Från den elektroniska designen till produktion och reparation används dioder i stor utsträckning för flera applikationer. Dessa är av olika typer och överför den elektriska strömmen baserat på egenskaperna och specifikationerna för just den dioden. Dessa är huvudsakligen P-N-korsningsdioder, ljuskänsliga dioder, Zener-dioder, Schottky-dioder, Varactor-dioder. Ljuskänsliga dioder inkluderar lysdioder, fotodioder och solceller. Några av dessa förklaras kort i den här artikeln.

1. P-N-kopplingsdiod

En PN-korsning är en halvledaranordning som bildas av halvledarmaterial av P-typ och N-typ. P-typen har en hög hålkoncentration och N-typen har en hög koncentration av elektroner. Håldiffusion är från p-typ till n-typ och elektrondiffusion är från n-typ till p-typ.

Givarjonerna i n-typregionen blir positivt laddade när de fria elektronerna rör sig från n-typen till p-typen. Därför byggs en positiv laddning på korsningens N-sida. De fria elektronerna över korsningen är de negativa acceptorjonerna genom att fylla i hålen, då visas den negativa laddningen på korsningens p-sida i figuren.

Ett elektriskt fält bildat av de positiva jonerna i n-typregionen och negativa joner i p-typregioner. Denna region kallas diffusionsregionen. Eftersom det elektriska fältet snabbt sopar ut fria bärare, blir därför regionen utarmad av fria bärare. En inbyggd potential V_{med en}på grund av Ê bildas vid korsningen visas i figuren.

Funktionsdiagram för P-N-kopplingsdiod:

Funktionsdiagram för P-N-korsningsdiod

Framåtegenskaper för P-N Junction:

När den positiva polen på batteriet är ansluten till P-typ och den negativa terminalen är ansluten till N-typen kallas framåtförspänning av P-N-korsningen visas nedan.

Framåtegenskaper för P-N Junction

Om denna yttre spänning blir större än värdet på den potentiella barriären, cirka 0,7 volt för kisel och 0,3 V för Ge, korsas den potentiella barriären och strömmen börjar strömma på grund av elektroners rörelse över korsningen och densamma för hålen.

P-N Junction framåt Bias egenskaper

Omvända egenskaper hos P-N Junction:

När en positiv spänning ges till n-delen och negativ spänning till p-delen av dioden sägs den vara i omvänd förspänning.

P-N-korsning Omvänd egenskaper Circuit

När en positiv spänning ges till N-delen av dioden rör sig elektronerna mot den positiva elektroden och appliceringen av negativ spänning på p-delen gör att hålen rör sig mot den negativa elektroden. Som ett resultat korsar elektronerna korsningen för att kombinera med hålen på motsatt sida av korsningen och vice versa. Som ett resultat bildas ett utarmningsskikt som har en högimpedansbana med en hög potentialbarriär.

P-N-korsningens omvända biasegenskaper

“inklusive en helvågslikriktare i en ac ”

Tillämpningar av P-N Junction Diode:

P-N-korsningsdiod är en tvåterminal polaritetskänslig anordning, dioden leder när den vidarebefordras och dioden leder inte vid omvänd förspänning. På grund av dessa egenskaper används P-N-korsningsdiod i många applikationer som

Likriktare i DC strömförsörjning
Demodulationskretsar
Klipp- och fastspänningsnätverk

2. Fotodiod

Fotodioden är en typ av diod som genererar ström proportionell mot den infallande ljusenergin. Det är en ljus / spännings- / strömomvandlare som hittar applikationer i säkerhetssystem, transportörer, automatiska omkopplingssystem etc. Fotodioden liknar en lysdiod i konstruktion men dess p-n-korsning är mycket känslig för ljus. P-n-korsningen kan exponeras eller förpackas med ett fönster för att tränga in ljus i P-N-korsningen. Under det främre förspända tillståndet går strömmen från anoden till katoden, medan i det omvända förspända tillståndet strömmer strömmen i omvänd riktning. I de flesta fall liknar fotodiodens förpackning LED med anod och katodledningar som skjuter ut från fodralet.

“vad har jag för nätverkskort ”

Fotodiod

Det finns två typer av fotodioder - PN- och PIN-fotodioder. Skillnaden ligger i deras prestanda. PIN-fotodioden har ett inneboende lager, så det måste vara omvänd förspänt. Som ett resultat av omvänd förspänning ökar uttömningsregionens bredd och kapaciteten hos p-n-övergången minskar. Detta möjliggör generering av fler elektroner och hål i utarmningsområdet. Men en nackdel med omvänd förspänning är att den genererar brusström som kan minska S / N-förhållandet. Så omvänd förspänning är endast lämplig i applikationer som kräver högre bandbredd . PN-fotodioden är idealisk för applikationer med sämre ljus eftersom operationen är opartisk.

Fotodioden fungerar i två lägen, nämligen fotovoltaiskt läge och fotokonduktivt läge. I solcellsläget (även kallat Zero bias-läge) är fotoströmmen från enheten begränsad och en spänning byggs upp. Fotodioden är nu i det förutspända tillståndet och en 'mörk ström' börjar flyta över p-n-korsningen. Detta flöde av mörk ström inträffar motsatt fotoströmens riktning. Den mörka strömmen genereras i frånvaro av ljus. Den mörka strömmen är den ljusström som induceras av bakgrundsstrålningen plus mättnadsströmmen i enheten.

Fotoledningsläget inträffar när fotodioden är omvänd förspänd. Som ett resultat av detta ökar utarmningsskiktets bredd och leder till en minskning av p-n-övergångens kapacitans. Detta ökar diodens svarstid. Respons är förhållandet mellan fotoströmmen och den infallande ljusenergin. I det fotokonduktiva läget genererar dioden endast en liten ström som kallas mättningsström eller motström längs dess riktning. Fotoströmmen förblir densamma i detta tillstånd. Fotoströmmen är alltid proportionell mot luminiscens. Även om det fotoledande läget är snabbare än det fotovoltaiska läget, är det elektroniska bruset högre i fotoledande läge. Kiselbaserade fotodioder genererar mindre brus än germaniumbaserade fotodioder eftersom kiselfotodioder har ett större bandgap.

3. Zener-diod

zener Zener-diod är en typ av diod som tillåter strömflödet i riktning framåt som en likriktardiod men samtidigt kan den tillåta det omvända strömflödet även när spänningen överstiger Zeners nedbrytningsvärde. Detta är vanligtvis en till två volt högre än Zeners märkspänning och kallas Zener-spänningen eller lavinpunkten. Zener namngavs så efter Clarence Zener som upptäckte diodens elektriska egenskaper. Zener-dioder hittar applikationer för spänningsreglering och för att skydda halvledaranordningar från spänningsvariationer. Zener-dioder används ofta som spänningsreferenser och som shuntregulatorer för att reglera spänningen över kretsar.

Zener-dioden använder sin p-n-korsning i omvänd förspänningsläge för att ge Zener-effekten. Under Zener-effekten eller Zener-nedbrytningen håller Zener spänningen nära ett konstant värde som kallas Zener-spänningen. Den konventionella dioden har också egenskapen för omvänd förspänning, men om den omvända förspänningen överskrids kommer dioden att utsättas för hög ström och den kommer att skadas. Zener-dioden är å andra sidan speciellt utformad för att ha en reducerad nedbrytningsspänning som kallas Zener-spänning. Zener-dioden uppvisar också egenskapen för en kontrollerad nedbrytning och gör att strömmen kan hålla spänningen över Zener-dioden nära nedbrytningsspänningen. Till exempel kommer en 10 volt Zener att släppa 10 volt över ett stort antal omvända strömmar.

ZENER SYMBOL När Zener-dioden är omvänd förspänd, kommer dess p-n-korsning att uppleva en lavinuppdelning och Zener leder i omvänd riktning. Under påverkan av det applicerade elektriska fältet kommer valanselektronerna att accelereras för att slå och släppa andra elektroner. Detta slutar i lavineffekten. När detta inträffar kommer en liten förändring i spänningen att leda till ett stort strömflöde. Zener-nedbrytningen beror på det applicerade elektriska fältet samt tjockleken på det lager som spänningen appliceras på.

Zenera uppdelning Zener-dioden kräver ett strömbegränsande motstånd i serie för att begränsa strömflödet genom Zener. Normalt är Zener-strömmen fixerad till 5 mA. Till exempel, om en 10 V Zener används med en 12 volts strömförsörjning, är en 400 Ohm (nära värdet 470 Ohm) idealisk för att hålla Zener ström som 5 mA. Om matningen är 12 volt, finns det 10 volt över Zener-dioden och 2 volt över motståndet. Med 2 volt över 400 ohm-motståndet blir strömmen genom motståndet och Zener 5 mA. Så som regel används 220 ohm till 1K motstånd i serie med Zener beroende på matningsspänningen. Om strömmen genom Zener är otillräcklig kommer utgången att vara oreglerad och mindre än den nominella nedbrytningsspänningen.