Συλλογές

Τύποι διόδων: διαφορετικοί τύποι διόδων

Τύποι διόδων: διαφορετικοί τύποι διόδων


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Η δίοδος ημιαγωγών είναι ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο εξάρτημα ηλεκτρονικών που βρίσκεται σε πολλά σχέδια ηλεκτρονικών κυκλωμάτων σήμερα.

Παρόλο που υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι διόδων που χρησιμοποιούν την ίδια βασική δομή μιας περιοχής υλικού τύπου p που συναντά μια περιοχή υλικού τύπου n, οι διαφορετικοί τύποι βελτιστοποιούνται για να παρέχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν με διάφορους τρόπους πολλά ηλεκτρονικά σχέδια κυκλωμάτων.

Ανεξάρτητα από τον τύπο της δίοδος, η βασική ιδέα της διόδου είναι σημαντική στη βιομηχανία ηλεκτρονικών σήμερα, είτε χρησιμοποιείται για την παραγωγή εμπορικού ή βιομηχανικού εξοπλισμού, για χρήση από τον χόμπι, είτε για οποιονδήποτε μελετά ηλεκτρονικά.

Οι δίοδοι χρησιμοποιούνται σε μια ποικιλία διαφορετικών περιοχών. Μπορεί να είναι για απλή διόρθωση ενός σήματος. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως διόδους ισχύος για διόρθωση ισχύος, ανίχνευση σήματος, διάφορες μορφές σχεδιασμού RF, παραγωγή φωτός, παραγωγή φωτός λέιζερ, ανίχνευση φωτός και πολλά άλλα.

Οι δίοδοι μπορεί επίσης να έχουν μια ποικιλία διαφορετικών πακέτων: δίοδοι επιφανείας, κανονικές δίοδοι με καλώδιο και μερικές δίοδοι ισχύος μπορεί ακόμη και να έχουν την ικανότητα να βιδώνονται σε μια ψύκτρα. Οι δίοδοι διατίθενται σε όλα τα σχήματα και μεγέθη.

Ιστορία της διόδου ημιαγωγών

Οι πρώτες δίοδοι που χρησιμοποιήθηκαν ανακαλύφθηκαν στις αρχές του 1900 όταν η τεχνολογία του ασύρματου ήταν στα σπάργανα. Το Cat's Whisker ήταν ένας από τους πρώτους τύπους διόδων που χρησιμοποιήθηκαν. Αποτελείται από ένα πολύ λεπτό κομμάτι σύρματος (το ίδιο το ψίθυρο της γάτας) που θα μπορούσε να τοποθετηθεί πάνω σε ένα κομμάτι υλικού τύπου ημιαγωγού (συνήθως ένας ορυκτός κρύσταλλος) για να φτιάξει ένα σημείο επαφής. Αυτό χρησιμοποιήθηκε ευρέως μέχρι τα μέσα έως τα τέλη της δεκαετίας του 1920, όταν η τεχνολογία θερμιονικών ή βαλβίδων έγινε αρκετά φθηνή για να χρησιμοποιηθεί ευρέως για σετ ραδιοφώνων.

Γύρω από τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο, χρειάστηκαν νέες δίοδοι για την ανάπτυξη των σετ ραντάρ. Οι δίοδοι ημιαγωγών παρείχαν μια επιλογή καθώς το μέγεθός τους σήμαινε ότι ήταν σε θέση να λειτουργούν καλύτερα στις συχνότητες που απαιτούνται για το ραντάρ.

Σύμβολο κυκλώματος διόδων

Όπως όλα τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα, οι δίοδοι έχουν ένα σύμβολο κυκλώματος που χρησιμοποιείται σε διαγράμματα ηλεκτρονικών κυκλωμάτων. Το βασικό σύμβολο κυκλώματος για τη δίοδο αποτελείται από ένα τρίγωνο με το σημείο του να αγγίζει μια μικρή γραμμή κάθετη στο σύρμα στο διάγραμμα κυκλώματος.

Μερικές φορές το τρίγωνο και ακόμη και η γραμμή εμφανίζονται μόνο σε περίγραμμα, ενώ άλλες φορές εμφανίζονται ως γεμάτα μαύρα σχήματα.

Μερικές φορές το σύμβολο κυκλώματος διόδων εμφανίζεται μόνο ως περίγραμμα και χωρίς τα συμπληρωμένα σχήματα. Το σχήμα του περιγράμματος είναι εξίσου αποδεκτό.

Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι δίοδος και μερικά σύμβολα κυκλώματος που είναι ελαφρώς τροποποιημένα από το βασικό σύμβολο δίοδος για να υποδείξουν τη λειτουργία τους: η δίοδος Schottky, η δίοδος βαρατόρ και ορισμένοι άλλοι εμπίπτουν σε αυτήν την κατηγορία.

Επιφανειακές συσκευές στήριξης ή με καλώδιο

Οι δίοδοι διατίθενται σε όλα τα σχήματα και μεγέθη. Παραδοσιακά, πολλά από αυτά τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα περιέχονταν σε ένα μικρό γυάλινο σωλήνα για να ενθυλακώσουν την πραγματική δίοδο ημιαγωγού. Τώρα οι δίοδοι περιέχονται σε μια ολόκληρη ποικιλία διαφορετικών πακέτων.

Υπάρχουν ακόμα συσκευασίες με μόλυβδο και οι γυάλινες δίοδοι που έχουν εγκλωβιστεί εξακολουθούν να υπάρχουν, αλλά υπάρχουν επίσης πολλές πλαστικές συσκευασίες. Αυτά μπορεί να ποικίλουν σε μέγεθος ανάλογα με την απαιτούμενη απόρριψη ισχύος.

Με πολλή συναρμολόγηση PCB αυτές τις μέρες χρησιμοποιώντας τεχνολογία επιφανειακής τοποθέτησης, υπάρχει μια ολόκληρη σειρά διόδων που διατίθενται ως επιφανειακά εξαρτήματα στερέωσης, διόδους SMD. Υπάρχουν πολλά τυποποιημένα πακέτα για δίοδους SMD, συμπεριλαμβανομένου του πακέτου SOT-23, το οποίο χρησιμοποιείται για πολλές μικρές διακριτές διόδους. Χρησιμοποιούνται μόνο δύο από τις τρεις διαθέσιμες ακίδες και αυτό επιτρέπει τη σωστή προσανατολισμό της διόδου.

Δεδομένου ότι αυτές οι δίοδοι SMD είναι μικρές, δεν υπάρχει χώρος για να συμπεριληφθεί ο πλήρης αριθμός εξαρτήματος στη δίοδο και χρησιμοποιείται μικρός αριθμός για να τους επιτρέψει να διακριθούν.

Ενώ μεγάλο μέρος της συναρμολόγησης PCB χρησιμοποιεί τεχνολογία τοποθέτησης επιφάνειας, υπάρχουν και άλλοι τομείς της βιομηχανίας κατασκευής ηλεκτρονικών που χρειάζονται διόδους με πολύ υψηλότερη ικανότητα ρεύματος. Αυτές οι δίοδοι μπορούν να περιέχονται σε συσκευασίες που συνδέονται με ψύκτρες.

Τύποι διόδων

Υπάρχει μια σειρά από διαφορετικούς τύπους διόδων που κατασκευάζονται και χρησιμοποιούνται σε ποικίλα σχέδια ηλεκτρονικών κυκλωμάτων, σχέδια RF και συχνά ψηφιακά σχέδια. Κάθε τύπος έχει διαφορετικές ιδιότητες και αυτό τις καθιστά κατάλληλες για τα διαφορετικά κυκλώματα.

  • Δίοδος προς τα πίσω: Αυτός ο τύπος δίοδος ονομάζεται μερικές φορές και η πίσω δίοδος. Αν και δεν χρησιμοποιείται ευρέως, είναι μια μορφή διόδου σύνδεσης PN που μοιάζει πολύ με τη δίοδο σήραγγας κατά τη λειτουργία της. Βρίσκει μερικές εξειδικευμένες εφαρμογές όπου μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι συγκεκριμένες ιδιότητές του, συνήθως σε συχνότητες μικροκυμάτων.

    Μια οπίσθια δίοδος είναι ουσιαστικά μια μορφή διόδου σήραγγας όπου η μία πλευρά της διασταύρωσης είναι λιγότερο βαριά νωπημένη από την άλλη.


  • Δίοδος BARITT: Αυτή η μορφή δίοδος κερδίζει το όνομά της από τις λέξεις Δίοδος Χρόνου διέλευσης Barrier Injection. Χρησιμοποιείται σε εφαρμογές μικροκυμάτων και έχει πολλές ομοιότητες με την πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη δίοδο IMPATT.


  • Gunn Diode: Αν και δεν είναι δίοδος με τη μορφή διασταύρωσης PN, αυτός ο τύπος διόδου είναι μια συσκευή ημιαγωγών που έχει δύο τερματικά. Χρησιμοποιείται γενικά για την παραγωγή σημάτων μικροκυμάτων και έχει χρησιμοποιηθεί σε πολλά σχέδια RF ως απλή και αποτελεσματική μορφή γεννήτριας μικροκυμάτων.

    Οι δίοδοι Gunn είναι επίσης γνωστοί ως μεταφερόμενες συσκευές ηλεκτρονίων ή TED. Αν και αναφέρεται ως δίοδος, αυτό το ηλεκτρονικό εξάρτημα δεν διαθέτει σύνδεση PN και τεχνικά δεν είναι δίοδος με την κανονική έννοια του τρόπου με τον οποίο χρησιμοποιείται στην τεχνολογία ημιαγωγών. Αντίθετα, η συσκευή χρησιμοποιεί ένα εφέ γνωστό ως εφέ Gunn (πήρε το όνομά του από τον ανακάλυψη, J B Gunn).

    Παρόλο που η δίοδος Gunn χρησιμοποιείται κανονικά για την παραγωγή σημάτων RF μικροκυμάτων, αυτό το ηλεκτρονικό εξάρτημα μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για έναν ενισχυτή σε αυτό που μερικές φορές ονομάζεται μεταφερόμενος ενισχυτής ηλεκτρονίων ή ΤΕΑ.


  • Ψίθυρος γάτας: Όπως ήδη αναφέρθηκε, αυτός ο τύπος δίοδος ήταν ο πρώτος τύπος που κέρδισε ευρεία αποδοχή. Αποτελείται από ένα μικρό σύρμα τοποθετημένο σε ένα κομμάτι ορυκτού κρυστάλλου. Αυτό δημιούργησε μια δίοδο επαφής μικρού σημείου, η οποία αν και αναξιόπιστη ήταν αρκετά καλή για να επιτρέπει την ακρόαση ραδιοφωνικών μεταδόσεων όταν χρησιμοποιείται σε ένα "κρυσταλλικό σετ".

    Παρόλο που οι ανιχνευτές Whisker της Cat δεν ήταν ιδιαίτερα αξιόπιστοι, ήταν η πρώτη μορφή διόδου ημιαγωγού και έδειξαν το δρόμο προς τις επόμενες διόδους. και η αρχή των LED τηρήθηκε ακόμη και από το H J Round το 1908 σε ένα από αυτά.

  • Δίοδος IMPATT: Η δίοδος IMPATT ή IMPact Avalanche ιονισμού Transit Time gelombang μικροκυμάτων χρησιμοποιείται σε ορισμένα σχέδια RF όπου απαιτείται απλή γεννήτρια για σήματα μικροκυμάτων.

    Η τεχνολογία διόδων IMPATT δεν χρησιμοποιείται τόσο ευρέως σήμερα, αλλά αυτό το ηλεκτρονικό στοιχείο είναι σε θέση να παράγει σήματα τυπικά από περίπου 3 και 100 GHz ή περισσότερα. Ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα αυτής της δίοδος μικροκυμάτων είναι η σχετικά υψηλή ικανότητα ισχύος (συχνά δέκα watt και περισσότερο), η οποία είναι πολύ υψηλότερη από πολλές άλλες μορφές διόδου μικροκυμάτων. Έχει πολύ υψηλότερη απόδοση από μια δίοδο Gunn.


  • Δίοδος λέιζερ: Αυτός ο τύπος δίοδος είναι διαφορετικός από τον συνηθισμένο δίοδο εκπομπής φωτός επειδή παράγει φως (συνεκτικό) φως. Αυτά τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα χρησιμοποιούνται σε πολλές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων δίσκων CD και DVD. Αν και είναι πολύ φθηνότερες από άλλες μορφές γεννητριών λέιζερ, αυτές οι δίοδοι είναι πιο ακριβές από τα συνηθισμένα LED.
  • Διόδους εκπομπής φωτός: Η δίοδος εκπομπής φωτός ή το LED είναι ένας από τους πιο δημοφιλείς τύπους διόδου. Όταν προωθείται προς τα εμπρός με ρεύμα που ρέει μέσω της διασταύρωσης, παράγεται φως. Το αρχικό χρώμα για αυτές τις διόδους ήταν κόκκινο, αλλά αυτές τις μέρες τα περισσότερα χρώματα είναι διαθέσιμα. Αυτό επιτυγχάνεται με τη χρήση διαφορετικών μιγμάτων ημιαγωγών και στις δύο πλευρές της διασταύρωσης PN.


  • Φωτοδίοδος: Όταν το φως χτυπήσει μια διασταύρωση PN μπορεί να δημιουργήσει ηλεκτρόνια και οπές, προκαλώντας ρεύμα ρεύματος. Ως αποτέλεσμα, είναι δυνατή η χρήση ημιαγωγών για την ανίχνευση φωτός. Αυτοί οι τύποι διόδων μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Για ορισμένες εφαρμογές, οι δίοδοι PIN λειτουργούν πολύ καλά ως φωτοανιχνευτές.


  • Δίοδος PIN: Αυτός ο τύπος διόδου έχει περιοχές πυριτίου τύπου Ρ και τύπου Ν, αλλά μεταξύ τους υπάρχει μια περιοχή εγγενών ημιαγωγών (δηλ. Χωρίς ντόπινγκ). Αυτό αυξάνει το μέγεθος αυτού που ονομάζεται περιοχή εξάντλησης. Αυτός ο τύπος δίοδος χρησιμοποιείται σε διάφορες εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων των διακοπτών ραδιοσυχνοτήτων και ως φωτοδιόδους.


  • Δίοδος επαφής σημείου: Αυτός ο τύπος δίοδος αποδίδει με τον ίδιο τρόπο όπως μια απλή δίοδος σύνδεσης PN, αλλά η κατασκευή είναι πολύ πιο εύκολη. Αποτελούνται από ένα κομμάτι ημιαγωγού τύπου n, στο οποίο τοποθετείται ένα αιχμηρό σημείο ενός συγκεκριμένου τύπου μεταλλικού σύρματος (μέταλλο ομάδας III για χημικούς). Μερικά από τα μέταλλα μεταναστεύουν στον ημιαγωγό και παράγουν μια ένωση PN.

    Αυτές οι δίοδοι έχουν πολύ χαμηλό επίπεδο χωρητικότητας και είναι ιδανικές για πολλές εφαρμογές ραδιοσυχνοτήτων (RF). Έχουν επίσης το πλεονέκτημα ότι είναι πολύ φθηνά στην κατασκευή τους, αν και η απόδοσή τους δεν είναι ιδιαίτερα επαναλαμβανόμενη.

  • Διασταύρωση PN: Η τυπική σύνδεση PN μπορεί να θεωρηθεί ως ο κανονικός ή τυπικός τύπος διόδου που χρησιμοποιείται σήμερα. Αυτό το ηλεκτρονικό εξάρτημα ενσωματώνεται σε πολλά σχέδια ηλεκτρονικών κυκλωμάτων και χρησιμοποιείται επίσης σε πολλά σχέδια κυκλωμάτων RF. Αυτές οι δίοδοι μπορούν να διατίθενται ως μικροί τύποι σήματος για χρήση σε ραδιοσυχνότητες ή άλλες εφαρμογές χαμηλού ρεύματος ή άλλοι τύποι μπορεί να είναι υψηλού ρεύματος και υψηλής τάσης που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για εφαρμογές ισχύος.


  • Δίοδοι Schottky: Αυτός ο τύπος δίοδος έχει χαμηλότερη πτώση τάσης προς τα εμπρός από τις συνηθισμένες διόδους σύνδεσης PN πυριτίου. Σε χαμηλά ρεύματα η πτώση μπορεί να είναι κάπου μεταξύ 0,15 και 0,4 βολτ σε αντίθεση με 0,6 βολτ για δίοδο πυριτίου.

    Για την επίτευξη αυτής της απόδοσης κατασκευάζονται με διαφορετικό τρόπο από τις κανονικές διόδους που έχουν επαφή από μέταλλο σε ημιαγωγό. Χρησιμοποιούνται ευρέως ως δίοδοι σύσφιξης και σε σχέδια RF, συχνά ως ανιχνευτές σήματος. Χρησιμοποιούνται επίσης ως δίοδοι ισχύος για διόρθωση ισχύος AC σε τροφοδοτικά και παρόμοια. Οι χαμηλότερες απώλειες που προκαλούνται από τη μικρότερη πτώση είναι σημαντικές για τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας.


  • Δίοδος ανάκτησης βημάτων: Μία μορφή δίοδος μικροκυμάτων που χρησιμοποιείται για την παραγωγή και διαμόρφωση παλμών σε πολύ υψηλές συχνότητες. Αυτές οι δίοδοι βασίζονται σε ένα πολύ γρήγορο χαρακτηριστικό απενεργοποίησης της διόδου για τη λειτουργία τους.


  • Δίοδος TRAPATT: Αυτός ο τύπος δίοδος έχει πολλές ομοιότητες με το IMPATT και στην πραγματικότητα ανήκει στην ίδια οικογένεια. Προσφέρει χαμηλότερο θόρυβο, αλλά δεν φτάνει σε τέτοιες υψηλές συχνότητες.


  • Δίοδος σήραγγας: Αν και δεν χρησιμοποιείται ευρέως σήμερα, η δίοδος σήραγγας χρησιμοποιήθηκε για εφαρμογές μικροκυμάτων όπου η απόδοσή της υπερέβαινε εκείνη άλλων συσκευών της ημέρας.
  • Δίοδοι Varicap ή varactor: Αυτός ο τύπος δίοδος χρησιμοποιείται σε εφαρμογές ραδιοσυχνοτήτων (RF). Η δίοδος έχει μια αντίστροφη μεροληψία πάνω της και με αυτόν τον τρόπο δεν ρέει ρεύμα κατά μήκος της διασταύρωσης. Ωστόσο, το πλάτος του στρώματος εξάντλησης ποικίλλει ανάλογα με το ποσό της προκατάληψης που τοποθετείται σε αυτό.

    Η δίοδος μπορεί να θεωρηθεί ως δύο πλάκες ενός πυκνωτή, με το στρώμα εξάντλησης μεταξύ τους. Καθώς η χωρητικότητα ποικίλλει ανάλογα με το πλάτος του στρώματος εξάντλησης και αυτό μπορεί να μεταβάλλεται αλλάζοντας την αντίστροφη μεροληψία στη δίοδο, είναι δυνατόν να ελέγχεται η χωρητικότητα της διόδου.


  • Δίοδος αναφοράς διόδου Zener / τάσης: Η δίοδος Zener είναι ένας πολύ χρήσιμος τύπος διόδου. Λειτουργεί με αντίστροφη μεροληψία και όταν επιτευχθεί μια συγκεκριμένη τάση καταρρέει. Εάν το ρεύμα περιορίζεται μέσω μιας αντίστασης, επιτρέπει την παραγωγή σταθερής τάσης. Αυτός ο τύπος δίοδος χρησιμοποιείται επομένως ευρέως για την παροχή τάσης αναφοράς σε ρυθμιζόμενα τροφοδοτικά.


Υπάρχουν πάρα πολλοί διαφορετικοί τύποι διόδων, καθένας ταιριάζει στη δική του εφαρμογή. Όχι μόνο η τεχνολογία διαφέρει μεταξύ διαφόρων τύπων διόδων, αλλά μπορεί επίσης να περιέχεται σε διαφορετικά πακέτα: μερικά μπορεί να οδηγηθούν και άλλα θα μπορούσαν να βιδωθούν σε ψύκτρα και με την ποσότητα του συγκροτήματος PCB που χρησιμοποιεί αυτοματοποιημένες τεχνικές κατασκευής, οι δίοδοι επιφανείας είναι τώρα χρησιμοποιείται σε τεράστιες ποσότητες.


Δες το βίντεο: Τύποι τεχνικών. DoubleTroubleTube (Ενδέχεται 2022).