dióda
Az elektronikai alkatrészekben gyakran használnak egyenirányító funkcióra egy olyan két elektródával rendelkező eszközt, amely csak egyetlen irányba engedi az áramot. A varaktor diódákat pedig elektronikus állítható kondenzátorként használják. A legtöbb dióda áramirányát általában „egyenirányító” funkciónak nevezik. A diódák leggyakoribb funkciója, hogy az áramot csak egyetlen irányba engedje át (előfeszítésnek nevezik), és blokkolja azt fordított irányban (fordított előfeszítésként ismert). Ezért a diódák a visszacsapó szelepek elektronikus változatainak tekinthetők.
Korai vákuumelektronikus diódák; Ez egy elektronikus eszköz, amely egyirányú áramot tud vezetni. A félvezető dióda belsejében egy PN átmenet van két vezetékkivezetéssel, és ez az elektronikus eszköz a rákapcsolt feszültség irányának megfelelően egyirányú áramvezetőséggel rendelkezik. Általánosságban elmondható, hogy a kristálydióda p-típusú és n-típusú félvezetők szinterezésével kialakított pn-átmeneti interfész. Interfészének mindkét oldalán tértöltésrétegek képződnek, amelyek önépített elektromos mezőt alkotnak. Ha a rákapcsolt feszültség egyenlő nullával, akkor a pn átmenet két oldalán lévő töltéshordozók koncentrációkülönbsége által okozott diffúziós áram és a saját felépítésű elektromos tér által okozott sodródó áram egyenlő és elektromos egyensúlyi állapotban van, ami szintén a diódák jellemzője normál körülmények között.
A korai diódák közé tartoztak a „cat whisker kristályok” és a vákuumcsövek (az Egyesült Királyságban „termikus ionizációs szelepekként” ismertek). A legelterjedtebb diódák manapság többnyire félvezető anyagokat, például szilíciumot vagy germániumot használnak.
jellegzetes
Pozitivitás
Ha előremenő feszültséget alkalmazunk, az előremenő karakterisztika elején az előremenő feszültség nagyon kicsi, és nem elegendő a PN átmeneten belüli elektromos mező blokkoló hatásának leküzdésére. Az előremenő áram közel nulla, és ezt a szakaszt holt zónának nevezik. Azt az előremenő feszültséget, amely nem tudja vezetni a diódát, holtzóna feszültségnek nevezzük. Ha az előremenő feszültség nagyobb, mint a holtzóna feszültsége, a PN átmeneten belüli elektromos mezőt leküzdjük, a dióda előrefelé vezet, és az áram a feszültség növekedésével gyorsan növekszik. A normál áramhasználati tartományon belül a dióda kapocsfeszültsége vezetés közben csaknem állandó marad, ezt a feszültséget nevezzük a dióda előremenő feszültségének. Ha a diódán lévő előremenő feszültség meghalad egy bizonyos értéket, a belső elektromos mező gyorsan gyengül, a karakterisztikus áram gyorsan növekszik, és a dióda előrefelé vezet. Ezt küszöbfeszültségnek vagy küszöbfeszültségnek nevezik, ami körülbelül 0,5 V szilíciumcsövek és körülbelül 0,1 V germánium csövek esetében. A szilícium diódák előremenő vezetési feszültségesése körülbelül 0,6-0,8 V, a germánium diódák előremenő vezetési feszültségesése pedig körülbelül 0,2-0,3 V.
Fordított polaritás
Ha az alkalmazott fordított feszültség nem halad meg egy bizonyos tartományt, a diódán áthaladó áram a kisebbségi hordozók sodródó mozgása által képzett fordított áram. A kis fordított áram miatt a dióda lekapcsolt állapotban van. Ezt a fordított áramot fordított telítési áramnak vagy szivárgási áramnak is nevezik, és a dióda fordított telítési áramát nagymértékben befolyásolja a hőmérséklet. Egy tipikus szilícium tranzisztor fordított árama sokkal kisebb, mint a germánium tranzisztoré. A kis teljesítményű szilícium tranzisztor fordított telítési árama nA, míg a kis teljesítményű germánium tranzisztoré μ A nagyságrendű. A hőmérséklet emelkedésekor a félvezetőt hő gerjeszti, a kisebbségi hordozók növekszik, és a fordított telítési áram is ennek megfelelően nő.
bontás
Amikor az alkalmazott fordított feszültség meghalad egy bizonyos értéket, a fordított áram hirtelen megnövekszik, amit elektromos meghibásodásnak neveznek. Az elektromos meghibásodást okozó kritikus feszültséget dióda fordított áttörési feszültségnek nevezzük. Amikor elektromos meghibásodás következik be, a dióda elveszíti egyirányú vezetőképességét. Ha a dióda nem melegszik túl elektromos meghibásodás miatt, akkor az egyirányú vezetőképessége nem romlik meg véglegesen. Teljesítménye a rákapcsolt feszültség eltávolítása után is visszaállítható, különben a dióda megsérül. Ezért használat közben kerülni kell a túlzott fordított feszültséget a diódára.
A dióda egy kétvégű, egyirányú vezetőképességű eszköz, amely elektronikus diódákra és kristálydiódákra osztható. Az elektronikus diódák az izzószál hővesztesége miatt alacsonyabb hatásfokkal rendelkeznek, mint a kristálydiódák, ezért ritkán láthatók. A kristálydiódák gyakoribbak és elterjedtebbek. A diódák egyirányú vezetőképességét szinte minden elektronikus áramkörben alkalmazzák, a félvezető diódák pedig számos áramkörben fontos szerepet töltenek be. Ezek az egyik legkorábbi félvezető eszköz, és széles körű alkalmazási területük van.
A szilícium dióda (nem világító típusú) irányú feszültségesése 0,7 V, míg a germánium diódáé 0,3 V. A fénykibocsátó dióda előremenő feszültségesése a különböző fényszínekkel változik. Főleg három szín van, a fajlagos feszültségesés referenciaértékei a következők: a piros fénykibocsátó diódák feszültségesése 2,0-2,2 V, a sárga fénykibocsátó diódák feszültségesése 1,8-2,0 V, a feszültségesés a zöld fénykibocsátó diódák cseppje 3,0-3,2 V. Normál fénykibocsátás közben a névleges áram körülbelül 20 mA.
Egy dióda feszültsége és áramerőssége nem lineárisan összefügg, ezért különböző diódák párhuzamos csatlakoztatásakor megfelelő ellenállásokat kell csatlakoztatni.
jelleggörbe
A PN átmenetekhez hasonlóan a diódák is egyirányú vezetőképességgel rendelkeznek. A szilíciumdióda tipikus voltamper jelleggörbéje. Ha egy diódára előremenő feszültséget kapcsolunk, az áram rendkívül kicsi, ha a feszültség értéke alacsony; Amikor a feszültség meghaladja a 0,6 V-ot, az áramerősség exponenciálisan növekedni kezd, amit általában a dióda bekapcsolási feszültségének neveznek; Amikor a feszültség eléri a 0,7 V körüli értéket, a dióda teljesen vezetőképes állapotban van, amelyet általában a dióda vezetési feszültségének neveznek, és az UD szimbólummal jelöltük.
Germánium diódák esetén a bekapcsolási feszültség 0,2 V, az UD vezetési feszültség pedig körülbelül 0,3 V. Amikor egy diódára fordított feszültséget kapcsolunk, az áram rendkívül kicsi, ha a feszültség alacsony, és az aktuális értéke a fordított telítési áram IS. Amikor a fordított feszültség meghalad egy bizonyos értéket, az áramerősség hirtelen növekedni kezd, amit fordított leállásnak neveznek. Ezt a feszültséget a dióda fordított áttörési feszültségének nevezik, és az UBR szimbólum jelöli. A különböző típusú diódák áttörési feszültségének UBR értékei nagymértékben változnak, több tíz volttól több ezer voltig terjednek.
Fordított bontás
Zener bontás
A fordított bontás a mechanizmus alapján két típusra osztható: Zener-lebontás és Lavina-lebontás. Magas adalékkoncentráció esetén a gátrégió kis szélessége és a nagy fordított feszültség miatt a gátrégió kovalens kötésszerkezete tönkremegy, aminek következtében a vegyértékelektronok kiszabadulnak a kovalens kötésekből, és elektronlyuk párokat hoznak létre, ami az áramerősség meredek növekedését eredményezi. Ezt a bontást Zener-bontásnak nevezik. Ha az adalékolás koncentrációja alacsony, és a gátrégió szélessége széles, nem könnyű a Zener-lebontást előidézni.
Lavina letörés
A meghibásodás másik típusa a lavinatörés. Amikor a fordított feszültség nagy értékre növekszik, az alkalmazott elektromos tér felgyorsítja az elektronsodródás sebességét, ütközést okozva a kovalens kötés vegyértékelektronjaival, kiiktatva őket a kovalens kötésből, és új elektronlyukpárokat generálva. Az újonnan keletkezett elektronlyukak elektromos tér hatására felgyorsulnak, és más vegyértékelektronokkal ütköznek, lavinaszerű töltéshordozók növekedését és az áramerősség növekedését okozva. Ezt a fajta meghibásodást lavinatörésnek nevezik. A meghibásodás típusától függetlenül, ha az áramerősség nem korlátozott, az maradandó károsodást okozhat a PN átmenetben.
Feladás időpontja: 2024-08-08