Ein Überblick über verschiedene Arten von Dioden und ihre Verwendung

Eine Diode ist ein elektrisches Gerät mit zwei Anschlüssen, das die Übertragung von Strom nur in eine Richtung ermöglicht. Die Diode ist auch für ihre unidirektionale Stromeigenschaft bekannt, bei der der elektrische Strom in eine Richtung fließen darf. Grundsätzlich wird eine Diode zum Gleichrichten von Wellenformen innerhalb von Funkdetektoren oder innerhalb von Funkdetektoren verwendet Netzteile . Sie können auch in verschiedenen elektrischen und elektronischen Schaltkreisen verwendet werden, in denen das Einwegergebnis der Diode erforderlich ist. Die meisten Dioden bestehen aus Halbleitern wie Si (Silizium), in einigen Fällen wird jedoch auch Ge (Germanium) verwendet. Es ist manchmal vorteilhaft, das zusammenzufassen Es gibt verschiedene Arten von Dioden . Einige der Typen können sich überlappen, aber die verschiedenen Definitionen können dazu beitragen, das Feld einzugrenzen und einen Überblick über die verschiedenen Diodentypen zu bieten.

Was sind verschiedene Arten von Dioden?

Es gibt verschiedene Arten von Dioden, die für die Verwendung im Elektronikdesign verfügbar sind, nämlich eine Rückwärtsdiode, eine BARRITT-Diode, eine Gunn-Diode, eine Laserdiode, Leuchtdioden, Golddotierte Dioden , Kristalldiode , PN Junction, Shockley-Diode , Step Recovery Diode, Tunneldiode, Varactor Diode und eine Zener Diode.

Arten von Dioden

Detaillierte Erklärung der Dioden

Lassen Sie uns im Detail über die sprechen Funktionsprinzip der Diode.

Rückwärtsdiode

Dieser Diodentyp wird auch als Rückdiode bezeichnet und ist nicht extrem implementiert. Die Rückwärtsdiode ist eine PN-Sperrschichtdiode, die einen ähnlichen Betrieb wie eine Tunneldiode aufweist. Das Szenario des Quantentunnelns trägt eine wichtige Verantwortung für die Leitung des Stroms, der hauptsächlich in umgekehrter Richtung verläuft. Mit dem Energiebandbild kann die genaue Funktionsweise der Diode bekannt werden.

Arbeiten der Rückwärtsdiode

Das Band, das auf der obersten Ebene liegt, wird als Leitungsband bezeichnet, während das Band auf der unteren Ebene als Valenzband bezeichnet wird. Wenn Energie auf die Elektronen aufgebracht wird, neigen sie dazu, Energie zu gewinnen und sich in Richtung des Leitungsbandes zu bewegen. Wenn die Elektronen von der Wertigkeit in das Leitungsband eintreten, bleiben an ihrer Stelle im Wertigkeitsband Löcher.

Im Null-Vorspannungszustand steht das besetzte Valenzband dem des besetzten Leitungsbandes entgegen. Während im umgekehrten Vorspannungszustand der P-Bereich eine Bewegung nach oben aufweist, die dem N-Bereich entspricht. Das besetzte Band im P-Abschnitt steht nun im Gegensatz zu dem freien Band im N-Abschnitt. Die Elektronen beginnen also mit dem Tunneln vom besetzten Band im P-Abschnitt zum freien Band im N-Abschnitt.

Dies bedeutet also, dass der Stromfluss auch in Sperrrichtung erfolgt. In der Vorwärtsvorspannungsbedingung hat der N-Bereich eine Bewegung nach oben, die dem P-Bereich entspricht. Das besetzte Band im N-Abschnitt steht nun im Gegensatz zu dem freien Band im P-Abschnitt. Die Elektronen beginnen also mit dem Tunneln vom besetzten Band im N-Abschnitt zum freien Band im P-Abschnitt.

Bei diesem Diodentyp wird der negative Widerstandsbereich gebildet, der hauptsächlich zum Arbeiten der Diode verwendet wird.

Rückwärtsdiode

BARITT Diode

Die verlängerte Laufzeit dieser Diode ist die Barrier Injection Transit Time-Diode, bei der es sich um eine BARITT-Diode handelt. Es ist in Mikrowellenanwendungen anwendbar und ermöglicht viele Vergleiche mit der am weitesten verbreiteten IMPATT-Diode. Dieser Link zeigt eine klare Beschreibung dessen, was a ist BARRITT Diode und seine Arbeitsweise und Implementierungen.

Gunn Diode

Die Gunn-Diode ist eine PN-Sperrschichtdiode. Diese Art von Diode ist ein Halbleiterbauelement mit zwei Anschlüssen. Im Allgemeinen wird es zur Erzeugung von Mikrowellensignalen verwendet. Bitte beachten Sie den unten stehenden Link für Gunn Diode funktioniert , Eigenschaften und ihre Anwendungen.

Gunn Dioden

Laserdiode

Die Laserdiode hat keinen ähnlichen Prozess wie die gewöhnliche LED (Leuchtdiode), da sie kohärentes Licht erzeugt. Diese Dioden werden in großem Umfang für verschiedene Zwecke verwendet, beispielsweise für DVDs, CD-Laufwerke und Laserlichtzeiger für PPTs. Obwohl diese Dioden kostengünstiger als andere Arten von Lasergeneratoren sind, sind sie viel teurer als LEDs. Sie haben auch ein Teilleben.

Laserdiode

Leuchtdiode

Der Begriff LED steht für Leuchtdiode und ist einer der Standardtypen der Diode. Wenn die Diode in Vorwärtsrichtung angeschlossen ist, fließt der Strom durch den Übergang und erzeugt das Licht. Es gibt auch viele neue LED-Entwicklungen, die sich ändern. Es handelt sich um LEDs und OLEDs. Eines der Hauptkonzepte, um die LED zu kennen, sind ihre IV-Eigenschaften. Lassen Sie uns die Eigenschaften von LED im Detail durchgehen.

Eigenschaften von Leuchtdioden

Bevor eine LED Licht emittiert, muss Strom durch die Diode fließen, da es sich um eine strombasierte Diode handelt. Hier hat die Lichtintensität einen direkten Anteil an der Vorwärtsrichtung des Stroms, der über die Diode fließt.

Wenn die Diode Strom in Vorwärtsrichtung leitet, muss ein Strombegrenzungs-Vorwiderstand vorhanden sein, um die Diode vor dem zusätzlichen Stromfluss zu schützen. Es ist zu beachten, dass zwischen der Stromversorgung und der LED keine direkte Verbindung bestehen darf, da dies sofortige Schäden verursacht, da diese Verbindung einen extremen Stromfluss zulässt und das Gerät verbrennt.

LED funktioniert

Jeder LED-Gerätetyp hat seinen eigenen Durchlassspannungsverlust über den PN-Übergang, und diese Einschränkung ist durch den verwendeten Halbleitertyp bekannt. Dies bestimmt den Betrag des Spannungsabfalls für die entsprechende Menge des Weiterleitungsstroms im Allgemeinen für einen Stromwert von 20 mA.

In den meisten Szenarien wird die Funktion von LEDs aus minimalen Spannungspegeln mit einem Widerstand in Reihenschaltung, Rs, zur Beschränkung der Vorwärtsstrommenge auf einen geschützten Pegel verwendet, der im Allgemeinen 5 mA bis 30 mA beträgt, wenn eine erhöhte Helligkeit erforderlich ist .

Verschiedene LEDs erzeugen Licht in den entsprechenden Bereichen des UV-Spektrums und erzeugen so unterschiedliche Lichtintensitäten. Die spezifische Auswahl des Halbleiters kann durch die gesamte Wellenlänge der Photonenemissionen und damit des erzeugten entsprechenden Lichts bekannt sein. Die Farben der LED sind wie folgt:

Die genaue Farbe der LED ist also durch den Abstand der emittierten Wellenlänge bekannt. Die Wellenlänge ist durch die spezifische Halbleiterzusammensetzung bekannt, die zum Zeitpunkt ihres Herstellungsprozesses im PN-Übergang verwendet wird. Es war also klar, dass die Lichtemissionsfarbe von LED nicht auf die verwendeten gereinigten Kunststoffe zurückzuführen ist. Sie verbessern aber auch die Lichthelligkeit, wenn sie nicht durch die Stromversorgung beleuchtet werden. Mit der Kombination verschiedener Halbleiter-, Gas- und Metallsubstanzen können die folgenden LEDs erzeugt werden. Diese sind:

• Infrarot Galliumarsenid (GaAs)
• Galliumarsenidphosphid (GaAsP) reicht von Rot über Infrarot bis Orange
• Aluminiumgalliumarsenidphosphid (AlGaAsP), das die Farben Rot, Orange und Gelb in leuchtendem Rot, Orange erhöht hat.
• Galliumphosphid (GaP) liegt in den Farben Rot, Gelb und Grün vor
• Aluminiumgalliumphosphid (AlGaP) - meist in grüner Farbe
• Galliumnitrid (GaN), erhältlich in Grün und Smaragdgrün
• Galliumindiumnitrid (GaInN) in der Nähe von Ultraviolett, der Mischfarbe von Blau und Grün und Blau
• Siliziumkarbid (SiC) als Blau als Substrat erhältlich
• Zinkselenid (ZnSe) liegt in blau vor
• Aluminium Galliumnitrid (AlGaN), das ultraviolett ist

Fotodiode

Die Fotodiode dient zur Erfassung von Licht. Es zeigt sich, dass Licht, wenn es auf einen PN-Übergang trifft, Elektronen und Löcher erzeugen kann. Typischerweise arbeiten Fotodioden unter Sperrvorspannungsbedingungen, bei denen selbst ein geringer Stromfluss, der aus dem Licht resultiert, einfach bemerkt werden kann. Diese Dioden können auch zur Stromerzeugung verwendet werden.

Fotodiode

PIN-Diode

Dieser Diodentyp zeichnet sich durch seinen Aufbau aus. Es hat die Standardregionen vom P-Typ und N-Typ, aber der Bereich zwischen den beiden Regionen, nämlich der intrinsische Halbleiter, weist keine Dotierung auf. Der Bereich des intrinsischen Halbleiters bewirkt eine Vergrößerung des Bereichs des Verarmungsbereichs, was für Schaltanwendungen vorteilhaft sein kann.

PIN-Diode

Die negativen und positiven Ladungsträger aus Regionen vom N- und P-Typ haben entsprechend eine Bewegung in die intrinsische Region. Wenn dieser Bereich vollständig mit Elektronenlöchern gefüllt ist, beginnt die Diode zu leiten. Im umgekehrten Vorspannungszustand kann die breite intrinsische Schicht in der Diode hohe Spannungspegel verhindern und tragen.

Bei erhöhten Frequenzpegeln fungiert die PIN-Diode als linearer Widerstand. Es fungiert als linearer Widerstand, da diese Diode hat unzureichende Reverse-Recovery-Zeit . Dies ist die Ursache dafür, dass der stark elektrisch geladene „I“ -Bereich zum Zeitpunkt schneller Zyklen nicht genügend Zeit zum Entladen hat. Bei minimalen Frequenzpegeln arbeitet die Diode als Gleichrichterdiode, in der ausreichend Zeit zum Entladen und Ausschalten vorhanden ist.

PN Junction Diode

Der Standard-PN-Übergang kann als der heute verwendete normale oder Standarddiodentyp angesehen werden. Dies ist die bekannteste von verschiedenen Arten von Dioden, die im elektrischen Bereich liegen. Diese Dioden können jedoch als Kleinsignaltypen zur Verwendung in HF (Hochfrequenz) oder anderen Anwendungen mit geringem Strom verwendet werden, die als Signaldioden bezeichnet werden können. Andere Typen können für Hochspannungs- und Hochstromanwendungen geplant werden und werden normalerweise als Gleichrichterdioden bezeichnet. In einer PN-Sperrschichtdiode muss man frei von Vorspannungsbedingungen sein. Es gibt hauptsächlich drei Vorspannungsbedingungen, die vom angelegten Spannungspegel abhängen.

• Durchlassvorspannung - Hier sind der positive und der negative Anschluss mit den Typen P und N der Diode verbunden.
• Sperrvorspannung - Hier sind der positive und der negative Anschluss mit den Typen N und P der Diode verbunden.
• Nullvorspannung - Dies wird als '0' -Bias bezeichnet, da keine externe Spannung an die Diode angelegt wird.

Vorwärtsvorspannung der PN-Sperrschichtdiode

Im Vorwärtsvorspannungszustand wird ein PN-Übergang entwickelt, wenn die positiven und negativen Flanken der Batterie mit den Typen P und N verbunden sind. Wenn die Diode in Vorwärtsrichtung arbeitet, sind die internen und angelegten elektrischen Felder an der Verbindungsstelle in entgegengesetzten Pfaden. Wenn diese elektrischen Felder summiert werden, ist der Betrag der Folgeausgabe geringer als der des angelegten elektrischen Feldes.

Vorwärtsvorspannung in PN-Junction-Diodentypen

Diese Verbindung führt zu einem minimalen Widerstandspfad und einem dünneren Verarmungsbereich. Der Widerstand des Verarmungsbereichs wird vernachlässigbarer, wenn der Wert der angelegten Spannung größer ist. Wenn beispielsweise im Siliziumhalbleiter der angelegte Spannungswert 0,6 V beträgt, wird der Widerstandswert der Verarmungsschicht völlig vernachlässigbar und es fließt ein ungehinderter Strom über ihn.

Sperrvorspannung der PN-Sperrschichtdiode

Hier besteht die Verbindung darin, dass die positiven und negativen Flanken der Batterie mit Bereichen vom N-Typ und P-Typ verbunden sind. Dies bildet den in Sperrrichtung vorgespannten PN-Übergang. In dieser Situation sind die angelegten und die internen elektrischen Felder in eine ähnliche Richtung. Wenn beide elektrischen Felder summiert werden, ist der resultierende elektrische Feldweg ähnlich dem des internen elektrischen Feldweges. Dies entwickelt einen dickeren und verstärkten Widerstandsverarmungsbereich. Der Verarmungsbereich erfährt eine größere Empfindlichkeit und Dicke, wenn der angelegte Spannungspegel immer größer wird.

Reverse Bias in Dioden vom Typ PN Junction

V-I-Eigenschaften der PN-Sperrschichtdiode

Darüber hinaus ist es noch wichtiger, die V-I-Eigenschaften der PN-Sperrschichtdiode zu kennen.

Wenn die Diode unter der Vorspannungsbedingung „0“ betrieben wird, bedeutet dies, dass keine externe Spannung an die Diode angelegt wird. Dies bedeutet, dass die Potentialbarriere den Stromfluss einschränkt.

Wenn die Diode unter Vorwärtsvorspannungsbedingungen arbeitet, gibt es eine dünnere Potentialbarriere. Bei Dioden vom Silikontyp, wenn der Spannungswert 0,7 V beträgt, und bei Dioden vom Germaniumtyp, wenn der Spannungswert 0,3 V beträgt, wird die Breite der Potentialbarriere verringert, und dies ermöglicht den Stromfluss durch die Diode.

VI Eigenschaften in PN Junction Diode

Dabei steigt der Stromwert allmählich an und die resultierende Kurve ist nicht linear, da der angelegte Spannungspegel die Potentialbarriere übersteigt. Wenn die Diode diese Potentialbarriere überwindet, funktioniert die Diode im Normalzustand und die Form der Kurve wird mit steigendem Spannungswert allmählich scharf (nimmt eine lineare Form an).

Wenn die Diode im Sperrvorspannungszustand arbeitet, gibt es eine erhöhte Potentialbarriere. Da in der Verbindungsstelle Minoritätsladungsträger vorhanden sein werden, ermöglicht dies den Fluss des umgekehrten Sättigungsstroms. Wenn eine erhöhte angelegte Spannung anliegt, besitzen die Minoritätsladungsträger eine erhöhte kinetische Energie, die einen Einfluss auf die Majoritätsladungsträger zeigt. In diesem Stadium tritt der Diodenausfall auf und dies kann dazu führen, dass die Diode beschädigt wird.

Schottky Diode

Die Schottky-Diode hat einen geringeren Durchlassspannungsabfall als gewöhnliche Si-PN-Sperrschichtdioden. Bei niedrigen Strömen kann der Spannungsabfall zwischen 0,15 und 0,4 Volt liegen, im Gegensatz zu 0,6 Volt für eine a-Si-Diode. Um diese Leistung zu erreichen, sind sie anders ausgelegt als normale Dioden mit einem Metall-Halbleiter-Kontakt. Diese Dioden werden häufig in Gleichrichteranwendungen, Klemmdioden und auch in HF-Anwendungen verwendet.

Schottky Diode

Step Recovery Diode

Eine Stufenwiederherstellungsdiode ist eine Art Mikrowellendiode, die zur Erzeugung von Impulsen bei sehr HF (hohen Frequenzen) verwendet wird. Diese Dioden hängen von der Diode ab, die für ihren Betrieb eine sehr schnelle Abschaltcharakteristik aufweist.

Schrittwiederherstellungsdioden

Tunneldiode

Die Tunneldiode wird für Mikrowellenanwendungen verwendet, bei denen die Leistung die anderer Geräte des Tages übertrifft.

Tunneldiode

Im elektrischen Bereich bedeutet Tunneln, dass es sich um die direkte Bewegung von Elektronen durch die minimale Breite des Verarmungsbereichs vom Leitungsband zum Valenzband handelt. In der PN-Sperrschichtdiode wird der Verarmungsbereich sowohl aufgrund von Elektronen als auch aufgrund von Löchern entwickelt. Aufgrund dieser positiven und negativen Ladungsträger entwickelt sich im Verarmungsbereich das interne elektrische Feld. Dies erzeugt eine Kraft im entgegengesetzten Weg einer externen Spannung.

Wenn beim Tunneleffekt ein minimaler Durchlassspannungswert vorliegt, ist der Durchlassstromwert höher. Es kann sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung vorgespannt werden. Wegen des hohen Niveaus von Doping kann es auch in umgekehrter Vorspannung funktionieren. Mit der Abnahme des Barrierepotentials wird die Die Spannung unterbrechen in umgekehrter Richtung wird ebenfalls verringert und erreicht nahezu Null. Mit dieser minimalen Sperrspannung kann die Diode einen Durchbruchzustand erreichen. Aufgrund dieses negativen Widerstands wird ein Bereich gebildet.

Varactor Diode oder Varicap Diode

Eine Varaktordiode ist eine Art von Halbleiter Mikrowellen-Festkörpervorrichtung und wird dort verwendet, wo die variable Kapazität gewählt wird, die durch Steuern der Spannung erreicht werden kann. Diese Dioden werden auch als Varicealdioden bezeichnet. Obwohl der O / P der variablen Kapazität von den normalen PN-Sperrschichtdioden angezeigt werden kann. Diese Diode wird jedoch ausgewählt, um die bevorzugten Kapazitätsänderungen zu erzielen, da es sich um verschiedene Arten von Dioden handelt. Diese Dioden sind präzise konstruiert und verbessert, so dass sie einen großen Bereich von Kapazitätsänderungen ermöglichen.

Varaktordiode

Zenerdiode

Die Zenerdiode wird verwendet, um eine stabile Referenzspannung bereitzustellen. Infolgedessen wird es in großen Mengen verwendet. Es arbeitet unter Sperrvorspannungsbedingungen und stellt fest, dass es bei Erreichen einer bestimmten Spannung zusammenbricht. Wenn der Stromfluss durch einen Widerstand begrenzt wird, aktiviert er eine zu erzeugende stabile Spannung. Dieser Diodentyp wird häufig verwendet, um eine Referenzspannung in Netzteilen anzubieten.

Zenerdiode

Im Gehäuse einer Zenerdiode gibt es verschiedene Methoden. Nur wenige davon werden für eine höhere Verlustleistung verwendet, während andere für Kantenmontagekonstruktionen verwendet werden. Die allgemeine Typ der Zenerdiode besteht aus minimaler Glasabdeckung. Diese Diode hat an einer Kante ein Band, das sie als Kathode kennzeichnet.

Die Zenerdiode funktioniert ähnlich wie die Diode, wenn sie im Vorwärtsvorspannungszustand betrieben wird. Während bei umgekehrter Vorspannung ein minimales Auftreten auftritt Leckstrom . Wenn die Sperrspannung bis zur Durchbruchspannung ansteigt, entsteht ein Stromfluss über die Diode. Der aktuelle Wert wird maximal erreicht und von einem Vorwiderstand erfasst.

Anwendungen der Zenerdiode

Es gibt umfangreiche Anwendungen einer Zenerdiode und einige davon sind:

• Es wird als Spannungsbegrenzer verwendet, um Spannungspegel über den Minimalwert von Lasten zu regeln
• In den Anwendungen eingesetzt, die eine Überspannungssicherung benötigen
• Benutzt in Clipping-Schaltkreise

Einige der anderen Arten von Dioden, die in verschiedenen Anwendungen entscheidend implementiert sind, sind wie folgt:

• Laserdiode
• Lawinendiode
• Transient Voltage Suppression Diode
• Golddotierter Diodentyp
• Konstantstromtyp der Diode
• Peltier-Diode
• Siliziumgesteuerter Gleichrichter Diode

Jede Diode hat ihre eigenen Vorteile und Anwendungen. Nur wenige davon werden häufig in verschiedenen Anwendungen in mehreren Domänen verwendet, während nur wenige in wenigen Anwendungen eingesetzt werden. Hier geht es also um verschiedene Arten von Dioden und deren Verwendung. Wir hoffen, dass Sie dieses Konzept besser verstehen oder elektrische Projekte umsetzen können. Bitte geben Sie Ihre wertvollen Vorschläge, indem Sie im Kommentarbereich unten einen Kommentar abgeben. Hier ist eine Frage an Sie, Was ist der Funktion einer Diode ?