Diodes zijn veel gebruikte halfgeleiderapparaten. Een gelijkrichterdiode is een tweeaderige halfgeleider die de stroom slechts in één richting laat passeren. Over het algemeen, P-N-verbindingsdiode wordt gevormd door het samenvoegen van n-type en p-type halfgeleidermaterialen. De P-type zijde wordt de anode genoemd en de n-type zijde wordt de kathode genoemd. Er worden veel soorten diodes gebruikt voor een breed scala aan toepassingen. Gelijkrichterdiodes zijn een essentieel onderdeel in voedingen waar ze worden gebruikt om wisselspanning om te zetten in gelijkspanning. De Zener-diodes worden gebruikt voor spanningsregeling, waardoor ongewenste variaties in DC-voedingen binnen een circuit worden voorkomen.
Symbool van een diode
Het symbool van een gelijkrichterdiodesymbool wordt hieronder getoond, de pijlpunt wijst in de richting van conventionele stroom.
Gelijkrichterdiode-symbool
Gelijkrichterdiodecircuit werkt
Zowel de n-type & p-type materialen worden chemisch gecombineerd met een speciale fabricagetechniek die resulteert in de vorming van een p-n-overgang. Deze P-N-overgang heeft twee klemmen die als elektroden kunnen worden genoemd en om deze reden wordt het een 'DIODE' (Di-ode) genoemd.
Als een externe DC-voedingsspanning wordt toegepast op een elektronisch apparaat via de klemmen, wordt dit Biasing genoemd.
Onbevooroordeelde gelijkrichterdiode
- Als er geen spanning wordt geleverd aan een gelijkrichterdiode, wordt deze een niet-voorgespannen diode genoemd, de N-zijde heeft een groot aantal elektronen en zeer weinig gaten (vanwege thermische excitatie), terwijl de P-zijde een meerderheidslading heeft dragersgaten en zeer weinig elektronen.
- In dit proces zullen vrije elektronen van de N-kant diffunderen (verspreiden) naar de P-kant en recombineren vindt plaats in de daar aanwezige gaten, waardoor + ve immobiele (niet verplaatsbare) ionen in de N-kant achterblijven en -ve immobiele ionen in de P kant van de diode.
- De onbeweeglijk in de n-type zijde nabij de splitsingsrand. Evenzo de immobiele ionen in de p-type zijde nabij de verbindingsrand. Hierdoor hopen zich positieve ionen en negatieve ionen op op de kruising. Dit zo gevormde gebied wordt een uitputtingsgebied genoemd.
- In dit gebied wordt een statisch elektrisch veld genaamd barrièrepotentieel gecreëerd over de PN-overgang van de diode.
- Het verzet zich tegen de verdere migratie van gaten en elektronen over de kruising.
Onbevooroordeelde diode (geen spanning toegepast)
Voorwaartse vooringenomen diode
- Forward Biasing: in een PN-junctiediode is de positieve pool van een spanningsbron verbonden met de p-type zijde en de negatieve terminal is verbonden met de n-type zijde, de diode zou zich in de forwarding bias-toestand bevinden.
- De elektronen worden afgestoten door de negatieve pool van de DC-voedingsspanning en drijven naar de positieve pool.
- Dus, onder invloed van aangelegde spanning, veroorzaakt deze elektronendrift stroom in een halfgeleider. Deze stroom wordt 'Driftstroom' genoemd. Aangezien de meeste dragers elektronen zijn, is de stroom in het n-type de elektronenstroom.
- Omdat gaten meerderheidsdragers zijn in p-type, worden deze afgestoten door de positieve pool van de DC-voeding en bewegen ze over de kruising naar de negatieve pool. Dus de stroom in p-type is de gatstroom.
- Dus de algehele stroom als gevolg van meerderheidsdragers creëert een doorstroming.
- De richting van conventionele stroom vloeit van positief naar negatief van de batterij in de richting van conventionele stroom is tegengesteld aan de stroom van elektronen.
Voorwaarts voorgespannen gelijkrichterdiode
Omgekeerde vooringenomen diode
- Omgekeerde voorspanning: als de diode de positieve pool is van de bronspanning is verbonden met het n-type uiteinde en de negatieve pool van de bron is verbonden met het p-type uiteinde van de diode, zal er geen stroom zijn door de diode behalve omgekeerde verzadigingsstroom.
- Dit komt doordat bij de omgekeerde voorspanning de uitputtingslaag van de junctie breder wordt met toenemende tegengestelde spanning.
- Hoewel er een kleine stroom vloeit van het n-type naar het p-type uiteinde in de diode vanwege minderheidsdragers. Deze stroom wordt omgekeerde verzadigingsstroom genoemd.
- Minderheidsdragers zijn voornamelijk thermisch gegenereerde elektronen / gaten in respectievelijk p-type halfgeleider en n-type halfgeleider.
- Als de omgekeerde aangelegde spanning over de diode continu wordt verhoogd, zal na een bepaalde spanning de uitputtingslaag vernietigen, waardoor een enorme tegenstroom door de diode zal vloeien.
- Als deze stroom niet extern wordt begrensd en deze de veilige waarde overschrijdt, kan de diode permanent worden vernietigd.
- Deze snel bewegende elektronen komen in botsing met de andere atomen in het apparaat om er nog meer elektronen uit te halen. De zo vrijgekomen elektronen maken verder veel meer elektronen vrij uit de atomen door de covalente bindingen te verbreken.
- Dit proces wordt draaggolfvermenigvuldiging genoemd en leidt tot een aanzienlijke toename van de stroom door de p-n-overgang. Het bijbehorende fenomeen wordt lawinedoorslag genoemd.
Omgekeerde vooringenomen diode
Enkele toepassingen van gelijkrichterdiode
Diodes hebben veel toepassingen. Hier zijn enkele van de typische toepassingen van diodes:
- Een spanning corrigeren, zoals de wisselstroom omzetten in gelijkspanning
- Signalen van een voeding isoleren
- Spanningsreferentie
- De grootte van een signaal regelen
- Signalen mengen
- Detectie signalen
- Verlichtingssystemen
- LASER-diodes
Halfgolf gelijkrichter
Een van de meest voorkomende toepassingen van de diode is om de Wisselspanning in gelijkstroom levering. Omdat een diode maar in één richting stroom kan geleiden, zal er geen stroom zijn als het ingangssignaal negatief wordt. Dit heet een halfgolf gelijkrichter De onderstaande afbeelding toont het circuit van de halfgolfgelijkrichterdiode.
Halfgolf gelijkrichter
Gelijkrichter met volledige golf
- NAAR dubbelzijdige gelijkrichterdiodecircuit bouwt met vier diodes, door deze structuur kunnen we beide helften van de golven positief maken. Voor zowel positieve als negatieve cycli van de invoer is er een voorwaarts pad door de diode brug
- Terwijl twee van de diodes voorwaarts voorgespannen zijn, zijn de andere twee tegengesteld voorgespannen en effectief geëlimineerd uit het circuit. Beide geleidingspaden zorgen ervoor dat de stroom in dezelfde richting door de belastingsweerstand vloeit, waardoor dubbelfasige gelijkrichting wordt bereikt.
- De dubbelfasige gelijkrichters worden gebruikt in voedingen om wisselspanningen om te zetten naar gelijkspanning. Een grote condensator parallel aan de uitgangsbelastingsweerstand vermindert de rimpel van het rectificatieproces. De onderstaande afbeelding toont het circuit van de dubbelzijdige gelijkrichterdiode.
Gelijkrichter met volledige golf
Dit gaat dus allemaal over de gelijkrichterdiode en het gebruik ervan. Kent u andere diodes die regelmatig worden gebruikt in realtime elektrische en elektronica projecten Geef dan uw feedback door in de opmerkingen hieronder te reageren. Hier is een vraag voor jou, Hoe het uitputtingsgebied wordt gevormd in een D jodium?
