Базовая электроника - диоды специального назначения

Есть несколько диодов, которые предназначены для специальных целей. Существует много таких типов, как диоды для подавления переходных напряжений, диоды, легированные золотом, диоды с супербарьером, диоды с точечным контактом, диоды Пельтье и т. Д. Но кроме них существует несколько известных диодов, которые получили много применений. Давайте пройдемся по ним.

Варактор Диод

Соединительный диод имеет два потенциала с обеих сторон, где область обеднения может действовать как диэлектрик. Следовательно, существует емкость. Диод Varactor представляет собой особый диод, который работает в обратном смещении, где емкость перехода изменяется.

Varactor диод также называется Vari Cap или Volt Cap . На следующем рисунке показан диод Varactor, подключенный в обратном смещении.

Варактор Диод

Если приложенное обратное напряжение увеличивается, ширина диэлектрической области увеличивается , что уменьшает емкость соединения . Когда обратное напряжение уменьшается, ширина диэлектрика уменьшается, что увеличивает емкость. Если это обратное напряжение полностью равно null , то емкость будет максимальной .

Емкость Напряжение

На следующем рисунке показаны различные символы, используемые для диода Varactor, который представляет его функцию.

Varactor Diode Symbol

Хотя у всех диодов есть эта емкость перехода, Варакторный диод главным образом изготовлен, чтобы использовать этот эффект и увеличить изменения в этой емкости перехода.

Практический диод Varactor

Применение Varactor диода

Этот диод имеет много применений, таких как -

  • Он используется в качестве переменного конденсатора напряжения.
  • Он используется в переменной цепи бака LC.
  • Используется в качестве автоматического контроля частоты.
  • Используется как частотный модулятор.
  • Используется как РЧ-фазовращатель.
  • Используется в качестве умножителя частоты в цепях гетеродина.

Туннельный диод

Если концентрация примеси в нормальном PN-переходе сильно увеличивается, образуется этот туннельный диод . Это также известно как диод Esaki , после его изобретателя.

Когда концентрация примесей в диоде увеличивается, ширина области обеднения уменьшается, распространяя некоторую дополнительную силу на носители заряда, чтобы пересечь переход. При дальнейшем увеличении этой концентрации из-за меньшей ширины области обеднения и повышенной энергии носителей заряда они проникают через потенциальный барьер, а не поднимаются над ним. Это проникновение можно понимать как туннелирование и, следовательно, название, туннельный диод .

Туннельный Диод

Туннельные диоды представляют собой устройства с низким энергопотреблением, и с ними следует обращаться осторожно, поскольку они легко подвержены воздействию тепла и статического электричества. Туннельный диод имеет особые характеристики ВИ, которые объясняют их работу. Давайте посмотрим на график ниже.

VI туннельный диод

Считайте, что диод находится в прямом смещенном состоянии . Когда прямое напряжение увеличивается, ток быстро увеличивается, и он увеличивается до пиковой точки, называемой пиковым током, обозначенной I P. Напряжение в этой точке называется пиковым напряжением , обозначаемым V P. Эта точка обозначена буквой А на приведенном выше графике.

Если напряжение дополнительно увеличивается за пределы V P , то ток начинает уменьшаться. Оно уменьшается до точки, называемой Долинным течением , обозначенной I V. Напряжение в этой точке называется напряжением в долине , обозначаемым V V. Эта точка обозначена буквой B на приведенном выше графике.

Если напряжение увеличивается дальше, ток увеличивается как в обычном диоде. Для больших значений прямого напряжения ток увеличивается дальше.

Если мы считаем, что диод находится в состоянии с обратным смещением , то диод действует как отличный проводник при увеличении обратного напряжения. Диод здесь действует как в области отрицательного сопротивления.

Применение туннельного диода

Существует много приложений для туннельного диода, таких как -

  • Используется как высокоскоростное коммутационное устройство
  • Используется в качестве запоминающего устройства
  • Используется в СВЧ-генераторах
  • Используется в генераторах релаксации

Диод Шоттки

Это особый тип диода, в котором PN-переход заменяется металлическим полупроводниковым переходом. Полупроводник P-типа в обычном PN-переходном диоде заменяется металлом, а материал N-типа соединяется с металлом. Эта комбинация не имеет области истощения между ними. На следующем рисунке показан диод Шоттки и его символ.

Диод Шоттки

Металл, используемый в этом диоде Шоттки, может быть золотом, серебром, платиной или вольфрамом и т. Д. Кроме того, для полупроводникового материала, отличного от кремния, в основном используется арсенид галлия.

Диод Шоттки

операция

Когда напряжение не приложено или когда цепь несмещена, электроны в материале N-типа имеют более низкий уровень энергии, чем электроны в металле. Если затем диод смещен вперед, эти электроны в N-типе приобретают некоторую энергию и движутся с некоторой более высокой энергией. Следовательно, эти электроны называются горячими носителями .

На следующем рисунке показан диод Шоттки, подключенный в цепи.

операция

преимущества

Есть много преимуществ диода Шоттки, таких как -

  • Это однополярное устройство, поэтому обратные токи не образуются.
  • Его прямое сопротивление низкое.
  • Падения напряжения очень низкие.
  • Выпрямление быстро и легко с диодом Шоттки.
  • Отсутствует область истощения и, следовательно, емкость перехода. Итак, диод быстро переходит в положение ВЫКЛ.

Приложения

Есть много применений диода Шоттки, таких как -

  • Используется в качестве детектора диода
  • Используется как силовой выпрямитель
  • Используется в радиочастотных микшерных цепях
  • Используется в силовых цепях
  • Используется в качестве зажимных диодов