Een overzicht van verschillende soorten diodes en hun gebruik

Een diode is een elektrisch apparaat met twee aansluitingen dat de overdracht van stroom in slechts één richting mogelijk maakt. De diode staat ook bekend om zijn unidirectionele stroomeigenschap, waarbij de elektrische stroom in één richting mag stromen. Kortom, een diode wordt gebruikt voor het gelijkrichten van golfvormen, binnen radiodetectoren of binnen voedingen ​Ze kunnen ook worden gebruikt in verschillende elektrische en elektronische circuits waar het ‘eenrichtingsresultaat’ van de diode vereist is. De meeste diodes zijn gemaakt van halfgeleiders zoals Si (silicium), maar in een paar gevallen wordt ook Ge (germanium) gebruikt. Het is soms nuttig om de Er zijn verschillende soorten diodes ​Sommige typen overlappen elkaar, maar de verschillende definities kunnen er baat bij hebben om het veld te verkleinen en een overzicht te bieden van de verschillende typen diodes.

Wat zijn verschillende soorten diodes?

Er zijn verschillende soorten diodes en die zijn beschikbaar voor gebruik in elektronica-ontwerp, namelijk een achterwaartse diode, BARRITT-diode, Gunn-diode, laserdiode, lichtemitterende diodes, Goud gedoteerde diodes ​ kristallen diode , PN-verbinding, Shockley-diode , Staphersteldiode, Tunneldiode, Varactor-diode en een zenerdiode.

Soorten diodes

Gedetailleerde uitleg van diodes

Laten we in detail praten over de werkingsprincipe van de diode.

Achterwaartse diode

Dit type diode wordt ook wel de back-diode genoemd en is niet extreem geïmplementeerd. De achterwaartse diode is een PN-junctiediode die een vergelijkbare werking heeft als een tunneldiode. Het scenario van kwantumtunneling houdt een belangrijke verantwoordelijkheid in bij de geleiding van het huidige voornamelijk omgekeerde pad. Met het energiebandbeeld kan de exacte werking van de diode worden bepaald.

Werking van achterwaartse diode

De band die op het bovenste niveau ligt, wordt de geleidingsband genoemd, terwijl de band op het lagere niveau de valentieband wordt genoemd. Wanneer er energie op de elektronen wordt toegepast, hebben ze de neiging om energie te winnen en naar de geleidingsband te bewegen. Wanneer de elektronen van de valentie naar de geleidingsband gaan, blijven er gaten in de plaats daarvan in de valentieband.

In de nul-voorspanningstoestand is de bezette valentieband in tegenstelling tot die van de bezette geleidingsband. Terwijl in de omgekeerde bias-toestand het P-gebied een beweging naar boven heeft die overeenkomt met het N-gebied. Nu is de bezette band in de P-sectie in tegenstelling tot de lege band in de N-sectie. De elektronen beginnen dus te tunnelen van de bezette band in de P-sectie naar de lege band in de N-sectie.

Dit betekent dus dat de stroom ook in tegengestelde richting plaatsvindt. In de toestand voor voorwaartse voorspanning heeft het N-gebied een beweging naar boven overeenkomend met het P-gebied. Nu staat de bezette band in de N-sectie in tegenstelling tot de lege band in de P-sectie. De elektronen beginnen dus te tunnelen van de bezette band in de N-sectie naar de lege band in de P-sectie.

Bij dit type diode wordt het negatieve weerstandsgebied gevormd en dit wordt voornamelijk gebruikt voor de werking van de diode.

Achterwaartse diode

BARITT-diode

De verlengde looptijd van deze diode is de Barrier Injection Transit Time-diode die de BARITT-diode is. Het is toepasbaar in microgolftoepassingen en maakt veel vergelijkingen mogelijk met de meer algemeen gebruikte IMPATT-diode. Deze link toont een duidelijke beschrijving van wat een BARRITT-diode en zijn werking en implementaties.

Gunn-diode

Gunn-diode is een PN-junctiediode, dit soort diode is een halfgeleiderapparaat met twee aansluitingen. Over het algemeen wordt het gebruikt voor het produceren van microgolfsignalen. Raadpleeg de onderstaande link voor Gunn Diode werkt , Kenmerken en zijn toepassingen.

Gunn-diodes

Laserdiode

De laserdiode heeft geen proces dat vergelijkbaar is met dat van een gewone LED (light-emitting diode) omdat deze coherent licht produceert. Deze diodes worden op grote schaal gebruikt voor verschillende doeleinden, zoals dvd's, cd-stations en laserlichtaanwijzers voor PPT's. Hoewel deze diodes niet duur zijn dan andere soorten lasergeneratoren, zijn ze veel duurder dan LED's. Ze hebben ook een gedeeltelijk leven.

Laserdiode

Lichtgevende diode

De term LED staat voor light-emitting diode, is een van de meest standaard types van de diode. Wanneer de diode is aangesloten in voorwaartse voorspanning, stroomt de stroom door de kruising en genereert het licht. Er zijn ook veel nieuwe LED-ontwikkelingen die veranderen, het zijn LED's en OLED's. Een van de belangrijkste concepten om op de hoogte te zijn van de LED zijn de IV-kenmerken. Laten we de kenmerken van LED in detail bespreken.

Kenmerken van Light Emitting Diodes

Voordat een LED licht uitzendt, moet er stroom door de diode gaan, omdat dit een stroomgebaseerde diode is. Hier heeft de hoeveelheid lichtintensiteit een directe verhouding met die van de voorwaartse richting van de stroom die over de diode vloeit.

Wanneer de diode stroom in de voorwaartse voorspanning geleidt, moet er een stroombegrenzende serieweerstand zijn om de diode te beschermen tegen de extra stroom van stroom. Opgemerkt moet worden dat er geen directe verbinding hoeft te zijn tussen de voeding en de LED waar dit direct schade veroorzaakt omdat deze verbinding een extreme hoeveelheid stroom toelaat en het apparaat verbrandt.

LED werken

Elk type LED-apparaat heeft zijn eigen voorwaartse spanningsverlies via de PN-overgang en deze beperking is bekend door het type halfgeleider dat wordt gebruikt. Dit bepaalt de hoeveelheid spanningsval voor de overeenkomstige hoeveelheid doorschakelstroom, in het algemeen voor een stroomwaarde van 20mA.

In de meeste scenario's werken LED's vanaf minimale spanningsniveaus met een weerstand in serieschakeling, Rs wordt gebruikt voor de beperking van de voorwaartse hoeveelheid stroom tot een beschermd niveau dat in het algemeen 5mA tot 30mA is wanneer er een vereiste is voor verhoogde helderheid .

Verschillende leds genereren licht in de corresponderende gebieden van het UV-spectrum en genereren zo verschillende niveaus van lichtintensiteiten. De specifieke keuze van de halfgeleider kan bekend zijn door de gehele golflengte van de fotonemissies en dus het geproduceerde licht. De kleuren van de LED zijn als volgt:

Dus de exacte kleur van de LED is bekend door de afstand van de uitgezonden golflengte. En de golflengte is bekend door de specifieke halfgeleidersamenstelling die wordt gebruikt in PN-junctie op het moment van het fabricageproces. Het was dus duidelijk dat de lichtemissiekleur van LED niet komt door de gekleurde kunststoffen die worden gebruikt. Maar ze verbeteren ook de lichthelderheid wanneer ze niet worden verlicht door de toevoer van stroom. Met de combinatie van verschillende halfgeleider-, gas- en metaalsubstanties kunnen de onderstaande LED's worden gegenereerd en dat zijn:

• Gallium Arsenide (GaAs) dat infrarood is
• Galliumarsenidefosfide (GaAsP) varieert van rood tot infrarood en oranje
• Aluminiumgalliumarsenidefosfide (AlGaAsP) dat helderrood, oranje type rode, oranje en gele kleuren heeft verhoogd.
• Galliumfosfide (GaP) bestaat in de kleuren rood, geel en groen
• Aluminium galliumfosfide (AlGaP) - meestal in groene kleur
• Gallium Nitride (GaN) dat verkrijgbaar is in groen en smaragdgroen
• Gallium Indium Nitride (GaInN) dicht bij ultraviolet, de gemengde kleur van blauw en groen en blauw
• Siliciumcarbide (SiC) verkrijgbaar als blauw als substraat
• Zinkselenide (ZnSe) bestaat in blauw
• Aluminium Gallium Nitride (AlGaN) dat ultraviolet is

Fotodiode

De fotodiode wordt gebruikt om licht te detecteren. Het blijkt dat wanneer licht op een PN-junctie valt, het elektronen en gaten kan creëren. Typisch, fotodiodes werken onder omgekeerde bias-omstandigheden waarbij zelfs een kleine hoeveelheid stroom als gevolg van het licht eenvoudig kan worden opgemerkt. Deze diodes kunnen ook worden gebruikt om elektriciteit op te wekken.

Foto Diode

PIN-diode

Dit type diode kenmerkt zich door zijn constructie. Het heeft de standaard P-type en N-type gebieden, maar het gebied tussen de twee gebieden, namelijk de intrinsieke halfgeleider, heeft geen dotering. Het gebied van de intrinsieke halfgeleider heeft het effect van het vergroten van het gebied van het depletiegebied, wat gunstig kan zijn voor schakeltoepassingen.

PIN-diode

De negatieve en positieve ladingsdragers uit N- en P-type gebieden hebben dienovereenkomstig een beweging naar het intrinsieke gebied. Als dit gebied volledig gevuld is met elektronengaten, begint de diode te geleiden. In omgekeerde bias-toestand kan de brede intrinsieke laag in de diode hoge spanningsniveaus voorkomen en verdragen.

Bij verhoogde frequentieniveaus zal de PIN-diode functioneren als een lineaire weerstand. Het functioneert als een lineaire weerstand omdat deze diode heeft onvoldoende omgekeerde hersteltijd ​Dit is de oorzaak dat een sterk elektrisch geladen 'I' -gebied niet voldoende tijd zal hebben om zich te ontladen tijdens snelle cycli. En bij minimale frequentieniveaus werkt de diode als een gelijkrichterdiode waar hij voldoende tijd heeft om te ontladen en uit te schakelen.

PN-verbindingsdiode

De standaard PN-overgang kan worden beschouwd als het normale of standaardtype diode dat tegenwoordig wordt gebruikt. Dit is de meest prominente van verschillende soorten diodes die zich in het elektrische domein bevinden. Maar deze diodes kunnen worden toegepast als typen met een klein signaal voor gebruik in RF (radiofrequentie) of andere toepassingen met lage stroomsterkte die signaaldiodes kunnen worden genoemd. Andere typen kunnen worden gepland voor hoogspannings- en hoogstroomtoepassingen en worden normaal gesproken gelijkrichterdiodes genoemd. In een PN-junctiediode moet men vrij zijn van voorspanningsvoorwaarden. Er zijn hoofdzakelijk drie voorspanningsvoorwaarden en dit is afhankelijk van het toegepaste spanningsniveau.

• Voorwaartse bias - Hier zijn de positieve en negatieve pool verbonden met P- en N-typen van de diode.
• Reverse bias - Hier zijn de positieve en negatieve pool verbonden met de N- en P-typen van de diode.
• Zero bias - Dit wordt ‘0’ bias genoemd omdat er geen externe spanning op de diode wordt toegepast.

Voorwaartse bias van PN Junction Diode

In de toestand met voorwaartse voorspanning wordt een PN-overgang ontwikkeld wanneer de positieve en negatieve randen van de batterij zijn verbonden met P- en N-typen. Wanneer de diode functioneert in voorwaartse voorspanning, bevinden de interne en toegepaste elektrische velden op de kruising zich in tegengestelde banen. Wanneer deze elektrische velden worden opgeteld, is het magnitude-niveau van de daaruit voortvloeiende output kleiner dan dat van het aangelegde elektrische veld.

Voorwaartse bias in PN-junctietypen Diodes

Deze verbinding resulteert in het minimale weerstandspad en een dunner uitputtingsgebied. De weerstand van het uitputtingsgebied wordt verwaarloosbaarder naarmate de waarde van de aangelegde spanning groter is. Bijvoorbeeld, in de siliciumhalfgeleider, wanneer de aangelegde spanningswaarde 0,6 V is, wordt de weerstandswaarde van de depletielaag volledig verwaarloosbaar en zal er een onbelemmerde stroom van stroom overheen gaan.

Reverse Bias van PN Junction Diode

Hier is de verbinding dat de positieve en negatieve randen van de batterij zijn verbonden met N-type en P-type gebieden, dit vormt de omgekeerde voorgespannen PN-overgang. In deze situatie zijn aangelegde en interne elektrische velden in dezelfde richting. Wanneer beide elektrische velden worden opgeteld, is het resulterende pad van het elektrische veld vergelijkbaar met dat van het pad van het interne elektrische veld. Dit ontwikkelt een dikker en verbeterd resistief depletiegebied. Het uitputtingsgebied ervaart meer gevoeligheid en dikte wanneer het toegepaste spanningsniveau meer en meer is.

Omgekeerde bias in PN-junctietype diodes

V-I Kenmerken van PN Junction Diode

Bovendien is het zelfs nog belangrijker om op de hoogte te zijn van de V-I-kenmerken van de PN-junctiediode.

Wanneer de diode werkt onder een ‘0’ voorspanning, betekent dit dat er geen externe spanning op de diode wordt toegepast. Dit betekent dat de potentiële barrière de stroom beperkt.

Terwijl wanneer de diode werkt in forwarding bias-omstandigheden, er een dunnere potentiële barrière zal zijn. In siliconentype diodes, wanneer de spanningswaarde 0,7V is en in de germaniumtypes diodes wanneer de spanningswaarde 0,3V is, dan wordt de breedte van de potentiaalbarrière verminderd en dit zorgt ervoor dat de stroom door de diode vloeit.

VI Kenmerken in PN Junction Diode

Hierin zal er een geleidelijke toename zijn van de stroomwaarde en de resulterende curve is niet-lineair omdat het aangelegde spanningsniveau de potentiële barrière overtreft. Wanneer de diode deze potentiaalbarrière overwint, functioneert de diode in normale toestand en wordt de vorm van de curve geleidelijk scherp (krijgt een lineaire vorm) met de stijging van de spanningswaarde.

Waar wanneer de diode in omgekeerde bias-toestand werkt, er een verhoogde potentiële barrière zal zijn. Omdat er minderheidsladingsdragers in het knooppunt aanwezig zullen zijn, is het mogelijk dat er een omgekeerde verzadigingsstroom vloeit. Wanneer er een verhoogd niveau van aangelegde spanning is, bezitten de minderheidsladingsdragers verhoogde kinetische energie die een impact vertoont op de meeste ladingsdragers. In dit stadium vindt de storing van de diode plaats en dit kan ertoe leiden dat de diode beschadigd raakt.

Schottky-diode

De Schottky-diode heeft een lagere voorwaartse spanningsval dan gewone Si PN-junctiediodes. Bij lage stromen kan de spanningsval tussen 0,15 en 0,4 volt zijn, in tegenstelling tot 0,6 volt voor een a-Si-diode. Om deze prestatie te bereiken, zijn ze op een andere manier ontworpen dan normale diodes met een metaal-halfgeleidercontact. Deze diodes worden veel gebruikt in gelijkrichtertoepassingen, klemdiodes en ook in RF-toepassingen.

Schottky-diode

Stap Herstel Diode

Een staphersteldiode is een type microgolfdiode die wordt gebruikt om pulsen te genereren met zeer HF (hoge frequenties). Deze diodes zijn afhankelijk van de diode die voor hun werking een zeer snelle uitschakelkarakteristiek heeft.

Staphersteldiodes

Tunneldiode

De tunneldiode wordt gebruikt voor microgolftoepassingen waar de prestaties die van andere apparaten van de dag overtroffen.

Tunneldiode

In het elektrische domein betekent tunnelen dat het de directe beweging is van elektronen door de minimale breedte van het depletiegebied van de geleidingsband naar de valentieband. In de PN-junctiediode wordt het uitputtingsgebied ontwikkeld vanwege zowel elektronen als gaten. Vanwege deze positieve en negatieve ladingsdragers wordt het interne elektrische veld ontwikkeld in het uitputtingsgebied. Dit creëert een kracht in het tegenovergestelde pad van een externe spanning.

Met het tunneleffect, wanneer er een minimale voorwaartse spanningswaarde is, zal de voorwaartse stroomwaarde groter zijn. Het kan zowel in voorwaartse als in omgekeerde richting worden gebruikt. Vanwege het hoge niveau van doping , kan het ook in omgekeerde voorspanning werken. Met de afname van het barrièrepotentieel, de doorslagspanning in omgekeerde richting wordt ook verminderd en bereikt bijna nul. Met deze minimale sperspanning kan de diode een storingstoestand bereiken. Vanwege deze negatieve weerstand wordt een gebied gevormd.

Varactor Diode of Varicap Diode

Een varactor-diode is er een van halfgeleider microgolf solid-state apparaat en het wordt gebruikt waar de variabele capaciteit wordt gekozen, wat kan worden bereikt door de spanning te regelen. Deze diodes worden ook wel variceal diodes genoemd. Hoewel de o / p van de variabele capaciteit kan worden vertoond door de normale PN-junctiediodes. Maar deze diode is gekozen om de gewenste capaciteitsveranderingen te geven, aangezien het verschillende soorten diodes zijn. Deze diodes zijn nauwkeurig ontworpen en verbeterd, zodat ze een groot aantal veranderingen in capaciteit mogelijk maken.

Varactor Diode

Zener diode

De zenerdiode wordt gebruikt om een ​​stabiele referentiespanning te bieden. Als gevolg hiervan wordt het in grote hoeveelheden gebruikt. Het werkt onder omgekeerde voorspanning en ontdekte dat wanneer een bepaalde spanning wordt bereikt, het kapot gaat. Als de stroom door een weerstand wordt beperkt, activeert deze een stabiele spanning die moet worden gegenereerd. Dit type diode wordt veel gebruikt om een ​​referentiespanning aan te bieden in voedingen.

Zener diode

Er bestaan ​​verschillende methoden in het pakket van een zenerdiode. Er zijn er maar weinig die worden gebruikt voor verhoogde niveaus van vermogensdissipatie, terwijl andere worden gebruikt voor ontwerpen voor randmontage. De algemene type zenerdiode bestaat uit minimale glasbedekking. Deze diode heeft een band aan één rand die hem markeert als de kathode.

Zenerdiode functioneert op dezelfde manier als een diode wanneer deze wordt gebruikt in doorschakelvoorspanning. Terwijl in omgekeerde bias, er een optreden van minimal Lekstroom ​Wanneer de sperspanning toeneemt tot aan de doorslagspanning, ontstaat er stroom door de diode. De huidige waarde wordt maximaal bereikt en dit wordt opgevangen door een voorweerstand.

Toepassingen van Zener Diode

Er zijn uitgebreide toepassingen van een zenerdiode en enkele daarvan zijn:

• Het wordt gebruikt als een spanningsbegrenzer om spanningsniveaus over de minimale waarde van belastingen te regelen
• Gebruikt in de toepassingen die overspanningsbeveiliging nodig hebben
• Gebruikt in uitknippaden

Enkele van de andere soorten diodes die cruciaal zijn geïmplementeerd in verschillende toepassingen, zijn als volgt:

• Laserdiode
• Lawinediode
• Transiënte spanningsonderdrukkingsdiode
• Goudgedoteerde diode
• Constant Huidig ​​type diode
• Peltier-diode
• Siliciumgestuurde gelijkrichter diode

Elke diode heeft zijn eigen voordelen en toepassingen. Er zijn er maar weinig die op grote schaal worden gebruikt in verschillende toepassingen in meerdere domeinen, terwijl weinigen slechts in een paar toepassingen worden gebruikt. Dit gaat dus allemaal over verschillende soorten diodes en hun toepassingen. We hopen dat u dit concept beter begrijpt of dat u elektrische projecten wilt implementeren, geef uw waardevolle suggesties door in het commentaargedeelte hieronder te reageren. Hier is een vraag voor jou, Wat is de functie van een diode ​