Farklı Diyot Türlerine ve Kullanımlarına Genel Bir Bakış

Bir diyot, akımın yalnızca bir yönde aktarılmasına izin veren iki uçlu bir elektrikli cihazdır. Diyot ayrıca, elektrik akımının bir yönde akmasına izin verilen tek yönlü akım özelliği ile bilinir. Temel olarak, radyo dedektörlerinin içinde veya içinde dalga biçimlerini düzeltmek için bir diyot kullanılır. güç kaynakları . Diyotun 'tek yönlü' sonucunun gerekli olduğu çeşitli elektrik ve elektronik devrelerde de kullanılabilirler. Diyotların çoğu Si (silikon) gibi yarı iletkenlerden yapılır, ancak birkaç durumda Ge (germanyum) da kullanılır. Bazen özetlemek yararlıdır farklı diyot türleri mevcuttur . Türlerden bazıları çakışabilir, ancak çeşitli tanımlar alanı daraltmak ve çeşitli diyot türlerine genel bir bakış sunmak için yararlı olabilir.

Farklı Diyot Türleri Nelerdir?

Elektronik tasarımda kullanılmak üzere temin edilebilen birkaç tip diyot vardır: Geri diyot, BARRITT diyot, Gunn Diyot, Lazer diyot, Işık yayan diyotlar, Altın katkılı diyotlar , kristal diyot , Pn kavşağı, Shockley diyot Adım kurtarma diyotu, Tünel diyotu, Varaktör diyotu ve bir Zener diyotu.

Diyot Türleri

Diyotların Ayrıntılı Açıklaması

Hakkında detaylı konuşalım diyotun çalışma prensibi.

Geri Diyot

Bu tip diyot aynı zamanda arka diyot olarak da adlandırılır ve aşırı derecede uygulanmaz. Geriye dönük diyot, tünel diyotuna benzer bir işlemi olan bir PN-bağlantılı diyottur. Kuantum tünelleme senaryosu, mevcut esas olarak ters yolun yürütülmesinde önemli bir sorumluluk taşır. Enerji bandı resmiyle, diyotun tam olarak çalıştığı öğrenilebilir.

Geri Diyotun Çalışması

En üst seviyede yer alan bant iletim bandı olarak adlandırılırken, alt seviye bandı değerlik bandı olarak adlandırılır. Elektronlara bir enerji uygulaması olduğunda, enerji kazanmaya ve iletim bandına doğru hareket etme eğilimindedirler. Elektronlar değerlikten iletim bandına girdiklerinde değerlik bandındaki yerleri deliklerle bırakılır.

Sıfır önyargı koşulunda, işgal edilen değerlik bandı işgal edilen iletim bandının tersidir. Ters önyargı koşulunda ise, P bölgesi N bölgesine karşılık gelen yukarı doğru bir harekete sahiptir. Şimdi, P-bölümündeki dolu bant, N-bölümündeki boş bandın aksine. Böylece, elektronlar P-bölümündeki dolu banttan N-bölümündeki boş banda tünel oluşturmaya başlar.

Bu, akım akışının aynı zamanda ters önyargılı olarak da gerçekleştiğini gösterir. İleri eğilim durumunda, N bölgesi, P bölgesine karşılık gelen yukarı doğru bir harekete sahiptir. Şimdi, N-bölümündeki dolu bant, P-bölümündeki boş bandın aksine. Böylece elektronlar, N-bölümünde işgal edilmiş banttan P-kesitindeki boş banda tünel oluşturmaya başlar.

Bu tip diyotta negatif direnç bölgesi oluşturulur ve bu esas olarak diyotun çalışması için kullanılır.

Geri Diyot

BARITT Diyot

Bu diyotun uzatılmış süresi BARITT diyot olan Bariyer Enjeksiyon Transit Süresi diyotudur. Mikrodalga uygulamalarında kullanılabilir ve daha yaygın olarak kullanılan IMPATT diyotla birçok karşılaştırmaya izin verir. Bu bağlantı, ne olduğunun net bir açıklamasını gösterir. BARRITT Diyot ve çalışması ve uygulamaları.

Gunn Diyot

Gunn diyot, bir PN bağlantı diyotudur, bu tür bir diyot, iki terminali olan yarı iletken bir cihazdır. Genellikle mikrodalga sinyalleri üretmek için kullanılır. Lütfen aşağıdaki bağlantıya bakın Gunn Diyot Çalışması , Özellikler ve Uygulamaları.

Gunn Diyotları

Lazer Diyot

Lazer diyotu, tutarlı ışık ürettiği için sıradan LED (ışık yayan diyot) ile benzer bir işleme sahip değildir. Bu diyotlar, DVD'ler, CD sürücüleri ve PPT'ler için lazer ışığı işaretçileri gibi çeşitli amaçlar için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu diyotlar diğer lazer jeneratörlerine göre daha ucuz olsalar da LED'lerden çok daha pahalıdırlar. Ayrıca kısmi bir ömürleri var.

Lazer Diyot

Işık Yayan Diyot

LED terimi, ışık yayan diyot anlamına gelir ve diyotun en standart türlerinden biridir. Diyot yönlendirme önyargısına bağlandığında, akım bağlantı noktasından akar ve ışığı üretir. LED'ler ve OLED'ler olarak değişen birçok yeni LED geliştirmesi de var. LED'in farkında olunması gereken ana kavramlardan biri IV özellikleridir. LED'in özelliklerini detaylı bir şekilde inceleyelim.

Işık Yayan Diyotların Özellikleri

Bir LED ışık yaymadan önce, akımın diyottan geçmesini gerektirir çünkü bu akım bazlı bir diyottur. Burada, ışık yoğunluğu miktarı, diyot boyunca akan akımın ileri yönüyle doğru orantılıdır.

Diyot ileri öngerilimde akımı ilettiğinde, diyotu ek akım akışından korumak için bir akım sınırlayıcı seri direnç olması gerekir. Güç kaynağı ile LED arasında doğrudan bir bağlantı olmaması gerektiğine dikkat edilmelidir, bu bağlantı anında hasara neden olur çünkü bu bağlantı aşırı miktarda akım akışına izin verir ve cihazı yakar.

LED Çalışma

Her tip LED cihazı, PN bağlantısı yoluyla kendi ileri voltaj kaybını tutar ve bu kısıtlama, kullanılan yarı iletken tipi ile bilinir. Bu, genellikle 20mA'lık bir akım değeri için karşılık gelen iletim akımı miktarı için voltaj düşüşü miktarını belirler.

Senaryoların çoğunda, LED'in seri bağlantıda bir dirence sahip minimum voltaj seviyelerinden işlevi, Rs, ileri akım miktarının, genel olarak 5mA ila 30mA olan korumalı bir seviyeye sınırlandırılması için kullanılır. .

Çeşitli LED'ler, UV spektrumunun karşılık gelen bölgelerinde ışık üretir ve böylece farklı ışık yoğunlukları seviyeleri üretirler. Yarı iletkenin spesifik seçimi, foton emisyonlarının tüm dalga boyu ile bilinebilir ve böylece karşılık gelen ışık üretilebilir. LED'in renkleri aşağıdaki gibidir:

Dolayısıyla, LED'in tam rengi, yayılan dalga boyunun mesafesiyle bilinir. Ve dalga boyu, üretim süreci sırasında PN bağlantısında kullanılan özel yarı iletken bileşimi ile bilinir. Bu nedenle, LED'den gelen ışık yayma renginin, kullanılan renkli plastiklerden kaynaklanmadığı açıktı. Ama aynı zamanda akım beslemesiyle aydınlatılmadıklarında ışık parlaklığını arttırırlar. Çeşitli yarı iletken, gazlı ve metal maddelerin kombinasyonu ile aşağıdaki LED'ler oluşturulabilir ve bunlar:

• Kızılötesi olan Galyum Arsenit (GaAs)
• Galyum Arsenit Fosfit (GaAsP) kırmızıdan kızıl ötesi ve turuncuya kadar değişir
• Parlak kırmızı, turuncu tipi kırmızı, turuncu ve sarı renkleri artıran Alüminyum Galyum Arsenit Fosfit (AlGaAsP).
• Galyum Fosfit (GaP) kırmızı, sarı ve yeşil renklerde mevcuttur
• Alüminyum Galyum Fosfit (AlGaP) - çoğunlukla yeşil renkte
• Yeşil ve zümrüt yeşili olarak bulunan Galyum Nitrür (GaN)
• Ultraviyole yakın Galyum İndiyum Nitrür (GaInN), mavi ile yeşil ve mavinin karışık rengi
• Substrat olarak mavi renkte bulunan Silisyum Karbür (SiC)
• Çinko Selenid (ZnSe) mavi renkte bulunur
• Ultraviyole olan Alüminyum Galyum Nitrür (AlGaN)

Fotodiyot

Fotodiyot, ışığı algılamak için kullanılır. Işığın bir PN bağlantısına çarptığı zaman elektronlar ve delikler oluşturabileceği bulundu. Tipik olarak, fotodiyotlar, ışıktan kaynaklanan küçük bir akım akışının bile kolayca fark edilebildiği ters önyargı koşullarında çalışır. Bu diyotlar aynı zamanda elektrik üretmek için de kullanılabilir.

Fotoğraf Diyot

PIN Diyot

Bu tip diyot, yapısı ile karakterizedir. Standart P-tipi ve N-tipi bölgelere sahiptir, ancak iki bölge arasındaki alanda, yani içsel yarı iletkende doping yoktur. İçsel yarı iletken bölgesi, anahtarlama uygulamaları için faydalı olabilen tükenme bölgesinin alanını artırma etkisine sahiptir.

PIN Diyot

N ve P-tipi bölgelerden gelen negatif ve pozitif yük taşıyıcıları, buna karşılık olarak iç bölgeye doğru bir harekete sahiptir. Bu bölge tamamen elektron delikleriyle dolduğunda, diyot hareket etmeye başlar. Ters önyargı durumunda iken, diyottaki geniş iç katman, yüksek voltaj seviyelerini önleyebilir ve taşıyabilir.

Artan frekans seviyelerinde, PIN diyot doğrusal bir direnç olarak işlev görecektir. Doğrusal bir direnç olarak işlev görür çünkü bu diyot yetersiz ters toparlanma süresi . Bu, yüksek derecede elektrik yüklü “I” bölgesinin hızlı çevrimler sırasında deşarj için yeterli zamana sahip olmamasının nedenidir. Ve minimum frekans seviyelerinde, diyot, boşaltma ve kapanma için yeterli zamana sahip olduğu bir doğrultucu diyot olarak çalışır.

PN Bağlantı Diyotu

Standart PN bağlantısı günümüzde kullanılan normal veya standart diyot tipi olarak düşünülebilir. Bu, elektrik alanındaki çeşitli diyot türlerinin en belirgin olanıdır. Ancak bu diyotlar, RF (radyo frekansı) veya sinyal diyotları olarak adlandırılabilecek diğer düşük akım uygulamalarında kullanılmak üzere küçük sinyal türleri olarak uygulanabilir. Diğer tipler, yüksek voltaj ve yüksek akım uygulamaları için planlanabilir ve normalde doğrultucu diyotlar olarak adlandırılır. Bir PN bağlantı diyotunda, önyargı koşullarından uzak olunmalıdır. Esas olarak üç öngerilim koşulu vardır ve bu, uygulanan voltaj düzeyine bağlıdır.

• İleri önyargı - Burada, pozitif ve negatif terminaller, diyotun P ve N tiplerine bağlanır.
• Ters önyargı - Burada, pozitif ve negatif terminaller, diyotun N ve P tiplerine bağlanır.
• Sıfır önyargı - Diyota harici voltaj uygulanmadığı için buna '0' sapması denir.

PN Bağlantı Diyotunun İleri Önyargısı

İleri bias durumunda, akünün pozitif ve negatif uçları P ve N tiplerine bağlandığında PN bağlantısı gelişir. Diyot yönlendirme önyargısında çalıştığında, bağlantıdaki dahili ve uygulanan elektrik alanları zıt yollardadır. Bu elektrik alanları toplandığında, sonuçsal çıktının büyüklük seviyesi, uygulanan elektrik alanınkinden daha azdır.

PN Kavşak Diyot Tiplerinde İleri Eğilim

Bu bağlantı, minimum direnç yolu ve daha ince bir tükenme alanı ile sonuçlanır. Uygulanan voltajın değeri daha fazla olduğunda tükenme bölgesinin direnci daha önemsiz hale gelir. Örneğin, silikon yarı iletkeninde, uygulanan voltaj değeri 0.6V olduğunda, tükenme katmanının direnç değeri tamamen ihmal edilebilir hale gelir ve bunun üzerinden engelsiz bir akım akışı olacaktır.

PN Bağlantı Diyotunun Ters Sapması

Buradaki bağlantı, pilin pozitif ve negatif uçlarının N tipi ve P tipi bölgelere bağlanmasıdır, Bu ters taraflı PN birleşimini oluşturur. Bu durumda uygulanan ve iç elektrik alanları benzer yöndedir. Her iki elektrik alanı da toplandığında, ortaya çıkan elektrik alan yolu, dahili elektrik alan yolununkine benzer. Bu, daha kalın ve gelişmiş bir dirençli tükenme bölgesi geliştirir. Tükenme bölgesi, uygulanan voltaj seviyesi gittikçe daha fazla olduğunda daha fazla hassasiyet ve kalınlık yaşar.

PN Bağlantı Tipi Diyotlarda Ters Sapma

PN Bağlantı Diyotunun V-I Özellikleri

Ek olarak, PN bağlantı diyotunun V-I özelliklerinin farkında olmak daha da önemlidir.

Diyot, '0' öngerilim koşulu altında çalıştırıldığında, bu, diyota harici voltaj uygulamasının olmadığı anlamına gelir. Bu, potansiyel engelin akım akışını kısıtladığını gösterir.

Diyot, yönlendirme önyargı koşullarında çalışırken, daha ince bir potansiyel bariyer olacaktır. Silikon tipi diyotlarda voltaj değeri 0,7V, germanyum tip diyotlarda ise voltaj değeri 0,3V olduğunda potansiyel bariyerin genişliği azalır ve bu diyot üzerinden akım geçişine izin verir.

PN Bağlantı Diyotundaki VI Özellikleri

Bunda, akım değerinde kademeli bir artış olacaktır ve sonuçta ortaya çıkan eğri doğrusal değildir, çünkü uygulanan voltaj seviyesi potansiyel bariyeri aşar. Diyot bu potansiyel engeli aştığında, diyot normal durumda çalışır ve voltaj değerinin yükselmesiyle eğrinin şekli giderek keskinleşir (doğrusal şekle döner).

Diyot ters önyargı durumunda çalıştığında, artan bir potansiyel bariyer olacaktır. Bağlantıda azınlık yük taşıyıcılarının varlığı olacağından, bu ters doygunluk akımının akışına izin verir. Artan bir uygulanan voltaj seviyesi olduğunda, azınlık yük taşıyıcıları, çoğunluk yük taşıyıcıları üzerinde bir etki gösteren yükselen kinetik enerjiye sahiptir. Bu aşamada diyot arızası meydana gelir ve bu diyotun hasar görmesine neden olabilir.

Schottky diyot

Schottky diyotu, sıradan Si PN-bağlantı diyotlarından daha düşük bir ileri voltaj düşüşüne sahiptir. Düşük akımlarda, voltaj düşüşü, a-Si diyot için 0.6 volt yerine 0.15 ile 0.4 volt arasında olabilir. Bu performansı elde etmek için, metal-yarı iletken teması olan normal diyotlarla karşılaştırmak için farklı bir şekilde tasarlanmıştır. Bu diyotlar, doğrultucu uygulamalarında, kenetleme diyotlarında ve ayrıca RF uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Schottky diyot

Adım Kurtarma Diyotu

Kademeli kurtarma diyotu, çok HF'de (yüksek frekanslarda) darbeler üretmek için kullanılan bir tür mikrodalga diyottur. Bu diyotlar, çalışmaları için çok hızlı kapanma özelliğine sahip olan diyota bağlıdır.

Adım Kurtarma Diyotları

Tünel Diyot

Tünel diyot, performansının günün diğer cihazlarını aştığı mikrodalga uygulamaları için kullanılır.

Tünel Diyot

Elektrik alanında tünelleme, elektronların, tükenme bölgesinin minimum genişliği boyunca iletim bandından değerlik bandına doğrudan hareketi olduğunu belirtir. PN bağlantı diyotunda, hem elektronlar hem de delikler nedeniyle tükenme bölgesi gelişmiştir. Bu pozitif ve negatif yük taşıyıcıları nedeniyle, tükenme bölgesinde iç elektrik alanı gelişir. Bu, harici bir voltajın zıt yolunda bir kuvvet yaratır.

Tünelleme etkisi ile minimum ileri gerilim değeri olduğunda ileri akım değeri daha fazla olacaktır. Hem ileri hem de ters taraflı koşullarda çalıştırılabilir. Yüksek seviyeden dolayı doping , ters önyargılı olarak da çalışabilir. Bariyer potansiyelinin azalmasıyla birlikte, arıza gerilimi ters yönde de azalır ve neredeyse sıfıra ulaşır. Bu minimum ters voltajla, diyot bozulma durumuna ulaşabilir. Bu olumsuzluk nedeniyle bölge oluşur.

Varaktör Diyot veya Varikap Diyot

Varaktör diyot, bir tür yarı iletken mikrodalgalı katı hal cihazı ve voltajı kontrol ederek gerçekleştirilebilen değişken kapasitansın seçildiği yerlerde kullanılır. Bu diyotlara varis diyotları da denir. Değişken kapasitansın o / p'si normal PN-bağlantı diyotları tarafından sergilenebilir. Ancak bu diyot, farklı diyot türleri olduğu için tercih edilen kapasite değişikliklerini vermek için seçilmiştir. Bu diyotlar, kapasitansta çok çeşitli değişikliklere izin verecek şekilde hassas bir şekilde tasarlanmış ve geliştirilmiştir.

Varaktör Diyot

Zener Diyot

Zener diyot, kararlı bir referans voltajı sağlamak için kullanılır. Sonuç olarak büyük miktarlarda kullanılmaktadır. Ters önyargı koşulu altında çalışır ve belirli bir voltaja ulaşıldığında bozulduğunu buldu. Akım akışı bir dirençle sınırlıysa, üretilecek sabit bir voltajı etkinleştirir. Bu tip diyot, güç kaynaklarında bir referans voltajı sunmak için yaygın olarak kullanılır.

Zener Diyot

Bir Zener diyot paketinde çeşitli yöntemler vardır. Artan güç dağılımı seviyeleri için bunlardan çok azı kullanılırken, diğerleri kenar montaj tasarımları için kullanılır. Genel Zener diyot türü minimal cam kaplamadan oluşur. Bu diyotun bir kenarında onu katot olarak işaretleyen bir bant vardır.

Zener diyot, yönlendirme önyargısı durumunda çalıştırıldığında diyotla benzer şekilde çalışır. Ters önyargıda ise, minimum düzeyde bir oluşum olacaktır. kaçak akım . Ters voltajda arıza voltajına kadar bir artış olduğunda, bu, diyot boyunca akım akışı yaratır. Mevcut değer maksimuma ulaşacak ve bu bir seri direnç tarafından yakalanacaktır.

Zener Diyot Uygulamaları

Bir Zener diyotunun kapsamlı uygulamaları vardır ve bunlardan birkaçı:

• Minimum yük değerleri boyunca voltaj seviyelerini düzenlemek için bir voltaj sınırlayıcı olarak kullanılır.
• Aşırı gerilim korumasına ihtiyaç duyan uygulamalarda kullanılır
• Kullanılan kırpma devreleri

Çeşitli uygulamalarda önemli ölçüde uygulanan diğer diyot türlerinden birkaçı aşağıdaki gibidir:

• Lazer Diyot
• Çığ Diyotu
• Geçici Gerilim Bastırma Diyotu
• Altın Katkılı diyot türü
• Sabit Akım diyot tipi
• Peltier Diyot
• Silikon kontrollü doğrultucu diyot

Her diyotun kendi faydaları ve uygulamaları vardır. Bunların çok azı, birden çok alanda çeşitli uygulamalarda yaygın olarak kullanılırken, çok azı yalnızca birkaç uygulamada kullanılmaktadır. Bu nedenle, bu tamamen farklı diyot türleri ve kullanımları ile ilgilidir. Bu kavramı daha iyi anladığınızı veya elektrik projelerini uygulayacağınızı umuyoruz, lütfen aşağıdaki yorum bölümünde yorum yaparak değerli önerilerinizi verin. İşte sana bir soru Nedir bir diyotun işlevi ?