En oversigt over forskellige typer dioder og deres anvendelse

En diode er en to-terminal elektrisk enhed, der kun tillader overførsel af strøm i en retning. Dioden er også kendt for sin ensrettet strømegenskab, hvor den elektriske strøm får lov til at strømme i en retning. Dybest set bruges en diode til at rette bølgeformer inden for radiodetektorer eller indeni strømforsyninger . De kan også bruges i forskellige elektriske og elektroniske kredsløb, hvor det er nødvendigt med envejsresultatet af dioden. De fleste af dioderne er lavet af halvledere som Si (silicium), men i nogle få tilfælde anvendes Ge (germanium) også. Det er undertiden fordelagtigt at opsummere der findes forskellige typer dioder . Nogle af typerne kan overlappe hinanden, men de forskellige definitioner kan have gavn af at indsnævre feltet og give et overblik over de forskellige typer dioder.

Hvad er forskellige typer dioder?

Der er flere typer dioder, og de er tilgængelige til brug i elektronikdesign, nemlig en bagudgående diode, BARRITT-diode, Gunn-diode, laserdiode, lysemitterende dioder, Guld dopede dioder , krystaldiode , PN-kryds, Shockley-diode , Tringenoprettelsesdiode, tunneldiode, Varactor-diode og en Zener-diode.

Typer af dioder

Detaljeret forklaring af dioder

Lad os tale detaljeret om diodeens arbejdsprincip.

Bagudgående diode

Denne type diode kaldes også bagdioden, og den er ikke ekstremt implementeret. Den bagudgående diode er en PN-forbindelsesdiode, der har en lignende operation som en tunneldiode. Scenariet med kvantetunnel har et vigtigt ansvar i ledelsen af ​​den nuværende hovedsageligt omvendte vej. Med energibåndbilledet kan diodens nøjagtige virkning kendes.

Arbejd af bagud diode

Båndet, der ligger på det øverste niveau, betegnes som ledningsbåndet, mens det nederste niveaubånd betegnes som valensbåndet. Når der er en anvendelse af energi til elektronerne, har de en tendens til at få energi og bevæge sig mod ledningsbåndet. Når elektronerne kommer ind fra valens til ledningsbåndet, er placeringen af ​​dem i valensbåndet tilbage med huller.

I nul-forspændende tilstand er det besatte valensbånd i modsætning til det besatte ledningsbånd. Mens P-regionen i omvendt bias-tilstand bevæger sig mod opad svarende til N-regionen. Nu er det besatte bånd i P-sektionen i kontrast til det ledige bånd ved N-sektionen. Så elektronerne starter tunnellering fra det besatte bånd i P-sektionen til det ledige bånd i N-sektion.

Så dette betyder, at strømmen også sker i omvendt forspænding. I den forudgående bias-tilstand har N-regionen en bevægelse mod opad svarende til P-regionen. Nu er det besatte bånd i N-sektionen i kontrast til det ledige bånd ved P-sektionen. Så elektronerne starter tunnellering fra det besatte bånd i N-sektionen til det ledige bånd i P-sektion.

I denne type dioder dannes den negative modstandsregion, og denne anvendes hovedsageligt til diodens arbejde.

Bagudgående diode

BARITT-diode

Den udvidede periode for denne diode er Barrier Injection Transit Time diode, der er BARITT-diode. Det kan anvendes i mikrobølgeapplikationer og tillader mange sammenligninger med den mere anvendte IMPATT-diode. Dette link viser en klar beskrivelse af, hvad der er en BARRITT-diode og dets arbejde og implementeringer.

Gunn Diode

Gunn-diode er en PN-forbindelsesdiode, denne slags diode er en halvlederindretning, der har to terminaler. Generelt bruges det til at producere mikrobølgesignaler. Se nedenstående link for Gunn Diode arbejder , Egenskaber og dets applikationer.

Gunn Diodes

Laserdiode

Laserdioden har ikke en lignende proces som for almindelig LED (lysdiode), fordi den producerer sammenhængende lys. Disse dioder anvendes i vid udstrækning til forskellige formål, såsom DVD'er, CD-drev og laserlyspekere til PPT'er. Selvom disse dioder er billige end andre typer lasergeneratorer, er de meget dyrere end lysdioder. De har også et delvis liv.

Laserdiode

Lysdiode

Udtrykket LED står for lysdiode, er en af ​​de mest standardtyper af dioden. Når dioden er forbundet i fremadspænding, strømmer strømmen gennem krydset og genererer lyset. Der er også mange nye LED-udviklinger, der ændrer sig, de er LED'er og OLED'er. Et af de vigtigste koncepter for at være opmærksom på LED er dens IV karakteristika. Lad os gennemgå egenskaberne ved LED i detaljer.

Karakteristika for lysdioder

Før en LED udsender lys, kræver det strøm af strøm gennem dioden, fordi dette er en strømbaseret diode. Her har mængden af ​​lysintensitet et direkte forhold til den fremadrettede retning af strømmen, der strømmer over dioden.

Når dioden leder strøm i forspændingen, skal der være en strømbegrænsende seriemodstand for at beskytte dioden mod den ekstra strøm af strøm. Det skal bemærkes, at der ikke skal være nogen direkte forbindelse mellem strømforsyningen til lysdioden, hvor dette forårsager øjeblikkelig skade, fordi denne forbindelse muliggør en ekstrem strømstrøm og brænder enheden.

LED arbejder

Hver type LED-enhed har sit eget fremadgående spændingstab gennem PN-krydset, og denne begrænsning er kendt af den type halvleder, der bruges. Dette bestemmer mængden af ​​spændingsfald for den tilsvarende mængde videresendingsstrøm generelt for en strømværdi på 20 mA.

I de fleste scenarier fungerer LED'er fra minimale spændingsniveauer med en modstand i serieforbindelse, Rs anvendes til begrænsning af den fremadrettede strømmængde til et beskyttet niveau, som generelt er 5mA til 30mA, når der er krav om forbedret lysstyrke .

Forskellige lysdioder genererer lys i de tilsvarende regioner i UV-spektret, og derfor genererer de forskellige lysniveauer. Det specifikke valg af halvlederen kan være kendt af hele bølgelængden af ​​fotonemissionerne og dermed tilsvarende producerede lys. LED-farverne er som følger:

Så den nøjagtige farve på LED'en er kendt af afstanden fra den udsendte bølgelængde. Og bølgelængden er kendt af den specifikke halvlederkomposition, der anvendes i PN-krydset på tidspunktet for fremstillingsprocessen. Så det var klart, at lysemissionsfarven fra LED ikke er på grund af den kløede plast, der bruges. Men også de forbedrer lysets lysstyrke, når de ikke belyses af strømforsyningen. Med kombinationen af ​​forskellige halvleder-, gas- og metalstoffer kan nedenstående LED'er genereres, og de er:

• Galliumarsenid (GaAs), der er infrarødt
• Galliumarsenidphosphid (GaAsP) spænder fra rød til infrarød og orange
• Aluminium Galliumarsenidphosphid (AlGaAsP), som har øget lysrød, orange type røde, orange og gule farver.
• Galliumphosphid (GaP) findes i røde, gule og grønne farver
• Aluminium Galliumphosphide (AlGaP) - mest i grøn farve
• Galliumnitrid (GaN), der fås i grøn og smaragdgrøn
• Galliumindiumnitrid (GaInN) tæt på ultraviolet, den blandede farve blå og grøn og blå
• Siliciumcarbid (SiC) fås som et blåt som substrat
• Zinkselenid (ZnSe) findes i blåt
• Aluminium Galliumnitrid (AlGaN), som er ultraviolet

Fotodiode

Fotodioden bruges til at detektere lys. Det konstateres, at når lys rammer et PN-kryds, kan det skabe elektroner og huller. Typisk fungerer fotodioder under omvendte forspændingsforhold, hvor selv en lille strømstrøm som følge af lyset simpelthen kan bemærkes. Disse dioder kan også bruges til at producere elektricitet.

Fotodiode

PIN-diode

Denne type diode er karakteriseret ved dens konstruktion. Det har standard P-type og N-type regioner, men området mellem de to regioner, nemlig den iboende halvleder, har ingen doping. Området for den iboende halvleder har den virkning, at det forøger området for udtømningsområdet, hvilket kan være gavnligt for skiftende applikationer.

PIN-diode

De negative og positive ladningsbærere fra N- og P-type-regioner har tilsvarende en bevægelse til den indre region. Når dette område er fuldstændigt fyldt op med elektronhuller, begynder dioden at lede. Mens det er i omvendt bias-tilstand, kan det brede indre lag i dioden muligvis forhindre og bære høje spændingsniveauer.

Ved øgede frekvensniveauer fungerer PIN-dioden som en lineær modstand. Det fungerer som en lineær modstand, fordi denne diode har utilstrækkelig omvendt genopretningstid . Dette er årsagen til, at stærkt elektrisk ladet 'I' -region ikke har tilstrækkelig tid til at aflade på tidspunktet for hurtige cyklusser. Og ved minimale frekvensniveauer fungerer dioden som en ensretterdiode, hvor den har tilstrækkelig tid til afladning og slukning.

PN-forbindelsesdiode

Standard PN-forbindelsen kan betragtes som den normale eller standard type diode, der er i brug i dag. Dette er den mest fremtrædende af forskellige typer dioder, der er i det elektriske domæne. Men disse dioder kan anvendes som små signaltyper til brug i RF (radiofrekvens) eller andre applikationer med lav strøm, der kan kaldes signaldioder. Andre typer kan planlægges til applikationer med høj spænding og høj strøm og betegnes normalt ensretterdioder. I en PN-forbindelsesdiode skal man være fri for forspændte forhold. Der er hovedsageligt tre forspændingsbetingelser, og dette afhænger af det anvendte spændingsniveau.

• Forward bias - Her er den positive og negative terminal forbundet til P- og N-typerne af dioden.
• Omvendt bias - Her er den positive og negative terminal forbundet til N- og P-typerne af dioden.
• Nul bias - Dette kaldes '0' bias, fordi der ikke påføres nogen ekstern spænding på dioden.

Fremadspænding af PN-junction-diode

I den forudgående bias-tilstand udvikles PN-forbindelse, når batteriets positive og negative kanter er forbundet til P- og N-typer. Når dioden fungerer ved videresendelse af forspænding, er de interne og anvendte elektriske felter i krydset i modsatte stier. Når disse elektriske felter er opsummeret, er størrelsesniveauet af følgevirkningen mindre end det anvendte elektriske felt.

Fremadspænding i PN-forbindelsestyper af dioder

Denne forbindelse resulterer i en minimal resistiv sti og et tyndere udtømningsområde. Udtømningsregionens modstand bliver mere ubetydelig, når værdien af ​​den påførte spænding er mere. For eksempel, i siliciumhalvlederen, når den påførte spændingsværdi er 0,6V, bliver udtømningslagets modstandsværdi helt ubetydelig, og der vil være en uhindret strøm af strøm over den.

Omvendt forspænding af PN-forbindelsesdiode

Her er forbindelsen, at batteriets positive og negative kanter er forbundet til N-type og P-type regioner. Dette danner den omvendte forspændte PN-forbindelse. I denne situation er anvendte og interne elektriske felter i en lignende retning. Når begge de elektriske felter er opsummeret, svarer den resulterende elektriske feltsti til den interne elektriske feltsti. Dette udvikler en tykkere og forbedret resistiv udtømningsregion. Udtømningsområdet oplever mere følsomhed og tykkelse, når det anvendte spændingsniveau er mere og mere.

Omvendt forspænding i PN-forbindelsesdioder

V-I-egenskaber ved PN-forbindelsesdiode

Derudover er det endnu mere afgørende at være opmærksom på V-I-karakteristika ved PN-forbindelsesdioden.

Når dioden betjenes under '0' bias-tilstand, hvilket betyder, at der ikke er nogen anvendelse af ekstern spænding på dioden. Dette betyder, at den potentielle barriere begrænser strømmen.

Mens dioden fungerer under forspændingsforhold, vil der være en tyndere potentiel barriere. I silikontypedioder, når spændingsværdien er 0,7V, og i germaniumtyperne af dioder, når spændingsværdien er 0,3V, reduceres bredden af ​​den potentielle barriere, og dette giver mulighed for strømmen gennem dioden.

VI Egenskaber i PN Junction Diode

I dette vil der være en gradvis stigning i strømværdien, og den resulterende kurve er ikke-lineær, hvor fordi det anvendte spændingsniveau overstiger den potentielle barriere. Når dioden overvinder denne potentielle barriere, fungerer dioden i normal tilstand, og kurvens form bliver gradvist skarp (bliver til lineær form) med stigningen i spændingsværdien.

Hvor når dioden fungerer i omvendt bias-tilstand, vil der være en øget potentiel barriere. Da der vil være tilstedeværelse af mindretalsladningsbærere i krydset, muliggør dette strømmen af ​​omvendt mætningsstrøm. Når der er et øget niveau af anvendt spænding, har mindretalsladningsbærere stigende kinetisk energi, der viser en indvirkning på de fleste ladebærere. På dette tidspunkt sker diodeopdelingen, og dette kan føre til, at dioden bliver beskadiget.

Schottky-diode

Schottky-dioden har et lavere fremadspændingsfald end almindelige Si PN-forbindelsesdioder. Ved lave strømme kan spændingsfaldet være mellem 0,15 og 0,4 volt i modsætning til 0,6 volt for a-Si-diode. For at opnå denne præstation er de designet på en anden måde til sammenligning med normale dioder, der har en metal til halvlederkontakt. Disse dioder anvendes i vid udstrækning i ensretterapplikationer, fastspændingsdioder og også i RF-applikationer.

Schottky-diode

Tringendannelsesdiode

En tringendannelsesdiode er en type mikrobølgediode, der bruges til at generere impulser ved meget HF (høje frekvenser). Disse dioder afhænger af dioden, som har en meget hurtig slukningskarakteristik for deres drift.

Tringendannelsesdioder

Tunneldiode

Tunneldioden bruges til mikrobølgeapplikationer, hvor dens ydeevne overgik andre dagsudstyr.

Tunneldiode

I det elektriske domæne betyder tunneling, at det er den direkte bevægelse af elektroner gennem den minimale bredde af udtømningsområdet fra ledningsbåndet til valensbåndet. I PN-krydsdioden udvikles udtømningsområdet på grund af både elektroner og huller. På grund af disse positive og negative ladningsbærere udvikles det indre elektriske felt i udtømningsområdet. Dette skaber en kraft i den modsatte vej af en ekstern spænding.

Når der er en tunneleffekt, når der er minimal fremadspændingsværdi, vil fremadstrømværdien være mere. Det kan fungere både i forudgående og baglæns forspændte forhold. På grund af det høje niveau af doping , det kan også fungere i omvendt forspænding. Med faldet af barrierepotentiale, er nedbrydningsspænding i omvendt retning reduceres også og når næsten til nul. Med denne minimale omvendte spænding kan dioden muligvis nå til nedbrydningstilstand. På grund af denne negative modstandsregion dannes.

Varactor-diode eller Varicap-diode

En varaktordiode er en slags halvleder mikrobølge-solid-state-enhed, og den bruges i hvor den variable kapacitans vælges, hvilket kan opnås ved at kontrollere spændingen. Disse dioder kaldes også som variceal-dioder. Selvom o / p af den variable kapacitans kan udstilles af de normale PN-forbindelsesdioder. Men denne diode er valgt til at give de foretrukne kapacitansændringer, da de er forskellige typer dioder. Disse dioder er nøjagtigt designet og forbedret, så de tillader et stort antal ændringer i kapacitans.

Varactor-diode

Zener-diode

Zener-dioden bruges til at tilvejebringe en stabil referencespænding. Som et resultat bruges det i store mængder. Det fungerer under omvendt bias-tilstand og fandt ud af, at når en bestemt spænding nås, bryder den ned. Hvis strømmen er begrænset af en modstand, aktiverer den en stabil spænding, der skal genereres. Denne type diode bruges i vid udstrækning til at tilbyde en referencespænding i strømforsyninger.

Zener-diode

Der findes forskellige metoder i pakken med en Zener-diode. Få af dem er ansat til øgede niveauer af strømforsyning, mens andre bruges til kantmonterede design. Generalen type Zener-diode består af minimal glasovertræk. Denne diode har et bånd på den ene kant, der markerer det som katoden.

Zener-diode fungerer på samme måde som diode, når den betjenes i tilstanden for fremadspænding. Mens der i omvendt bias vil være en forekomst af minimal lækstrøm . Når der er en stigning i omvendt spænding op til nedbrydningsspændingen, skaber dette strøm gennem dioden. Den aktuelle værdi nås til maksimum, og dette fanges af en seriemodstand.

Anvendelser af Zener-diode

Der er omfattende anvendelser af en Zener-diode, og få af dem er:

• Det bruges som en spændingsbegrænser til at regulere spændingsniveauer over den minimale værdi af belastninger
• Ansat i applikationerne har de brug for overspændingsbeskyttelse
• Brugt i klipningskredsløb

Et par af de andre typer dioder, der er meget vigtige i forskellige applikationer, er som nedenfor:

• Laserdiode
• Lavine-diode
• Transient spændingsdæmpningsdiode
• Gulddopet type diode
• Konstant strømtype diode
• Peltier-diode
• Siliconstyret ensretter diode

Hver diode har sine egne fordele og applikationer. Få af dem bruges i vid udstrækning i forskellige applikationer på tværs af flere domæner, mens få kun er ansat i få applikationer. Således handler dette om forskellige typer dioder og deres anvendelser. Vi håber, at du har fået en bedre forståelse af dette koncept eller implementerer elektriske projekter. Giv dine værdifulde forslag ved at kommentere i kommentarfeltet nedenfor. Her er et spørgsmål til dig, Hvad er funktion af en diode ?