Colecții

Tipuri de diode: diferite tipuri de diode

Tipuri de diode: diferite tipuri de diode

Dioda semiconductoare este o componentă electronică utilizată pe scară largă, găsită astăzi în multe modele de circuite electronice.

Deși există multe tipuri diferite de diode care utilizează aceeași structură de bază a unei zone de material de tip p care îndeplinește o zonă de material de tip n, diferitele tipuri sunt optimizate pentru a oferi caracteristici diferite care pot fi utilizate într-o varietate de moduri în multe modele de circuite electronice.

Indiferent de tipul diodei, ideea de bază a diodei este importantă în industria electronică de astăzi, indiferent dacă este utilizată pentru producerea de echipamente comerciale sau industriale, pentru a fi folosită de către hobby sau de către oricine care studiază electronica.

Diodele sunt utilizate într-o varietate de domenii diferite. Ele pot fi pentru simpla rectificare a unui semnal; pot fi utilizate ca diode de putere pentru rectificarea puterii, detectarea semnalului, diverse forme de proiectare RF, generarea luminii, generarea luminii laser, detectarea luminii și multe altele.

Diodele pot avea, de asemenea, o varietate de pachete diferite: diode de montare la suprafață, diode cu sârmă normală și unele diode de putere pot avea chiar capacitatea de a fi înșurubate la un radiator. Diodele sunt de toate formele și dimensiunile.

Istoria diodei semiconductoare

Primele diode care au fost folosite au fost descoperite la începutul anilor 1900, când tehnologia wireless era la început. Whisker-ul pisicii a fost unul dintre primele tipuri de diode utilizate. Acesta consta într-o bucată de fir foarte subțire (mustața pisicii în sine) care putea fi așezată pe o bucată de material de tip semiconductor (de obicei un cristal mineral) pentru a crea un tip de diod de contact punctual. Acest lucru a fost utilizat pe scară largă până la mijlocul până la sfârșitul anilor 1920, când tehnologia termionică sau a supapelor a devenit suficient de ieftină pentru a fi utilizată pe scară largă pentru aparatele de radio.

În timpul celui de-al doilea război mondial, erau necesare diode noi pentru seturile de radare în curs de dezvoltare. Diodele semiconductoare au oferit o opțiune, deoarece dimensiunea lor însemna că au putut funcționa mai bine la frecvențele necesare radarului.

Simbol circuit diodă

La fel ca toate componentele electronice, diodele au un simbol de circuit care este utilizat în diagramele de circuite electronice. Simbolul circuitului de bază pentru diodă constă dintr-un triunghi cu punctul său care atinge o linie scurtă perpendiculară pe firul de pe diagrama circuitului.

Uneori, triunghiul și chiar linia sunt doar afișate în contur, în timp ce alteori sunt prezentate ca forme negre umplute.

Uneori, simbolul circuitului diodei este afișat doar ca un contur și fără formele completate. Forma conturului este la fel de acceptabilă.

Există multe tipuri diferite de diode și unele utilizează simboluri de circuit care sunt ușor modificate de la simbolul diodei de bază pentru a indica funcția lor: dioda Schottky, dioda varactor și o serie de altele se încadrează în această categorie.

Dispozitive de montare la suprafață sau cu plumb

Diodele vin în toate formele și dimensiunile. În mod tradițional, multe dintre aceste componente electronice erau conținute într-un mic tub de sticlă pentru a încapsula dioda semiconductoare propriu-zisă. Acum diodele sunt conținute într-o întreagă varietate de pachete diferite.

Există încă pachete cu plumb și diodele încapsulate din sticlă există încă, dar există și multe pachete din plastic. Acestea pot varia în mărime în funcție de puterea necesară.

Cu mult asamblare PCB în aceste zile folosind tehnologia de montare pe suprafață, există o serie întreagă de diode disponibile ca componente de montare pe suprafață, diode SMD. Există multe pachete standard pentru diode SMD, inclusiv pachetul SOT-23, care este utilizat pentru multe diode discrete mici. Doar doi dintre cei trei pini disponibili sunt utilizați și acest lucru permite diodei să fie orientată corect.

Deoarece aceste diode SMD sunt mici, nu există spațiu pentru ca numărul complet al piesei să fie inclus pe diodă, iar numărul de formă scurtă este utilizat pentru a le permite să fie distinse.

În timp ce o mulțime de ansambluri PCB utilizează tehnologia de montare pe suprafață, există alte domenii ale industriei de fabricație a produselor electronice care au nevoie de diode cu capacitate de curent mult mai mare. Aceste diode pot fi conținute în pachete care se înșurubează în radiatoare.

Tipuri de diode

Există o serie de diferite tipuri de diode care sunt fabricate și utilizate într-o varietate de modele de circuite electronice, modele RF și deseori modele digitale. Fiecare tip are proprietăți diferite și acest lucru le face potrivite pentru diferite circuite.

  • Diodă înapoi: Acest tip de diodă se numește uneori și dioda din spate. Deși nu este utilizat pe scară largă, este o formă de diodă de joncțiune PN care este foarte asemănătoare cu dioda tunel în funcționarea sa. Găsește câteva aplicații de specialitate în care proprietățile sale particulare pot fi utilizate, de obicei la frecvențe cu microunde.

    O diodă înapoi este în esență o formă de diodă tunel în care o parte a joncțiunii este mai puțin puternic dopată decât cealaltă.


  • Diodă BARITT: Această formă de diodă își câștigă numele din cuvintele diodă Timp de tranzit de injecție barieră. Este utilizat în aplicații cu microunde și prezintă multe asemănări cu dioda IMPATT mai utilizată.


  • Gunn Diode: Deși nu este o diodă sub forma unei joncțiuni PN, acest tip de diodă este un dispozitiv semiconductor care are două terminale. Este utilizat în general pentru generarea de semnale cu microunde și a fost utilizat în multe modele RF ca formă simplă și eficientă de generator de microunde.

    Diodele Gunn sunt, de asemenea, cunoscute sub numele de dispozitive electronice transferate sau TED. Deși este denumită diodă, această componentă electronică nu are o joncțiune PN și nu este tehnic o diodă în sensul normal al modului în care este utilizată în tehnologia semiconductoarelor. În schimb, dispozitivul folosește un efect cunoscut sub numele de efect Gunn (numit după descoperitorul, J B Gunn).

    Deși dioda Gunn este utilizată în mod normal pentru generarea de semnale RF cu microunde, această componentă electronică poate fi utilizată și pentru un amplificator în ceea ce se numește uneori un amplificator de electroni transferat sau TEA.


  • Mustata pisicii: După cum sa menționat deja, acest tip de diodă a fost cel mai vechi tip care a obținut acceptarea pe scară largă. Acesta a constat dintr-un fir mic plasat pe o bucată de cristal mineral. Aceasta a creat o diodă de contact punctuală mică, care, deși nu era de încredere, era suficient de bună pentru a permite transmisiilor radio să fie auzite atunci când sunt utilizate într-un "set de cristale".

    Deși detectorii Cat's Whisker nu erau deosebit de fiabili, au fost prima formă de diodă semiconductoare și au indicat calea către diode ulterioare. iar principiul LED a fost chiar respectat de H J Round în 1908 pe una dintre ele.

  • Diodă IMPATT: Dioda IMPATT sau IMPact Avalanche ionization Transit Time dioda cu microunde este utilizată într-o serie de modele RF în care este necesar un generator simplu pentru semnalele cu microunde.

    Tehnologia diodei IMPATT nu este la fel de utilizată în zilele noastre, dar această componentă electronică este capabilă să genereze semnale de obicei de la aproximativ 3 și 100 GHz sau mai mult. Unul dintre principalele avantaje ale acestei diode cu microunde este capacitatea relativ mare de putere (adesea de zece wați și mai mult), care este mult mai mare decât multe alte forme de diodă cu microunde. Are o putere mult mai mare decât o diodă Gunn.


  • Diodă laser: Acest tip de diodă este diferită de dioda emițătoare de lumină obișnuită prin aceea că produce lumină laser (coerentă). Aceste componente electronice sunt utilizate în multe aplicații, inclusiv unități de CD și DVD. Deși sunt mult mai ieftine decât alte forme de generatoare laser, aceste diode sunt mai scumpe decât LED-urile obișnuite.
  • Diode emitatoare de lumina: Dioda cu lumină sau LED este unul dintre cele mai populare tipuri de diode. Când este orientată înainte cu curentul care curge prin joncțiune, se produce lumină. Culoarea originală pentru aceste diode era roșu, dar în aceste zile cele mai multe culori sunt disponibile. Acest lucru se realizează utilizând diferite amestecuri de semiconductori de ambele părți ale joncțiunii PN.


  • Fotodiodă: Când lumina lovește o joncțiune PN, aceasta poate crea electroni și găuri, provocând curentul să curgă. Ca urmare, este posibil să se utilizeze semiconductori pentru a detecta lumina. Aceste tipuri de diode pot fi folosite și pentru a genera electricitate. Pentru unele aplicații, diodele PIN funcționează foarte bine ca fotodetectoare.


  • Diodă PIN: Acest tip de diodă are zone de siliciu de tip P și de tip N, dar între ele există o zonă de semiconductor intrinsec (adică fără dopaj). Acest lucru mărește dimensiunea a ceea ce se numește regiunea de epuizare. Acest tip de diodă este utilizat în mai multe aplicații, inclusiv comutatoare de frecvență radio și ca fotodiode.


  • Diodă de contact punct: Acest tip de diodă funcționează la fel ca o diodă de joncțiune PN simplă, dar construcția este mult mai ușoară. Acestea constau dintr-o bucată de semiconductor de tip n, pe care este așezat un vârf ascuțit al unui anumit tip de sârmă metalică (metalul grupului III pentru chimiști). O parte din metal migrează în semiconductor și produce o joncțiune PN.

    Aceste diode au un nivel foarte scăzut de capacitate și sunt ideale pentru multe aplicații de frecvență radio (RF). De asemenea, au avantajul că sunt foarte ieftine de fabricat, deși performanța lor nu este deosebit de repetabilă.

  • PN Junction: Joncțiunea PN standard poate fi considerată ca fiind tipul normal sau standard de diodă utilizat în prezent. Această componentă electronică este încorporată în multe modele de circuite electronice și este utilizată și în multe modele de circuite RF. Aceste diode pot veni ca tipuri de semnal mici pentru utilizare în frecvență radio sau alte aplicații cu curent scăzut sau alte tipuri pot fi cele de înaltă tensiune și curent ridicat care pot fi utilizate pentru aplicații de alimentare.


  • Diodele Schottky: Acest tip de diodă are o cădere de tensiune înainte mai mică decât diodele obișnuite de joncțiune PN din siliciu. La curenți mici, scăderea poate fi undeva între 0,15 și 0,4 volți, spre deosebire de 0,6 volți pentru o diodă de siliciu.

    Pentru a obține această performanță, acestea sunt construite într-un mod diferit de diodele normale care au contact metalic cu semiconductor. Sunt utilizate pe scară largă ca diode de prindere și în modele RF, adesea ca detectoare de semnal. Ele sunt, de asemenea, utilizate ca diode de putere pentru rectificarea curentului alternativ în sursele de alimentare și altele asemenea. Pierderile mai mici cauzate de scăderea mai mică sunt semnificative în îmbunătățirea eficienței.


  • Diodă de recuperare pas: O formă de diodă cu microunde utilizată pentru generarea și modelarea impulsurilor la frecvențe foarte mari. Aceste diode se bazează pe o oprire foarte rapidă caracteristică diodei pentru funcționarea lor.


  • Diodă TRAPATT: Acest tip de diodă are multe asemănări cu IMPATT și, de fapt, aparține aceleiași familii. Oferă zgomot mai redus, dar nu atinge astfel de frecvențe ridicate.


  • Diodă tunel: Deși nu este utilizată pe scară largă astăzi, dioda tunel a fost utilizată pentru aplicații cu microunde, unde performanța sa a depășit-o pe cea a altor dispozitive ale zilei.
  • Varicap sau diode varactor: Acest tip de diodă este utilizat în aplicații cu frecvență radio (RF). Dioda are o polarizare inversă plasată pe ea și în acest fel nu curge curent peste joncțiune. Cu toate acestea, lățimea stratului de epuizare variază în funcție de cantitatea de prejudecată plasată pe acesta.

    Dioda poate fi gândită ca două plăci ale unui condensator, cu stratul de epuizare între ele. Deoarece capacitatea variază în funcție de lățimea stratului de epuizare și aceasta poate fi variată prin schimbarea polarizării inverse a diodei, este posibil să se controleze capacitatea diodei.


  • Diodă Zener / diodă de referință tensiune: Dioda Zener este un tip de diodă foarte util. Acesta este rulat sub polarizare inversă și când se atinge o anumită tensiune, acesta se defectează. Dacă curentul este limitat printr-un rezistor, acesta permite producerea unei tensiuni stabile. Prin urmare, acest tip de diodă este utilizat pe scară largă pentru a furniza o tensiune de referință în sursele de alimentare reglementate.


Există foarte multe tipuri diferite de diode, fiecare potrivită pentru propria aplicație. Nu numai că tehnologia diferă între diferitele tipuri de diode, dar ele pot fi, de asemenea, conținute în diferite pachete: unele pot fi cu plumb, iar altele se pot fixa pe radiatoare și cu cantitatea de ansamblu PCB care utilizează tehnici de fabricație automate, diodele de montare pe suprafață sunt folosit acum în cantități mari.


Priveste filmarea: How does a Diode work? (Octombrie 2021).