Locuri de munca diode

Dioda este cel mai simplu dispozitiv semiconductor cu doar o joncțiune p-n, având două anod ieșire externă și catod. Este utilizat pentru rectificare, de detectare, de modulare și diverse tipuri de restricții pentru conversia semnalelor electrice. Pe un scop funcțional diode sunt clasificate în convertoare DC, universale, cuptor cu microunde, diode Zener, de comutare, varicap, varistori, comutare, tunel, etc.

Probabil că orice radioamator începător știe că dioda într-o singură direcție trece un curent, dar nu și în altele. Dar cum și de ce el știe, cu atât mai puțin să înțeleagă, nu mulți, chiar și unii ingineri nu știu.

lucru diode - principiile generale ale structurii interne

Structural, dioda poate reprezenta un cristal semiconductor compus din două domenii. Una cu o conductivitate de tip p, iar celălalt - un tip n.

Schema bloc de diode de lucru pentru a explica

Anodul este electrodul pozitiv purtătorii majoritari în acesta sunt găuri.

Catodul este electrodul negativ, ea purtătorii majoritari sunt electroni.

Pe suprafețele exterioare ale celor două zone sunt stratul de contact metalic la care sunt sudate conductorii externi. Un astfel de dispozitiv semiconductor poate fi numai într-una din cele două stări: închis și deschis

dioda funcționează la includerea directă

Dacă dispozitivul semiconductor la terminalele pentru a conecta tensiune constantă: alimentarea cu anod plus „și catodul respectiv, la ieșirea“ minus“, dioda se va deschide și începe să treacă prin curent a cărui mărime depinde de tensiunea aplicată și proprietățile intrinseci ale diodei.

În includerea directă a electronilor din regiunea n turma spre găuri în p-regiune și găuri de la p la n. La limita de joncțiune pn, care îndeplinesc, și reciprocă a acestora de absorbție sau recombinare realizată.

dioda de ieșire conectat la negativ, se va trimite la n număr enorm de electroni, reumplute scădere a acestora. Un terminal conectat la un plus, ajutând la refacerea concentrației în gaura p. Aceasta este, conductivitatea crește joncțiune pn, iar rezistența la curent redus drastic, și, prin urmare, un curent curge prin dioda, numit dioda transmite curent ILIM.

dioda funcționează la includere inversă

Schimbarea polaritatea conexiunii noastre si uita-te la schimbările în funcționarea dispozitivului semiconductor conectat.

În acest caz, electronii și golurile vor da la o parte de la joncțiunea pn și la limita jonctiunea pn crește brusc bariera de potential sau cu alte cuvinte, zona sărăcită de purtători de sarcină de găuri și electroni, ceea ce ar împiedica trecerea curentului.

Cu toate acestea, din moment ce fiecare domeniu de un număr mic de purtători de sarcină minoritari, purtătorii de sarcină schimbul de mică între domeniile are loc, dar este foarte mic. Acest curent se numește inversa curent Iobr.

dioda de lucru înainte și tensiune inversă

Tensiunea de deschidere dioda atunci când curge prin curentul direct este numit directă UBR. o tensiune de polaritate inversă, în care este blocat și prin ea curge Iobr numit invers Uobr. Atunci când rezistența internă UBR nu este mai mare decât câteva zeci de ohmi, dar atunci când rezistența Uobr crește brusc la sute sau chiar mii de kilograme. Este ușor pentru a vedea dacă măsurată de rezistență inversă cu un multimetru.

Rezistența jonctiunea pn nu este o constantă și depinde de UBR. Cu cât este, cea mai mică rezistența p-n joncțiune, mai mare IPR extinzându-se prin semiconductoare. Când este închis, cade aproape tot stresul, astfel încât Iobr neglijabilă și rezistența p-n tranziție este enormă.

Dacă vom conecta dioda într-un circuit de curent alternativ, acesta va fi deschis cu pozitiv undă sinusoidală de jumătate de undă, care trece un curent continuu. și blocat la un negativ jumătate de undă, aproape fără lipsă Iobr. Aceasta este principalele proprietăți ale diode utilizate pentru a converti AC DC, și astfel de dispozitive sunt numite redresor.

diode de lucru și volți amperajul caracteristică (VAC)

Dependența curentului care curge printr-o joncțiune pn, amplitudinea și polaritatea tensiunii este reprezentată ca o curbă numită CVC

Se compune din două ramuri: piciorul drept - corespunde curentului prin dioda, iar ramura inversă a refluxului corespunzătoare.

ramură directă a graficului se ridica abrupt în sus și se caracterizează printr-o creștere rapidă a curentului, cu o creștere a valorii de tensiune înainte. Contact ramură să fie invers, aproape paralelă cu axa orizontală și caracterizată prin creșterea lentă Iobr. Mai aproape de axa verticală a liniei de ramură și mai aproape de orizontală ramura de feedback axa, cu atât mai bine proprietățile de rectificare a semiconductorilor. Iobr prezența unei defecțiuni. Din codul CVC al curbei arată că IRP mult mai Iobr.

După cum se poate observa din graficul cu o creștere de tensiune în față pe un curent de joncțiune pn crește la început încet și apoi mai rapid.

Dar o astfel de creștere bruscă a curentului încălzește moleculele semiconductoare. Și în cazul în care cantitatea de căldură care urmează să fie retrase de mai sus cip, se poate întâmpla, schimbări ireversibile și distrugerea rețelei cristaline.

Prin urmare, este necesar să se utilizeze o rezistență de limitare conectat în serie.

În cazul în care o puternică creștere defalcare inversă de tensiune se poate produce instrument de electron-gol. Există chiar și semiconductori speciale numite diode Zener care utilizează această caracteristică.

Diode Operation - defalcare p-n tranziție

Defalcarea p-n tranziție este o creștere accentuată a fenomenului de curent invers atunci când tensiunea inversă a unui anumit nivel critic. defalcare termică, la rândul lor sunt împărțite în electrice și termice, electrice și defalcarea este tunelelor și avalanșă.

defalcare electrică apare ca rezultat al expunerii la un câmp electric puternic la intersecția. O astfel de defecțiune este considerată reversibilă deoarece nu deteriorează cristalul, iar atunci când nivelul caracteristicilor tensiunii inverse ale diodei sunt menținute.

defalcare tunelare apare ca rezultat al efectului de tunel, care este faptul că, la intensitate mare a câmpului electric într-un p-n joncțiune îngustă, electronii individuali scurge prin joncțiunea. Astfel de tranziții-n p sunt posibile numai când concentrația ridicată de impurități semiconductorului în moleculă.

În cazul în care defalcarea tunelului există o creștere bruscă Iobr la tensiune mică inversă. Pe baza proprietăților de diode tunel au fost dezvoltate. Ele sunt folosite în amplificatoare, oscilatoare și oscilații sinusoidale în diferite dispozitive de comutare la frecvențe înalte.

defalcare Avalanche are loc, de asemenea, sub influența unui câmp electric puternic, atunci când purtătorii minoritari sub acțiunea căldurii în tranziție accelerată atât de mult încât unul knock out atomi de electroni de valență și aruncați-l în banda de conducție, creând astfel o pereche de electroni - gaura. Purtătorii liberi rezultate încep să se accelereze și se ciocnesc cu alți atomi, gofrarea alți electroni. Procesul este o avalanșă, ceea ce duce la o creștere bruscă Iobr la nivel de tensiune practic constantă.

Efectul de defalcare avalanșă în redresor de putere este utilizat agregate utilizate în industria metalurgică și chimică, precum și în transportul feroviar.

defalcare termică se produce din cauza supraîncălzirii p-n tranziție când curge un curent mare levels, și prin îndepărtarea căldurii slabă. Acest lucru duce la o creștere bruscă a temperaturii de tranziție și regiunea învecinată, crește vibrația atomilor din structura cristalină, electronii de valență dispare legătură. Electronii încep să meargă în banda de conducție merge creștere avalanșă a temperaturii, care rezultă în fractură de cristal și eșecul unui radio.

diode lucrează ca un redresor