diood
Elektroonilistes komponentides kasutatakse selle alaldusfunktsiooniks sageli kahe elektroodiga seadet, mis laseb voolul liikuda ainult ühes suunas. Ja varaktordioode kasutatakse elektrooniliste reguleeritavate kondensaatoritena. Enamiku dioodide voolusuunalisust nimetatakse tavaliselt "alaldusfunktsiooniks". Dioodi kõige levinum funktsioon on lubada voolul läbida ainult ühes suunas (tuntud kui päripinge) ja blokeerida see vastupidises suunas (tuntud kui vastupidine eelpinge). Seetõttu võib dioode pidada tagasilöögiklappide elektroonilisteks versioonideks.
Varased vaakumelektroonilised dioodid; See on elektrooniline seade, mis suudab voolu juhtida ühesuunaliselt. Pooljuhtdioodi sees on kahe juhtklemmiga PN-siirde ja sellel elektroonilisel seadmel on ühesuunaline voolujuhtivus vastavalt rakendatud pinge suunale. Üldiselt on kristalldiood pn-siirde liides, mis moodustub p- ja n-tüüpi pooljuhtide paagutamisel. Ruumilaengukihid moodustuvad selle liidese mõlemal küljel, moodustades ise ehitatud elektrivälja. Kui rakendatud pinge on võrdne nulliga, on pn-siirde mõlemal poolel laengukandjate kontsentratsiooni erinevusest põhjustatud difusioonivool ja isetekkelise elektrivälja tekitatud triivvool võrdsed ja elektrilises tasakaaluolekus, mis on samuti dioodide omadus normaaltingimustes.
Varased dioodid hõlmasid "kassi vurrude kristalle" ja vaakumtorusid (Ühendkuningriigis tuntud kui "termilise ionisatsiooni ventiilid"). Enamlevinud dioodid kasutavad tänapäeval enamasti pooljuhtmaterjale nagu räni või germaanium.
iseloomulik
Positiivsus
Kui rakendatakse päripinget, on pärisuunalise karakteristiku alguses päripinge väga väike ja sellest ei piisa PN-siirde sees oleva elektrivälja blokeeriva mõju ületamiseks. Edasine vool on peaaegu null ja seda osa nimetatakse surnud tsooniks. Pinget, mis ei suuda dioodi juhtivaks muuta, nimetatakse surnud tsooni pingeks. Kui päripinge on suurem kui surnud tsooni pinge, ületatakse PN-siirde sees olev elektriväli, diood juhib edasisuunas ja vool suureneb kiiresti koos pinge suurenemisega. Normaalses voolukasutuse vahemikus jääb dioodi klemmipinge juhtivuse ajal peaaegu konstantseks ja seda pinget nimetatakse dioodi päripingeks. Kui dioodi päripinge ületab teatud väärtuse, nõrgeneb sisemine elektriväli kiiresti, iseloomulik vool suureneb kiiresti ja diood juhib ettepoole. Seda nimetatakse lävipingeks või lävipingeks, mis on ränitorude puhul umbes 0,5 V ja germaaniumtorude puhul umbes 0,1 V. Ränidioodide edasijuhtivuse pingelang on umbes 0,6–0,8 V ja germaaniumdioodide edasijuhtivuse pingelang on umbes 0,2–0,3 V.
Vastupidine polaarsus
Kui rakendatud pöördpinge ei ületa teatud vahemikku, on dioodi läbiv vool pöördvool, mis moodustub vähemuskandjate triivliikumisest. Väikese pöördvoolu tõttu on diood väljalülitatud olekus. Seda pöördvoolu nimetatakse ka vastupidiseks küllastusvooluks või lekkevooluks ning dioodi pöördküllastusvoolu mõjutab suuresti temperatuur. Tüüpilise ränitransistori pöördvool on palju väiksem kui germaaniumtransistoril. Väikese võimsusega ränitransistori pöördküllastusvool on suurusjärgus nA, väikese võimsusega germaaniumtransistori oma aga μ A. Temperatuuri tõustes ergastub pooljuht soojusega, vähemuskandjate arv suureneb ja vastavalt suureneb ka vastupidine küllastusvool.
lagunemine
Kui rakendatud pöördpinge ületab teatud väärtuse, suureneb järsult pöördvool, mida nimetatakse elektririkkeks. Elektrilist riket põhjustavat kriitilist pinget nimetatakse dioodi vastupidiseks läbilöögipingeks. Elektrilise rikke korral kaotab diood oma ühesuunalise juhtivuse. Kui diood elektrikatkestuse tõttu üle ei kuumene, ei pruugi selle ühesuunaline juhtivus jäädavalt hävida. Selle jõudlust saab siiski taastada pärast rakendatud pinge eemaldamist, vastasel juhul saab diood kahjustatud. Seetõttu tuleks kasutamise ajal vältida dioodile rakendatavat liigset pöördpinget.
Diood on ühesuunalise juhtivusega kahe terminaliga seade, mille saab jagada elektroonilisteks dioodideks ja kristalldioodideks. Elektroonilistel dioodidel on hõõgniidi soojuskao tõttu väiksem kasutegur kui kristalldioodidel, mistõttu neid näeb harva. Kristalldioodid on levinumad ja sagedamini kasutatavad. Dioodide ühesuunalist juhtivust kasutatakse peaaegu kõigis elektroonikalülitustes ja pooljuhtdioodidel on paljudes vooluringides oluline roll. Need on ühed varasemad pooljuhtseadmed ja neil on lai valik rakendusi.
Ränidioodi (mittevalgustava tüüpi) päripinge langus on 0,7 V, germaaniumdioodi päripingelang on 0,3 V. Valgusdioodi päripinge langus varieerub erinevate valgusvärvide korral. Peamiselt on kolm värvi ja konkreetsed pingelangu etalonväärtused on järgmised: punaste valgusdioodide pingelang on 2,0-2,2 V, kollaste valgusdioodide pingelang on 1,8-2,0 V ja pinge. roheliste valgusdioodide tilk on 3,0-3,2 V. Tavalise valguse kiirguse nimivool on umbes 20 mA.
Dioodi pinge ja vool ei ole lineaarselt seotud, seega erinevate dioodide paralleelsel ühendamisel tuleks ühendada vastavad takistid.
iseloomulik kõver
Sarnaselt PN-ühendustele on dioodidel ühesuunaline juhtivus. Ränidioodi tüüpiline voltampri karakteristikukõver. Kui dioodile rakendatakse pärivoolu, on vool äärmiselt väike, kui pinge väärtus on madal; Kui pinge ületab 0,6 V, hakkab vool hüppeliselt kasvama, mida tavaliselt nimetatakse dioodi sisselülituspingeks; Kui pinge jõuab umbes 0,7 V-ni, on diood täielikult juhtivas olekus, mida tavaliselt nimetatakse dioodi juhtivuspingeks, mida tähistab sümbol UD.
Germaaniumdioodide puhul on sisselülituspinge 0,2 V ja juhtivuspinge UD on ligikaudu 0,3 V. Kui dioodile rakendatakse pöördpinget, on madala pinge korral vool äärmiselt väike ja selle vooluväärtus on vastupidine küllastusvool IS. Kui pöördpinge ületab teatud väärtuse, hakkab vool järsult suurenema, mida nimetatakse pöördläbilöögiks. Seda pinget nimetatakse dioodi vastupidiseks läbilöögipingeks ja seda tähistab sümbol UBR. Erinevat tüüpi dioodide läbilöögipinge UBR väärtused on väga erinevad, ulatudes kümnetest voltidest kuni mitme tuhande voltini.
Vastupidine jaotus
Zeneri rike
Pöördjaotuse saab mehhanismi alusel jagada kahte tüüpi: Zeneri jaotus ja Laviini rike. Suure dopingukontsentratsiooni korral hävib barjääripiirkonna väikese laiuse ja suure pöördpinge tõttu kovalentse sideme struktuur barjääripiirkonnas, mille tulemusena valentselektronid eralduvad kovalentsetest sidemetest ja tekitavad elektroniaugupaare, mille tulemuseks on voolu järsk tõus. Seda jaotust nimetatakse Zeneri jaotuseks. Kui dopingu kontsentratsioon on madal ja barjääripiirkonna laius on lai, ei ole Zeneri rikke tekitamine lihtne.
Laviini purunemine
Teine rikete tüüp on laviini purunemine. Kui pöördpinge tõuseb suure väärtuseni, kiirendab rakendatud elektriväli elektronide triivi kiirust, põhjustades kokkupõrkeid kovalentses sidemes olevate valentselektronidega, lööb need kovalentsest sidemest välja ja tekitab uusi elektroniaukude paare. Äsja tekkinud elektronide auke kiirendab elektriväli ja need põrkuvad kokku teiste valentselektronidega, põhjustades laviinitaolise laengukandjate arvu suurenemise ja voolu järsu suurenemise. Seda tüüpi rikkeid nimetatakse laviini purunemiseks. Olenemata rikke tüübist, kui vool ei ole piiratud, võib see PN-ristmikule jäädavalt kahjustada.
Postitusaeg: august 08-2024