Kirish Diodlar barcha yarimo'tkazgichli qurilmalarning eng oddiy, ammo eng foydalilaridan biridir. Ko'p turdagi diodlar keng doiradagi ilovalar uchun ishlatiladi

Kirish Diodlar barcha yarimo'tkazgichli qurilmalarning eng oddiy, ammo eng foydalilaridan biridir. Ko'p turdagi diodlar keng doiradagi ilovalar uchun ishlatiladi. Rektifikator diodlari elektr ta'minotining muhim komponenti bo'lib, ular AC tarmoq (liniya) kuchlanishini doimiy toifaga aylantirish uchun ishlatiladi. Zener diodlari kuchlanishni barqarorlashtirish, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan doimiy kuchlanishdagi kiruvchi o'zgarishlarni oldini olish va ko'plab kontaktlarning zanglashiga olib keladigan aniq mos yozuvlar kuchlanishlarini ta'minlash uchun ishlatiladi. Diyotlar, shuningdek, batareyalar noto'g'ri kutuplulukta ulangan bo'lsa, batareya quvvati bilan ishlaydigan uskunaning halokatli shikastlanishining oldini olish uchun ishlatilishi mumkin. Signal diodlari, shuningdek, elektron qurilmalarda signallarni qayta ishlashda juda ko'p foydalanishga ega; ular uzatiladigan radiochastota signallaridan (demodulyatsiya) audio va video signallarni olish uchun ishlatiladi va AC signali to'lqin shakllarini shakllantirish va o'zgartirish uchun ham foydalanish mumkin (kesish, cheklash va DCni tiklash). Diodlar, shuningdek, xavfli darajada katta kuchlanish ko'tarilishidan himoya qilish uchun ko'plab raqamli integral mikrosxemalar ichiga o'rnatilgan.
LEDlar oddiy indikator lampalaridan tortib ulkan va murakkab video displeylargacha bo'lgan juda keng assortimentda juda ko'p rangdagi yorug'likni ishlab chiqaradi. Fotodiodlar yorug'likdan elektr tokini ham ishlab chiqaradi. Diyotlar yarimo'tkazgichli materiallardan, asosan, kremniydan, diodning vazifasiga qarab turli xil birikmalar (bir nechta elementlarning birikmalari) va metallar qo'shilgan holda ishlab chiqariladi. Yarimo'tkazgichli diodlarning dastlabki turlari Selen va Germaniumdan tayyorlangan, ammo bu diodlar deyarli butunlay zamonaviy kremniy konstruktsiyalari bilan almashtirildi. 2.0.1-rasmda keng tarqalgan simli diodlar tanlovi quyidagicha ko'rsatilgan: 1. Uchta quvvatli rektifikator, (tarmoq (tarmoq) kuchlanishlari bilan foydalanish uchun ko'prik rektifikatori va ikkita tarmoq voltajini to'g'rilash diodlari). 2. Nuqta kontaktli diyot (shisha inkapsulyatsiya bilan) va Shottki diodi. 3. Kichik signalli silikon diod. 4. Shisha yoki qora qatronlar bilan qoplangan zener diodlari. 5. Yorug'lik chiqaradigan diodlar tanlovi. Qizildan soat miliga teskari: sariq va yashil indikatorli LEDlar, infraqizil fotodiod, 5 mm issiq oq LED va 10 mm yuqori yorqinlikdagi ko'k LED.
Diyot zanjirining belgilari Diyot bir tomonlama o'tkazgichdir. U ikkita terminalga ega, anod yoki musbat terminal va katod yoki salbiy terminal. Ideal holda, diod uning anodi katodidan ko'ra ijobiyroq bo'lsa, oqim o'tadi, lekin uning anodi katodidan ko'ra salbiyroq bo'lsa, oqim oqimini oldini oladi. 2.0.2-rasmda ko'rsatilgan sxema belgilarida katod novda, anod esa uchburchak shaklida ko'rsatilgan. Ba'zi elektron diagrammalarda diodaning anodini "a" harfi va katodni "k" harfi bilan ham ko'rsatish mumkin.
Diyot oqimi qaysi tomonga o'tadi? 2.0.2-rasmga e'tibor bering, an'anaviy oqim musbat (anod) terminaldan salbiy (katod) terminalga o'tadi, garchi elektronlar harakati (elektron oqimi) teskari yo'nalishda, katoddan anodga o'tadi.
Silikon diod konstruktsiyasi Zamonaviy kremniy diodlari odatda planar jarayonning turli xil versiyalaridan biri yordamida ishlab chiqariladi, shuningdek, tranzistorlar va integral mikrosxemalar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Silicon Planar usullarida qo'llaniladigan qatlamli konstruktsiya prognoz qilinadigan ishlash va ishonchlilik kabi bir qator afzalliklarni beradi, shuningdek, ommaviy ishlab chiqarish uchun foydalidir.
Soddalashtirilgan planar silikon diod 2.0.3-rasmda ko'rsatilgan. Ushbu jarayonni silikon diodlar uchun ishlatish "PN birikmasini" tashkil etuvchi kremniyning ikki xil qo'shilgan qatlamini ishlab chiqaradi. Qo'llanilmagan yoki "o'ziga xos" kremniy har biri to'rtta valentlik elektronga ega bo'lgan atomlarning panjarali tuzilishiga ega, ammo P tipidagi kremniy va N tipidagi kremniy uchta valentlik elektronli atom tuzilishiga ega bo'lgan nisbatan juda oz miqdordagi materialni qo'shish orqali qo'shiladi. masalan, Bor yoki alyuminiy) P tipini hosil qilish uchun yoki besh valent elektron (masalan, mishyak yoki fosfor) N tipidagi kremniyni hosil qiladi. Kremniyning bu doplangan versiyalari "tashqi" kremniy deb nomlanadi. P tipidagi kremniyning strukturasida valentlik elektronlarning etishmasligi mavjud bo'lib, uni "teshiklar" yoki musbat zaryad tashuvchilarning ortiqcha deb hisoblash mumkin, N tipidagi qatlam esa valentlik qobig'ida beshta elektronga ega atomlar bilan biriktirilgan va shuning uchun manfiy zaryad tashuvchilar bo'lgan elektronlar ortiqcha bo'ladi.
Diodli PN ulanishi
Ishlab chiqarish jarayonida P va N tipidagi kremniylar birlashtirilganda, P tipidagi va N tipidagi materiallar uchrashadigan joyda birlashma hosil bo'ladi va P tipidagi kremniyning birlashmasiga yaqin teshiklar boshqa tomonidagi manfiy zaryadlangan N tipidagi materialga tortiladi. tutashuv. Shuningdek, N tipidagi kremniydagi birikmaga yaqin elektronlar musbat zaryadlangan P tipidagi kremniyga tortiladi. Shuning uchun P va N tipidagi kremniy o'rtasidagi tutashuv bo'ylab P va N yarimo'tkazgichlar o'rtasida kichik tabiiy potentsial mavjud bo'lib, u birikmaning P tipidagi tomonida manfiy zaryadlangan elektronlar va N tomonida musbat zaryadlangan teshiklar mavjud. birlashma. Qarama-qarshi qutbli zaryad tashuvchilarning bu qatlami boshqa teshiklar yoki elektronlarning erkin harakatlanishini oldini olish uchun etarli bo'lgunga qadar to'planadi. Birlashma bo'ylab tabiiy elektr potentsiali tufayli, PN tutashuvidagi P va N qatlamlari o'rtasida juda nozik bir qatlam hosil bo'lgan, u hozirda zaryad tashuvchilari tugaydi va shuning uchun Depletion Layer deb ataladi. Demak, diyot kontaktlarning zanglashiga olib ulanganda, anod katoddan ko'ra to'g'ridan-to'g'ri potentsial yoki kuchlanish (VF) bilan hech bo'lmaganda ulanishning tabiiy teskari potentsialini engib o'tish uchun etarli bo'lmaguncha, anod va katod o'rtasida hech qanday oqim oqishi mumkin emas. Bu qiymat asosan diodaning P va N qatlamlari tayyorlangan materiallarga va ishlatiladigan doping miqdoriga bog'liq. Har xil turdagi diodlar taxminan 0,1V dan 2 yoki 3V gacha bo'lgan tabiiy teskari potentsialga ega. Silikon PN ulanish diodlari taxminan 0,6V dan 0,7V gacha bo'lgan ulanish potentsialiga ega.
Diodning oldinga o'tkazuvchanligi
Anodga qo'llaniladigan kuchlanish katoddan ko'ra musbatroq bo'lgandan so'ng, 2.0.5-rasmda ko'rsatilganidek, anoddan katodga an'anaviy oqimga to'g'ridan-to'g'ri o'tkazish boshlanadi. Anod va katod o'rtasida qo'llaniladigan kuchlanish oshgani sayin, to'g'ridan-to'g'ri oqim dastlab asta-sekin ortadi, chunki zaryad tashuvchilar tükenme qatlamini kesib o'ta boshlaydi, so'ngra taxminan eksponensial tarzda tez ortadi. Diyotning qarshiligi, "yoqilgan" yoki "oldinga yo'naltirilgan" rejimda o'tkazilayotganda, shuning uchun nol ohm emas, balki juda past. Taxminan keyingi eksponensial egri chiziqda kamayish potentsialini yengib chiqqandan so'ng oldinga o'tkazuvchanlik kuchayganligi sababli, oldinga qarshilik (V / I) qo'llaniladigan kuchlanishga qarab biroz o'zgaradi.
Teskari chiziqli diod
2.0.6-rasmda ko'rsatilganidek, diod teskari yo'naltirilganda (anod manfiy kuchlanishga va katod musbat kuchlanishga ulangan), musbat teshiklar anoddagi manfiy kuchlanish tomon va o'tish joyidan uzoqda tortiladi. Xuddi shunday manfiy elektronlar o'tish joyidan katodga qo'llaniladigan musbat kuchlanish tomon tortiladi. Bu harakat tugash qatlamining kengayishi bilan birlashmada hech qanday zaryad tashuvchilarsiz (musbat teshiklar yoki manfiy elektronlar) kattaroq maydonni qoldiradi. Bog'lanish zonasi zaryad tashuvchilardan kamayganligi sababli u izolyator rolini o'ynaydi va teskari qutbda yuqori kuchlanish qo'llanilganda, tutashuvdan ko'proq zaryad tashuvchilar uzoqlashgani sari kamayish qatlami kengayadi. Silikon diodlarda odatda 25 nA dan kam bo'lgan juda kichik "teskari qochqin oqimi" (IR) dan tashqari, diod qo'llaniladigan teskari kuchlanish (teskari yo'nalish) bilan ishlamaydi. Biroq, agar qo'llaniladigan kuchlanish "teskari buzilish kuchlanishi" (VRRM) deb nomlangan qiymatga erishsa, teskari yo'nalishdagi oqim keskin oshadi, agar oqim biron bir tarzda cheklanmagan bo'lsa, diod buziladi.
I/V diodining xususiyatlari
Yuqorida aytib o'tilganidek, diodlarning ishlashi "xarakterli egri" deb ataladigan maxsus grafik bilan ham tavsiflanishi mumkin. Ushbu grafiklar qurilmaning turli terminallari bilan bog'liq haqiqiy oqimlar va kuchlanishlar o'rtasidagi munosabatni ko'rsatadi. Ushbu grafiklarni tushunish qurilma qanday ishlashini tushunishga yordam beradi. Diyotlar uchun xarakterli egri chiziq I / V xarakteristikasi deb ataladi, chunki u anod va katod o'rtasida qo'llaniladigan kuchlanish va diod orqali o'tadigan oqim o'rtasidagi munosabatni ko'rsatadi. Odatda I / V xarakteristikasi 2.0.7-rasmda ko'rsatilgan. Grafik o'qlari ijobiy va salbiy qiymatlarni ko'rsatadi va shuning uchun markazda kesishadi. Kesishma oqim (Y o'qi) va kuchlanish (X o'qi) uchun nol qiymatiga ega. +I va +V o'qlari (grafaning yuqori o'ng qismi) dastlabki nol oqim maydonidan keyin tokning keskin ko'tarilishini ko'rsatadi. Bu anod musbat va katod manfiy bo'lganda diodning oldinga o'tkazuvchanligi. Dastlab, qo'llaniladigan kuchlanish to'g'ridan-to'g'ri ulanish potentsialidan oshmaguncha oqim oqmaydi. Shundan so'ng, oqim taxminan eksponensial tarzda keskin ko'tariladi. -V va -I o'qlari teskari yo'nalishli holatni ko'rsatadi (grafikning pastki chap qismi). Bu erda teskari kuchlanishning oshishi bilan juda kichik qochqin oqimining ortib borayotganini ko'rish mumkin. Biroq, teskari buzilish kuchlanishiga erishilgandan so'ng, teskari oqim oqimi (-I) keskin ortadi.