Gyűjtemények

Diódatípusok: különböző típusú diódák

Diódatípusok: különböző típusú diódák

A félvezető dióda egy széles körben használt elektronikai alkatrész, amelyet manapság számos elektronikus áramköri tervez.

Noha sokféle dióda létezik, amelyek ugyanazt az alapstruktúrát használják a p típusú anyag területének, amely megfelel egy n típusú anyag területének, a különböző típusokat úgy optimalizálják, hogy különböző jellemzőket biztosítsanak, amelyek a sok elektronikus áramkör kialakítás.

Bármi is legyen a dióda típusa, a dióda alapgondolata ma fontos az elektronikai iparban, akár kereskedelmi, akár ipari berendezések gyártására, akár a hobbi, akár bárki számára, aki elektronikát tanul.

A diódákat különféle területeken használják. Lehet, hogy a jel egyszerű kijavítására szolgálnak; teljesítménydiódaként használhatók az egyenirányításhoz, a jel detektálásához, az RF tervezés különféle formáihoz, a fény előállításához, a lézeres fény előállításához, a fény érzékeléséhez és még sok máshoz.

A diódáknak különféle csomagolásuk is lehet: felületre szerelhető diódák, normál vezetékes ólomdiódák, és egyes teljesítménydiódák akár hűtőbordára is csavarozhatók. A diódák minden formában és méretben kaphatók.

A félvezető dióda története

Az első használandó diódákat még az 1900-as évek elején fedezték fel, amikor a vezeték nélküli technológia még gyerekcipőben járt. A Macska pofaszakáll az egyik első típusú dióda volt. Ez egy nagyon vékony drótdarabból állt (maga a macska bajusza), amelyet egy félvezető típusú anyagra (általában ásványi kristályra) lehetett helyezni, hogy pontkontaktus típusú diódát állítsanak elő. Ezt egészen az 1920-as évek közepétől későig széles körben alkalmazták, amikor a termionos vagy szelepes technológia elég olcsóvá vált ahhoz, hogy széles körben alkalmazható legyen rádiókészülékeknél.

Körülbelül a második világháború idején új diódákra volt szükség a fejlesztendő radarkészletekhez. A félvezető diódák egy lehetőséget biztosítottak, mivel méretük azt jelentette, hogy jobban tudtak működni a radarhoz szükséges frekvenciákon.

Dióda áramkör szimbóluma

Mint minden elektronikus alkatrész, a diódák is rendelkeznek áramköri szimbólummal, amelyet az elektronikus kapcsolási rajzokon belül használnak. A dióda alapvető áramköri szimbóluma egy háromszögből áll, amelynek a pontja a kapcsolási rajzon merőleges rövid vonalra ér.

Előfordul, hogy a háromszöget és még a vonalat is csak vázlatosan mutatják be, míg máskor kitöltött fekete alakokként.

Néha a dióda áramköri szimbólum csak körvonalként jelenik meg, és a kitöltött alakzatok nélkül. A körvonal alakja egyaránt elfogadható ,.

Számos különböző típusú dióda létezik, és egyesek olyan áramköri szimbólumokat használnak, amelyeket funkciójuk jelzésére kissé módosítottak az alapdióda szimbólumtól: a Schottky-dióda, a varaktoros dióda és számos más ebbe a kategóriába tartozik.

Felületre szerelhető vagy ólmozott eszközök

A diódák minden formában és méretben kaphatók. Hagyományosan ezeknek az elektronikus alkatrészeknek a részét egy kis üvegcsőben tartották, hogy a tényleges félvezető diódát befogják. Most a diódák számos különféle csomagban találhatók.

Még mindig vannak ólmozott csomagok, és az üvegbe burkolt diódák még mindig léteznek, de sok műanyag csomag is van. Ezek mérete a szükséges energiaeloszlás függvényében változhat.

Napjainkban sok a NYÁK-szerelés, felületfelszíni szerelési technológiával, rengeteg dióda áll rendelkezésre felületre szerelhető alkatrészekként, SMD diódákként. Számos standard csomag létezik az SMD diódák számára, beleértve a SOT-23 csomagot, amelyet sok kis diszkrét dióda számára használnak. A rendelkezésre álló három csap közül csak kettőt használnak, és ez lehetővé teszi a dióda helyes tájolását.

Mivel ezek az SMD diódák kicsiek, nincs hely a teljes cikkszámot felvenni a diódára, és rövid formájú számot használnak a megkülönböztetésükhöz.

Míg a NYÁK-szerelvények nagy része felületi rögzítési technológiát alkalmaz, az elektronikai gyártásnak más területein is sokkal nagyobb áramerősségű diódákra van szükség. Ezek a diódák olyan csomagokban lehetnek, amelyek hűtőbordákká csavaroznak.

A dióda típusai

Számos különféle típusú dióda található, amelyeket különféle elektronikus áramkörök, RF és gyakran digitális kivitelek gyártanak és használnak. Minden típusnak különböző tulajdonságai vannak, és ez alkalmassá teszi őket a különböző áramkörökhöz.

  • Vissza dióda: Ezt a típusú diódát néha hátsó diódának is nevezik. Bár nem használják széles körben, a PN elágazási dióda egy olyan formája, amely működésében nagyon hasonlít az alagút diódához. Néhány olyan speciális alkalmazást talál, ahol sajátos tulajdonságai felhasználhatók, általában mikrohullámú frekvenciákon.

    A hátradióda lényegében az alagútdióda egy olyan formája, ahol a csomópont egyik oldala kevésbé erősen adalékolt, mint a másik.


  • BARITT dióda: A dióda ezen formája a Barrier Injection Transit Time dióda szavakból nyeri el nevét. Mikrohullámú alkalmazásokban használják, és sok hasonlóságot mutat a szélesebb körben használt IMPATT diódával.


  • Gunn dióda: Bár ez nem dióda PN csatlakozás formájában, ez a típusú dióda félvezető eszköz, amelynek két terminálja van. Általában mikrohullámú jelek előállítására használják, és számos rádiófrekvenciás kivitelben használják, mint a mikrohullámú generátor egyszerű és hatékony formáját.

    A Gunn-diódákat transzfer elektroneszközöknek vagy TED-nek is nevezik. Bár diódának nevezik, ez az elektronikus alkatrész nem rendelkezik PN-csatlakozással, és technikailag nem dióda a félvezető-technológiában alkalmazott normál értelemben. Ehelyett a készülék Gunn-effektus néven ismert effektust használ (a felfedezőről, J B Gunnról nevezték el).

    Noha a Gunn diódát általában mikrohullámú RF jelek előállítására használják, ezt az elektronikus alkatrészt erősítőként is alkalmazhatjuk, amit néha transzfer elektron erősítőnek vagy TEA-nak is neveznek.


  • Macska bajusz: Mint már említettük, ez a típusú dióda volt a legkorábbi típus, amely széles körű elfogadásra tett szert. Ez egy kis huzalból állt, amelyet egy darab ásványi kristályra helyeztek. Ez létrehozott egy kis pontkontaktusú diódát, amely bár nem megbízható, de elég jó volt ahhoz, hogy rádióadásokat hallhasson, amikor "kristálykészletben" használják.

    Bár a Cat's Whisker detektorok nem voltak különösebben megbízhatóak, a félvezető dióda első formája volt, és utat mutattak a későbbi diódák felé. és a LED-elvet még H J Round is megfigyelte 1908-ban az egyiken.

  • IMPATT dióda: Az IMPATT diódát vagy az IMPact Avalanche ionizációs tranzitidő mikrohullámú diódát néhány RF-kivitelben használják, ahol a mikrohullámú jelekhez egyszerű generátorra van szükség.

    Az IMPATT diódatechnika manapság még nem annyira elterjedt, de ez az elektronikus alkatrész általában 3 és 100 GHz vagy annál nagyobb jeleket képes előállítani. Ennek a mikrohullámú diódának az egyik legfőbb előnye a viszonylag nagy teljesítmény-képesség (gyakran tíz és több watt), amely jóval magasabb, mint a mikrohullámú dióda számos más formája. Sokkal nagyobb kimenettel rendelkezik, mint egy Gunn-dióda.


  • Lézerdióda: Ez a típusú dióda abban különbözik a közönséges fénykibocsátó diódától, hogy lézer (koherens) fényt produkál. Ezeket az elektronikus alkatrészeket számos alkalmazásban használják, beleértve a CD- és DVD-meghajtókat is. Bár sokkal olcsóbbak, mint a lézer generátorok más formái, ezek a diódák drágábbak, mint a szokásos LED-ek.
  • Fénykibocsátó diódák: A fénykibocsátó dióda vagy a LED az egyik legnépszerűbb diódatípus. Ha a csomóponton keresztül áramló áram előrehalad, előáll a fény. E diódák eredeti színe piros volt, de manapság a legtöbb szín elérhető. Ezt úgy érhetjük el, hogy a PN csomópont mindkét oldalán különböző félvezető-keverékeket alkalmazunk.


  • Fotodióda: Amikor a fény elüt egy PN kereszteződést, elektronokat és lyukakat hozhat létre, ami áramot okozhat. Ennek eredményeként félvezetők használhatók a fény érzékelésére. Az ilyen típusú diódák villamos energia előállítására is felhasználhatók. Egyes alkalmazások esetében a PIN-diódák nagyon jól működnek, mint a fotodetektorok.


  • PIN dióda: Ennek a diódatípusnak vannak P és N típusú szilícium területei, de közöttük van egy belső félvezető területe (vagyis nincs doppingolás). Ez megnöveli a kimerülési régió méretét. Ezt a diódatípust számos alkalmazásban használják, beleértve a rádiófrekvenciás kapcsolókat és fotodiódákként.


  • Pont érintkező dióda: Ez a típusú dióda ugyanúgy működik, mint egy egyszerű PN elágazó dióda, de a konstrukció sokkal könnyebb. N típusú félvezető darabból állnak, amelyre egy meghatározott típusú fémhuzal (a vegyészek III. Fémcsoportjának) éles pontja kerül. A fém egy része a félvezetőbe vándorol, és PN csatlakozást hoz létre.

    Ezeknek a diódáknak nagyon alacsony a kapacitása, és ideálisak sok rádiófrekvenciás (RF) alkalmazáshoz. Megvan az az előnyük is, hogy nagyon olcsó a gyártás, bár teljesítményük nem különösebben megismételhető.

  • PN csomópont: A szabványos PN csomópontot úgy tekinthetjük, mint a ma használt normál vagy szabványos diódatípust. Ez az elektronikus alkatrész beépül számos elektronikus áramkörtervbe, és számos RF áramkörtervben is felhasználásra kerül. Ezek a diódák kis jeltípusokként kaphatók rádiófrekvenciás vagy más alacsony áramú alkalmazásokhoz, vagy más típusúak lehetnek nagyáramúak és nagyfeszültségűek, amelyek felhasználhatók áramellátási alkalmazásokhoz.


  • Schottky diódák: Ennek a diódatípusnak alacsonyabb az előremenő feszültségesése, mint a szokásos szilícium PN csatlakozási diódáknak. Alacsony áram esetén a csökkenés 0,15 és 0,4 volt között lehet, szemben a szilíciumdióda 0,6 voltjával.

    Ennek a teljesítménynek az elérése érdekében a fém és a félvezető közötti érintkezésű normál diódáktól eltérő módon készülnek. Széles körben használják szorító diódákként és RF kivitelben, gyakran jelérzékelőként. Tápdiódákként is használják az áramellátás tápellátásában a tápegységekben és hasonlókban. A kisebb esés okozta alacsonyabb veszteségek jelentősek a hatékonyság javításában.


  • Lépéses helyreállítási dióda: A mikrohullámú dióda olyan formája, amelyet nagyon nagy frekvenciájú impulzusok létrehozására és alakítására használnak. Ezek a diódák működésük során a dióda nagyon gyors kikapcsolási jellemzőire támaszkodnak.


  • TRAPATT dióda: Ez a típusú dióda sok hasonlóságot mutat az IMPATT-val, és valójában ugyanahhoz a családhoz tartozik. Alacsonyabb zajszintet kínál, de nem éri el az ilyen magas frekvenciákat.


  • Alagútdióda: Bár manapság nem használják széles körben, az alagútdiódát mikrohullámú alkalmazásokhoz használták, ahol teljesítménye meghaladta a nap más eszközeinek teljesítményét.
  • Varicap vagy varactor diódák: Ezt a diódatípust rádiófrekvenciás (RF) alkalmazásokban használják. A dióda fordított előfeszítéssel rendelkezik, és ily módon nem áramlik át a kereszteződés. A kimerítő réteg szélessége azonban a rá helyezett torzítás mértékétől függően változik.

    A dióda a kondenzátor két lemezének tekinthető, amelyek között a kimerítő réteg van. Mivel a kapacitás a kimerülő réteg szélességétől függően változik, és ez a dióda fordított előfeszítésének megváltoztatásával változtatható, lehetséges a dióda kapacitásának szabályozása.


  • Zener dióda / feszültség referencia dióda: A Zener dióda nagyon hasznos típusú dióda. Fordított előfeszítéssel fut, és amikor egy bizonyos feszültséget elér, megszakad. Ha az áramot ellenálláson keresztül korlátozzák, ez stabil feszültséget képes előállítani. Ezt a típusú diódát ezért széles körben használják referenciafeszültség biztosítására a szabályozott tápegységekben.


Nagyon sokféle dióda létezik, amelyek mindegyike megfelel a saját alkalmazásának. A technológia nemcsak különbözik a különféle típusú diódák között, de különböző csomagokban is megtalálhatók: egyesek ólmozottak lehetnek, mások pedig hűtőbordákra csavarozhatnak, és az automatizált gyártási technikákat alkalmazó PCB-egységek mennyiségével a felületre szerelhető diódák most hatalmas mennyiségben használják.

Nézd meg a videót: Addressable WS2815 LED Strips Work with SP107E, How to Build a LED Music Screen (November 2020).