Жарым өткөргүч диоддор электроникада жана электроника тармагында кеңири колдонулат. Алар өз алдынча да, транзисторлордун жана башка көптөгөн түзүлүштөрдүн p-n-жыйналышы катары да колдонулат. Диоддор дискреттик компонент катары көптөгөн электрондук схемалардын негизги бөлүгү болуп саналат. Алар аз кубаттуулуктагы колдонмолордон баштап түзөткүчтерге чейин көптөгөн колдонмолорду табат.
Диод деген эмне?
Грек тилинен которгондо, бул электрондук элементтин аты түзмө-түз "эки терминал" дегенди билдирет. Алар анод жана катод деп аталат. Схемада ток аноддон катодго өтөт. Жарым өткөргүч диод бир жактуу элемент жана карама-каршы багыттагы ток агымы бөгөттөлгөн.
Иштөө принциби
Жарым өткөргүч диоддордун түзүлүшү такыр башкача. Мына ушундан улам алардын көптөгөн түрлөрү бар, алар номиналдык наркы боюнча да, аткарган функциялары боюнча да айырмаланат. Бирок, көпчүлүк учурда негизги принципжарым өткөргүч диоддордун иштеши бирдей. Алардын негизги функцияларын камсыз кылган p-n түйүнү бар.
Бул термин адатта диоддун стандарттык формасына карата колдонулат. Чынында, бул алардын дээрлик бардык түрүнө тиешелүү. Диоддор заманбап электроника өнөр жайынын негизин түзөт. Баары – жөнөкөй элементтерден жана транзисторлордон баштап, заманбап микропроцессорлорго чейин – жарым өткөргүчтөрдүн негизинде түзүлгөн. Жарым өткөргүчтүү диоддун иштөө принциби жарым өткөргүчтөрдүн касиеттерине негизделген. Технология материалдардын тобуна негизделген, анын кристалл торуна кирлерди киргизүү тешиктер жана электрондор заряд алып жүрүүчү аймактарды алууга мүмкүндүк берет.
P-n-juction
P-n-типтеги диод токтун бир гана багытта өтүшүнө мүмкүндүк берген p-n өтмөгүн колдонгондуктан анын атын алды. Элементтин дагы кеңири колдонулган башка касиеттери бар. Мисалы, жарым өткөргүч диоддор жарыкты чыгарып, аныктай алат, сыйымдуулукту өзгөртө алат жана чыңалууну жөнгө салат.
P-n-туташуу негизги жарым өткөргүч түзүлүш. Аты айтып тургандай, бул p- жана n-тибиндеги аймактардын ортосундагы түйүн. Өткөөл заряд алып жүрүүчүлөргө бир гана багытта кыймыл кылууга мүмкүндүк берет, бул, мисалы, өзгөрмө токту туруктуу токко которууга мүмкүндүк берет.
Стандарттык диоддор көбүнчө кремнийден жасалат, бирок германий жана башка жарым өткөргүч материалдар да негизинен атайын максаттарда колдонулат.
Вольт-ампер мүнөздөмөсү
Диод ток-чыңалуу ийри сызыгы менен мүнөздөлөт, аны 2 тармакка бөлүүгө болот: алдыга жана артка. Карама-каршы багытта агып чыгуу агымы 0гө жакын, бирок чыңалуунун жогорулашы менен ал акырындык менен көбөйөт жана бузулуу чыңалуусуна жеткенде кескин көбөйө баштайт. Алдыга багытта, ток өткөргүч босогодон жогору колдонулган чыңалуу менен тез көтөрүлөт, кремний диоддору үчүн 0,7 В жана германий үчүн 0,4 В. Ар кандай материалдарды колдонгон уячалар ар кандай вольт-ампер мүнөздөмөлөрүнө жана өткөрүү босогосуна жана бузулуу чыңалууларына ээ.
p-n-juction диодун негизги деңгээлдеги түзүлүш катары кароого болот. Ал сигнал чынжырларынан жана детекторлордон тартып индукциялык же релелик катушкалардагы жана жогорку кубаттуулуктагы түзөткүчтөрдөгү чектегичтерге же убактылуу баскычтарга чейинки көптөгөн колдонмолордо кеңири колдонулат.
Функциялар жана параметрлер
Диоддун спецификациялары көп маалыматтарды берет. Бирок, алардын так түшүндүрмөлөрү дайыма эле жеткиликтүү эмес. Төмөндө спецификацияда берилген диоддун ар кандай мүнөздөмөлөрү жана параметрлери жөнүндө маалымат берилген.
Жарым өткөргүч материал
P-n түйүндөрүндө колдонулган материал өтө маанилүү, анткени ал жарым өткөргүч диоддордун көптөгөн негизги мүнөздөмөлөрүнө таасир этет. Кремний эң кеңири колдонулат, анткени анын эффективдүүлүгү жогору жана өндүрүштүк чыгымдары аз. Дагы бир көп колдонулганэлемент германий болуп саналат. Башка материалдар адатта атайын диоддордо колдонулат. Жарым өткөргүч материалды тандоо маанилүү, анткени ал өткөрүү босогосун аныктайт - кремний үчүн болжол менен 0,6 В жана германий үчүн 0,3 В.
Тура ток режиминде чыңалуу төмөндөшү (U пр.)
Ток өткөн ар кандай электр чынжырчасы чыңалуунун төмөндөшүнө алып келет жана жарым өткөргүч диоддун бул параметри энергиянын жоготуулары U ave пропорционал болгондо, өзгөчө оңдоо үчүн чоң мааниге ээ. Мындан тышкары, электрондук компоненттер көбүнчө чыңалуунун бир аз төмөндөшүн камсыз кылыңыз, анткени сигналдар начар болушу мүмкүн, бирок алар дагы эле аны жеңиши керек.
Бул эки себептен улам болот. Биринчиси p-n түйүнүнүн табиятында жатат жана токтун түгөнүүчү катмардан өтүшүнө мүмкүндүк берүүчү өткөргүч босого чыңалуусунун натыйжасы. Экинчи компонент - кадимки каршылык жоготуу.
Индикатор чоң ток өткөрө алган түзөтүүчү диоддор үчүн чоң мааниге ээ.
Тескери чыңалуунун эң жогорку чеги (U кел. макс.)
Бул жарым өткөргүч диод туруштук бере ала турган эң жогорку тескери чыңалуу. Андан ашпоого тийиш, антпесе элемент иштебей калышы мүмкүн. Бул кириш сигналынын RMS чыңалышы гана эмес. Ар бир чынжыр өзүнүн артыкчылыктары боюнча каралышы керек, бирок жылмакай конденсатору бар жөнөкөй жарым толкундуу түзөткүч үчүн конденсатор киргизүүнүн чокусуна барабар чыңалууну кармай турганын унутпаңыз.сигнал. Андан кийин диод тескери багытта келген сигналдын чокусуна дуушар болот, демек, бул шарттарда толкундун эң жогорку маанисине барабар болгон максималдуу тескери чыңалуу болот.
Максималдуу алдыга ток (U pr. maks.)
Электр чынжырын долбоорлоодо, диоддун токтун максималдуу деңгээлдеринен ашпаганын текшериңиз. Ток күчөгөн сайын кошумча жылуулук пайда болот, аны алып салуу керек.
Агышуу ток (I кирем)
Идеалдуу диоддо тескери ток болбошу керек. Ал эми реалдуу p-n түйүндөрүндө жарым өткөргүчтө азчылык заряд алып жүрүүчүлөрдүн болушу менен шартталган. Ачуу токтун көлөмү үч факторго көз каранды. Албетте, алардын эң маанилүүсү – тескери чыңалуу. Ошондой эле, агып агым температурага көз каранды - анын өсүшү менен, ал бир топ жогорулайт. Мындан тышкары, ал жарым өткөргүч материалдын түрүнө абдан көз каранды. Бул жагынан алганда кремний германийге караганда алда канча жакшы.
Агып кетүү тогу белгилүү бир тескери чыңалууда жана белгилүү бир температурада аныкталат. Ал көбүнчө микроамперлерде (ΜA) же пикоамперлерде (pA) белгиленет.
Өтүү сыйымдуулугу
Бардык жарым өткөргүч диоддор туташуу сыйымдуулугуна ээ. Түзүү зонасы - бул түгөнүү чөлкөмүнүн четинде пайда болгон эки плитанын ортосундагы диэлектрдик тосмо жана заряд алып жүрүүчүлөрдүн басымдуу бөлүгү. Чыныгы сыйымдуулуктун мааниси өтүү зонанын өзгөрүшүнө алып келген тескери чыңалууга көз каранды. Анын көбөйүшү түгөнүү зонасын кеңейтет жана, демек,кубаттуулугун азайтат. Бул факт варакторлордо же варикаптарда колдонулат, бирок башка колдонмолор үчүн, өзгөчө RF тиркемелери үчүн, бул эффект минималдуу болушу керек. Параметр адатта берилген чыңалууда pF менен көрсөтүлөт. Көптөгөн RF колдонмолору үчүн атайын аз каршылыктагы диоддор бар.
Иштин түрү
Максатына жараша жарым өткөргүч диоддор ар кандай типтеги жана формадагы пакеттерде чыгарылат. Кээ бир учурларда, өзгөчө сигналды иштетүү схемаларында колдонулганда, пакет ошол электрондук элементтин жалпы мүнөздөмөлөрүн аныктоодо негизги элемент болуп саналат. Жылуулуктун таралышы маанилүү болгон электр схемаларында пакет диоддун көптөгөн жалпы параметрлерин аныктай алат. Жогорку кубаттуулуктагы түзмөктөрдү радиаторго туташтыра алуу керек. Кичинекей буюмдарды коргошун кутуларында же үстү монтаждоочу түзүлүштөр катары чыгарууга болот.
Диоддордун түрлөрү
Кээде жарым өткөргүч диоддордун классификациясы менен таанышуу пайдалуу. Бирок, кээ бир нерселер бир нече категорияга таандык болушу мүмкүн.
Тескери диод. Ал кеңири колдонулбаса да, бул p-n-типтеги элементтин бир түрү, ал өзүнүн аракети боюнча туннелге абдан окшош. Төмөн мамлекеттик чыңалуу төмөндөшүнүн өзгөчөлүктөрү. Детекторлордо, түзөткүчтөрдө жана жогорку жыштык которгучтарда колдонууну табат.
Инъекциялык транзиттик диод. Анын эң кеңири тараган көчкү менен көп жалпылыгы бар. Микротолкундуу генераторлордо жана сигнализация системаларында колдонулат.
Диод Гун. Ал p-n тибине кирбейт, бирок эки терминалы бар жарым өткөргүч түзүлүш. Ал көбүнчө 1-100 ГГц диапазонундагы микротолкундуу сигналдарды түзүү жана айландыруу үчүн колдонулат.
Жарык чыгаруучу же LED - электрондук компоненттердин эң популярдуу түрлөрүнүн бири. Алдыга багыттоодо, түйүн аркылуу өткөн ток жарыктын чыгышына себеп болот. Алар татаал жарым өткөргүчтөрдү (мисалы, галлий арсениди, галий фосфиди, индий фосфиди) колдонушат жана алар башында кызыл менен гана чектелсе да, ар кандай түстө жаркырайт. Дисплейлердин иштешин жана чыгарылышын өзгөрткөн көптөгөн жаңы иштеп чыгуулар бар, буга OLED мисал боло алат.
Фотодиод. Жарыкты аныктоо үчүн колдонулат. Фотон p-n түйүнүнө тийгенде, электрондорду жана тешиктерди жаратышы мүмкүн. Фотодиоддор, адатта, жарыктан пайда болгон кичинекей агымдарды да оңой аныктоого мүмкүн болгон тескери тенденция шарттарында иштешет. Фотодиоддор электр энергиясын өндүрүү үчүн колдонулушу мүмкүн. Кээде пин түрүндөгү элементтер фотодетекторлор катары колдонулат.
Пин-диод. Электрондук элементтин аталышы жарым өткөргүч диоддун түзүлүшүн жакшы сүрөттөйт. Анын стандарттуу p- жана n-тип аймактары бар, бирок алардын ортосунда кирлери жок ички аймак бар. Бул которуштуруу үчүн пайдалуу болушу мүмкүн, ошондой эле фотодиоддор, ж.б.у.с.жок кылуу аймагынын аянтын көбөйтүүгө таасир этет.
Стандарттуу p-n-жыйындысы кадимки көрүнүш катары каралышы мүмкүнже бүгүнкү күндө колдонулуп жаткан диоддун стандарттуу түрү. Аларды RF же башка төмөнкү чыңалуу колдонмолорунда, ошондой эле жогорку чыңалуудагы жана жогорку кубаттуулуктагы түзөткүчтөрүндө колдонсо болот.
Шоттки диоддору. Алар стандарттуу p-n тибиндеги кремний жарым өткөргүчтөрүнө караганда алдыга чыңалуунун азыраак төмөндөшүнө ээ. Төмөнкү токтарда кремний диоддорундагыдай 0,6 В эмес, 0,15тен 0,4 В чейин болушу мүмкүн. Бул үчүн алар адаттагыдай жасалбайт - алар металл-жарым өткөргүч контактты колдонушат. Алар чектегичтер, түзөткүчтөр жана радио жабдууларында кеңири колдонулат.
Заряддын топтолуусу бар диод. Бул өтө жогорку жыштыктарда импульстарды түзүү жана калыптандыруу үчүн колдонулган микротолкундуу диоддун бир түрү. Анын иштеши өтө тез өчүрүү өзгөчөлүгүнө негизделген.
Лазердик диод. Ал когеренттүү жарыкты чыгарган кадимки жарыктан айырмаланат. Лазердик диоддор DVD жана CD дисктерден лазер көрсөткүчтөрүнө чейин көптөгөн түзүлүштөрдө колдонулат. Алар лазердин башка түрлөрүнө караганда алда канча арзан, бирок светодиоддорго караганда кыйла кымбат. Алардын иштөө мөөнөтү чектелген.
Туннелдик диод. Ал бүгүнкү күндө кеңири колдонулбаса да, мурда башка элементтерге караганда эффективдүүрөөк болгондо күчөткүчтөр, осцилляторлор жана коммутациялоочу түзүлүштөр, осциллографтын убакыт схемаларында колдонулган.
Варактор же варикап. Көптөгөн RF түзмөктөрдө колдонулат. Бул диод үчүн, тескери багыт колдонулган чыңалууга жараша түгөнүүчү катмардын туурасын өзгөртөт. Бул конфигурациядаөткөргүч аймактар тарабынан түзүлгөн изоляциялоочу диэлектрик жана плиталардын ролун аткарган түгөнүү аймагы менен конденсатор катары иштейт. Чыңалуу башкарылуучу осцилляторлордо жана RF чыпкаларында колдонулат.
Зердин диоду. Бул диоддун абдан пайдалуу түрү, анткени ал туруктуу шилтеме чыңалуусун камсыз кылат. Ушундан улам, стабилдик диод абдан көп колдонулат. Ал тескери тенденция шарттарында иштейт жана белгилүү бир потенциалдуу айырмага жеткенде бузуп кетет. Эгерде ток резистор менен чектелсе, анда бул туруктуу чыңалууну камсыз кылат. Электр энергиясын турукташтыруу үчүн кеңири колдонулат. Стабилдик диоддордо тескери бузулуунун 2 түрү бар: стабилдүүлүктүн бузулушу жана иондошуу.
Ошентип, жарым өткөргүч диоддордун ар кандай түрлөрү аз кубаттуулуктагы жана жогорку кубаттуулуктагы колдонмолор үчүн элементтерди камтыйт, жарык чыгаруучу жана аныктоочу, алдыга чыңалуусу төмөн жана өзгөрүлмө сыйымдуулук менен. Мындан тышкары, микротолкундуу технологияда колдонулган бир нече сорттор бар.
