει μέσω της διόδου Shockley.

Βήμα διόδου ανάκτησης

Μια δίοδος ανάκτησης σταδίου (SRD) είναι μια συσκευή ημιαγωγών που μπορεί να παρέχει μια σταθερή, άνευ όρων σταθερή κατάσταση αγωγιμότητας μεταξύ της ανόδου και της καθόδου της. Η μετάβαση από την κατάσταση απενεργοποίησης στην κατάσταση ενεργοποίησης μπορεί να προκληθεί από παλμούς αρνητικής τάσης. Όταν είναι ενεργοποιημένο, το SRD συμπεριφέρεται σαν μια τέλεια δίοδος. Όταν είναι απενεργοποιημένο, το SRD είναι κυρίως μη αγώγιμο με κάποιο ρεύμα διαρροής, αλλά γενικά δεν είναι αρκετό για να προκαλέσει σημαντική απώλεια ισχύος στις περισσότερες εφαρμογές.

Το παρακάτω σχήμα δείχνει τις κυματομορφές ανάκτησης βημάτων και για τους δύο τύπους SRD. Η επάνω καμπύλη δείχνει τον τύπο γρήγορης ανάκτησης, ο οποίος εκπέμπει μεγάλη ποσότητα φωτός όταν μπαίνει σε κατάσταση απενεργοποίησης. Αντίθετα, η κάτω καμπύλη δείχνει μια εξαιρετικά γρήγορη δίοδο ανάκτησης βελτιστοποιημένη για λειτουργία υψηλής ταχύτητας και εμφανίζει μόνο αμελητέα ορατή ακτινοβολία κατά τη μετάβαση on-to-off.

Για να ενεργοποιήσετε το SRD, η τάση ανόδου πρέπει να υπερβαίνει την οριακή τάση του μηχανήματος (VT). Το SRD θα απενεργοποιηθεί όταν το δυναμικό ανόδου είναι μικρότερο ή ίσο με το δυναμικό καθόδου.

δίοδος σήραγγας

Μια δίοδος σήραγγας είναι μια μορφή κβαντικής μηχανικής που παίρνει δύο κομμάτια ενός ημιαγωγού και ενώνει το ένα κομμάτι με την άλλη πλευρά στραμμένη προς τα έξω. Η δίοδος της σήραγγας είναι μοναδική στο ότι τα ηλεκτρόνια ρέουν μέσω του ημιαγωγού αντί γύρω από αυτόν. Αυτός είναι ένας από τους κύριους λόγους για τους οποίους αυτός ο τύπος τεχνικής είναι τόσο μοναδικός, επειδή καμία άλλη μορφή μεταφοράς ηλεκτρονίων μέχρι αυτό το σημείο δεν ήταν σε θέση να επιτύχει ένα τέτοιο επίτευγμα. Ένας από τους λόγους για τους οποίους οι δίοδοι σήραγγας είναι τόσο δημοφιλείς είναι ότι καταλαμβάνουν λιγότερο χώρο από άλλες μορφές κβαντικής μηχανικής και μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε πολλές εφαρμογές σε πολλούς τομείς.

Δίοδος Varactor

Μια δίοδος varactor είναι ένας ημιαγωγός που χρησιμοποιείται σε μια μεταβλητή χωρητικότητα ρυθμιζόμενη από τάση. Η δίοδος varactor έχει δύο συνδέσεις, μία στην πλευρά της ανόδου της διασταύρωσης PN και η άλλη στην πλευρά της καθόδου της διασταύρωσης PN. Όταν εφαρμόζετε μια τάση σε ένα varactor, επιτρέπει να σχηματιστεί ένα ηλεκτρικό πεδίο που αλλάζει το πλάτος του στρώματος εξάντλησής του. Αυτό θα αλλάξει ουσιαστικά την χωρητικότητά του.

δίοδος λέιζερ

Μια δίοδος λέιζερ είναι ένας ημιαγωγός που εκπέμπει συνεκτικό φως, που ονομάζεται επίσης φως λέιζερ. Η δίοδος λέιζερ εκπέμπει κατευθυνόμενες παράλληλες δέσμες φωτός με χαμηλή απόκλιση. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με άλλες πηγές φωτός, όπως τα συμβατικά LED, των οποίων το εκπεμπόμενο φως είναι πολύ αποκλίνον.

Οι δίοδοι λέιζερ χρησιμοποιούνται για οπτική αποθήκευση, εκτυπωτές λέιζερ, σαρωτές γραμμωτού κώδικα και επικοινωνίες οπτικών ινών.

Δίοδος παροδικής καταστολής

Μια παροδική δίοδος καταστολής τάσης (TVS) είναι μια δίοδος που έχει σχεδιαστεί για να προστατεύει από υπερτάσεις και άλλους τύπους μεταβατικών φαινομένων. Είναι επίσης ικανό να διαχωρίζει την τάση και το ρεύμα για να αποτρέψει μεταβατικά υψηλής τάσης από την είσοδο στα ηλεκτρονικά του τσιπ. Η δίοδος TVS δεν θα μεταδώσει κατά τη διάρκεια της κανονικής λειτουργίας, αλλά θα αγωγιμότητα μόνο κατά τη διάρκεια της παροδικής. Κατά τη διάρκεια της ηλεκτρικής μεταβατικής περιόδου, η δίοδος TVS μπορεί να λειτουργήσει τόσο με γρήγορες αιχμές dv/dt όσο και με μεγάλες κορυφές dv/dt. Η συσκευή βρίσκεται συνήθως στα κυκλώματα εισόδου των κυκλωμάτων μικροεπεξεργαστή, όπου επεξεργάζεται σήματα μεταγωγής υψηλής ταχύτητας.

Χρυσό ντοπαρισμένες δίοδοι

Οι χρυσές δίοδοι μπορούν να βρεθούν σε πυκνωτές, ανορθωτές και άλλες συσκευές. Αυτές οι δίοδοι χρησιμοποιούνται κυρίως στη βιομηχανία ηλεκτρονικών ειδών επειδή δεν απαιτούν πολλή τάση για να μεταφέρουν ηλεκτρισμό. Οι δίοδοι με χρυσό μπορούν να κατασκευαστούν από υλικά ημιαγωγών τύπου p ή τύπου n. Η δίοδος με χρυσό μεταφέρει την ηλεκτρική ενέργεια πιο αποτελεσματικά σε υψηλές θερμοκρασίες, ειδικά σε διόδους τύπου n.

Ο χρυσός δεν είναι ιδανικό υλικό για ντόπινγκ ημιαγωγών, επειδή τα άτομα χρυσού είναι πολύ μεγάλα για να χωρούν εύκολα μέσα σε κρυστάλλους ημιαγωγών. Αυτό σημαίνει ότι συνήθως ο χρυσός δεν διαχέεται πολύ καλά σε έναν ημιαγωγό. Ένας τρόπος για να αυξήσετε το μέγεθος των ατόμων χρυσού ώστε να μπορούν να διαχέονται είναι να προσθέσετε ασήμι ή ίνδιο. Η πιο συνηθισμένη μέθοδος που χρησιμοποιείται για την πρόσμιξη ημιαγωγών με χρυσό είναι η χρήση βοροϋδριδίου του νατρίου, το οποίο βοηθά στη δημιουργία ενός κράματος χρυσού και αργύρου μέσα στον κρύσταλλο ημιαγωγών.

Οι δίοδοι με χρυσό χρησιμοποιούνται συνήθως σε εφαρμογές ισχύος υψηλής συχνότητας. Αυτές οι δίοδοι συμβάλλουν στη μείωση της τάσης και του ρεύματος ανακτώντας ενέργεια από το πίσω EMF της εσωτερικής αντίστασης της διόδου. Οι δίοδοι με χρυσό χρησιμοποιούνται σε μηχανήματα όπως δίκτυα αντιστάσεων, λέιζερ και δίοδοι σήραγγας.

Σούπερ διόδους φραγμού

Οι δίοδοι σούπερ φραγμού είναι ένας τύπος διόδου που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε εφαρμογές υψηλής τάσης. Αυτές οι δίοδοι έχουν χαμηλή τάση προς τα εμπρός σε υψηλή συχνότητα.

Οι δίοδοι σούπερ φραγμού είναι ένας πολύ ευέλικτος τύπος διόδων, καθώς μπορούν να λειτουργήσουν σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων και τάσεων. Χρησιμοποιούνται κυρίως σε κυκλώματα μεταγωγής ισχύος για συστήματα διανομής ισχύος, ανορθωτές, μετατροπείς κίνησης κινητήρα και τροφοδοτικά.

Η δίοδος superbarrier αποτελείται κυρίως από διοξείδιο του πυριτίου με προσθήκη χαλκού. Η δίοδος superbarrier έχει πολλές επιλογές σχεδίασης, συμπεριλαμβανομένης της επίπεδης διόδου υπερφραγής γερμανίου, της διόδου υπερφραγής διασταύρωσης και της διόδου υπερφραγής απομόνωσης.

Δίοδος Peltier

Η δίοδος Peltier είναι ημιαγωγός. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία ηλεκτρικού ρεύματος ως απόκριση στη θερμική ενέργεια. Αυτή η συσκευή είναι ακόμα νέα και δεν είναι ακόμη πλήρως κατανοητή, αλλά φαίνεται ότι θα μπορούσε να είναι χρήσιμη για τη μετατροπή της θερμότητας σε ηλεκτρική ενέργεια. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για θερμοσίφωνες ή ακόμα και σε αυτοκίνητα. Αυτό θα επέτρεπε τη χρήση της θερμότητας που παράγεται από έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης, η οποία είναι συνήθως σπατάλη ενέργειας. Θα επέτρεπε επίσης στον κινητήρα να λειτουργεί πιο αποτελεσματικά, καθώς δεν θα χρειαζόταν να παράγει τόση ισχύ (χρησιμοποιώντας έτσι λιγότερα καύσιμα), αλλά αντίθετα μια δίοδος Peltier θα μετατρέψει την απορριπτόμενη θερμότητα σε ισχύ.

κρυσταλλική δίοδος

Οι κρυσταλλικές δίοδοι χρησιμοποιούνται συνήθως για φιλτράρισμα στενής ζώνης, ταλαντωτές ή ενισχυτές ελεγχόμενης τάσης. Η κρυσταλλική δίοδος θεωρείται ειδική εφαρμογή του πιεζοηλεκτρικού φαινομένου. Αυτή η διαδικασία βοηθά στη δημιουργία σημάτων τάσης και ρεύματος χρησιμοποιώντας τις εγγενείς ιδιότητές τους. Οι κρυσταλλικές δίοδοι συνδυάζονται επίσης συνήθως με άλλα κυκλώματα που παρέχουν ενίσχυση ή άλλες εξειδικευμένες λειτουργίες.

Δίοδος χιονοστιβάδας

Μια δίοδος χιονοστιβάδας είναι ένας ημιαγωγός που δημιουργεί μια χιονοστιβάδα από ένα μόνο ηλεκτρόνιο από τη ζώνη αγωγιμότητας στη ζώνη σθένους. Χρησιμοποιείται ως ανορθωτής σε κυκλώματα ισχύος DC υψηλής τάσης, ως ανιχνευτής υπέρυθρης ακτινοβολίας και ως φωτοβολταϊκό μηχάνημα υπεριώδους ακτινοβολίας. Το φαινόμενο χιονοστιβάδας αυξάνει την πτώση τάσης προς τα εμπρός κατά μήκος της διόδου, έτσι ώστε να μπορεί να γίνει πολύ μικρότερη από την τάση διάσπασης.

Ελεγχόμενος ανορθωτής πυριτίου

Ο ελεγχόμενος ανορθωτής πυριτίου (SCR) είναι ένα θυρίστορ τριών ακροδεκτών. Σχεδιάστηκε για να λειτουργεί σαν διακόπτης στους φούρνους μικροκυμάτων για τον έλεγχο της ισχύος. Μπορεί να ενεργοποιηθεί από ρεύμα ή τάση ή και τα δύο, ανάλογα με τη ρύθμιση εξόδου της πύλης. Όταν ο πείρος πύλης είναι αρνητικός, επιτρέπει στο ρεύμα να ρέει μέσω του SCR, και όταν είναι θετικός, εμποδίζει τη ροή ρεύματος μέσω του SCR. Η θέση του πείρου πύλης καθορίζει εάν το ρεύμα περνάει ή μπλοκάρεται όταν είναι στη θέση του.

Δίοδοι κενού

Οι δίοδοι κενού είναι ένας άλλος τύπος διόδων, αλλά σε αντίθεση με άλλους τύπους, χρησιμοποιούνται σε σωλήνες κενού για τη ρύθμιση του ρεύματος. Οι δίοδοι κενού επιτρέπουν στο ρεύμα να ρέει με σταθερή τάση, αλλά έχουν επίσης ένα πλέγμα ελέγχου που αλλάζει αυτή την τάση. Ανάλογα με την τάση στο πλέγμα ελέγχου, η δίοδος κενού είτε επιτρέπει είτε σταματά το ρεύμα. Οι δίοδοι κενού χρησιμοποιούνται ως ενισχυτές και ταλαντωτές σε ραδιοφωνικούς δέκτες και πομπούς. Χρησιμεύουν επίσης ως ανορθωτές που μετατρέπουν το AC σε DC για χρήση από ηλεκτρικές συσκευές.

PIN-δίοδος

Οι δίοδοι PIN είναι ένας τύπος διόδου σύνδεσης pn. Γενικά, τα PIN είναι ένας ημιαγωγός που παρουσιάζει χαμηλή αντίσταση όταν εφαρμόζεται τάση σε αυτόν. Αυτή η χαμηλή αντίσταση θα αυξάνεται καθώς αυξάνεται η εφαρμοζόμενη τάση. Οι κωδικοί PIN έχουν μια οριακή τάση πριν γίνουν αγώγιμοι. Έτσι, εάν δεν εφαρμοστεί αρνητική τάση, η δίοδος δεν θα περάσει ρεύμα μέχρι να φτάσει σε αυτήν την τιμή. Η ποσότητα του ρεύματος που διαρρέει το μέταλλο θα εξαρτηθεί από τη διαφορά δυναμικού ή την τάση μεταξύ των δύο ακροδεκτών και δεν θα υπάρχει διαρροή από τον ένα ακροδέκτη στον άλλο.

Δίοδος επαφής σημείου

Μια σημειακή δίοδος είναι μια μονόδρομη συσκευή ικανή να βελτιώσει ένα σήμα RF. Το Point-Contact ονομάζεται επίσης τρανζίστορ χωρίς σύνδεση. Αποτελείται από δύο σύρματα προσαρτημένα σε ένα ημιαγωγικό υλικό. Όταν αυτά τα καλώδια έρχονται σε επαφή, δημιουργείται ένα «σημείο τσιμπήματος» όπου τα ηλεκτρόνια μπορούν να διασταυρωθούν. Αυτός ο τύπος διόδου χρησιμοποιείται ιδιαίτερα με ραδιόφωνα AM και άλλες συσκευές για να μπορούν να ανιχνεύουν σήματα ραδιοσυχνοτήτων.

Δίοδος Gunn

Η δίοδος Gunn είναι μια δίοδος που αποτελείται από δύο αντιπαράλληλους κόμβους pn με ασύμμετρο ύψος φραγμού. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια ισχυρή καταστολή της ροής των ηλεκτρονίων προς την προς τα εμπρός κατεύθυνση, ενώ το ρεύμα εξακολουθεί να ρέει προς την αντίστροφη κατεύθυνση.

Αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούνται συνήθως ως γεννήτριες μικροκυμάτων. Εφευρέθηκαν γύρω στο 1959 από τους J. B. Gann και A. S. Newell στο Royal Post Office στο Ηνωμένο Βασίλειο, από το οποίο προέρχεται το όνομα: "Gann" είναι συντομογραφία των ονομάτων τους και "δίοδος" επειδή δούλευαν σε συσκευές αερίου (Ο Newell εργαζόταν προηγουμένως στο Edison Institute of Communications). Bell Laboratories, όπου εργάστηκε σε συσκευές ημιαγωγών).

Η πρώτη μεγάλης κλίμακας εφαρμογή των διόδων Gunn ήταν η πρώτη γενιά βρετανικού στρατιωτικού ραδιοεξοπλισμού UHF, ο οποίος τέθηκε σε χρήση γύρω στο 1965. Τα στρατιωτικά ραδιόφωνα AM έκαναν επίσης εκτεταμένη χρήση των διόδων Gunn.

Το χαρακτηριστικό της διόδου Gunn είναι ότι το ρεύμα είναι μόνο 10-20% αυτού μιας συμβατικής διόδου πυριτίου. Επιπλέον, η πτώση τάσης κατά μήκος της διόδου είναι περίπου 25 φορές μικρότερη από μια συμβατική δίοδο, συνήθως 0 mV σε θερμοκρασία δωματίου για XNUMX.

Εκμάθηση βίντεο

Τι είναι δίοδος - Ηλεκτρονικά σεμινάριο για αρχάριους

Συμπέρασμα

Ελπίζουμε να έχετε μάθει τι είναι δίοδος. Εάν ενδιαφέρεστε να μάθετε περισσότερα για το πώς λειτουργεί αυτό το εκπληκτικό εξάρτημα, ανατρέξτε στα άρθρα μας στη σελίδα δίοδοι. Πιστεύουμε ότι θα εφαρμόσετε όλα όσα έχετε μάθει και αυτή τη φορά.