Kolekcje

Rodzaje diod: różne typy diod

Rodzaje diod: różne typy diod

Dioda półprzewodnikowa jest szeroko stosowanym elementem elektronicznym znajdującym się obecnie w wielu projektach obwodów elektronicznych.

Chociaż istnieje wiele różnych typów diod, które wykorzystują tę samą podstawową strukturę obszaru materiału typu p i obszaru materiału typu n, różne typy są zoptymalizowane, aby zapewnić różne właściwości, które można wykorzystać na różne sposoby w wiele projektów obwodów elektronicznych.

Niezależnie od typu diody, podstawowa idea diody jest obecnie ważna w przemyśle elektronicznym, niezależnie od tego, czy jest używana do produkcji sprzętu komercyjnego czy przemysłowego, do użytku przez hobbystów lub każdego uczącego się elektroniki.

Diody są używane w wielu różnych dziedzinach. Mogą służyć do prostego prostowania sygnału; mogą być stosowane jako diody mocy do prostowania mocy, wykrywania sygnałów, różnych form projektowania RF, generowania światła, generowania światła laserowego, wykrywania światła i wielu innych.

Diody mogą mieć również wiele różnych pakietów: diody do montażu powierzchniowego, normalne diody wyprowadzone drutem, a niektóre diody mocy mogą nawet mieć możliwość przykręcenia do radiatora. Diody mają różne kształty i rozmiary.

Historia diody półprzewodnikowej

Pierwsze zastosowane diody odkryto na początku XX wieku, kiedy technologia bezprzewodowa była w powijakach. Cat's Whisker był jednym z pierwszych typów diod, które zostały użyte. Składał się z bardzo cienkiego kawałka drutu (samego kociego wąsa), który można było umieścić na kawałku materiału półprzewodnikowego (zwykle kryształ mineralny), aby utworzyć diodę typu styk punktowy. Było to szeroko stosowane do połowy do późnych lat dwudziestych XX wieku, kiedy to technologia termionowa lub zaworowa stała się wystarczająco tania, aby być szeroko stosowana w zestawach radiowych.

Mniej więcej w czasie drugiej wojny światowej do opracowywanych zestawów radarowych potrzebne były nowe diody. Jedną z opcji były diody półprzewodnikowe, ponieważ ich rozmiar oznaczał, że były one w stanie lepiej działać przy częstotliwościach wymaganych przez radar.

Symbol obwodu diody

Podobnie jak wszystkie komponenty elektroniczne, diody mają symbol obwodu, który jest używany na schematach obwodów elektronicznych. Podstawowy symbol obwodu diody składa się z trójkąta, którego wierzchołek dotyka krótkiej linii prostopadłej do przewodu na schemacie.

Czasami trójkąt, a nawet linia są pokazane tylko w zarysie, podczas gdy innym razem są pokazane jako wypełnione czarne kształty.

Czasami symbol obwodu diody jest wyświetlany tylko jako kontur i bez wypełnionych kształtów. Kształt konturu jest równie akceptowalny.

Istnieje wiele różnych typów diod, a niektóre używają symboli obwodu, które są nieco zmodyfikowane w stosunku do podstawowego symbolu diody, aby wskazać ich funkcję: dioda Schottky'ego, dioda waraktorowa i wiele innych należy do tej kategorii.

Urządzenia do montażu powierzchniowego lub z ołowiem

Diody mają różne kształty i rozmiary. Tradycyjnie wiele z tych elementów elektronicznych znajdowało się w małej szklanej rurce, aby zamknąć właściwą diodę półprzewodnikową. Teraz diody są zawarte w wielu różnych opakowaniach.

Nadal istnieją opakowania ołowiowe, a diody w szklanej obudowie nadal istnieją, ale jest też wiele opakowań plastikowych. Mogą one różnić się wielkością w zależności od wymaganego rozpraszania mocy.

W dzisiejszych czasach przy dużej liczbie montażu PCB przy użyciu technologii montażu powierzchniowego, istnieje cała gama diod dostępnych jako komponenty do montażu powierzchniowego, diody SMD. Istnieje wiele standardowych pakietów diod SMD, w tym pakiet SOT-23, który jest używany do wielu małych dyskretnych diod. Używane są tylko dwa z trzech dostępnych pinów, co umożliwia prawidłowe ustawienie diody.

Ponieważ te diody SMD są małe, nie ma miejsca na umieszczenie pełnego numeru części na diodzie, a skrócony numer służy do ich rozróżnienia.

Chociaż większość montażu płytek drukowanych wykorzystuje technologię montażu powierzchniowego, istnieją inne obszary przemysłu elektronicznego, które wymagają diod o znacznie większej wydajności prądowej. Diody te mogą znajdować się w pakietach, które są przykręcane do radiatorów.

Rodzaje diod

Istnieje wiele różnych typów diod, które są produkowane i używane w różnych projektach obwodów elektronicznych, projektach RF, a często także w projektach cyfrowych. Każdy typ ma inne właściwości, dzięki czemu nadaje się do różnych obwodów.

  • Dioda wsteczna: Ten typ diody jest czasami nazywany również diodą tylną. Chociaż nie jest szeroko stosowana, jest to forma diody złączowej PN, która w działaniu jest bardzo podobna do diody tunelowej. Znajduje kilka specjalistycznych zastosowań, w których można wykorzystać jego szczególne właściwości, zwykle w zakresie częstotliwości mikrofalowych.

    Dioda wsteczna jest zasadniczo formą diody tunelowej, w której jedna strona złącza jest mniej domieszkowana niż druga.


  • Dioda BARITT: Ta forma diody zawdzięcza swoją nazwę słowom dioda czasu przejścia przez barierę. Znajduje zastosowanie w zastosowaniach mikrofalowych i wykazuje wiele podobieństw do szeroko stosowanej diody IMPATT.


  • Dioda Gunna: Chociaż nie jest to dioda w postaci złącza PN, ten typ diody jest urządzeniem półprzewodnikowym, które ma dwa zaciski. Jest zwykle używany do generowania sygnałów mikrofalowych i był używany w wielu projektach RF jako prosta i skuteczna forma generatora mikrofal.

    Diody Gunna są również znane jako urządzenia z przeniesionymi elektronami lub TED. Chociaż jest nazywany diodą, ten element elektroniczny nie ma złącza PN i technicznie nie jest diodą w normalnym sensie sposobu, w jaki jest używany w technologii półprzewodnikowej. Zamiast tego urządzenie wykorzystuje efekt znany jako efekt Gunna (nazwany na cześć odkrywcy J B Gunna).

    Chociaż dioda Gunna jest zwykle używana do generowania mikrofalowych sygnałów RF, ten komponent elektroniczny może być również używany we wzmacniaczu w tak zwanym wzmacniaczu elektronów przeniesionych lub TEA.


  • Wąs kota: Jak już wspomniano, ten typ diody był najwcześniejszym typem, który zyskał powszechną akceptację. Składał się z małego drutu umieszczonego na kawałku mineralnego kryształu. Stworzyło to małą diodę styku punktowego, która choć zawodna była wystarczająco dobra, aby umożliwić słyszenie transmisji radiowych w „zestawie kryształowym”.

    Chociaż detektory Cat's Whisker nie były szczególnie niezawodne, były pierwszą formą diody półprzewodnikowej i wskazywały drogę do późniejszych diod. a zasada LED była nawet przestrzegana przez H J Round w 1908 roku na jednym z nich.

  • Dioda IMPATT: Dioda IMPATT lub dioda mikrofalowa IMPact Avalanche ionisation Transit Time jest używana w niektórych projektach RF, w których do sygnałów mikrofalowych wymagany jest prosty generator.

    Technologia diod IMPATT nie jest obecnie tak szeroko stosowana, ale ten element elektroniczny jest w stanie generować sygnały zwykle od około 3 do 100 GHz lub więcej. Jedną z głównych zalet tej diody mikrofalowej jest stosunkowo duża moc (często dziesięć watów i więcej), która jest znacznie wyższa niż w przypadku wielu innych form diody mikrofalowej. Ma znacznie wyższą moc wyjściową niż dioda Gunna.


  • Dioda laserowa: Ten typ diody różni się od zwykłej diody elektroluminescencyjnej tym, że wytwarza światło laserowe (spójne). Te elementy elektroniczne są używane w wielu aplikacjach, w tym w napędach CD i DVD. Chociaż znacznie tańsze niż inne formy generatorów laserowych, diody te są droższe niż zwykłe diody LED.
  • Diody emitujące światło: Dioda elektroluminescencyjna lub LED to jeden z najpopularniejszych typów diod. Światło jest wytwarzane, gdy jest spolaryzowane do przodu z prądem przepływającym przez złącze. Oryginalny kolor tych diod był czerwony, ale obecnie większość kolorów jest dostępna. Osiąga się to poprzez zastosowanie różnych mieszanek półprzewodników po obu stronach złącza PN.


  • Fotodioda: Kiedy światło pada na złącze PN, może tworzyć elektrony i dziury, powodując przepływ prądu. Dzięki temu do wykrywania światła można wykorzystywać półprzewodniki. Tego typu diody można również wykorzystać do wytwarzania energii elektrycznej. W niektórych zastosowaniach diody PIN sprawdzają się bardzo dobrze jako fotodetektory.


  • Dioda PIN: Ten typ diody ma obszary krzemu typu P i typu N, ale między nimi znajduje się obszar samoistnego półprzewodnika (tj. Bez domieszkowania). Zwiększa to rozmiar tak zwanego regionu zubożenia. Ten typ diody jest używany w wielu zastosowaniach, w tym w przełącznikach częstotliwości radiowych i jako fotodiody.


  • Dioda styku punktowego: Ten typ diody zachowuje się tak samo jak zwykła dioda złączowa PN, ale konstrukcja jest dużo łatwiejsza. Składają się z kawałka półprzewodnika typu n, na który nakłada się ostry koniec określonego rodzaju drutu metalowego (metal grupy III dla chemików). Część metalu migruje do półprzewodnika i tworzy złącze PN.

    Diody te mają bardzo niski poziom pojemności i są idealne do wielu zastosowań o częstotliwości radiowej (RF). Mają również tę zaletę, że są bardzo tanie w produkcji, chociaż ich działanie nie jest szczególnie powtarzalne.

  • Złącze PN: Standardowe złącze PN można uważać za normalny lub standardowy typ używanej obecnie diody. Ten element elektroniczny jest stosowany w wielu projektach obwodów elektronicznych, a także jest używany w wielu projektach obwodów RF. Diody te mogą występować jako małe typy sygnałów do użytku w aplikacjach o częstotliwości radiowej lub innych zastosowaniach niskoprądowych, lub inne typy mogą być diodami wysokoprądowymi i wysokonapięciowymi, które można wykorzystać do zastosowań energetycznych.


  • Diody Schottky'ego: Ten typ diody charakteryzuje się mniejszym spadkiem napięcia przewodzenia niż zwykłe krzemowe diody złączowe PN. Przy niskich prądach spadek może wynosić od 0,15 do 0,4 wolta, w przeciwieństwie do 0,6 wolta dla diody krzemowej.

    Aby osiągnąć tę wydajność, są zbudowane w inny sposób niż zwykłe diody ze stykami metal-półprzewodnik. Są szeroko stosowane jako diody mocujące, aw konstrukcjach RF często jako detektory sygnału. Są również używane jako diody mocy do prostowania prądu przemiennego w zasilaczach i tym podobnych. Mniejsze straty spowodowane mniejszym spadkiem są znaczące dla poprawy wydajności.


  • Dioda odzyskiwania stopniowego: Forma diody mikrofalowej służąca do generowania i kształtowania impulsów o bardzo wysokich częstotliwościach. Działanie tych diod polega na bardzo szybkim wyłączaniu charakterystycznym dla diody.


  • Dioda TRAPATT: Ten typ diody ma wiele podobieństw do IMPATT i faktycznie należy do tej samej rodziny. Oferuje niższy szum, ale nie osiąga tak wysokich częstotliwości.


  • Dioda tunelowa: Chociaż nie jest obecnie powszechnie stosowana, dioda tunelowa była używana w zastosowaniach mikrofalowych, w których jej wydajność przewyższała inne urządzenia tego dnia.
  • Diody Varicap lub Varactor: Ten typ diody jest używany w aplikacjach o częstotliwości radiowej (RF). Dioda ma umieszczoną na niej polaryzację wsteczną, dzięki czemu prąd nie płynie przez złącze. Jednak szerokość warstwy zubożonej zmienia się w zależności od ilości umieszczonych na niej odchyleń.

    Diodę można traktować jako dwie płytki kondensatora, z warstwą zubażającą między nimi. Ponieważ pojemność zmienia się w zależności od szerokości warstwy zubożonej i można to zmieniać przez zmianę odwrotnego polaryzacji diody, możliwe jest kontrolowanie pojemności diody.


  • Dioda Zenera / dioda odniesienia napięcia: Dioda Zenera jest bardzo użytecznym rodzajem diody. Jest uruchamiany z odwrotnym polaryzacją i po osiągnięciu określonego napięcia ulega awarii. Ograniczenie prądu przez rezystor umożliwia wytworzenie stabilnego napięcia. Dlatego ten typ diody jest szeroko stosowany do dostarczania napięcia odniesienia w regulowanych zasilaczach.


Istnieje bardzo wiele różnych typów diod, z których każdy jest dostosowany do własnego zastosowania. Nie tylko technologia różni się między różnymi typami diod, ale mogą one również znajdować się w różnych opakowaniach: niektóre mogą być prowadzone, a inne mogą być przykręcone do radiatorów, a przy ilości montażu PCB wykorzystującego techniki automatycznego wytwarzania diody do montażu powierzchniowego obecnie używane w ogromnych ilościach.


Obejrzyj wideo: How does a Diode work? (Styczeń 2022).