Una panoramica sui diversi tipi di diodi e sui loro usi

Un diodo è un dispositivo elettrico a due terminali, che consente il trasferimento di corrente in una sola direzione. Il diodo è anche noto per la sua proprietà di corrente unidirezionale, in cui la corrente elettrica può fluire in una direzione. Fondamentalmente, un diodo viene utilizzato per rettificare le forme d'onda, all'interno di rivelatori radio o all'interno riserve energetiche . Possono anche essere utilizzati in vari circuiti elettrici ed elettronici in cui è richiesto il risultato 'unidirezionale' del diodo. La maggior parte dei diodi sono costituiti da semiconduttori come Si (silicio), ma in alcuni casi viene utilizzato anche Ge (germanio). A volte è utile riassumere il file esistono diversi tipi di diodi . Alcuni tipi possono sovrapporsi, ma le varie definizioni possono trarre vantaggio dal restringere il campo e offrire una panoramica dei vari tipi di diodi.

Quali sono i diversi tipi di diodi?

Esistono diversi tipi di diodi e quelli sono disponibili per l'uso nella progettazione elettronica, vale a dire un diodo a rovescio, diodo BARRITT, diodo Gunn, diodo laser, diodi emettitori di luce, Diodi drogati in oro , diodo di cristallo , Giunzione PN, Diodo Shockley , Diodo a recupero graduale, diodo Tunnel, diodo Varactor e diodo Zener.

Tipi di diodi

Spiegazione dettagliata dei diodi

Parliamo in dettaglio del principio di funzionamento del diodo.

Diodo all'indietro

Questo tipo di diodo è anche chiamato diodo posteriore e non è estremamente implementato. Il diodo all'indietro è un diodo a giunzione PN che ha un funzionamento simile a un diodo a tunnel. Lo scenario del tunneling quantistico detiene un'importante responsabilità nella conduzione dell'attuale percorso principalmente inverso. Con l'immagine della banda di energia, è possibile conoscere il funzionamento esatto del diodo.

Funzionamento del diodo all'indietro

La banda che si trova al livello più alto è chiamata banda di conduzione mentre la banda di livello inferiore è definita banda di valenza. Quando c'è un'applicazione di energia agli elettroni, tendono a guadagnare energia e si spostano verso la banda di conduzione. Quando gli elettroni entrano dalla valenza alla banda di conduzione, il loro posto nella banda di valenza viene lasciato con dei buchi.

Nella condizione di polarizzazione zero, la banda di valenza occupata è in opposizione a quella della banda di conduzione occupata. Mentre nella condizione di polarizzazione inversa, la regione P ha un movimento verso l'alto corrispondente alla regione N. Ora, la banda occupata nella sezione P è in contrasto con la banda vuota nella sezione N. Quindi, gli elettroni iniziano il tunneling dalla banda occupata nella sezione P alla banda vuota nella sezione N.

Quindi, questo significa che il flusso di corrente avviene anche nella polarizzazione inversa. Nella condizione di polarizzazione in avanti, la regione N ha un movimento verso l'alto corrispondente alla regione P. Ora, la banda occupata nella sezione N è in contrasto con la banda vuota nella sezione P. Quindi, gli elettroni iniziano il tunneling dalla banda occupata nella sezione N alla banda vuota nella sezione P.

In questo tipo di diodo si forma la regione di resistenza negativa che viene impiegata principalmente per il funzionamento del diodo.

Diodo all'indietro

Diodo BARITT

Il termine esteso di questo diodo è il diodo Barrier Injection Transit Time che è il diodo BARITT. È applicabile nelle applicazioni a microonde e consente molti confronti con il più diffuso diodo IMPATT. Questo collegamento mostra una chiara descrizione di cosa è un file Diodo BARRITT e il suo funzionamento e le sue implementazioni.

Diodo Gunn

Il diodo Gunn è un diodo a giunzione PN, questo tipo di diodo è un dispositivo a semiconduttore che ha due terminali. Generalmente, viene utilizzato per produrre segnali a microonde. Fare riferimento al collegamento sottostante per Diodo Gunn funzionante , Caratteristiche e sue applicazioni.

Diodi Gunn

Diodo laser

Il diodo laser non ha un processo simile a quello dei normali LED (diodo a emissione di luce) perché produce luce coerente. Questi diodi sono ampiamente utilizzati per vari scopi come DVD, unità CD e puntatori a luce laser per PPT. Sebbene questi diodi siano economici rispetto ad altri tipi di generatori laser, sono molto più costosi dei LED. Hanno anche una vita parziale.

Diodo laser

Diodo ad emissione luminosa

Il termine LED sta per diodo a emissione di luce, è uno dei tipi più standard di diodo. Quando il diodo è collegato in polarizzazione di inoltro, la corrente scorre attraverso la giunzione e genera la luce. Ci sono anche molti nuovi sviluppi LED che stanno cambiando sono LED e OLED. Uno dei concetti principali per essere consapevoli del LED sono le sue caratteristiche IV. Esaminiamo in dettaglio le caratteristiche del LED.

Caratteristiche dei diodi luminosi

Prima che un LED emetta luce, richiede il flusso di corrente attraverso il diodo perché questo è un diodo basato sulla corrente. Qui, la quantità di intensità della luce ha una proporzione diretta a quella della direzione in avanti della corrente che scorre attraverso il diodo.

Quando il diodo conduce la corrente nella polarizzazione diretta, deve esserci un resistore in serie di limitazione della corrente per salvaguardare il diodo dal flusso aggiuntivo di corrente. Va notato che non deve esserci alcun collegamento diretto tra l'alimentatore al LED dove questo provoca un danno istantaneo perché questo collegamento consente una quantità estrema di flusso di corrente e brucia il dispositivo.

LED funzionante

Ogni tipo di dispositivo LED mantiene la propria perdita di tensione diretta attraverso la giunzione PN e questo vincolo è noto dal tipo di semiconduttore utilizzato. Ciò determina la quantità di caduta di tensione per la quantità corrispondente di corrente di trasmissione generalmente per un valore di corrente di 20 mA.

Nella maggior parte degli scenari, la funzione del LED da livelli di tensione minimi con un resistore in collegamento in serie, Rs viene utilizzata per limitare la quantità di corrente diretta a un livello protetto che è in generale da 5 mA a 30 mA quando è richiesta una maggiore luminosità .

Vari LED generano luce nelle corrispondenti regioni dello spettro UV e quindi generano diversi livelli di intensità luminosa. La selezione specifica del semiconduttore può essere conosciuta dall'intera lunghezza d'onda delle emissioni di fotoni e quindi dalla luce corrispondente prodotta. I colori del LED sono i seguenti:

Quindi il colore esatto del LED è noto dalla distanza della lunghezza d'onda emessa. E la lunghezza d'onda è nota dalla specifica composizione del semiconduttore impiegata nella giunzione PN al momento del suo processo di fabbricazione. Quindi, era chiaro che il colore di emissione della luce dal LED non è dovuto alla plastica rivestita che viene utilizzata. Ma migliorano anche la luminosità della luce quando non sono illuminate dalla fornitura di corrente. Con la combinazione di varie sostanze semiconduttori, gassose e metalliche, è possibile generare i LED sottostanti e quelli sono:

• Arsenuro di gallio (GaAs) che è infrarosso
• Il fosfuro di arseniuro di gallio (GaAsP) varia dal rosso agli infrarossi e all'arancio
• Fosfuro di arseniuro di gallio di alluminio (AlGaAsP) che ha aumentato i colori rosso, arancio e rosso brillante, arancione e giallo.
• Il fosfuro di gallio (GaP) esiste nei colori rosso, giallo e verde
• Fosfuro di gallio di alluminio (AlGaP) - principalmente di colore verde
• Nitruro di gallio (GaN) disponibile in verde e verde smeraldo
• Nitruro di gallio indio (GaInN) vicino all'ultravioletto, il colore misto di blu, verde e blu
• Carburo di silicio (SiC) disponibile come substrato blu
• Il selenide di zinco (ZnSe) esiste in blu
• Nitruro di gallio di alluminio (AlGaN) che è ultravioletto

Fotodiodo

Il fotodiodo viene utilizzato per rilevare la luce. Si è scoperto che quando la luce colpisce una giunzione PN può creare elettroni e lacune. Tipicamente, i fotodiodi funzionano in condizioni di polarizzazione inversa in cui si può semplicemente notare anche una piccola quantità di flusso di corrente risultante dalla luce. Questi diodi possono essere utilizzati anche per produrre elettricità.

Fotodiodo

Diodo PIN

Questo tipo di diodo è caratterizzato dalla sua costruzione. Ha le regioni di tipo P e di tipo N standard, ma l'area tra le due regioni, ovvero il semiconduttore intrinseco, non ha drogaggio. La regione del semiconduttore intrinseco ha l'effetto di aumentare l'area della regione di svuotamento che può essere vantaggiosa per le applicazioni di commutazione.

Diodo PIN

I portatori di carica negativa e positiva dalle regioni di tipo N e P hanno corrispondentemente un movimento verso la regione intrinseca. Quando questa regione è completamente piena di buchi di elettroni, il diodo inizia a condurre. Mentre in condizione di polarizzazione inversa, l'ampio strato intrinseco nel diodo potrebbe impedire e sopportare livelli di alta tensione.

A livelli di frequenza maggiori, il diodo PIN funzionerà come un resistore lineare. Funziona come un resistore lineare perché questo diodo ha tempo di recupero inverso inadeguato . Questa è la causa per cui la regione “I” fortemente caricata di elettricità non avrà tempo sufficiente per scaricarsi durante i cicli rapidi. E a livelli di frequenza minimi, il diodo funziona come un diodo raddrizzatore dove ha tempo sufficiente per la scarica e lo spegnimento.

Diodo di giunzione PN

La giunzione PN standard può essere considerata come il tipo normale o standard di diodo in uso oggi. Questo è il più importante dei vari tipi di diodi che si trovano nel dominio elettrico. Tuttavia, questi diodi possono essere applicati come tipi di segnale piccolo per l'uso in RF (radiofrequenza) o altre applicazioni a bassa corrente che possono essere chiamate diodi di segnale. Altri tipi possono essere previsti per applicazioni ad alta tensione e alta corrente e sono normalmente chiamati diodi raddrizzatori. In un diodo a giunzione PN, è necessario essere privi di condizioni di polarizzazione. Esistono principalmente tre condizioni di polarizzazione e questo dipende dal livello di tensione applicato.

• Polarizzazione diretta: qui, i terminali positivo e negativo sono collegati ai tipi P e N del diodo.
• Polarizzazione inversa: qui, i terminali positivo e negativo sono collegati ai tipi N e P del diodo.
• Zero bias - Questo è chiamato bias '0' perché non viene applicata alcuna tensione esterna al diodo.

Polarizzazione diretta del diodo di giunzione PN

Nella condizione di polarizzazione diretta, la giunzione PN si sviluppa quando i bordi positivo e negativo della batteria sono collegati ai tipi P e N. Quando il diodo funziona in polarizzazione di inoltro, i campi elettrici interni e applicati alla giunzione sono in percorsi opposti. Quando questi campi elettrici vengono sommati, il livello di ampiezza dell'uscita consequenziale è inferiore a quello del campo elettrico applicato.

Polarizzazione diretta nei tipi di diodi a giunzione PN

Questa connessione si traduce in un percorso resistivo minimo e in un'area di esaurimento più sottile. La resistenza della regione di svuotamento diventa più trascurabile quando il valore della tensione applicata è maggiore. Ad esempio, nel semiconduttore di silicio, quando il valore di tensione applicato è 0,6 V, il valore di resistenza dello strato di esaurimento diventa del tutto trascurabile e ci sarà un flusso di corrente senza ostacoli attraverso di esso.

Polarizzazione inversa del diodo a giunzione PN

Qui, la connessione è che i bordi positivo e negativo della batteria sono collegati a regioni di tipo N e di tipo P. Questo forma la giunzione PN a polarizzazione inversa. In questa situazione, i campi elettrici applicati e interni sono in una direzione simile. Quando entrambi i campi elettrici vengono sommati, il percorso del campo elettrico risultante è simile a quello del percorso del campo elettrico interno. Questo sviluppa una regione di esaurimento resistivo più spessa e potenziata. La regione di esaurimento sperimenta più sensibilità e spessore quando il livello di tensione applicato è sempre maggiore.

Polarizzazione inversa nel tipo di giunzione PN dei diodi

Caratteristiche V-I del diodo a giunzione PN

Inoltre, è ancora più cruciale essere consapevoli delle caratteristiche V-I del diodo a giunzione PN.

Quando il diodo funziona in condizione di polarizzazione '0', ciò significa che non vi è alcuna applicazione di tensione esterna al diodo. Ciò significa che la potenziale barriera limita il flusso di corrente.

Mentre quando il diodo funziona in condizioni di polarizzazione di inoltro, ci sarà una barriera potenziale più sottile. Nei diodi di tipo siliconico, quando il valore di tensione è 0,7 V e nei tipi di diodi al germanio quando il valore di tensione è 0,3 V, la larghezza della barriera potenziale viene ridotta e ciò consente il flusso di corrente attraverso il diodo.

Caratteristiche VI nel diodo a giunzione PN

In questo, ci sarà un aumento graduale del valore di corrente e la curva risultante è non lineare dove perché il livello di tensione applicato supera la barriera potenziale. Quando il diodo supera questa potenziale barriera, il diodo funziona in condizioni normali e la forma della curva diventa gradualmente acuta (assume una forma lineare) con l'aumento del valore della tensione.

Dove quando il diodo funziona in condizione di polarizzazione inversa, ci sarà una barriera potenziale aumentata. Poiché ci sarà la presenza di portatori di carica minoritari nella giunzione, ciò consente il flusso della corrente di saturazione inversa. Quando c'è un livello maggiore di tensione applicata, i portatori di carica minoritari possiedono un'energia cinetica aumentata che mostra un impatto sui portatori di carica maggioritari. In questa fase, si verifica la rottura del diodo e ciò potrebbe portare al danneggiamento del diodo.

Diodo Schottky

Il diodo Schottky ha una caduta di tensione diretta inferiore rispetto ai normali diodi a giunzione Si PN. A basse correnti, la caduta di tensione può essere compresa tra 0,15 e 0,4 volt rispetto a 0,6 volt per il diodo a-Si. Per ottenere queste prestazioni sono progettati in modo diverso per essere confrontati con i normali diodi che hanno un contatto metallo-semiconduttore. Questi diodi sono ampiamente utilizzati in applicazioni di raddrizzatori, diodi di serraggio e anche in applicazioni RF.

Diodo Schottky

Diodo di ripristino graduale

Un diodo a recupero a gradini è un tipo di diodo a microonde utilizzato per generare impulsi a frequenze molto alte (HF). Questi diodi dipendono dal diodo che ha una caratteristica di spegnimento molto rapido per il loro funzionamento.

Diodi a ripristino graduale

Diodo a tunnel

Il diodo tunnel viene utilizzato per applicazioni a microonde in cui le sue prestazioni hanno superato quelle di altri dispositivi del giorno.

Diodo a tunnel

Nel dominio elettrico, il tunneling significa che è il movimento diretto degli elettroni attraverso la larghezza minima della regione di svuotamento dalla banda di conduzione alla banda di valenza. Nel diodo a giunzione PN, la regione di svuotamento si sviluppa a causa sia degli elettroni che dei buchi. A causa di questi portatori di carica positivi e negativi, il campo elettrico interno si sviluppa nella regione di esaurimento. Questo crea una forza nel percorso opposto di una tensione esterna.

Con l'effetto tunneling, quando c'è un valore minimo di tensione diretta, il valore della corrente diretta sarà maggiore. Può funzionare sia in condizioni di polarizzazione diretta che inversa. A causa dell'alto livello di doping , può funzionare anche in polarizzazione inversa. Con la diminuzione del potenziale barriera, il calo di tensione anche in senso inverso si riduce e arriva quasi a zero. Con questa tensione inversa minima, il diodo può raggiungere la condizione di guasto. A causa di questa regione di resistenza negativa si forma.

Diodo Varactor o Diodo Varicap

Un diodo varactor è un tipo di semiconduttore dispositivo a stato solido a microonde ed è utilizzato in cui viene scelta la capacità variabile che può essere ottenuta controllando la tensione. Questi diodi sono anche chiamati diodi varici. Anche se l'o / p della capacità variabile può essere esibito dai normali diodi a giunzione PN. Ma questo diodo viene scelto per fornire le modifiche di capacità preferite poiché sono diversi tipi di diodi. Questi diodi sono progettati e migliorati con precisione in modo tale da consentire un'ampia gamma di variazioni di capacità.

Diodo Varactor

Diodo Zener

Il diodo Zener viene utilizzato per fornire una tensione di riferimento stabile. Di conseguenza, viene utilizzato in grandi quantità. Funziona in condizioni di polarizzazione inversa e ha scoperto che quando viene raggiunta una particolare tensione si rompe. Se il flusso di corrente è limitato da un resistore, attiva una tensione stabile da generare. Questo tipo di diodo è ampiamente utilizzato per offrire una tensione di riferimento negli alimentatori.

Diodo Zener

Esistono vari metodi nel pacchetto di un diodo Zener. Pochi di questi sono utilizzati per aumentare i livelli di dissipazione di potenza, mentre altri sono utilizzati per i progetti di montaggio su bordo. Il generale tipo di diodo Zener è costituito da una copertura in vetro minimale. Questo diodo ha una fascia su un bordo che lo contrassegna come catodo.

Il diodo Zener funziona in modo simile al diodo quando viene azionato in condizione di polarizzazione di inoltro. Considerando che in polarizzazione inversa, ci sarà un'occorrenza minima corrente di dispersione . Quando si verifica un aumento della tensione inversa fino alla tensione di rottura, questo crea un flusso di corrente attraverso il diodo. Il valore di corrente verrà raggiunto al massimo e questo viene catturato da una resistenza in serie.

Applicazioni del diodo Zener

Esistono ampie applicazioni di un diodo Zener e poche di queste sono:

• Viene utilizzato come limitatore di tensione per regolare i livelli di tensione sul valore minimo dei carichi
• Impiegati nelle applicazioni che necessitano di protezione da sovratensione
• Usato in circuiti di clipping

Alcuni degli altri tipi di diodi implementati in modo cruciale in varie applicazioni sono i seguenti:

• Diodo laser
• Diodo valanga
• Diodo di soppressione della tensione transitoria
• Tipo di diodo drogato d'oro
• Tipo di diodo a corrente costante
• Diodo Peltier
• Raddrizzatore controllato al silicio diodo

Ogni diodo ha i suoi vantaggi e le sue applicazioni. Pochi di questi sono ampiamente utilizzati in varie applicazioni su più domini, mentre pochi sono utilizzati solo in poche applicazioni. Quindi, si tratta di diversi tipi di diodi e dei loro usi. Ci auguriamo che tu abbia una migliore comprensione di questo concetto o per implementare progetti elettrici, per favore dai i tuoi preziosi suggerimenti commentando nella sezione commenti qui sotto. Ecco una domanda per te, Quale è funzione di un diodo ?