Что такое варикап. Как работает варикап. Где применяется варикап. Какие преимущества у варикапа. Чем отличается варикап от обычного диода.
Что такое варикап и как он работает
Варикап — это специальный тип полупроводникового диода, емкость которого меняется в зависимости от приложенного обратного напряжения. Другие названия варикапа — варактор или диод с переменной емкостью.
Принцип работы варикапа основан на особенностях p-n перехода. При увеличении обратного напряжения расширяется обедненная зона p-n перехода, что приводит к уменьшению емкости диода. Таким образом, изменяя напряжение на варикапе, можно управлять его емкостью.
Основные характеристики варикапа:
- Диапазон изменения емкости: от единиц пФ до сотен пФ
- Коэффициент перекрытия по емкости: 5-10 и более
- Добротность: от 50 до 500 на частотах до 100 МГц
- Температурный коэффициент емкости: 200-600 ppm/°C
Применение варикапов в электронике
Благодаря способности изменять емкость под действием напряжения, варикапы нашли широкое применение в различных областях электроники:
1. Системы автоматической подстройки частоты (АПЧ)
В системах АПЧ варикапы используются для автоматической подстройки резонансной частоты контуров. Это позволяет компенсировать уход частоты из-за температурных и других дестабилизирующих факторов.
2. Перестраиваемые генераторы
Варикапы применяются в качестве элементов перестройки частоты в генераторах с электронной подстройкой. Это позволяет создавать генераторы, управляемые напряжением (ГУН).
3. Частотная модуляция
В передатчиках с частотной модуляцией варикапы используются для изменения частоты генератора в соответствии с модулирующим сигналом.
4. Умножители частоты
Нелинейные свойства варикапов позволяют применять их в схемах умножения частоты.
5. Системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ)
В системах ФАПЧ варикапы служат для подстройки частоты управляемого генератора.
Преимущества использования варикапов
Варикапы имеют ряд преимуществ по сравнению с другими методами изменения емкости:
- Отсутствие механических деталей, что повышает надежность
- Малые габариты и вес
- Высокое быстродействие
- Возможность дистанционного управления
- Низкое энергопотребление
- Совместимость с технологией интегральных микросхем
Сравнение варикапа и обычного диода
Хотя варикап является разновидностью полупроводникового диода, он имеет ряд существенных отличий от обычных выпрямительных диодов:
| Параметр | Варикап | Обычный диод |
|---|---|---|
| Основная функция | Изменение емкости | Выпрямление тока |
| Режим работы | Обратное смещение | Прямое смещение |
| Емкость перехода | Высокая, управляемая | Низкая, паразитная |
| Обратный ток | Очень низкий | Выше, чем у варикапа |
Типы варикапов и их особенности
Существует несколько типов варикапов, отличающихся конструкцией и характеристиками:
1. Обычные варикапы
Имеют плавную зависимость емкости от напряжения. Применяются в широком спектре устройств.
2. Гиперабруптные варикапы
Обладают более резкой зависимостью емкости от напряжения. Используются в устройствах с широким диапазоном перестройки частоты.
3. Варикапы с двойным переходом
Содержат два встречно включенных перехода. Отличаются повышенной линейностью характеристики емкость-напряжение.
4. МОП-варикапы
Реализованы на основе структуры металл-оксид-полупроводник. Обладают высокой добротностью и малыми потерями на высоких частотах.
Как выбрать подходящий варикап
При выборе варикапа для конкретного применения следует учитывать следующие параметры:
- Диапазон изменения емкости
- Коэффициент перекрытия по емкости
- Добротность на рабочей частоте
- Максимальное допустимое обратное напряжение
- Температурный коэффициент емкости
- Паразитные параметры (индуктивность выводов, сопротивление потерь)
Правильный выбор варикапа позволяет оптимизировать характеристики устройства и обеспечить его надежную работу.
Перспективы развития технологии варикапов
Несмотря на то, что варикапы известны уже несколько десятилетий, эта технология продолжает развиваться. Основные направления совершенствования варикапов включают:
- Повышение добротности и снижение потерь на высоких частотах
- Расширение диапазона рабочих частот
- Улучшение линейности характеристики емкость-напряжение
- Уменьшение температурной зависимости параметров
- Интеграция варикапов в состав сложных функциональных блоков
Развитие технологии варикапов открывает новые возможности для создания высокоэффективных и компактных электронных устройств.
| Варикап | Полупроводниковый прибор, используемый как емкость, меняющаяся при изменении приложенного напряжения 7 букв |
| Вентиль | Кенотрон, игнитрон, полупроводниковый диод- каждый из них 7 букв |
| Эмиттер | Одна из внутренних областей полупроводникового транзистора и ведущий к ней электрод 7 букв |
| Варикап | Управляемый конденсатор переменной емкости на полупроводниковом переходе, емкость которого зависит от приложенного напряжения 7 букв |
| Варикап | Полупроводниковый диод- переменный конденсатор 7 букв |
| Алфёров | Советский и российский физик, лауреат Нобелевской премии по физике 2000 года за разработку полупроводниковых гетероструктур и создание быстрых опто- и микроэлектронных компонентов, академик РАН, почётный член Национальной Академии наук Азербайджана, иностранный член Национальной академии наук Белоруссии. Его исследование сыграло большую роль в информатике 7 букв |
| Кремний | Полупроводниковый материал 7 букв |
| Кремний | Химический элемент, один из важнейших полупроводниковых материалов 7 букв |
| Варикап | Полупроводниковый диод — переменный конденсатор 7 букв |
| Варикап | Полупроводниковый прибор, используемый как емкость, меняющаяся при изменении приложенного напряжения 7 букв |
| Вентиль | Кенотрон, игнитрон, полупроводниковый диод- каждый из них 7 букв |
| Варикап | Управляемый конденсатор переменной емкости на полупроводниковом переходе, емкость которого зависит от приложенного напряжения 7 букв |
| Варикап | Полупроводниковый диод- переменный конденсатор 7 букв |
| Варикап | Полупроводниковый диод — переменный конденсатор 7 букв |
| Водомер | Прибор, показывающий уровень воды в каком-нибудь устройстве 7 букв |
| Водомер | Прибор для измерения расхода воды 7 букв |
| Волосок | Тонкая пружина, нить, проволока в каком-нибудь приборе 7 букв |
| Верньер | (нониус) Вспомогательная шкала измерительного прибора 7 букв |
| Волосок | Тонкая металлическая проволока в электрической лампе или пружина в механизме, приборе 7 букв |
| Радиатор | Аппарат для охлаждения в двигателях внутреннего сгорания, в полупроводниковых приборах 8 букв |
| Транзистор | Полупроводниковый прибор, усиливающий, генерирующий и преобразующий электрические колебания 10 букв |
| Вариконд | Полупроводниковый прибор (конденсатор) 8 букв |
| Варикап | Полупроводниковый прибор, используемый как емкость, меняющаяся при изменении приложенного напряжения 7 букв |
| Диод | Полупроводниковый прибор 4 буквы |
| Оптрон | Полупроводниковый прибор 6 букв |
| Варистор | Полупроводниковый прибор 8 букв |
| Термистор | Полупроводниковый прибор 9 букв |
| Транзистор | Полупроводниковый прибор 10 букв |
| Транзистор | Полупроводниковый прибор, генерирующий и усиливающий электрические колебания 10 букв |
| Радиатор | Аппарат для охлаждения в двигателях внутреннего сгорания, в полупроводниковых приборах 8 букв |
| Транзистор | Полупроводниковый прибор, усиливающий, генерирующий и преобразующий электрические колебания 10 букв |
| Вариконд | Полупроводниковый прибор (конденсатор) 8 букв |
| Варикап | Полупроводниковый прибор, используемый как емкость, меняющаяся при изменении приложенного напряжения 7 букв |
| Диод | Полупроводниковый прибор 4 буквы |
| Оптрон | Полупроводниковый прибор 6 букв |
| Варистор | Полупроводниковый прибор 8 букв |
| Термистор | Полупроводниковый прибор 9 букв |
| Транзистор | Полупроводниковый прибор 10 букв |
| Транзистор | Полупроводниковый прибор, генерирующий и усиливающий электрические колебания 10 букв |
| Вариконд | Полупроводниковый прибор (конденсатор) 8 букв |
| Варикап | Полупроводниковый прибор, используемый как емкость, меняющаяся при изменении приложенного напряжения 7 букв |
| Варистор | Полупроводниковый прибор 8 букв |
| Варактор | Полупроводниковый прибор (диод) 8 букв |
| Вофистор | Полупроводниковый прибор (резистор) 8 букв |
| Вентиль | Кенотрон, игнитрон, полупроводниковый диод- каждый из них 7 букв |
| Варикап | Управляемый конденсатор переменной емкости на полупроводниковом переходе, емкость которого зависит от приложенного напряжения 7 букв |
| Варикап | Полупроводниковый диод- переменный конденсатор 7 букв |
| Варактор | Полупроводниковый диод с переменной емкостью 8 букв |
| Варикап | Полупроводниковый диод — переменный конденсатор 7 букв |
| Диод | Полупроводниковая радиодеталь 4 буквы |
| Фотодиод | Радиодеталь, реагирующая на свет 8 букв |
| Конденсатор | Радиодеталь, электроемкость 11 букв |
| Пайка | Вид металлообработки, применяемый при соединении радиодеталей 5 букв |
| Плата | Пластина для монтажа радиодеталей 5 букв |
| Диод | Радиодеталь 4 буквы |
| Резистор | Радиодеталь 8 букв |
| Впайка | Монтаж радиодеталей на плату 6 букв |
| Плата | Пластина с радиодеталям 5 букв |
| Радиатор | Аппарат для охлаждения в двигателях внутреннего сгорания, в полупроводниковых приборах 8 букв |
| Светодиод | Или светоизлучающий диод 9 букв |
| Гетероструктура | Комбинация нескольких гетеропереходов, применяемая в полупроводниковых лазерах, светоизлучающих диодах 15 букв |
| Диод | Двухэлектродный прибор с односторонней проводимостью 4 буквы |
| Вентиль | То же, что диод 7 букв |
| Вентиль | Кенотрон, игнитрон, полупроводниковый диод- каждый из них 7 букв |
| Диод | Радиоэлектронный прибор 4 буквы |
| Диод | Полупроводник 4 буквы |
| Диод | Двухэлектродный полупроводник 4 буквы |
| Диод | Двухэлектродный прибор с односторонней электрической проводимостью, используемый в электроаппаратуре и радиоаппаратуре для выпрямления переменного тока, детектирования и т. п 4 буквы |
| Диод | Полупроводник (электроника) 4 буквы |
— определение, характеристики и применение
Полупроводниковый диод — тип диода, который содержит «p-n переход» из различных легированных полупроводниковых материалов. Это двусторонний нелинейный электронный компонент, в котором вывод, прикрепленный к слою « p » ( + ), называется анодом, а слой « n » ( — ) катодом. Этот электронный компонент используется в основном из-за его способности заставлять электрический ток течь только в одном направлении (от анода до катода ) после прямого смещения вышеупомянутого «p-n перехода» с помощью положительного электрического напряжения.
Рис. 1. Обозначение полупроводникового диода
Однако в обратном направлении (обратное смещение p-n перехода с отрицательным электрическим напряжением) мы можем сказать, что в идеальном полупроводниковом диоде электрический ток не течет. Вот почему полупроводниковый диод часто называют «электрическим клапаном», который может пропускать или блокировать прохождение электрического тока.
Полупроводниковый диод — Задания для студентов
Если вы студент или просто хотите научиться решать задачи с полупроводниковыми диодами, посетите этот раздел нашего веб-сайта, где вы можете найти широкий спектр электронных задач.
Полупроводниковый диод — внутренняя конструкция
Полупроводниковый диод состоит из двух по-разному легированных полупроводниковых кристаллов — типа «p» и «n». Вместе они образуют так называемый « pn переход» , где слой «n»
После их объединения начинается пропорциональное распределение электронов. Электроны, которых раньше не хватало в слое «p», переносятся туда из слоя «n», где их было слишком много.Итак, слой «n» — хороший друг для слоя «p», верно? 🙂 И здесь образуется так называемая область истощения , которая предотвращает прохождение электрического тока (термодинамическое равновесие).
Рис. 2. P-N переход в состоянии термодинамического равновесия
Чтобы пропустить электрический ток через «pn переход» (электрический клапан включен), необходимо приложить внешнее положительное электрическое напряжение, чтобы «подтолкнуть» и помочь большой группе электронов и отверстий собраться вместе (прямое смещение диода) .После того, как они «проталкиваются» через область обеднения с достаточной силой (V F = 0,7 В), диод начинает проводить ток, поэтому он начинает течь через него.
Рис. 3. P-N переход с прямым смещением (электрический клапан включен)
Чтобы убедиться, что электрический ток не течет (электрический клапан выключен), необходимо подать внешнее отрицательное напряжение на полупроводниковый диод (обратное смещение), чтобы сделать область обеднения еще больше (рисунок ниже).
Фиг.4. P-N переход с обратным смещением (электрический клапан выключен)
Со временем технологические требования росли, что привело к разработке новых типов диодов. Когда полупроводник сочетается с соответствующим металлом, мы получаем MS junction (металл-полупроводник), который также обладает выпрямительными свойствами (проводимость тока в одном направлении) — он используется, например, в быстрых диодах Шоттки .
ПереходыMS могут иметь одну из двух вольт-амперных характеристик:
- Несимметричный нелинейный
- Симметричный, линейный
Свойства MS junction в основном зависят от состояния поверхности полупроводника и от выходной работы электронов из металла и самого полупроводника.Диод Шоттки в основном используется в системах, требующих быстрого времени переключения (решающее значение имеет малая емкость перехода C Дж диода) с частотами до нескольких десятков ГГц.
Полупроводниковый диод — ВАХ
На графике ниже показана вольт-амперная характеристика полупроводникового диода . Это типичная характеристика для полупроводниковых диодов, используемых в электронике (V F = 0,7 В).Полупроводниковый диод начинает проводить ток после превышения порогового значения прямого напряжения, указанного производителем в техническом паспорте. Полутермические диоды в основном используются для защиты других электронных компонентов.
Рис. 5. Вольт-амперная характеристика полупроводникового диода
Как определить, где анод, а где катод?
Простой мультиметр можно использовать для определения полярности диода. Есть как минимум три способа сделать это, но я покажу здесь два самых популярных способа, которые можно сделать даже с помощью самых дешевых мультиметров (получите мультиметр Basetech BT-11):
a) С помощью омметра (диапазон 2 кОм):
Фиг.6. Прямое смещение: Омметр покажет приблизительное прямое напряжение диода (около 0,7 В)
Рис. 7. Обратное смещение: Омметр показывает «1», что означает очень высокое сопротивление (электрический клапан выключен).
Вы также можете использовать функцию «проверка диодов» (символ диода на мультиметре), но результат будет таким же, как и выше, с использованием омметра.
b) Использование функции измерения VDC:
Рис. 8. Прямое смещение: мультиметр должен показывать падение напряжения примерно 0,7 В для кремниевых диодов
Фиг.9. Обратное смещение: мультиметр покажет примерное полное напряжение источника питания. ( Примечание: Здесь диод вставлен противоположным образом по сравнению с приведенным выше примером. На самом деле, я бы изменил полярность источника питания , потому что вы не можете отсоединить «руками» после пайки компонент, если вы не Разумеется, мы не хотим делать это с исправным рабочим компонентом. Я просто хотел показать вам пример, что вы также должны обратить внимание на правильное размещение компонентов на вашей печатной плате или макете)
Типы полупроводниковых диодов
- Выпрямительный диод — выпрямление переменного тока,
- Стабилитрон — стабилизация напряжения и тока в электронных системах,
- Светоизлучающий диод (LED) — излучает свет в инфракрасном или видимом спектре света,
- Диод переменной емкости — его емкость зависит от приложенного к нему напряжения при обратном смещении,
- Переключающий диод — используется в импульсных электронных системах, требующих очень короткого времени переключения,
- Туннельный диод — специально разработанный диод, характеризующийся областью отрицательного динамического сопротивления,
- Фотодиод — диод, который работает как фотоприемник — реагирует на световое излучение (видимое, инфракрасное или ультрафиолетовое),
- Диод Ганна — компонент, используемый в высокочастотной электронике.
Эксперимент для самостоятельного выполнения
Этот эксперимент позволит вам визуализировать принцип работы полупроводникового диода независимо от того, проводит ток или нет. Поскольку вы будете делать это сами, вам лучше запомнить этот урок.
Необходимых товаров:
Мы будем использовать две принципиальные схемы, которые вы видели ранее:
Рис. 10. В этом случае светодиод должен проводить ток, и вы должны увидеть, как он горит.
Фиг.11. Здесь светодиод не должен гореть — диод не проводит ток ( Примечание: Здесь диод вставлен противоположным образом по сравнению с приведенным выше примером. На самом деле, я бы изменил полярность источника питания, , потому что вы не можете размонтировать «руками» один раз припаянный компонент, если вы его не демонтируете. Конечно, мы не хотим делать это с исправным рабочим компонентом. Я просто хотел показать вам пример, что вы также должны заплатить внимание к правильному размещению компонентов на вашей печатной или макетной плате)
Ниже вы можете увидеть изображения, показывающие схему, установленную на макетной плате, и визуализацию двух противоположных положений светодиода (обратная полярность).
Рис. 12. Цепь «перенесена» на макетную плату (диод проводит ток)
Рис. 13. В этом случае, как вы можете видеть, диод не проводит ток (вставлен противоположным образом) ( Примечание: Здесь диод вставлен противоположным образом по сравнению с приведенным выше примером. На самом деле, я бы измените полярность источника питания, , потому что вы не можете отсоединить «руками» один раз припаянный компонент, если вы не удалите его из припоя.Конечно, мы не хотим делать это с исправным рабочим компонентом.Я просто хотел показать вам пример, на который вы также должны обратить внимание на правильное размещение компонентов на вашей печатной или макетной плате)
На первом снимке светодиод переведен в проводящее состояние. Потенциал напряжения на аноде был выше (+), чем на катоде (-), поэтому протекание тока было возможно. В нашем эксперименте мы использовали батарею на 9 В, поэтому ток, протекающий через диод, будет около 9 мА (рассчитано по закону Ома ).
На втором изображении диод был вставлен противоположным образом (потенциал напряжения на катоде был выше (+), чем на аноде (-)), поэтому диод вел себя как закрытый электрический клапан, который предотвращал протекание. тока — светодиод не горит.
.P-N переходный полупроводниковый диод — Диод
Что
такое полупроводниковый диод с p-n переходом?
А
диод с p-n переходом — двухполюсный или двухэлектродный полупроводниковый прибор,
который пропускает электрический ток только в одном направлении
в то время как блокирует электрический ток в обратном или обратном направлении
направление. Если диод смещен в прямом направлении, это позволяет
электрический ток.С другой стороны, если диод
с обратным смещением, он блокирует прохождение электрического тока.
P-N
переходный полупроводниковый диод также называется p-n переходом
полупроводниковый прибор.
В n-тип полупроводники, бесплатно электроны являются основными носителями заряда, тогда как в р-тип полупроводники, отверстия являются основными носителями заряда.Когда n-тип полупроводник соединен с полупроводником p-типа, p-n стык образуется. P-n переход, который образуется при соединении полупроводников p-типа и n-типа называется p-n переходным диодом.
П-П переходной диод изготовлен из полупроводниковых материалов такие как кремний, германий и арсенид галлия.Для при разработке диодов кремний более предпочтителен, чем германий. Диоды p-n-перехода из кремния полупроводники работают при более высоких температурах по сравнению с с диодами p-n-перехода из германия полупроводники.
базовое обозначение диода p-n перехода при прямом смещении и Обратное смещение показано на рисунке
ниже.В На рисунке выше стрелка диода указывает на условное направление электрического тока, когда диод смещен в прямом направлении (от положительной клеммы к отрицательная клемма).Отверстия, которые движутся от положительного клемма (анод) к отрицательной клемме (катод) условное направление тока.
Свободные электроны движутся от отрицательной клеммы (катод) к положительной клемме (анод) на самом деле переносят электрический ток. Однако из-за условию мы должны предположить, что текущее направление от положительной клеммы к отрицательной.
Смещение полупроводниковый диод p-n переход
процесс подачи внешнего напряжения на p-n переход полупроводниковый диод называется подмагничивающим. Внешнее напряжение на диод с p-n переходом применяется любым из двух способов: прямое смещение или обратное смещение.
Если
диод p-n-перехода смещен в прямом направлении, это позволяет
электрический ток.В условиях прямого смещения
Полупроводник p-типа подключается к положительной клемме
батареи тогда как; полупроводник n-типа подключен к
отрицательная клемма аккумулятора.
Если диод p-n перехода имеет обратное смещение, он блокирует электрический ток. В условиях обратного смещения Полупроводник p-типа подключается к отрицательной клемме батареи тогда как; полупроводник n-типа подключен к положительный полюс аккумуляторной батареи.
Клеммы pn переходного диода
Как правило, Терминал относится к точке или месту, в котором любой объект начинается или заканчивается. Например, автовокзал или конечная остановка — это место, в котором все автобусы начинаются или заканчиваются. Точно так же в диод с p-n переходом, клемма означает точку, в которой носители заряда начинается или заканчивается.
П-н переходной диод состоит из двух выводов: положительного и отрицательный.В положительный полюс, все свободные электроны закончатся, и все отверстия начнутся, тогда как на отрицательной клемме все свободные электроны начнутся, и все дырки закончатся.
Клеммы диода прямого смещения
В диод с прямым смещением p-n перехода (p-тип подключен к положительный терминал и n-тип подключен к отрицательному клемма), клемма анода является положительной клеммой, тогда как катодная клемма — отрицательная клемма.
Анод клемма — положительно заряженный электрод или проводник, который поставляет отверстия в p-n переход. Другими словами, анодный или анодный вывод или положительный вывод является источником положительных носителей заряда (дырок) положительный заряд носители (отверстия) начинают свой путь от анодного терминала и проходит через диод и заканчивается на катодном выводе.
Катод отрицательно заряженный электрод или проводник, который поставляет свободные электроны в p-n переход. Другими словами, катодный вывод или отрицательный вывод является источником свободного электроны, отрицательные носители заряда (свободные электроны) начинает свой путь от катодного терминала и проходит через диод и заканчивается на анодном выводе.
свободные электроны притягиваются к анодному выводу или
положительный вывод, а отверстия притягиваются к
катодный вывод или отрицательный вывод.
Клеммы диода при обратном смещении
Если диод имеет обратное смещение (p-тип подключен к отрицательному клемма и n-тип, подключенный к положительной клемме), клемма анода становится отрицательной клеммой, тогда как катодный вывод становится положительным.
Анод клемма или отрицательная клемма поставляет свободные электроны на p-n переход. Другими словами, анодный вывод является источником свободных электронов, свободные электроны начинают свой путь на отрицательном или анодном выводе и заполняет большое количество дырки в полупроводнике p-типа. Отверстия в р-образном полупроводник притягивается к отрицательному выводу.Свободные электроны с отрицательного вывода не могут двигаться к положительной клемме, потому что широкое истощение область на p-n-переходе сопротивляется или противодействует потоку свободные электроны.
Катод клемма или положительная клемма обеспечивает отверстия для p-n соединение. Другими словами, катодный вывод является источником дыры, дыры начинают свой путь на положительном или катодном терминал и занимает позицию электронов в n-типе полупроводник.Свободные электроны в n-типе полупроводник притягивается к положительному выводу. Отверстия от положительной клеммы не могут двигаться в сторону отрицательная клемма, потому что широкая область истощения на p-n переход препятствует потоку дырок.
Кремний и
германиевые полупроводниковые диоды
- Для при разработке диодов кремний более предпочтителен, чем германий.
- г.
Диоды с p-n переходом из кремниевых полупроводников работают
при более высокой температуре, чем германиевый полупроводник
диоды.
- Нападающий
напряжение смещения для кремниевого полупроводникового диода составляет
примерно 0,7 вольт, тогда как для германия
полупроводниковый диод примерно
0.3 вольта.
- Кремний полупроводниковые диоды не пропускают электрический ток расход, если напряжение на кремниевом диоде меньше чем 0,7 вольт.
- Кремний полупроводник диоды начинают пропускать ток, если напряжение приложенный на диоде достигает 0,7 вольт.
- Германий
полупроводниковые диоды не пропускают электрический ток
потока, если напряжение на германиевом диоде равно
меньше 0.3 вольта.
- Германий
полупроводниковые диоды начинают пропускать ток, если
напряжение на германиевом диоде достигает 0,3
вольт.
- г. Стоимость кремниевых полупроводников невысока по сравнению с германиевые полупроводники.
Преимущества диода p-n перехода
П-н переходный диод — самая простая форма из всех полупроводниковых устройств.Однако диоды играют важную роль во многих электронные устройства.
.различных типов диодов с символом и использованием
Типы диодовДиод — это двухполюсное устройство, образованное двумя легированными областями кремния, разделенными PN переходом. Рассматривается наиболее распространенная категория диодов, известная как диоды общего назначения. Стабилитрон, PN переход диод, туннельный диод, варакторный диод, диод Шоттки, фотодиод, PIN-диод и лазерный диод — это разные типы диодов.
Другие названия, такие как выпрямительный диод или сигнальный диод, в зависимости от конкретного типа применения, для которого был разработан диод.Вы узнаете, как использовать напряжение, чтобы диод проводил ток в одном направлении и блокировал в нем другое. Этот процесс называется смещением.
Применение диодов
- Распознать электрический символ для диода и нескольких конфигураций корпусов диодов
- Подать прямое смещение к диоду
- Определить прямое смещение и указать требуемые условия
- Обсудить влияние смещения пересылки на область истощения
- определяет барьерный потенциал и его эффекты во время смещения пересылки
3.Обратное смещение диода
- Определите обратное смещение и укажите требуемые условия
- Обсудите обратный ток и обратный пробой
Диод
Как уже упоминалось, диод сделан из небольшого куска полупроводникового материала, обычно кремния , в которой половина легирована как область p , а половина легирована как область n с переходом PN и областью обеднения между ними. 
Область p называется анодом и подключается к проводящей клемме. n называется катодом и подключается ко второй проводящей клемме. Основная структура диода и схематический символ показаны на рисунке выше.
Типовые диодные блоки
Показаны несколько общих физических конфигураций диода, установленного в сквозное отверстие. Анод (A) и катод (K) обозначены на диоде несколькими способами, в зависимости от типа корпуса. Катод обычно помечается рукой, выступом или каким-либо другим элементом.В этих корпусах, где один вывод является условием для корпуса, корпус является катодом.
Диодные блоки для поверхностного монтажа
Типовые блоки диодов для поверхностного монтажа на печатной плате. Пакеты SOD и SOT имеют выводы в форме крыла чайки. В корпусе SMA имеются выводы L-образной формы, которые загибаются под корпусом. Типы SOD и SMA имеют полосу на конце для обозначения катода. Тип SOT представляет собой трехконтактный корпус, в котором имеется либо один, либо два диода. В корпусе SOT с одним диодом вывод 1 обычно является анодом, а вывод 3 — катодом.В корпусе SOT с двумя диодами третий вывод является общим выводом и может быть либо анодом, либо катодом. Всегда сверяйтесь с таблицей данных на конкретный диод, чтобы проверить конфигурацию контактов.
Типовые диодные блоки с идентификацией клемм. Буква K используется для обозначения катода, чтобы избежать путаницы с некоторыми электрическими величинами, обозначенными буквой C. Номера типов корпуса указаны для каждого диода.
Полупроводниковый диод (видео)
Связанные темы:
.Как работают полупроводники | HowStuffWorks
Устройство, которое блокирует ток в одном направлении, позволяя току течь в другом направлении, называется диодом . Диоды можно использовать по-разному. Например, устройство, которое использует батареи, часто содержит диод, который защищает устройство, если вы вставляете батареи назад. Диод просто блокирует выход любого тока из батареи, если он перевернут — это защищает чувствительную электронику в устройстве.
Полупроводниковый диод работает не идеально, как показано на этом графике:
Объявление
Когда смещает в обратном направлении, идеальный диод блокирует весь ток. Настоящий диод пропускает примерно 10 мкА — немного, но все же не идеально. И если вы приложите достаточное обратное напряжение (В), соединение прорвется и пропустит ток. Обычно напряжение пробоя намного больше напряжения, чем когда-либо увидит схема, поэтому это не имеет значения.
Когда смещен в прямом направлении , для работы диода требуется небольшое напряжение. В кремнии это напряжение составляет около 0,7 вольт. Это напряжение необходимо для запуска процесса комбинации дырка-электрон на переходе.
Другой важной технологией, связанной с диодом, является транзистор. У транзисторов и диодов много общего.
Транзисторы
Транзистор создается с использованием трех слоев , а не двух слоев, используемых в диоде.Вы можете создать сэндвич NPN или PNP. Транзистор может действовать как переключатель или усилитель.
Транзистор выглядит как два последовательно соединенных диода. Можно представить, что через транзистор не может протекать ток, потому что диоды, соединенные спиной к спине, блокируют ток в обоих направлениях. И это правда. Однако, когда вы прикладываете небольшой ток к центральному слою сэндвича, через сэндвич в целом может протекать гораздо больший ток. Это дает транзистору поведение при переключении .Небольшой ток может включать и выключать больший ток.
Кремниевый чип — это кусок кремния, который может содержать тысячи транзисторов. С транзисторами, действующими как переключатели, вы можете создавать логические вентили, а с логическими вентилями вы можете создавать микропроцессорные микросхемы.
Естественный переход от кремния к легированному кремнию, от транзисторов к микросхемам, сделал микропроцессоры и другие электронные устройства такими недорогими и повсеместными в современном обществе.Основные принципы удивительно просты. Чудо — это постоянное совершенствование этих принципов до такой степени, что сегодня десятки миллионов транзисторов можно без больших затрат собрать на одном кристалле.
Для получения дополнительной информации о полупроводниках, диодах, микросхемах и многом другом перейдите по ссылкам на следующей странице.
.