диода
Во електронските компоненти, уред со две електроди што дозволува струја да тече само во една насока често се користи за функцијата за исправување. И варакторските диоди се користат како електронски прилагодливи кондензатори. Тековната насоченост што ја поседуваат повеќето диоди најчесто се нарекува функција „исправување“. Најчестата функција на диодата е да дозволи струјата да поминува само во една насока (позната како напредна пристрасност), и да ја блокира во обратна насока (позната како обратна пристрасност). Затоа, диодите може да се сметаат како електронски верзии на обратни вентили.
Рани вакуумски електронски диоди; Тоа е електронски уред кој може да ја спроведува струјата еднонасочно. Внатре во полупроводничката диода има PN спој со два оловни терминали, а овој електронски уред има еднонасочна струјна спроводливост според насоката на применетиот напон. Општо земено, кристалната диода е интерфејс со pn спој формиран со синтерување на полупроводници од типот p и n. Слоевите на вселенски полнеж се формираат на двете страни на неговиот интерфејс, формирајќи самоизградено електрично поле. Кога применетиот напон е еднаков на нула, дифузната струја предизвикана од концентрациската разлика на носителите на полнеж од двете страни на pn-спојот и струјата на дрифт предизвикана од самоизграденото електрично поле се еднакви и во состојба на електрична рамнотежа, која исто така е карактеристика на диодите во нормални услови.
Раните диоди вклучуваа „кристали од мустаќи за мачки“ и вакуумски цевки (познати како „вентили за топлинска јонизација“ во ОК). Најчестите диоди во денешно време најчесто користат полупроводнички материјали како силициум или германиум.
карактеристика
Позитивност
Кога се применува напреден напон, на почетокот на напредната карактеристика, напредниот напон е многу мал и не е доволен за да се надмине блокирачкиот ефект на електричното поле во внатрешноста на PN спојот. Напредната струја е речиси нула, а овој дел се нарекува мртва зона. Напредниот напон кој не може да ја спроведе диодата се нарекува напон на мртвата зона. Кога напредниот напон е поголем од напонот на мртвата зона, електричното поле во PN спојот е надминато, диодата се спроведува во насока напред, а струјата брзо се зголемува со зголемувањето на напонот. Во рамките на нормалниот опсег на искористување на струјата, терминалниот напон на диодата останува речиси константен за време на спроводливоста, а овој напон се нарекува напреден напон на диодата. Кога напредниот напон низ диодата надминува одредена вредност, внатрешното електрично поле брзо се ослабува, карактеристичната струја брзо се зголемува, а диодата се спроведува во насока напред. Се нарекува праг напон или праг напон, кој е околу 0,5 V за силиконски цевки и околу 0,1 V за цевки од германиум. Падот на напонот на напредната спроводливост на силиконските диоди е околу 0,6-0,8V, а падот на напонот на напредната спроводливост кај германиум диодите е околу 0,2-0,3V.
Обратен поларитет
Кога применетиот обратен напон не надминува одреден опсег, струјата што минува низ диодата е обратна струја формирана од движењето на дрифтот на малцинските носители. Поради малата обратна струја, диодата е во исклучена состојба. Оваа обратна струја е позната и како струја на обратна заситеност или струја на истекување, а обратната струја на заситување на диодата е во голема мера под влијание на температурата. Обратна струја на типичен силиконски транзистор е многу помала од онаа на транзистор од германиум. Струјата на обратна заситеност на силициумскиот транзистор со мала моќност е од редот на nA, додека онаа на германиумскиот транзистор со мала моќност е од редот на μ A. Кога температурата се зголемува, полупроводникот е возбуден од топлина, бројот на малцинските носачи се зголемуваат и соодветно се зголемува и обратната струја на сатурација.
дефект
Кога применетиот обратен напон ќе надмине одредена вредност, обратната струја наеднаш ќе се зголеми, што се нарекува електричен дефект. Критичниот напон кој предизвикува електричен дефект се нарекува обратен пробивен напон на диодата. Кога ќе дојде до електричен дефект, диодата ја губи својата еднонасочна спроводливост. Ако диодата не се прегрее поради електричен дефект, нејзината еднонасочна спроводливост може да не биде трајно уништена. Нејзините перформанси сè уште може да се обноват по отстранувањето на применетиот напон, инаку диодата ќе се оштети. Затоа, за време на употребата треба да се избегнува прекумерен обратен напон што се применува на диодата.
Диодата е уред со два терминали со еднонасочна спроводливост, кој може да се подели на електронски диоди и кристални диоди. Електронските диоди имаат помала ефикасност од кристалните диоди поради загубата на топлина на филаментот, па затоа ретко се гледаат. Кристалните диоди се почести и најчесто користени. Еднонасочната спроводливост на диодите се користи во скоро сите електронски кола, а полупроводничките диоди играат важна улога во многу кола. Тие се еден од најраните полупроводнички уреди и имаат широк опсег на апликации.
Напредниот пад на напонот на силициумската диода (не прозрачна) е 0,7 V, додека напредниот пад на напонот на германиум диодата е 0,3 V. Напредниот пад на напонот на диодата што емитува светлина варира со различни светлечки бои. Главно има три бои, а специфичните референтни вредности за пад на напон се следните: падот на напонот на диодите што емитуваат црвена светлина е 2,0-2,2 V, падот на напонот на жолтите диоди што емитуваат светлина е 1,8-2,0 V, а напонот пад на зелено светло диоди е 3,0-3,2V. Номиналната струја при нормална емисија на светлина е околу 20 mA.
Напонот и струјата на диодата не се линеарно поврзани, па при паралелно поврзување на различни диоди треба да се поврзат соодветни отпорници.
карактеристична крива
Како и PN спојниците, диодите имаат еднонасочна спроводливост. Типична волтна ампер карактеристична крива на силициумската диода. Кога на диодата се применува напреден напон, струјата е исклучително мала кога вредноста на напонот е мала; Кога напонот надминува 0,6 V, струјата почнува експоненцијално да се зголемува, што вообичаено се нарекува напон на вклучување на диодата; Кога напонот достигнува околу 0,7 V, диодата е во целосно спроводлива состојба, обично се нарекува спроводен напон на диодата, претставена со симболот UD.
За германиум диоди, напонот на вклучување е 0,2V, а напонот на спроводливост UD е приближно 0,3V. Кога се применува обратен напон на диодата, струјата е исклучително мала кога вредноста на напонот е ниска, а нејзината сегашна вредност е обратната струја на заситеност IS. Кога обратниот напон надминува одредена вредност, струјата почнува нагло да се зголемува, што се нарекува обратен дефект. Овој напон се нарекува обратен пробивен напон на диодата и е претставен со симболот UBR. Вредностите на пробивниот напон UBR кај различни типови на диоди варираат во голема мера и се движат од десетици волти до неколку илјади волти.
Обратна дефект
Дефект на Зенер
Обратна дефект може да се подели на два вида врз основа на механизмот: дефект на Zener и дефект на лавина. Во случај на висока концентрација на допинг, поради малата ширина на преградниот регион и големиот обратен напон, структурата на ковалентна врска во преградниот регион е уништена, предизвикувајќи валентните електрони да се ослободат од ковалентни врски и да генерираат парови на електронски дупки, што резултира со нагло зголемување на струјата. Овој дефект се нарекува Зенер дефект. Ако концентрацијата на допинг е ниска, а ширината на преградната област е широка, не е лесно да се предизвика дефект на Зенер.
Дефект на лавина
Друг тип на дефект е дефект на лавина. Кога обратниот напон се зголемува до голема вредност, применетото електрично поле ја забрзува брзината на дрифтот на електроните, предизвикувајќи судири со валентните електрони во ковалентната врска, исфрлајќи ги од ковалентната врска и генерирајќи нови парови на електронски дупки. Новогенерираните електронски дупки се забрзуваат со електрично поле и се судираат со други валентни електрони, предизвикувајќи лавина како зголемување на носителите на полнеж и нагло зголемување на струјата. Овој тип на дефект се нарекува дефект на лавина. Без оглед на видот на дефектот, ако струјата не е ограничена, може да предизвика трајно оштетување на PN спојот.
Време на објавување: август-08-2024 година