A működési elve a dióda 1

A működési elve a dióda. A áram-feszültség karakterisztika. Bontások p-n átmenetet.

Szia kedves olvasók sesaga.ru oldalon. Az első része a cikket felvesszük Önnel a kapcsolatot, hogy megértsük, mi történik, mint a félvezető és a jelenlegi is. Ma tovább a témát, és megkezdődött fog beszélni az elvet félvezető diódák.

Dióda - félvezető eszközt egy p-n átmenetet, amelynek két terminál (anód és a katód) és az szánt egyengetése, detektálás, stabilizáció, moduláció, ellenőrző és konvertáló elektromos jeleket.

Szerint a funkcionális célt diódák vannak osztva DC konverterek, univerzális, pulzus, mikrohullámú diódák, zener diódák, varikap dióda, kapcsolására, alagút diódák, stb

Elméletileg, tudjuk, hogy a dióda egyik irányban halad a jelenlegi, de máshol nem. De hogyan, és milyen módon azt nem tudja, és megérteni a sok.

Vázlatosan dióda lehet képviseli, mint egy kristály, amely két félvezetők (területek). Az egyik terület a kristály a vezetőképessége p-típusú, és a másik - egy n-típusú.

Az ábra a lyuk. uralkodó a p-típusú, hagyományosan képviseletében a piros körök, és elektronok. uralkodó n-típusú - kék. Ez a két régió elektróda anód és katód a dióda:

Az anód - egy pozitív elektródot a dióda, ahol a többségi töltéshordozók lyukak vannak.

A katód - a negatív elektród a dióda, ahol a többségi töltéshordozók elektronokat.

A külső felületei az érintkezési területek alkalmazott fém rétegek, amelyek forrasztva a vezetékeket a dióda elektródák. Egy ilyen eszköz csak az egyik a két állam:

1. Open - ha ez jól vezető;
2. Zárt - ha rosszul vezető.

Közvetlen felvétel dióda. Egyenáram.

Ha a dióda csatlakozik az elektródák egy DC feszültség: a visszavonás a „plusz” és a kimenetre „mínusz” katód az anód, a dióda lesz nyitott állapotban, és áram folyik rajta keresztül, amelynek nagysága függ az alkalmazott feszültség és a dióda tulajdonságait.

Ilyen polaritás az elektronokat az n típusú régió nyájat felé lyukak p típusú régióban, és lyukak a p típusú régió felé az elektronok n-típusú régiót. A határfelületen területek úgynevezett elektron-lyuk vagy egy p-n átmenetet. megfelelnek, amennyiben azok relatív abszorpció vagy rekombináció.

Például. Osnovnye töltéshordozók az n típusú elektronok, leküzdése a p-n átmenetet kap a lyukba p-típusú régióban, amelyben azok a kisebbségi. Legyen a kisebbségi elektronok szívódnak fel a többségi töltéshordozók a p-típusú régió - lyukak. Ugyanígy lyukak, belépő n-típusú E-szakaszban kisebbségi töltéshordozók ebben a régióban, és az is szívódik fel a többségi töltéshordozók - elektronok.

Kapcsolat dióda csatlakozik a negatív pólusa a DC feszültségforrás ad n-típusú tartománya a gyakorlatilag korlátlan számú elektronok, csökkenése utántöltését elektronok ebben a régióban. Egy terminál csatlakozik a pozitív pólus a feszültségforrás, képes fogadni a p típusú régió azonos elektronok száma, és ezáltal rekonstruálása a lyuk koncentráció a p-típusú. Így a vezetőképessége p-n átmenet nagy lesz, és az ellenállás a jelenlegi kicsi. és így átfolyik a dióda áram úgynevezett dióda előre aktuális Ilim.

Fordított kapcsoló dióda. Fordított áram.

Változás a polaritás a DC feszültségforrás - a dióda lesz a zárt állapotban.

Ebben az esetben, az elektronok a n-típusú tartománya fog mozogni a pozitív pólushoz az áramforrás, távolodik a p-n átmenet és lyukak a p-típusú is mozdulni a p-n átmenet, mozgó a negatív pólus az áramforrás. Ennek eredményeként, a határ menti területeken, miközben az expandál, így a kimerült zónát úgy képezzük ki lyukak és elektronok, amely biztosítja a nagy ellenállás áram.

Azonban, mivel minden egyes régiók a dióda kisebbségi töltéshordozók jelen vannak, majd egy kis cseréjét elektronok és a lyukak közötti régiók is előfordulhatnak. Ezért, a dióda áram fog folyni sokszor kisebb, mint az egyenes, és az ilyen áram nevezzük ellenirányú áram dióda (Iobr). Általában a gyakorlatban, a fordított jelenlegi p-n átmenetet elhanyagoljuk, és így kapjuk a következtetést, hogy a p-n átmenet van csak egyirányú vezetőképesség.

Előre és fordított feszültség a dióda.

A feszültség, amelynél a dióda nyitva van és rajta keresztül egyenáramot úgynevezett közvetlen (Ubr), és a feszültség a fordított polaritású, amelynél a dióda zárva van, és a visszirányú áram az úgynevezett inverz (Uobr).

Ha egy előre feszültség (Ubr) dióda ellenállás nem haladja meg a néhány tíz ohm, de a fordított feszültség (Uobr) az ellenállás növekszik több tíz, száz vagy akár több ezer kiló. Ez nem nehéz igazolni, ha a mért fordított ellenállása a dióda ellenállásmérő műszerhez.

Ellenállás p-n átmenet dióda nem állandó, és függ az előre feszültség (Ubr), amelyet betáplálunk a dióda. Minél magasabb a feszültség, az ellenállás minimális p-n átmenetet, a több előre áram folyik át a dióda Ipr. A zárt állapotában a dióda feszültség szinte minden, tehát a fordított rajtuk keresztülfolyó áram kicsi. és az ellenállás a p-n átmenet nagy.

Például. Ha engedélyezi diódát AC áramkört, akkor nyit, amikor a pozitív félciklusaiban az anód, szabadon folyó egyenáram (IPR), és zárva negatív félperiódusokat az anód, szinte nincs áram folyik az ellenkező irányba - fordított áram (Iobr). Ezek a tulajdonságok diódákat átalakítani AC DC. és az ilyen hívják egyenirányító diódákat.

A áram-feszültség jellemző a félvezető dióda.

A függőség a rajta átfolyó áram p-n átmenetet, a nagysága és polaritása az alkalmazott feszültség hozzá van ábrázolva, mint egy görbe az úgynevezett áram-feszültség jellemző a dióda.

Az alábbi grafikon egy ilyen görbét. A függőleges tengely a felső részén az előremenő aktuális kijelölt értéket (Ilim), és az alján - a visszirányú áram (Iobr).
A vízszintes tengelyen a jobb oldali jelöli értékeit előre feszültség Ubr. és a bal oldalon - a fordított feszültség (Uobr).

A áram-feszültség karakterisztika, mint ha a két ág: egyenes lábbal. a jobb felső rész megfelel a közvetlen (throughput) keresztül folyó áram a dióda, és a fordított ága. a bal alsó része, amely megfelel a fordított (záró) az aktuális diódán keresztül.

Közvetlen ág felmegy meredeken, préselve a függőleges tengelyen, és jellemzője a gyors növekedés egyenáramú diódán keresztül növekszik előre feszültséget.
Kapcsolat ág csaknem párhuzamos a vízszintes tengelyen, jellemző a lassú növekedés a fordított áram. A meredekebb a függőleges tengelyen a szárnyvonal, és minél közelebb a vízszintes visszacsatoló ág, annál jobb az egyengető tulajdonságait egy dióda. A jelenléte egy kis fordított aktuális dióda egy hátránya. A görbéből az áram-feszültség karakterisztika azt mutatja, hogy a dióda egyenáramú (Ilim) százszor nagyobb, mint a kölcsönös a jelenlegi (Iobr).

A növekvő egyenfeszültség keresztül p-n átmenetet áram lassan emelkedik, az első, majd a gyors jelenlegi emelkedés része kezdődik. Ez azért van, mert a germánium dióda megnyílik, és elektromos áram vezetésére, amikor egy előre feszültség 0,1 - 0,2V és szilícium át 0,5-0,6 V.

Például. Amikor egy előre feszültség = 0,5V Ubr egyenáramot Ilim egyenlő 50mA ( „a” pont a grafikonon), és a már feszültségen 1V = Ubr aktuális emelkedik 150mA ( „b” pont az ábrán).

De egy ilyen áram növekedését eredményezi fűtés a félvezető-molekula. És ha az a hőmennyiség lesz kivérzo kristály természetes, vagy olyan speciális hűtő berendezések (radiátorok), a karmester a molekula előfordulhat visszafordíthatatlan változásokat, amíg a pusztítás a kristályrács. Ezért, az egyenáram p-n átmenetet határértéket, kivéve a túlmelegedés a félvezető szerkezet. Erre a célra, a korlátozó ellenállás sorba kapcsolva egy dióda.

A félvezető diódák, a határidős feszültség értéke Ubr minden értékére üzemi áram nem haladja meg:
A germánium - 1B
A szilícium - 1,5 V-os.

A növekedést a zárófeszültség (Uobr) alkalmazva a p-n átmenet, a jelenlegi enyhén megnő, amint azt a fordított ága az áram-feszültség jellemzőit.
Például. Vegyük dióda paraméterek: Uobr max = 100V Iobr max = 0,5 mA, ahol:

Uobr max - maximális állandó záróirányú feszültség, V;
Iobr max - a maximális visszirányú áram, uA.

A fokozatos növekedése a fordított feszültség értékét 100B tekintik enyhén növeli a visszirányú áram (egy pont „c” a grafikonon). De a további növekedés a feszültség túl a maximális érték, amelynek célja, p-n átmenet dióda, hirtelen emelkedése a visszirányú áram (pontozott vonal), fűtés a félvezető kristály, és ennek eredményeként, letörés fellép p-n átmenetet.

Bontások p-n átmenetet.

Bontása p-n átmenetet a jelenséget nevezzük erőteljes növekedése a visszirányú áram, amikor a fordított feszültség elér egy bizonyos kritikus értéket. Megkülönböztetése elektromos és termikus bontást p-n átmenetet. Másfelől, a villamos bontás van osztva az alagútba, és lavina bontásban.

Elektromos bontásban.

Elektromos bontás eredményeként keletkezik a kitettség egy erős elektromos mező p-n átmenetet. Az ilyen minta reverzibilis. azaz nem károsodását eredményezheti az átmenet, és csökkenti a zárófeszültség a dióda tulajdonságok megmaradnak. Például. Ez zener üzemmód - diódák, amelynek célja, hogy stabilizálja a feszültséget.

Tunnel bontásban.

Tunnel bontás akkor eredményeként a jelenség az alagút hatást. amely abban nyilvánul meg, hogy az erős elektromos mező eljárva a p-n átmenet kis vastagságú. Egyes elektronok behatolnak (szivárogtatott) keresztül az átmeneti régióban a p-típusú, hogy n-típusú megváltoztatása nélkül energiát. Vékony p-n átmenetek lehetségesek csak magas szennyezettségi koncentrációja a félvezető a molekulában.

Attól függően, hogy a kapacitás és célja a dióda vastagsága a pn átmenetet között lehet 100 nm (nanométer), hogy 1 mikron (mikrométer).

Az alagút bontást jellegzetes éles fordított jelenlegi emelkedés enyhe fordított feszültség - jellemzően néhány volt. Alapján ez a hatás alagútdióda munkát.

Köszönhetően annak tulajdonságait alagút diódákat erősítők, oszcillátorok szinuszos relaxációs oszcilláció és a kapcsoló eszköz frekvencián akár több száz és több ezer MHz.

Avalanche bontásban.

Avalanche bontás az, hogy hatása alatt egy erős elektromos mező kisebbségi töltéshordozók hatására hő a p-n átmenet gyorsított annyira, hogy ez is knock out atomok egyik vegyérték elektronok, és abba a vezetési sávban, kialakítva egy pár elektron - lyuk. A kapott töltéshordozók is kezdenek, hogy felgyorsítsa és ütköznek más atomokkal a következő pár elektron - lyuk. A folyamat szerez egy lavina, ami hirtelen megnő a fordított árama egy lényegében állandó feszültség.

Diódák, amelyben használják a hatása lavina bontást használják nagy teljesítményű egyenirányító egységek. használják a kohászati ​​és a vegyipar, a vasúti közlekedés és egyéb elektromos termékek, amely lehet egy fordított feszültség nagyobb, mint a megengedett.

Hőhídmentes.

Hőmegfutást jelentkezik eredményeként a túlmelegedés a p-n átmenet időpontjában aktuális áramlást a nagy értékű, és ha nincs elegendő hőelvezetés, nem garantálja a stabilitást a termikus átviteli módot.

A növekvő alkalmazni a p-n átmenet a zárófeszültség (Uobr) teljesítmény-disszipáció a átmenet növekszik. Ez növekedéséhez vezet a átmeneti hőmérséklet és a szomszédos félvezető régiókban, amplifikált kristály oszcillációs atomok és vegyérték elektronok gyengíti kommunikációt velük. Van egy valószínűsége átmenet az elektronok a vezetési sávban, és a formáció további pár elektron - lyuk. Rossz körülmények, a hőátadás a p-n átmenet bekövetkezik lavina hőmérséklet-emelkedést, ami a pusztulását az átmenet.

Ebben Fejezzük, és a következő szakaszban a szerkezetét és működését az egyenirányító diódákat, dióda híd.
Sok szerencsét!

1. Borisov VG - Egy fiatal rádióamatőr. 1985.
2. NN Goryunov Nosov YR - Félvezető diódák. Paraméterek, mérési módszerek. 1968.

Szeretném tisztázni, hogyan jön az első. És vannak, akik nem fizetnek.

Szia, Dmitry!
Eleinte p-n átmenetet melegítjük, majd bontja.
Vannak fontos megérteni, hogy az értékek határértéket meghaladó előre és hátra áramot a kimeneti vezetékeket diódák sikertelen.
A dióda lehet osztani, és a hő- és elektromos hatás, és nem lehet törött, ha nem hozza azt a tiltó értékeket.

Például. Dióda D226 helyesbíti az áram 300 mA, és ig feszültségű 300V, de ha ez több áramkompenzáló erő 300 mA, akkor felmelegszik, ami a termikus bontást p-n átmenet és a kimeneti dióda hiba. De ha az idő, hogy csökkentsék a terhelést, a p-n átmenet lehűl és ismét működni fog.

A dióda is eltört, ha vissza van csatolva a feszültség nagyobb, mint 300V.

Jó napot, Dmitry Ah!
Ez a cikk nem az, de azt tervezik.

Szia Marat!
Az ilyen célokra, a dióda híd nem alkalmas, mint a terhelés nagyobb, mint 1 amp túlmelegedhet, és nem.
Ha megy, hogy egy kis teljesítményű eszköz, például egy vevő, nyugodtan tedd.
És az erősítő bármilyen egyenirányító diódák feszültség kevesebb, mint 50V és áram 10A. Diódák, mindig hűtőborda elvezeti a hőt.

Helló Mondd kérlek, ami egy dióda. Tettem fel a lámpát bekapcsolni tumanki elindítani az autót, amikor ki vannak világítva, de a panel, amely megvilágítja izzók kabudto peregareli azt mondta, el kell helyezni egy dióda egyik oldalról a másikra, fújt net.Spasibo.

Jó estét, Lena!
Tegyen meg minden egyenirányító dióda, a feszültség nem kevesebb, mint 50 V, 10 A áramerősséggel.