Diyotlar amaçlanmıştır. yarı iletken diyot

Hayatımızı onlarsız hayal edemiyoruz. Masalarımızdaki bu vızıldayan kutular, birçok farklı donanım parçasından oluşur. İlginçtir ki, bu yapı taşlarından hiçbiri tek başına bir bilgisayarın sahip olduğu özelliklerle övünemez.

Ve bir araya getirildiğinde, tamamen benzersiz bir şey oluyorlar!

Hangi tuğlayı alırsanız alın, sadece bir parça pişmiş topraktır; hangi işe - kendi içinde - uyarlanabileceği hemen ve net değildir.

Tuğladan yapılmış bir ev gibi.

Ancak belirli bir şekilde bir araya getirilmiş bu tür birkaç bin kil parçası, hava koşullarından koruyan ve başınızın üzerinde bir çatı sağlayan bir meskendir.

Tabii ki, bir bilgisayar kullanabilirsiniz (ve bir evde yaşayabilirsiniz) ve bunların nasıl çalıştığını hayal bile edemezsiniz.

Ancak bilgisayarlarınızı nasıl "iyileştireceğinizi" öğrenmek istiyorsanız, bileşenlerinin nasıl düzenlendiğini anlamanız gerekir.

Bu nedenle, bugün bilgisayarın "yapı taşlarından" biri hakkında biraz daha ayrıntılı olarak konuşacağız. Ne olduğunu kısaca tanımaya çalışacağız. yarı iletken diyotlar ve neden ihtiyaç duyuldukları.

diyot nedir?

Diyotlar, bilgisayarlarda alternatif akımı düzeltmek için kullanılır.

Doğrultucu diyot, birbirine bağlı iki tür yarı iletkene sahip bir parçadır - p tipi (pozitif - pozitif) ve n tipi (negatif - negatif).

Bağlandıklarında (füzyon), sözde bir p-n bağlantısı oluşur. Bu geçiş, uygulanan voltajın farklı polaritesinde farklı bir dirence sahiptir.

Voltaj ileri yönde uygulanırsa (gerilim kaynağının pozitif terminali p-yarı iletkene - anoda ve negatif terminal - n-yarı iletkene - katota bağlanır), o zaman diyotun direnci küçük.

Bu durumda diyotun açık olduğu söylenir. Bağlantının polaritesi tersine çevrilirse, diyotun direnci çok büyük olacaktır. Bu durumda diyotun kapalı (kilitli) olduğu söylenir.

Diyot açıkken, üzerinde bir miktar voltaj düşer.

Bu voltaj düşüşü, diyottan geçen sözde ileri akım tarafından oluşturulur ve bu akımın büyüklüğüne bağlıdır.

Üstelik bu bağımlılık doğrusal olmayan.

Akan akıma bağlı olarak gerilim düşüşünün özgül değeri, akım-gerilim karakteristiğinden belirlenebilir.

Bu özellik tam olarak verilmelidir. Teknik Açıklama(veri sayfaları, referans sayfaları).

Örneğin, bir bilgisayar güç kaynağında kullanılan yaygın bir 1N5408 diyotta, akım 0,2 A'dan 3 A'ya değiştiğinde, voltaj düşüşü 0,6'dan 0,9 V'a değişir. Diyottan ne kadar fazla akım akarsa, diyot üzerindeki voltaj düşüşü o kadar büyük olur ve sırasıyla, üzerinde harcanan güç (P = U * I). Diyot üzerinde ne kadar fazla güç dağılırsa, o kadar fazla ısınır.

Bir bilgisayarda, şebeke voltajını düzeltirken, genellikle bir köprü doğrultma devresi kullanılır - belirli bir şekilde bağlı 4 diyot.

Terminal 1, terminal 2'ye göre pozitif bir potansiyele sahipse, akım VD1 diyodu, yük ve VD3 diyodu üzerinden akacaktır.

Terminal 1'in negatif terminal 2 potansiyeli varsa, akım VD2 diyodu, yük ve VD4 diyodu üzerinden akacaktır. Bu nedenle, yük boyunca akım, büyüklüğü değişse de (alternatif bir voltajla), her zaman bir yönde - terminal 3'ten terminal 4'e akar.

Bu düzleştirme etkisidir. Diyot köprüsü olmasaydı, yük akımı farklı yönlerde akardı. Köprü ile birlikte akıyor. Böyle bir akıma titreşimli denir.

Daha yüksek matematik dersinde, titreşimli voltajın sabit bir bileşen ve harmoniklerin toplamını (temel frekansın katları olan frekanslar) içerdiği kanıtlanmıştır. alternatif akım voltajı 50 Hz). DC bileşeni, harmoniklerin geçmesine izin vermeyen bir filtre (büyük kapasitans) ile ayrılır.

Dikkatli bir okuyucu şunu sorabilir: “Neden kullanılıyorlar? farklı şemalar kapanımlar? Alçak gerilim kısmında da diyot köprüsü kullanmak mümkün mü?”

Mümkün, ancak en iyi çözüm olmayacak. Bir diyot köprüsü durumunda, akım yük ve seri bağlı iki diyot boyunca akar.

1N5408 diyot kullanılması durumunda, aralarındaki toplam voltaj düşüşü 1,8 V olabilir. Bu, diyotlara kıyasla çok küçüktür. şebeke gerilimi 220 V

Ancak düşük voltajlı kısma böyle bir devre uygulanırsa, bu düşüş +3,3, +5 ve +12 V'luk voltajlara kıyasla çok belirgin olacaktır. İki diyotlu bir devrenin kullanılması kayıpları yarı yarıya azaltır, çünkü biri diyot yüke iki değil seri bağlanır.

Ek olarak, güç kaynağının ikincil devrelerindeki akım (bazen) birincil devredekinden çok daha fazladır.

Bu devre için transformatörün bir değil iki özdeş sargıya sahip olması gerektiğine dikkat edilmelidir. İki diyotlu bir doğrultucu devresi, tıpkı bir köprü devresi gibi, AC voltajının her iki yarım döngüsünü de kullanır.

Üst ucun potansiyeli ise ikincil sargı transformatör (şemaya bakın) tabana göre pozitiftir, ardından akım terminal 1, diyot VD1, terminal 3, yük, terminal 4 ve sargının orta noktasından geçer. Diyot VD2 şu anda kilitlidir.

İkincil sargının alt ucunun potansiyeli üst olana göre pozitif ise, akım terminal 2, diyot VD2, terminal 3, yük, terminal 4 ve sargının orta noktasından geçer. Diyot VD1 şu anda kilitlidir. Köprü devresindeki ile aynı titreşimli akımı ortaya çıkarır.

Şimdi sıkıcı teoriye bir son verelim ve en ilginç şeye geçelim - uygulamaya.

Başlangıç ​​​​olarak, diyotları test etmeye başlamadan önce, bir dijital test cihazıyla nasıl çalışılacağını öğrenmenin iyi olacağını söyleyelim.

Bu, ilgili makalelerde tartışılmaktadır ve.

diyot açık elektrik şemaları sembolik olarak bir üçgen (ok) ve çubuklar şeklinde tasvir edilmiştir.

Asa bir katottur, bir oktur (akımın yönünü gösterir, yani hareket pozitif yükler) anottur.

Çalıştırma anahtarını diyot test konumuna ayarlayarak diyot köprüsünü bir dijital test cihazıyla kontrol edebilirsiniz (test cihazı aralık anahtarının ibresi, diyotun sembolik görüntüsünün karşısında olmalıdır).

Test cihazının kırmızı probunu anoda ve siyah probu ayrı bir diyotun katoduna bağlarsanız, diyot test cihazından gelen voltajla açılacaktır.

Ekran 0,5 - 0,6 V arasında bir değer gösterecektir.

Probların polaritesini değiştirirseniz, diyot kilitlenecektir.

Ekran daha sonra birimi en soldaki hanede gösterecektir.

Diyot köprüsü genellikle kasadaki voltaj tipinin sembolik bir tanımına sahiptir (~ alternatif voltaj, +, - sabit voltaj).

Diyot köprüsü, "~" terminallerinden birine bir prob ve dönüşümlü olarak "+" ve "-" terminallerine ikincisi takılarak kontrol edilebilir.

Bu durumda diyotlardan biri açık, diğeri kapalı olacaktır.

Probların polaritesini değiştirirseniz, kapalı olan diyot şimdi açılacak ve diğeri kapanacaktır.

Katodun köprünün pozitif terminali olduğuna dikkat edilmelidir.

Diyotlardan herhangi biri kısa devre yaparsa, test cihazı sıfır (veya çok az voltaj) gösterecektir.

Böyle bir köprü elbette iş için uygun değildir.

Direnç ölçüm modunda diyotları test ederek diyotun kısa devre yaptığını doğrulayabilirsiniz.

Diyot kısa devre olduğunda, test cihazı her iki yönde de çok az direnç gösterecektir.

Daha önce bahsedildiği gibi, ikincil devrelerde iki diyotlu bir doğrultma devresi kullanılır.

Ancak bir diyotta bile, +12 V, +5 V, +3,3 V çıkış voltajlarına kıyasla oldukça büyük bir voltaj düşüşü.

Tüketim akımları 20 A veya üzerine çıkabilir ve diyotlarda daha fazla güç harcanır.

Sonuç olarak, çok ısınacaklar.

Diyot boyunca ileri voltaj daha düşükse, güç dağılımı azalacaktır.

Bu nedenle, bu gibi durumlarda, doğrudan voltaj düşüşünün daha az olduğu Schottky diyotları kullanılır..

Schottky diyotları

Schottky diyodu iki farklı yarı iletkenden değil, bir metal ve bir yarı iletkenden oluşur.

Ortaya çıkan sözde potansiyel bariyer daha küçük olacaktır.

Bilgisayar güç kaynaklarında, üç uçlu bir pakette ikili Schottky diyotları kullanılır.

Böyle bir düzeneğin tipik bir temsilcisi SBL2040'tır. Maksimum akımda diyotlarının her biri üzerindeki voltaj düşüşü (veri sayfasına göre) 0,55 V'u geçmeyecektir. Bir test cihazı ile kontrol ederseniz (diyot test modunda), yaklaşık 0,17 V'luk bir değer gösterecektir.

Düşük voltaj değeri, diyottan maksimumdan çok çok küçük bir akımın akmasından kaynaklanmaktadır.

Sonuç olarak, diyotun izin verilen maksimum ters voltaj gibi bir parametreye sahip olduğunu varsayalım. Diyot kapalıysa ters voltaj uygulanır. Diyotları değiştirirken bu değer dikkate alınmalıdır.

Gerçek bir devrede ters voltaj izin verilen maksimum değeri aşarsa, diyot arızalanır!

Diyot, elektronikte önemli bir "demir parçası" dır. Voltajı başka nasıl düzeltebiliriz?

Deneyler için diyot satın alabilirsiniz.

Blogda görüşmek üzere!

Diyot farklı iletkenliğe sahip bir elementtir. Bu özelliğinden dolayı çeşitli elektrik ve elektronik devrelerde kullanılmaktadır. Temelinde, çeşitli alanlarda kullanılan cihazlar oluşturulur.

Diyot türleri: elektrovakum ve yarı iletken. İkinci tip şu anda vakaların büyük çoğunluğunda kullanılmaktadır. Bir diyotun nasıl çalıştığını, ne işe yaradığını, şemada belirtildiği gibi, hangi diyot türlerinin var olduğunu ve farklı diyot türlerinin kullanıldığını bilmek asla gereksiz olmayacaktır.

elektrovakum diyotları

Bu tip cihazlar elektronik tüp şeklinde yapılır. Lamba, içine iki elektrotun yerleştirildiği cam bir kaba benziyor. Biri anot, diğeri katottur. Bir boşluk içindeler. Yapısal olarak anot, ince cidarlı bir silindir şeklinde yapılır. İçeride katot var. Genellikle silindir şeklindedir. Yalıtılmış bir filaman katodun içine yönlendirilir. Tüm elemanların, lambanın pimlerine (ayaklarına) bağlı uçları vardır. Lambanın ayakları dışarı çıkarılır.

Çalışma prensibi

geçerken elektrik akımı spiral şeklinde, içinde bulunduğu katodu ısıtır ve ısıtır. Isıtılmış katodun yüzeyinden, ek bir hızlanma alanı olmadan onu terk eden elektronlar, hemen yakınında birikir. Bazıları daha sonra katoda geri döner.

Anoda pozitif bir voltaj uygulandığında, katod tarafından yayılan elektronlar anot elektron akımı oluşturarak ona doğru koşar.

Katodun bir elektron emisyon limiti vardır. Bu sınıra ulaşıldığında, anot akımı stabilize olur. Anoda katoda göre küçük bir negatif voltaj uygulanırsa, elektronların hareketi duracaktır.

Yapıldığı katodun malzemesi yüksek derecede emisyona sahiptir.

Volt-amper karakteristiği (VAC)

Bu tip diyotların I–V karakteristiği, anot akımının katot ve anot terminallerine uygulanan ileri gerilime bağımlılığını grafiksel olarak gösterir. Üç bölümden oluşur:

• Yavaş doğrusal olmayan akım artışı;
• Karakteristiğin çalışma kısmı;
• Anot akımı doygunluk bölgesi.

Doğrusal olmayan bölüm, anot akımının kesme bölgesinden sonra başlar. Doğrusal olmaması, bir filaman tarafından ısıtıldığında elektronların bıraktığı katodun küçük bir pozitif potansiyeli ile ilişkilidir.

Aktif site kendini neredeyse tanımlar dikey çizgi. Anot akımının artan gerilime bağımlılığını karakterize eder.

Doyma bölümü, lamba elektrotları arasında artan voltaj ile sabit bir anot akımı hattıdır. Bu alandaki vakum tüpü, bir elektrik akımı iletkenine benzetilebilir. Katot emisyonu en yüksek değerine ulaştı.

yarı iletken diyotlar

P - n bağlantısının bir elektrik akımını bir yönde iletme özelliği, bu tür cihazların oluşturulmasında uygulama bulmuştur. Doğrudan dahil etme, geçişin n-bölgesine, potansiyeli pozitif olan p-bölgesine göre negatif bir potansiyelin sağlanmasıdır. Bu anahtar açıkken, cihaz açık durumdadır. Uygulanan voltajın polaritesi tersine çevrildiğinde, kilitli durumda olacak ve içinden akım geçmeyecektir.

Diyotların sınıflandırılması amaçlarına göre, imalat özelliklerine göre, imalatında kullanılan malzeme cinsine göre yapılabilir.

Temel olarak, yarı iletken cihazların üretimi için, n tipi elektrik iletkenliğine sahip silikon veya germanyum levhalar kullanılır. Fazla negatif yüklü elektronları vardır.

başvuruyor farklı teknolojiler imalat, çıkışta nokta veya levha diyot alabilirsiniz.

Nokta cihazlarının imalatında, n tipi levhaya sivri uçlu bir iletken (iğne) kaynaklanır. Yüzeyine belirli bir safsızlık uygulanır. Germanyum gofretler için iğne indiyum içerir; silikon gofretler için iğne alüminyumla kaplanmıştır. Her iki durumda da bir p - n bağlantı bölgesi oluşturulur. Şekli bir yarımküreye (noktaya) benzer.

Düzlemsel cihazlar için difüzyon veya füzyon yöntemi kullanılır. Bu yöntemle elde edilen geçişlerin alanı büyük ölçüde değişir. Ürünün amacı, gelecekteki boyutuna bağlıdır. Çeşitli elektrik devrelerini kurarken bitmiş ürünün gövdesinden kablolar şeklinde kullanılan p - n bağlantısının alanlarına teller lehimlenir.

Diyagramlarda, yarı iletken diyotlar eşkenar üçgen şeklinde gösterilmiştir. üst köşe tabanına paralel olarak tutturulmuş dikey bir çubuğa sahiptir. Çizginin çıktısına katot, üçgenin tabanının çıktısına ise anot denir.

Doğrudan, güç kaynağının pozitif kutbunun anoda bağlandığı böyle bir dahil etmedir. Tekrar açıldığında, kaynağın "artısı" katoda bağlanır.

volt-amper özellikleri

I-V karakteristiği, bir yarı iletken elemandan geçen akımın, terminallerine uygulanan voltajın büyüklüğü ve polaritesine bağımlılığını belirler.

İleri gerilimler alanında üç alan ayırt edilir: küçük bir ileri akım ve diyot üzerinden doğrudan çalışma akımı. Bir bölgeden diğerine geçiş, ileri voltaj iletim eşiğine ulaştığında gerçekleşir. Bu değer, germanyum diyotlar için 0,3 volt ve silikon bazlı diyotlar için 0,7 volt mertebesindedir.

Bir diyotun terminallerine ters voltaj uygulandığında, içinden geçen akım çok küçük bir miktara sahiptir ve ters akım veya kaçak akım olarak adlandırılır. Böyle bir bağımlılık, ters voltajın belirli bir değerine kadar gözlenir. Buna arıza gerilimi denir. Aşıldığında ters akım çığ gibi artar.

Parametre sınırları

Yarı iletken diyotlar için, parametrelerinin aşılamayacak değerleri vardır. Bunlar şunları içerir:

• Maksimum ileri akım;
• Maksimum ters arıza gerilimi;
• Maksimum güç dağılımı.

Bir yarı iletken eleman, içinden geçen sınırlı bir ileri akıma dayanabilir. Aşılırsa aşırı ısınma meydana gelir. Pn kavşağı ve başarısızlığı. Düzlemsel güç cihazları bu parametre için en büyük marja sahiptir. İçlerinden geçen doğru akım onlarca ampere ulaşabilir.

Maksimum kırılma voltajı değerinin aşılması, tek yönlü özelliklere sahip bir diyodu geleneksel bir elektrik akımı iletkenine dönüştürebilir. Bozulma geri döndürülemez olabilir ve kullanılan özel araca bağlı olarak büyük ölçüde değişir.

Güç- bu, diyotun terminallerine uygulanan akım ve gerilime doğrudan bağlı olan bir değerdir. Maksimum ileri akımın aşılmasının yanı sıra, güç dağıtım sınırının aşılması geri dönüşü olmayan sonuçlara yol açar. Diyot basitçe yanar ve amacını yerine getirmeyi bırakır. Böyle bir durumu önlemek için, güç cihazları radyatörlere aşırı ısıyı ortama atan (dağıtan) cihazlar monte eder.

Yarı iletken diyot türleri

Bir diyotun akımı ileri yönde iletme ve ters yönde iletmeme özelliği, elektrik ve radyo mühendisliğinde uygulama bulmuştur. Dar bir görev yelpazesini gerçekleştirmek için özel diyot türleri de geliştirilmiştir.

Doğrultucular ve özellikleri

Uygulamaları, bu cihazların düzeltme özelliklerine dayanmaktadır. Giriş alternatif sinyalini doğrultarak sabit bir voltaj elde etmek için kullanılırlar.

Tek bir doğrultucu diyot, çıkışında pozitif polaritede titreşimli bir voltaj elde etmenizi sağlar. Bunların bir kombinasyonunu kullanarak, bir dalgaya benzeyen bir çıkış voltajı şekli elde edebilirsiniz. Doğrultucu devrelerde kullanıldığında ek elemanlar, yüksek kapasiteli elektrolitik kapasitörler ve elektromanyetik çekirdekli (bobinler) indüktörler gibi, cihazın çıkışında, çoğu tüketici ekipmanının çalışması için çok gerekli olan bir galvanik pilin voltajına benzeyen sabit bir voltaj elde edilebilir.

Yarı iletken zener diyotları

Bu diyotlar, yüksek eğimli bir ters dala sahip bir C-V karakteristiğine sahiptir. Yani, zener diyodunun terminallerine polaritesi tersine çevrilmiş bir voltaj uygulayarak, sınırlayıcı dirençlerin yardımıyla onu kontrollü arıza çığları moduna sokmak mümkündür. Çığ kırılma noktasındaki voltaj, devrede kullanılan cihaza bağlı olarak değeri sınırlı olan zener diyot üzerinden akımda önemli bir değişiklikle sabit bir değere sahiptir. Böylece çıkış voltajını istenen seviyede stabilize etme etkisini elde edin.

Zener diyotlarının imalatındaki teknolojik işlemler, farklı kırılma voltajı değerlerine (stabilizasyon voltajı) ulaşır. Bu voltajların aralığı (3-15) volttur. Spesifik değer, geniş bir zener diyot ailesinden seçilen cihaza bağlıdır.

Dedektörlerin çalışma prensibi

Yüksek frekanslı sinyalleri algılamak için nokta teknolojisi kullanılarak yapılan diyotlar kullanılır. Dedektörün görevi, modüle edilmiş sinyalin yarısını sınırlamaktır. Bu, daha sonra, cihazın çıkışında yalnızca modüle edici sinyali bırakmak için yüksek frekanslı bir filtrenin kullanılmasına izin verir. O içerir ses bilgisi düşük frekanslı. Bu yöntem, genlik modülasyonlu bir sinyal alan radyo alıcılarında kullanılır.

LED'lerin özellikleri

Bu diyotlar, içlerinden bir ileri akım geçtiğinde, kristalin ışık kaynağı olan bir foton akışı yaymasıyla karakterize edilir. LED'de kullanılan kristalin türüne bağlı olarak, ışık spektrumu hem insan gözünün görebileceği aralıkta hem de görünmeyen aralıkta olabilir. Görünmez ışık kızılötesi veya ultraviyole radyasyondur.

Bu unsurları seçerken ulaşılmak istenen hedefi temsil etmek gerekir. LED'lerin ana özellikleri şunlardır:

• Güç tüketimi;
• Anma gerilimi;
• Tüketim akımı.

Cihazlarda gösterge için kullanılan LED'in akım tüketimi geniş uygulama, 20 mA'dan fazla değil. Bu akımda, LED parlaması optimaldir. Parlamanın başlangıcı, 3 mA'yı aşan bir akımda başlar.

Nominal gerilim, değişken bir değer olan dahili bağlantı direnci tarafından belirlenir. LED'den geçen akım arttıkça, direnç kademeli olarak azalır. LED'e güç sağlamak için kullanılan güç kaynağı voltajı, en azından bunun için pasaportta belirtilen voltaj olmalıdır.

Güç tüketimi, akım tüketimine ve nominal gerilime bağlı bir değerdir. Onu tanımlayan değerler arttıkça artar. Güçlü ışık diyotlarının 2 hatta 4 kristal içerebileceğine dikkat edilmelidir.

başkalarının önünde aydınlatma armatürleri LED'lerin yadsınamaz avantajları vardır. Uzun süre listelenebilirler. Ana olanlar:

• Yüksek karlılık;
• Büyük dayanıklılık;
• Düşük besleme gerilimleri sayesinde yüksek güvenlik seviyesi.

Çalışmalarının dezavantajı, ek bir stabilize DC güç kaynağına ihtiyaç duymasıdır ve bu da maliyeti artırır.

diyot nedir? Bu, farklı iletkenlik almış bir elementtir. Elektrik akımının nasıl aktığına bağlıdır. Cihazın uygulaması, takip limitine ihtiyaç duyan devreye bağlıdır. verilen eleman. Bu yazıda diyot cihazı ve hangi türlerin var olduğu hakkında konuşacağız. Şemayı ve bu öğelerin nereye uygulandığını düşünün.

görünüm tarihi

Öyle oldu ki, iki bilim adamı aynı anda diyot oluşturmak için çalışmaya başladı: bir İngiliz ve bir Alman. Keşiflerinin biraz farklı olduğu belirtilmelidir. İlki, buluşu tüp triyotlara, ikincisi ise katı hal triyotlarına dayandırdı.

Ne yazık ki, o zamanlar bilim bu alanda bir atılım yapamadı, ancak düşünmek için birçok neden sunuldu.

Birkaç yıl sonra diyotlar yeniden keşfedildi (resmi olarak). Thomas Edison bu buluşun patentini aldı. Ne yazık ki yaşamı boyunca yaptığı tüm işlerde bu ona fayda sağlamadı. Bu nedenle, benzer teknoloji farklı yıllarda başka bilim adamları tarafından geliştirilmiştir. 20. yüzyılın başlarına kadar bu icatlara redresör adı verildi. Ve ancak bir süre sonra William Eckles iki kelime kullandı: di ve odos. İlk kelime iki, ikincisi - yol olarak tercüme edilir. İsmin verildiği dil Yunancadır. Ve ifadeyi tam olarak çevirirseniz, o zaman "diyot", "iki yol" anlamına gelir.

Diyotların çalışma prensibi ve temel bilgiler

Yapısındaki diyot elektrotlara sahiptir. Hakkında anot ve katot hakkında. Birincisi pozitif bir potansiyele sahipse, diyot açık olarak adlandırılır. Böylece direnç küçülür ve akım geçer. Katotta potansiyel pozitif ise diyot açık değildir. Elektrik akımı geçirmez ve yüksek direnç indeksine sahiptir.

diyot nasıl çalışır

Prensip olarak diyot nedir, anladık. Şimdi nasıl çalıştığını anlamamız gerekiyor.

Kasa genellikle cam, metal veya seramikten yapılır. Çoğu zaman, ikincisi yerine belirli bileşikler kullanılır. Vücudun altında iki elektrot görebilirsiniz. En basiti küçük çaplı bir ipliğe sahip olacaktır.

Katodun içinde bir tel var. Fizik yasalarına göre gerçekleşen işlevlerinde ısıtma olduğu için ısıtıcı olarak kabul edilir. Diyot, elektrik akımının çalışması nedeniyle ısınır.

İmalatta silikon veya germanyum da kullanılır. Cihazın bir tarafında elektrot eksikliği var, diğer tarafında fazlalık var. Bu nedenle, geçişin sağladığı özel sınırlar oluşturulur. p-n tipi. Onun sayesinde akım, gerekli olduğu yönde iletilir.

diyotların özellikleri

Diyagramdaki diyot zaten gösterilmiştir, şimdi bir cihaz alırken nelere dikkat etmeniz gerektiğini öğrenmelisiniz.

Kural olarak, alıcılara yalnızca iki nüans rehberlik eder. Maksimum akım gücü ve aynı zamanda ters akım maksimum performansta.

Diyotların günlük yaşamda kullanımı

Çoğu zaman, diyotlar otomotiv jeneratörlerinde kullanılır. Hangi diyotu seçeceğinize kendiniz karar vermelisiniz. Makinelerin, bir diyot köprüsü olarak tanınan birkaç cihazdan oluşan kompleksler kullandığına dikkat edilmelidir. Çoğu zaman, bu tür cihazlar televizyonlara ve alıcılara yerleştirilmiştir. Bunları kapasitörlerle birlikte kullanırsanız, frekansların ve sinyallerin ayrılmasını sağlayabilirsiniz.

Tüketiciyi elektrik akımından korumak için, cihazlara genellikle bir diyot kompleksi yerleştirilmiştir. Böyle bir koruma sistemi oldukça etkili kabul edilir. Ayrıca, güç kaynağının çoğu zaman herhangi bir cihaz için böyle bir cihazı kullandığı söylenmelidir. Bu nedenle, LED diyotlar artık oldukça yaygındır.

diyot türleri

Bir diyotun ne olduğunu düşündükten sonra, hangi türlerin var olduğunu vurgulamak gerekir. Kural olarak, cihazlar iki gruba ayrılır. Birincisi yarı iletken olarak kabul edilir ve ikincisi yarı iletken değildir.

Açık şu an ilk grup popülerdir. İsim, böyle bir cihazın yapıldığı malzemelerle ilişkilidir: ya iki yarı iletkenden ya da yarı iletkenli sıradan metalden.

Şu anda, benzersiz devrelerde ve cihazlarda kullanılan bir dizi özel diyot türü geliştirilmiştir.

Zener diyot veya zener diyot

Bu tip voltaj stabilizasyonunda kullanılır. Gerçek şu ki, böyle bir diyot, bir arıza meydana geldiğinde, doğruluğu olabildiğince yüksekken akımı keskin bir şekilde artırır. Buna göre, bu tür bir diyotun performansı oldukça şaşırtıcıdır.

tünel

Eğer basit terimlerle ne tür bir diyot olduğunu açıklayın, o zaman bu tipin akım-gerilim özellikleri üzerinde negatif bir direnç tipi oluşturduğu söylenmelidir. Genellikle böyle bir cihaz, jeneratörlerde ve amplifikatörlerde kullanılır.

ters diyot

Eğer hakkında konuşmak bu tip diyotlar, daha sonra bu cihaz voltajı açık modda çalışarak minimum tarafa değiştirebilir. Bu cihaz, tünel tipi diyotun bir analogudur. Biraz farklı bir temelde çalışmasına rağmen, tam olarak yukarıda açıklanan etkiye dayanmaktadır.

varicap

Bu cihaz yarı iletken bir cihazdır. Kontrol edilebilir artırılmış bir kapasiteye sahip olmasıyla karakterize edilir. Ters gerilime bağlıdır. Genellikle, salınım tipi devreleri kurarken ve kalibre ederken böyle bir diyot kullanılır.

ışık yayan diyot

Bu tür diyot ışık yayar, ancak yalnızca akım ileri yönde akarsa. Çoğu zaman, aydınlatmanın minimum enerji tüketimi ile oluşturulması gereken her yerde kullanılan bu cihazdır.

fotodiyot

Daha önce açıklanan seçenek hakkında konuşursak, bu cihaz tamamen zıt özelliklere sahiptir. Bu nedenle, yalnızca üzerine ışık çarptığında yükler üretir.

İşaretleme

Unutulmamalıdır ki, tüm cihazların bir özelliği, elemanların her birinin özel bir atamaya sahip olmasıdır. Onlar sayesinde, yarı iletken tipine aitse diyotun özelliklerini öğrenebilirsiniz. Vücut dört bileşenden oluşur. Şimdi işaretlere bakalım.

İlk etapta her zaman diyotun yapıldığı malzemeyi gösteren bir harf veya sayı olacaktır. Böylece diyotun parametrelerini bulmak kolay olacaktır. G, K, A veya I harfi belirtilirse, bu, germanyum, silikon, galyum arsenit ve indiyum anlamına gelir. Bazen bunların yerine sırasıyla 1'den 4'e kadar sayılar belirtilebilir.

İkinci sırada tip olacak. O da var Farklı anlamlar ve özellikleri. Doğrultucu üniteleri (C), varikaplar (B), tünel (I) ve zener diyotlar (C), doğrultucular (D), mikrodalga (A) olabilir.

Sondan bir önceki yer, diyotun kullanıldığı alanı gösterecek bir sayı ile doldurulur.

Dördüncü sıra 01'den 99'a kadar bir sayıya ayarlanacaktır. Geliştirme numarasını gösterecektir. Ayrıca, üretici başvurabilir çeşitli atamalar. Ancak, kural olarak, yalnızca belirli devreler için oluşturulmuş cihazlarda kullanılırlar.

Kolaylık sağlamak için diyotlar grafik görüntülerle işaretlenebilir. Noktalardan, çizgilerden bahsediyoruz. Bu rakamlarda mantık yok. Bu nedenle, üreticinin aklında ne olduğunu anlamak için talimatları okumanız gerekecektir.

triyotlar

Bu tip elektrot bir diyota benzer. triyot nedir? Kompleks olarak yukarıda açıklanan cihazlara biraz benzer, ancak başka işlevlere ve tasarıma sahiptir. Bir diyot ve bir triyot arasındaki temel fark, üç terminale sahip olması ve en yaygın olarak bir transistör olarak anılması olacaktır.

Çalışma prensibi, küçük bir sinyal kullanılarak akımın devreye verilmesi gerçeğine göre hesaplanır. Diyotlar ve transistörler, hemen hemen her cihazda kullanılmaktadır. elektronik tip. Aynı zamanda işlemcilerle de ilgilidir.

Avantajlar ve dezavantajlar

Diğerleri gibi bir lazer diyodunun da avantajları ve dezavantajları vardır. Bu cihazların avantajlarını vurgulamak için bunları belirtmek gerekir. Ek olarak, küçük bir eksiler listesi yapacağız.

Avantajlardan, diyotların düşük maliyetine, mükemmel hizmet ömrüne, yüksek çalışma hızına dikkat edilmelidir, bu cihazları alternatif akımla çalışırken yine de kullanabilirsiniz. Cihazları herhangi bir şemaya yerleştirmenize izin veren küçük boyuta da dikkat edilmelidir.

Eksilere gelince, şu anda cihazlarda kullanılabilecek yarı iletken tipi cihazların bulunmadığı vurgulanmalıdır. yüksek voltaj. Bu yüzden eski karşılıkları yerleştirmeniz gerekiyor. Ayrıca, yüksek sıcaklıkların diyotlar için çok zararlı olduğu da belirtilmelidir. Servis ömrünü kısaltır.

İlk kopyaların doğruluğu çok azdı. Bu nedenle cihazların özellikleri oldukça zayıftı. Diyot lambaların ambalajından çıkarılması gerekiyordu. Bu ne anlama gelir? Bazı cihazlar, aynı partide yapılmış olsa bile tamamen farklı özellikler alabilir. Kullanılamayan cihazları eledikten sonra, gerçek özelliklerini açıklayan öğeler etiketlendi.

Camdan yapılmış tüm diyotlar bir özellik kazanmıştır: ışığa duyarlıdırlar. Böylece, cihaz açılabilirse, yani bir kapağa sahipse, ışık için alanın açık veya kapalı olmasına bağlı olarak tüm devre tamamen farklı çalışacaktır.

Diyot (Diyot-müh.) olan elektronik bir cihazdır. 2 elektrot, ana fonksiyonel özelliği olan Düşük direnç akımı aktarırken tek taraf Ve yüksek aktarırken geri viteste.

Yani, akım aktarıldığında tek taraf o Geçer Sorun değil ve iletirken başka bir,rezistans defalarca artışlar, akımın güçlü güç kayıpları olmadan geçmesini önler. Aynı zamanda, diyot oldukça güçlüdür. ısınır.

diyotlar elektro vakum, gaz deşarjı ve en yaygın yarı iletken. Çoğu zaman birbiriyle bağlantılı olan diyotların özellikleri, AC dönüşümü elektrik ağları kalıcı hale akım, yarı iletken ve diğer cihazların ihtiyaçları için.

diyot tasarımı.

yapısal olarak yarı iletken Diyot küçük bir parçadan oluşur. kayıtlar yarı iletken malzemeler ( silikon veya Almanya), bir tarafı (plakanın bir kısmı) olan p tipi elektriksel iletkenlik, yani elektronları kabul etmek (içeren yapay olarak yaratılan elektron eksikliği (« delikli”)), diğerinde n-tipi elektriksel iletkenlik, yani elektron bağışlamak(kapsamak fazla elektron (« elektronik»)).

Aralarındaki katmana denir Pn kavşağı. İşte mektuplar P Ve N- Latince kelimelerde ilk olumsuz - « olumsuz", Ve pozitif - « pozitif". Taraf p tipi, yarı iletken bir cihaz için anot (pozitif elektrot) ve alan n tipi - katot (olumsuz diyotun elektrotu).

elektrovakum(tüp) diyotlar lamba içinde iki elektrot bulunan, bunlardan biri filaman, Böylece ısınmak kendileri ve kendi etraflarında yaratmak manyetik alan.

-de ısınmak, elektronlar ayrılır bir elektrottan ( katot) ve başla diğerine doğru hareket elektrot ( anot), sayesinde elektrik manyetik alan. akımı yönlendirirseniz ters taraf(polariteyi değiştir), o zaman elektronlar pratik olarak hareket etmeyecekİle katot yüzünden iplik yok akkor v anot. bu tür diyotlar en sık kullanılan v redresörler Ve dengeleyiciler yüksek gerilim bileşeninin olduğu yerde.

tabanlı diyotlar Almanya, Daha hassas düşük akımlarda açmak için, bu nedenle daha sık kullanılırlar yüksek hassasiyetli düşük voltaj silikondan daha teknik.

diyot türleri :

• · karıştırma diyotu - için yaratıldı çarpma işlemi iki yüksek frekanslı sinyal.

• · pin diyot - içerir katkılı arasındaki iletim bölgesi alanlar. Kullanılan güç elektroniği veya nasıl fotodedektör .

• · Çığ Diyot - için başvurulur devre koruması itibaren kabarmak . Dayalı çığ arızası akım-gerilim karakteristiğinin ters bölümü.

• · çığ diyot - için başvurulur salınım üretimi v mikrodalga-teknik. Dayalı çığ çarpması yük tasıyıcıları.

• · manyetodiyot . Direnç özellikleri olan bir diyot indüksiyon değerine bağlıdır manyetik alan ve vektörünün konumu p-n-kavşak düzlemine göre .

• · Gunn Diyotları . Kullanılmış dönüşüm için Ve frekans üretimi v mikrodalga menzil.

• · Schottky diyot . sahip alçak gerilim düşüşü doğrudan bağlandığında.

• · Yarı iletken lazerler .

Uygulanan lazer mühendisliği, çalışma prensibine göre diyotlara benzer, ancak tutarlı aralıkta ışıma.

• · fotodiyotlar . Kilitli fotodiyot açılır ışık radyasyonunun etkisi altında . Uygulanan ışık sensörleri , hareketler vesaire.

• · Güneş pili (varyasyon Solar paneller ) . Işığa maruz kaldığında, elektron hareketi katottan anoda elektrik akımı üretir .

• · zener diyotları - tersinir bir arıza ile diyot karakteristiğinin ters dalını kullanın voltaj stabilizasyonu .

• · tünel diyotları kullanarak kuantum mekaniği etkileri . olarak kullanılır amplifikatörler , dönüştürücüler , jeneratörler vesaire.

• (diyotlar Henry Rounda, LED). -de geçiş elektronlar, bu tür diyotların sahip olduğu görünür radyasyon .

Bu diyotlar için, ışığın dağılmasına izin vermek için şeffaf muhafazalar kullanılır. Diyotlar da üretilebilir, bu da verebilir ultraviyole radyasyon, kızılötesi ve diğer gerekli aralıklar (esas olarak ve uzay küre).

• · Varicaps (diyot Jonah Geumma) Sayesinde kapalı p-n bağlantısı önemli bir kapasiteye sahiptir, kapasite uygulanan uygulamaya bağlıdır ters akım . Uygula kapasitörler olarak İle değişken kapasite .

Sadece bir p-n bağlantısı ile, iki harici uç, bir anot ve bir katot. Düzeltme, algılama, modülasyon, kırpma ve çeşitli dönüştürme türleri için kullanılır. elektrik sinyalleri. İşlevsel amaçlarına göre, diyotlar doğrultucu, üniversal, mikrodalga, zener diyotlar, darbe, varikaplar, varistörler, anahtarlama, tünel vb. olarak sınıflandırılır.

Yapısal olarak, bir diyot iki bölgeden oluşan bir yarı iletken kristal olarak temsil edilebilir. iletkenlik ile bir P-tip ve diğer - iletkenlik N-tip.

Anot, deliklerin ana yük taşıyıcıları olduğu pozitif bir elektrottur.

Katot, elektronların ana yük taşıyıcıları olduğu negatif elektrottur.

İki alanın dış yüzeylerinde, dış uçların lehimlendiği temas metal katmanları vardır. Çok yarı iletken cihaz yalnızca iki durumdan birinde olabilir: açık ve kapalı

Bir yarı iletken cihazın terminallerine sabit bir voltaj bağlanırsa: sırasıyla anoda bir artı ve katot terminaline bir eksi uygulanır, diyot açılır ve içinden değeri bağlı olan bir akım akar. uygulanan voltaj ve diyotun iç özellikleri.

Doğrudan bir bağlantı ile, n bölgesindeki elektronlar p bölgesindeki deliklere ve p bölgesindeki delikler n bölgesine doğru koşacaktır. Elektron deliği geçişinin sınırında buluşacaklar ve karşılıklı absorpsiyon veya rekombinasyon gerçekleşecek.

Eksiye bağlı diyotun çıkışı, n bölgesine büyük miktarda elektron göndererek düşüşlerini tamamlar. Ve artıya bağlı terminal, p bölgesindeki deliklerin konsantrasyonunu geri kazanmaya yardımcı olur. Yani, elektron deliği geçişinin iletkenliği artacak ve akım direnci keskin bir şekilde azalacaktır, bu da diyotun ileri akımı Ipr olarak adlandırılan diyottan bir akımın akacağı anlamına gelir.

Bağlantımızın polaritesini değiştirelim ve bağlı yarı iletken cihazın çalışmasındaki değişikliklere bakalım.

Bu durumda elektronlar ve boşluklar, p-n birleşiminden kenara itilecek ve elektron-delik birleşiminin sınırında, potansiyel bariyeri veya başka bir deyişle delikler ve elektronlar tarafından yük taşıyıcılarında tüketilen bölge önlenecektir. akımın geçişi keskin bir şekilde artar.

Ancak, bölgelerin her birinde az sayıda azınlık yük taşıyıcısı olduğundan, bölgeler arasında küçük bir yük taşıyıcı değişimi yine de gerçekleşir, ancak bu çok küçüktür. Bu akıma ters akım Iobr denir.

İçinden bir doğru akım geçtiğinde diyotu açan gerilime doğrudan U pr, kilitlendiği ve I arr'nin içinden geçtiği ters polarite gerilimine ters U arr denir. U pr'de, iç direnç birkaç on ohm'dan yüksek değildir, ancak U arr'da direnç keskin bir şekilde yüzlerce ve hatta binlerce kilo-ohm'a çıkar. Ters direnci bir multimetre ile ölçüp ölçmediğinizi görmek kolaydır.

Elektron deliği geçişinin direnci sabit bir değer değildir ve Upr'ye bağlıdır. Ne kadar yüksekse, o kadar az p-n direnci geçiş, yarı iletkenden geçen daha yüksek Ipr. Kapalı durumda, üzerindeki voltajın neredeyse tamamı düşer, bu nedenle Iobr önemsizdir ve p-n bağlantısının direnci çok büyüktür.

Bir diyotu bir AC devresine bağlarsak, sinüzoidal voltajın pozitif yarım dalgasında açık olacak, ileri akım geçecek ve negatif yarım dalgada, neredeyse Iobr'ı geçmeden kapanacaktır. Diyotların bu temel özelliği, AC voltajı DC'ye dönüştürmek için kullanılır ve bu tür cihazlara doğrultucu denir.

Elektron deliği bağlantısından geçen akımın voltajın büyüklüğü ve polaritesine bağımlılığı, CVC adı verilen bir eğri olarak tasvir edilir.

İki koldan oluşur: ileri kol - diyottan geçen ileri akıma karşılık gelir ve ters kol, ters akıma karşılık gelir.

Grafiğin doğrudan dalı dik bir şekilde yükselir ve ileri voltajın değerindeki bir artışla ileri akımın hızlı büyümesini karakterize eder. Ters dal, aksine, yatay eksene neredeyse paralel olarak takip eder ve numune I'in yavaş büyümesini karakterize eder. İleri kol dikey eksene ne kadar yakınsa ve ters kol yatay eksene ne kadar yakınsa, yarı iletkenin doğrultma özellikleri o kadar iyidir. Iobr'un varlığı bir dezavantajdır. I pr'nin I arr'den çok daha büyük olduğu CVC eğrisinden görülebilir.

Grafikten de görebileceğimiz gibi, elektron deliği birleşiminden ileri gerilimdeki bir artışla, akım önce yavaş, sonra çok daha hızlı artar.

Ancak akımdaki bu kadar keskin bir artış, yarı iletken molekülleri ısıtır. Ve eğer ısı miktarı kristalden uzaklaştırılandan daha fazlaysa, kristal kafeste geri dönüşü olmayan değişiklikler ve tahribat meydana gelebilir.

Bu nedenle, seri bağlı bir sınırlayıcı direnç kullanmak gereklidir.

Ters voltajda güçlü bir artışla, elektron deliği cihazının bozulması meydana gelebilir. Bu özelliği kullanan zener diyot adı verilen özel yarı iletken cihazlar bile vardır.

P-n bağlantısının bozulması, ters voltaj belirli bir kritik seviyeye ulaştığında ters akımda keskin bir artış olgusudur. Termal arızalar sırasıyla elektriksel ve termal olarak ayrılır ve elektriksel arıza tünel ve çığdır.

elektrik arızası güçlü bir sonucu olarak ortaya çıkar Elektrik alanı geçişte. Böyle bir arıza, kristale zarar vermediği ve ters voltaj seviyesinin düşmesiyle diyotun özellikleri korunduğu için geri dönüşümlü kabul edilir.

tünel arızası yüksek elektrik alan şiddetinde olduğu gerçeğinde yatan tünel etkisinin bir sonucu olarak ortaya çıkar. dar p-n bağlantı, tek tek elektronlar bağlantı noktasından sızar. Bu tür p-n bağlantıları, yalnızca yarı iletken moleküldeki safsızlık konsantrasyonu yüksekse mümkündür.

Tünel arızası durumunda, düşük ters voltajda Iar'da keskin bir artış olur. Bu özelliğe dayanarak, tünel diyotları geliştirilmiştir. Yüksek frekanslarda amplifikatörlerde, sinüs dalga üreteçlerinde ve çeşitli anahtarlama cihazlarında kullanılırlar.

çığ dökümü ayrıca güçlü bir elektrik alanının etkisi altında, bağlantıdaki ısının etkisi altındaki azınlık yük taşıyıcıları o kadar hızlandırıldığında, değerlik elektronlarından birini atomdan çıkarıp iletim bandına atarak meydana gelir. bir elektron deliği çifti. Ortaya çıkan serbest taşıyıcılar, diğer elektronları devre dışı bırakarak hızlanmaya ve diğer atomlarla çarpışmaya başlar. Süreç çığ benzeri bir karaktere sahiptir, bu da I'de keskin bir artışa yol açar. varış neredeyse sabit bir voltaj seviyesinde.

Çığ arızasının etkisi, metalurji ve kimya endüstrilerinde ve ayrıca demiryolu taşımacılığında kullanılan güçlü doğrultucu ünitelerinde kullanılır.

termal bozulma nedeniyle olur aşırı ısınma büyük bir akım seviyesinin akışı sırasında ve zayıf ısı dağılımı ile geçiş. Bu, geçiş sıcaklığında ve ona bitişik bölgede keskin bir artışa yol açar, kristal yapının atomlarının titreşimleri artar ve değerlik elektronlarının bağı kaybolur. Elektronlar iletim bandına girmeye başlar, sıcaklıkta çığ benzeri bir artış meydana gelir, bu da kristalin tahrip olmasına ve radyo bileşeninin arızalanmasına yol açar.

Yarı iletken diyotlarda bir doğrultucunun çalışmasının açıklaması

Bir tristör, üç veya daha fazla p-n bağlantısına sahip tek kristalli bir yarı iletken temelinde yapılmış bir yarı iletken cihazdır.

Bir zener diyodu, arıza modunda ters öngerilim voltajında ​​çalışan bir tür yarı iletken diyottur. Bozulma meydana gelene kadar zener diyottan çok küçük kaçak akımlar akar ve direnci oldukça yüksektir. Arıza anında içinden geçen akım keskin bir şekilde artar ve diferansiyel direnci küçük değerlere düşer. Bu nedenle, arıza modunda, zener diyot üzerindeki voltaj, geniş bir ters akım aralığında iyi bir doğrulukla korunur.