Диод және оның түрлері

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Диод және оның түрлері

Жоспары:

1. Кіріспе

2. Диодтар түрлері мен олардың негізгі принциптері

3. Диодттардың вольт-амперлік сипаттамасы

4. Пайдаланған әдебиеттер тізімі

Кіріспе

Дио́д - екі электродты, электр тогының бағытына байланысты әр-түрлі өтімділігі бар электронды аспап.

Диодтарды дамыту бiрден екі бағытта XIX ғасырдың үшiншi ширегiнде басталды: 1873 жылы британдық ғалым Фредерик Гутри термиондық (вакуум шамды тікелей қыздыру арқылы), ал 1874 жылы германдық ғалымды Карл Фердинанд Браун (қатты денелi ) кристалды диодтарды жұмыс істеу принципн ашты. 1880 жылдың 13 ақпанында Томас Эдисонды қайтадан термионды диодтың жұмыс істеу принципін қайта ашты, және содан соң 1883 жылы патенттеген (№ 307031-шi АҚШ патентi) . Дегенменде Эдисон жұмыстарын ары қарай дамытуға идея болмады. 1899 жылы германдық ғалым Карлы Браун Фердинанд кристаллды түзеткiштi патенттады.

Бір р-n өтпесінен тұратын және екі шығысы (сыртқа жалғанатын екі ұшы) бар нәрсе жартылай өткізгішті диод деп аталады. n - типті және p - типті екі жартылай өткізгіштерді бір - бірімен қоссақ, онда диод деген құралды аламыз. Бұл екеуін диодтың екі электроды деп атайды. Олар оң таңбалы анод пен теріс таңбалы катод. Диодтың ашық және жабық кездері болады. Ашық күйінде ол токты жақсы өткізеді де, жабық күйінде нашар өткізеді, тіпті өткізбейді деп айтуға болады. Егер де батереяның оң полюсын диодтың анодымен, ал теріс полюсын катодымен қоссақ, онда диод арқылы ток жүреді.

Диодқа тура кернеу бергенде ток бірден көтеріледі. Яғни, диод ашылады. Ал кері кернеу бергенде ток өте аз мөлшерде болады, яғни диод жабық. Осы уақыттағы аз мөлшердегі болсын ток іс жүзінде еш уақытта есепке алынбайды-өйткені оның мөлшері расында да өте аз. Сондықтан да ол токты біз жоқ деп есептейміз. Егер де біз кері кернеуді белгілі бір мөлшерден көп артық берсек, онда кері ток бірден көп мөлшерге артады. Көп мөлшерге артқан токтың зияны сол диод тесілді немесе диод «жанып кетті» дейді.

сурет. Диодтың қарапайым түрі мен сұлбада белгіленуі

Диодтар түрлері мен олардың негізгі принциптері

Жұмыс істеу тәртібіне және атқаратын міндетіне қарай жартылай өткізгішті диодтар әр түрлі болады. Ең көп араған диодтар түзеткіштік диод, стабилитрон, варикап, фотодиод, жарық диоды. Енді диодттарды жеке жеке қарастыралық.

Төменде түзеткiш (импульстi және жоғары жиiлiктi) диодтың шартты белгiленуi көрсетiлген.

Түзеткiш диод p-n ауысуының вентильді қасиетiн пайдаланады және айнымалы тоқтарды түзету үшiн қолданады. Диодты жасау үшiн Ge және Si қолданылады. Түзеткiш диод өзiне берiлген кернеудi басқаратын электронды кiлттi (ЭК) жинайды. llтура кезiнде ЭК жабық, Uкерi кезiнде ЭК ашық. Тура кернеу берiлгенде диодтағы кернеудiң төмендеу әсерiнен жүктемедегi кернеуiнен бiршама аз болады. Гелийден жасалынған диодтың тура кернеуi Ug тура -0, 5В, ал кремнийден жасалынған диодтағы Ug тура ≤ 1-1, 5В.

Импульстi диод - өтпелi үрдiстерi қысқа болатын және жұмыс кезiнде вольт-амперлiк сипаттамасының (ВАС) тура және керi тармақтарын (түзеткiш диодтар сияқты) қолданатын шалаөткiзгiштi диод. Диодтағы өтпелi үрдiстердiң ұзақтығы Сдиф және Сзар сыйымдылықтарының қайта зарядталынуына байланысты. Инжекция деңгейi төмен кезiнде өтпелi үрдiстердегi тосқауылдық сыйымдылықтың қайта зарядталынуының маңызы зор.

Инжекция деңiгейi жоғарлаған кезде зарядтарды жинау және сору үрдiстерi негiзгi болып табылады. Соңғы құбылыс диод жылдамдығын анықтайды және арнайы параметрi τққ - қалпына келтiру уақытымен сипатталынады. Сонымен импульстi диодтарда τққ - қалпына келтiру уақыты диод жылдамдығын сипаттайды. Жылдамдықты жоғарлату үшiн импульстi диодтарды нүктелiк құрылым түрiнде дайындайды, бұл оның p-n ауысу ауданының минималды болуына себеп болады. Сонымен қатар, τққ шамасын азайту үшiн база енiн (қалыңдығын) барынша жұқа етiп жасайды.

Импульстiк диод ретiнде Шоттки диодын қолдануға болады.

Импульстік диод

Жарық диоды - Ток жүрген кезде p-n өтпесінен жарық шығаратын шала өткізгішті диод жарық диоды деп аталады. Жарық диодттары негізінен цифрлық индикаторларды қолданылатын.

Жарық диодттары галлий арсенидттері мен фосфидтерінен және силиций карбидтерінен жасалады.

Жарықтың токтан тәуелділігі жарық диодының негізгі сипаттамасы болып саналады. Токтың белгілі бір мәнінен бастап ток өскен сайын жарықтылықта өсіп отырады.

Жарық диодтары

Жарық диодының сұлбалық белгіленуі

Фотодиод -Кері тогы p-n өтпесінің жарықталынуына байланысты өзгеріп отыратын шала өткізгішті диод деп аталады. Фотодиодтар екі түрлі жұмыс әлпінде пайдаланылады: сыртқы қорек көзінсіз фотогенератор ретінде және сыртқы қорек көзімен фототүрлендіргіш ретінде. Фотодиод, қарапайым диод секілді, бір p-n өтпесінен тұрады. Бірақ түйіспесінің ауданы әлдеқайда үлкен болады.

Фотодиод автоматика жүйелері мен басқа техника қондырғыларында, индикаторлық құрылғыларда, электр қозғаушы күші ретінде жарық ақпаратын электрлікке түрлендіру үшін және фотометрияда, телекескіндерді беру құрылғыларында қолданылады.

Фотодиодтың сұлбалық көрінісі

Фотодиод

Стабилитрон және стабистор. Тұрақты тоқтың сызықты емес тiзбектерiнде кернеудi тұрақтандыру үшiн қолданылады.

Стабилитрондар

Жоғары кернеудi (U3B) тұрақтандыру үшiн ВАС-ның керi тармағы (АВ бөлiмiн) қолданылады. Бұл мақсатта қолданылатын диодтарды стабилитрондар деп атайды.

Аз мәндi кернеулердi (U≤1B) тұрақтандыру үшiн, мысалы интегралды сұлбаларда ВАС-ның тура тармағын (CD бөлiмiн) қолданады, ал бұл мақсатта қолданылатын диодтарды стабистор деп атаймыз және оның шартты белгiленуi төменде көрсетiлген.

Стабистор

Оларды кремнийден жасайды. Тұрақтандыру кернеуi (3-180В) диапазонын құрайды.

Варикап - тосқауылдық (зарядтық) сиымдылықтың берiлген кернеу мәнiне тәуелдiлiгiн орындауға негiзделген жартылай өткiзгiштi диод. Варикаптың негiзгi сипаттамасы - вольт-фарадты сипаттама (ВФХ) . Варикаптың тосқауылдық сыйымдылығы (10-100) пикофарад құрайды.

1. 7 - сурет. Варикап

Тунельдiк диод - кернеу бойынша оң iшкi керi байланыс. Оның ВАС-сында терiс диффузиялық кедергi бөлiмi бар. Бұл запорлы қабат өте жiңiшке болғанда (10Нм немесе одан да кiшi) валенттi қабаттан өткiзу қабатына қарай зарядтардың тунельдi түрде өтуiмен түсiндiрiледi.