Inafasiriwa moja kwa moja kutoka kwa Wikipedia ya Kiingereza na Tafsiri ya Google

Diode

Picha kubwa zaidi ya diode ya Kichina ya miaka sabini
Diode mbalimbali za semiconductor. Chini: Kurekebisha daraja . Katika diodes nyingi, bendi nyeupe au nyeusi iliyojenga hutambua cathode ambayo elektroni zitapita wakati diode inafanya. Mzunguko wa elektroni ni kinyume cha mtiririko wa kawaida wa sasa . [1] [2] [3] [4]
Muundo wa diode ya utupu wa utupu . Filament yenyewe inaweza kuwa cathode, au zaidi (kama inavyoonyeshwa hapa) kutumika joto moto tube tofauti ambayo hutumika kama cathode.

Diode ni sehemu ya umeme ya mwisho ambayo inafanya sasa hasa katika mwelekeo mmoja ( conductance asymmetric); ina upinzani mdogo (kwa kweli sifuri) katika mwelekeo mmoja, na upinzani wa juu (usio na mwisho) katika mwingine. Diode ya semiconductor , aina ya kawaida leo, ni kipande cha fuwele cha vifaa vya semiconductor na p-n junction iliyounganishwa na vituo viwili vya umeme. [5] Diode ya utupu ya utupu ina electrodes mbili, sahani (anode) na cathode yenye joto . Diode ya semiconductor walikuwa vifaa vya umeme vya kwanza vya semiconductor . Ugunduzi wa uwezo wa kurejesha fuwele ulifanywa na mwanafizikia wa Ujerumani Ferdinand Braun mwaka wa 1874. Diode ya kwanza ya semiconductor, inayoitwa whisker diodes ya paka , yaliyoundwa karibu 1906, ilifanywa kwa fuwele za madini kama vile galena . Leo, diodes nyingi hutengenezwa kwa silicon , lakini vifaa vingine kama seleniamu na germanium hutumiwa wakati mwingine. [6]

Yaliyomo

Kazi kuu

Kazi ya kawaida ya diode ni kuruhusu sasa umeme kupitisha mwelekeo mmoja (unaoitwa diode mbele ya mwelekeo), huku ukizuia kinyume chake (mwelekeo wa nyuma ). Kwa hiyo, diode inaweza kutazamwa kama toleo la elektroniki la valve ya kuangalia . Tabia hii ya unidirectional inaitwa kurekebishwa , na hutumiwa kubadili sasa mbadala (AC) kuelekeza sasa (DC). Fomu za wakubwaji , diodes zinaweza kutumika kwa kazi kama vile kuchukua mzunguko kutoka kwa ishara za redio kwenye redio za redio.

Hata hivyo, diodes inaweza kuwa na tabia ngumu zaidi kuliko hatua hii rahisi ya kuzimwa, kwa sababu ya sifa zao za sasa za voltage zisizo za kawaida. Diode ya semiconductor kuanza kufanya umeme tu kama voltage fulani kizingiti au kukata-katika voltage iko katika mwelekeo wa mbele (hali ambayo diode inasema kuwa mbele-upendeleo ). Kupungua kwa voltage katika diode ya mbele iliyopendekezwa inatofautiana kidogo tu na sasa, na ni kazi ya joto; athari hii inaweza kutumika kama sensor ya joto au kama rejea ya voltage .

Tabia ya sasa ya voltage ya diode ya semiconductor inaweza kulengwa na kuchagua vifaa vya semiconductor na uchafu wa dop kuletwa katika vifaa wakati wa utengenezaji. Mbinu hizi hutumiwa kuunda diodes maalum ya kusudi ambayo hufanya kazi nyingi tofauti. Kwa mfano, diodes hutumiwa kusimamia voltage ( dizeli za Zener ), kulinda nyaya kutoka kwenye viwango vya juu vya voltage ( avalanche diodes ), kwa redio za redio za elektroniki na wapokeaji wa televisheni ( varactor diodes ), ili kuzalisha oscillations ya redio-frequency ( diodes ya tunnel , dijeni za Gunn , IMPATT diodes ), na kuzalisha nuru ( diodes ya mwanga-emitting ). Tunnel, Gunn na IMPATT diodes zinaonyesha upinzani hasi , ambayo ni muhimu katika microwave na byte circuits.

Diodes, utupu na semiconductor wote, inaweza kutumika kama generator kelele risasi .

Historia

Diodes ya utupu ( utupu-tube ) na imara-hali (semiconductor) diode zilijengwa tofauti, kwa takriban wakati huo huo, mapema miaka ya 1900, kama detectors redio. [7] Mpaka miaka ya 1950, diode za utupu zilizotumiwa mara kwa mara kwenye radiyo kwa sababu diode ya kwanza ya kuwasiliana na vituo vya semiconductor haikuwa imara. Aidha, seti nyingi za kupokea zilikuwa na utupu wa utupu ambao huweza kuwa na diodes ya thermionic iliyojumuishwa kwenye tube (kwa mfano 12SQ7 mara mbili diode triode ), na rectifiers ya utupu-tube na rectifiers kujazwa gesi walikuwa na uwezo wa kushughulikia baadhi high-voltage / kazi za sasa za kurekebisha bora zaidi kuliko diode za semiconductor (kama vile rectifiers ya seleniamu ) ambazo zilipatikana wakati huo.

Ondoa diodes

Mwaka 1873, Frederick Guthrie aligundua kanuni ya msingi ya utendaji wa diodes ya thermionic. [8] [9] Yeye aligundua kwamba chaji chanya electroscope inaweza kuruhusiwa kwa kuleta msingi kipande cha karibu nyeupe-moto chuma yake (lakini si kweli kugusa yake). Vile vile havikutegemea electroscope iliyosaidiwa vibaya, ikionyesha kwamba mtiririko wa sasa uliwezekana tu katika mwelekeo mmoja.

Thomas Edison kujitegemea tena kanuni hii mwaka wa 1880. [10] Wakati huo, alikuwa akichunguza kwa nini filaments za kaboni-filament mwanga balbu karibu daima kuchomwa nje katika mwisho chanya-kushikamana. Alikuwa na wigo maalum uliofanywa na sahani ya chuma iliyotiwa ndani ya bahasha ya kioo. Kutumia kifaa hiki, alithibitisha kuwa sasa isiyoonekana haikuja kutoka kwenye filament inayowaka kwa njia ya utupu kwenye sahani ya chuma, lakini tu wakati sahani iliunganishwa kwa ugavi mzuri.

Edison alipanga mzunguko ambako balbu yake ya taa iliyobadilishwa kwa ufanisi ilibadilishana kupinga katika voltmeter ya DC . Edison alitolewa patent ya uvumbuzi huu mwaka 1884. [11] Kwa kuwa hapakuwa na matumizi ya dhahiri kwa kifaa hicho kwa wakati huo, maombi ya patent yalikuwa ya uwezekano wa tahadhari tu ikiwa mtu mwingine alipata matumizi ya so- aitwaye Edison athari .

Miaka 20 baadaye, John Ambrose Fleming (mshauri wa kisayansi wa Kampuni ya Marconi na mfanyakazi wa zamani wa Edison) alitambua kuwa athari ya Edison inaweza kutumika kama detector ya usahihi wa redio . Fleming hati miliki ya kwanza ya diode thermionic diode, valve Fleming , Uingereza mnamo Novemba 16, 1904 [12] (ikifuatwa na Patent ya Marekani 803,684 mnamo Novemba 1905).

Makala ya hali ya imara

Mwaka wa 1874, mwanasayansi wa Ujerumani Karl Ferdinand Braun aligundua "uendeshaji wa nje" wa fuwele. [13] [14] Braun yaliyamiliki kontrollerade kioo mwaka wa 1899. [15] Wakubwaji wa Copper na seleniamu walitengenezwa kwa ajili ya matumizi ya nguvu katika miaka ya 1930.

Mwanasayansi wa Kihindi Jagadish Chandra Bose ndiye wa kwanza kutumia kioo kwa kuchunguza mawimbi ya redio mwaka wa 1894. [16] Detector ya kioo ilianzishwa kuwa kifaa cha vitendo cha telegraphy isiyo na waya na Greenleaf Whittier Pickard , ambaye alinunua detector ya kioo ya silicon mwaka 1903 na akapokea patent kwa ajili ya Novemba 20, 1906. [17] Wengine wa majaribio walijaribu vitu vingine mbalimbali, ambavyo vilivyotumiwa zaidi ni galena ya madini ( kusababisha sulfide ). Dutu zingine zinatoa utendaji bora kidogo, lakini galena ilikuwa inatumiwa sana kwa sababu ilikuwa na faida ya kuwa nafuu na rahisi kupata. Detector ya kioo katika seti hizi za redio za kioo za awali zilijumuisha kuwasiliana na waya, au mara nyingi hufanywa kwa dhahabu au platinamu kwa sababu ya asili yao isiyoharibika (inayoitwa "whisker ya paka"), ambayo inaweza kuhamishwa kwa uso juu ya uso wa kioo katika kutafuta sehemu ya madini hayo na sifa za kurekebisha. Kifaa hiki kilichokuwa kinasababishwa kilikuwa kinasababishwa na diodes ya thermionic ( zilizopo utupu ) kwa miaka ya 1920, lakini baada ya vifaa vya usafi wa semiconductor vilivyopatikana, kifaa cha kioo kilikuja kwa matumizi makubwa na ujio, katika miaka ya 1950, ya diode zisizo na gharama ndogo za germanium . Labs ya Bell pia iliunda diode ya germanium kwa ajili ya mapokezi ya microwave, na AT & T iliitumia haya katika minara yao ya microwave ambayo ilivuka-Marekani tangu mwanzo wa miaka ya 1940, inayobeba ishara za televisheni za simu na mtandao. Maabara ya Bell hakuwa na kuendeleza diode thermionic ya kutosha kwa ajili ya mapokezi ya microwave.

Etymology

Wakati wa uvumbuzi wao, vifaa vile vilikuwa vinajulikana kama wakubwaji . Mnamo mwaka wa 1919, tetrodes ya mwaka ilitengenezwa, William Henry Eccles aliunda neno la diode kutoka mizizi ya Kigiriki di (kutoka δί ), maana ya 'mbili', na ode (kutoka ὁδός ), maana ya 'njia'. (Hata hivyo, neno diode yenyewe, pamoja na triode , tetrode , pentode , hexode , tayari walikuwa katika matumizi kama suala la multiplex telegraphy , tazama, kwa mfano, jarida telegraph na mapitio ya umeme, Septemba 10, 1886, p 252). .

kurejesha

Ingawa diodes kila kurekebisha, neno ' rectifier ' ni kawaida akiba kwa ajili ya mikondo ya juu na voltages ya kawaida kupatikana katika marekebisho ya chini ya nguvu ishara ; Mifano ni pamoja na:

Diodes ya Thermionic

Tengenezo la tube la utupu wa diode
Ishara kwa diode ya utupu ya hewa isiyokuwa ya moja kwa moja. Kutoka juu hadi chini, vipengele ni anode, cathode, na filament ya heater.

Diode ya thermionic ni kifaa cha thermionic-valve (pia kinachojulikana kama tube ya utupu , tube, au valve), inayojumuisha bahasha ya kioo iliyohifadhiwa iliyo na electrodes mbili: cathode iliyowaka kwa filament , na sahani ( anode ). Mifano ya awali ilikuwa sawa na kuonekana kwa balbu za mwanga za incandescent .

Katika operesheni, sasa inapita kupitia filament (heater) -a high upinzani waya kufanywa na nichrome - na hupunguza cathode nyekundu moto (800-1000 ° C). Hii husababisha cathode kutoweka elektroni katika utupu, mchakato unaoitwa uchafu wa thermionic . (Baadhi ya valves hutumia inapokanzwa kwa moja kwa moja , ambayo filament ya tungsten hufanya kama joto na cathode.) Voltage inayobadilishwa ili kurekebishwa hutumiwa kati ya cathode na electrode ya sahani. Wakati sahani ina voltage chanya kwa heshima ya cathode, ina electrostatically huvutia elektroni kutoka cathode, hivyo sasa ya elektroni inapita kupitia tube kutoka cathode kwa sahani. Hata hivyo, wakati polarity ni kuingiliwa na sahani ina voltage hasi, hakuna mtiririko wa sasa, kwa sababu elektroni cathode si kuvutia yake. Sahani, ikiwa haifai, haitoi elektroni yoyote. Hivyo elektroni huweza tu kupitia kupitia tube moja kwa moja, kutoka kwenye cathode hadi sahani ya anode.

Cathode imefunikwa na oksidi za metali za alkali duniani , kama vile oksidi za bariamu na strontium . Hizi zina kazi ya chini, ina maana kwamba wao hutoa zaidi elektroni kuliko vile ambazo hazipatikani.

Katika valve ya zebaki-arc , aina ya arc huwa kati ya anode ya conductive ya kinzani na bwawa la zebaki la kioevu inayofanya kazi kama cathode. Vitengo vile vilifanywa kwa viwango hadi mamia ya kilowatts, na zilikuwa muhimu katika maendeleo ya maambukizi ya nguvu ya HVDC . Aina fulani za wakubwaji wa thermionic ndogo zilikuwa na mvuke wa zebaki kujaza kupunguza tone lao la mbele na kuongeza kiwango cha sasa juu ya vifaa vya thermionic ngumu-utupu.

Katika wakati wa utupu wa tube, diode ya valve ilitumiwa katika maombi ya ishara ya analog na kama washughulikiaji katika vifaa vya umeme vya DC katika matumizi ya umeme kama vile redio, televisheni, na mifumo ya sauti. Walibadilishwa katika vifaa vya nguvu kuanzia miaka ya 1940 na wakubwaji wa seleniamu na kisha kwa diode ya semiconductor miaka ya 1960. Leo bado hutumiwa katika programu kadhaa za nguvu za nguvu ambapo uwezo wao wa kuhimili vikwazo vya muda mfupi na ustadi wao huwapa faida juu ya vifaa vya semiconductor. Upyaji wa hivi karibuni (2012) wa maslahi kati ya audiophiles na studio ya kurekodi katika gear ya zamani ya audio kama vile amplifiers ya gitaa na mifumo ya sauti ya nyumbani imetoa soko kwa valves ya urithi wa diode ya walaji.

Diode ya semiconductor

Ishara za umeme za

Ishara iliyotumiwa kwa diode ya semiconductor katika mchoro wa mzunguko inataja aina ya diode. Kuna alama mbadala kwa aina fulani za diode, ingawa tofauti ni ndogo. Pembetatu katika alama inaonyesha mwelekeo wa mbele, yaani katika mwelekeo wa mtiririko wa kawaida wa sasa .

Detector ya galena cat-whisker, diode ya kuwasiliana na uhakika.

Point-wasiliana diodes

Diode ya kuwasiliana na uhakika inafanya kazi sawa na diodes ya makutano ilivyoelezwa hapo chini, lakini ujenzi wake ni rahisi. Waya ya chuma iliyowekwa inawekwa katika kuwasiliana na semiconductor ya aina ya n. Baadhi ya chuma huhamia kwenye semiconductor ili kufanya kanda ndogo-aina kote ya kuwasiliana. Toleo la germani 1N34 bado linatumiwa katika redio za redio kama detector na mara kwa mara katika umeme maalumu za analog. [ citation inahitajika ]

Mipangilio ya dijiti

P-n diunction diode

Di-p-n junction ni ya kioo ya semiconductor , kawaida silicon, lakini germanium na gallium arsenide pia kutumika. Uchafu ni aliongeza kwa hiyo kujenga kanda ya upande mmoja ambayo ina hasi malipo flygbolag (elektroni), iitwayo n-aina semiconductor , na kanda upande wa pili ambayo ina chanya malipo flygbolag ( mashimo ), iitwayo p-aina semiconductor . Wakati vifaa vya aina ya n na p-pindi vinavyounganishwa pamoja, mtiririko wa elektroni hutokea wakati wa n kwa upande wa p kusababisha mkoa wa tatu kati ya mbili ambapo hakuna flygbolag za malipo zilizopo. Eneo hili linaitwa kanda ya kupoteza kwa sababu hakuna flygbolag za malipo (wala elektroni wala mashimo) ndani yake. Neno la diode linaunganishwa na mikoa ya aina ya n na ya p. Mpaka kati ya mikoa miwili hii, inayoitwa p-n junction , ni pale ambapo hatua ya diode inafanyika. Wakati uwezo wa umeme wa kutosha unatumika kwa upande wa P ( anode ) kuliko kwa upande wa N ( cathode ), inaruhusu elektroni kupitike kupitia kanda ya kupoteza kutoka upande wa N aina ya upande wa P. Mipangilio hairuhusu mtiririko wa elektroni katika mwelekeo tofauti wakati uwezekano unatumiwa kinyume chake, na kujenga, kwa maana, valve ya umeme.

Schottky diode

Aina nyingine ya diode ya junction, diode ya Schottky , hutengenezwa kutoka kwa makutano ya chuma-semiconductor badala ya mkusanyiko wa ap-n, ambayo hupunguza uwezo na huongeza kasi ya kugeuka.

Hali ya sasa ya voltage

I-V (sasa dhidi ya voltage) sifa za di-apunction ya diode

Tabia ya diode ya semiconductor katika mzunguko hutolewa na tabia yake ya sasa-voltage , au graph I-V (tazama grafu hapa chini). Aina ya curve imedhamiriwa na usafiri wa flygbolag za malipo kwa njia ya safu inayojulikana ya kupoteza au kanda ya kupoteza ambayo ipo katika mkutano wa p-n kati ya semiconductors tofauti. Wakati mkusanyiko wa ap-n unavyotengenezwa, elektroni za uendeshaji-bandia (simu) kutoka eneo la N- doped zinaenea katika eneo la P- doped ambako kuna idadi kubwa ya mashimo (maeneo yasiyo ya nafasi ya elektroni) ambayo elektroni "hutengeneza" . Wakati elektroni ya simu inakabiliwa na shimo, shimo mbili na elektroni zinatoweka, wakiacha nyuma wafadhili wa dhamana ya kudumu (dopant) kwa upande wa N na kumshtaki mkosaji (dopant) kwa upande wa P. Kanda karibu na mkusanyiko wa p-n inakuwa imefungwa kwa waendeshaji wa malipo na hivyo hufanya kama sufuria .

Hata hivyo, upana wa kanda ya kupoteza (inayoitwa upana wa kupungua ) haiwezi kukua bila kikomo. Kwa kila upungufu wa jozi ya elektroni hutengenezwa, ioni yenye dopant iliyosababishwa imesalia nyuma katika eneo la N-doped, na ion ya dopant iliyosababishwa vibaya imeundwa katika eneo la P-doped. Kutokana na upungufu wa upungufu na ions zaidi, kuongezeka kwa shamba la umeme huendelea kupitia eneo la kupoteza ambalo hufanya polepole na hatimaye kuacha kupunguzwa. Kwa hatua hii, kuna uwezo wa "kujengwa" ndani ya eneo la kupoteza.

Dijiti ya PN ya junction katika hali ya mbele ya kupendeza, upana wa kupungua hupungua. Wote p na n makutano ni doped katika 1e15 / cm3 ametumia madawa ya kulevya cha kupelekea kujengwa katika uwezo wa ~ 0.59V. Angalia viwango tofauti vya Quasi Fermi kwa bendi ya uendeshaji na bendi ya valence katika maeneo ya n na p (curves nyekundu).

Rejesha upendeleo

Ikiwa voltage ya nje imewekwa kwenye diode na polarity sawa kama uwezo wa kujengwa, eneo la kupungua huendelea kutenda kama kizuizi, kuzuia mtiririko wowote wa sasa wa umeme (isipokuwa peuni za elektroni-shimo zinajenga kikamilifu katika makutano na , kwa mfano, mwanga, angalia photodiode ). Hii inaitwa uzushi wa rena .

Upendeleo wa mbele

Hata hivyo, ikiwa polarity ya voltage ya nje inakabiliwa na uwezo wa kujengwa, recombination inaweza tena kuendelea, na kusababisha sasa kubwa umeme kwa njia ya p-n mkusanyiko (yaani namba kubwa ya elektroni na mashimo kukataa katika makutano). Kwa diode ya silicon, uwezo uliojengwa ni takribani 0.7 V (0.3 V kwa germanium na 0.2 V kwa Schottky). Kwa hiyo, kama voltage ya nje kubwa zaidi na kinyume na voltage iliyojengwa inatumika, sasa itatoka na diode inasemwa kuwa "imegeuka" kama imetolewa kwa upendeleo wa mbele . Diode ni kawaida inaelezwa kuwa na "mbele" voltage, juu ambayo inafanya na chini ambayo conduction ataacha. Hata hivyo, hii ni tu takriban kama tabia ya mbele ni kulingana na equckley equation kabisa laini (angalia grafu hapa chini). [ ufafanuzi unahitajika ]

Tabia ya I-V ya diode inaweza kulinganishwa na mikoa minne ya operesheni:

  1. Kwa upendeleo mkubwa sana, zaidi ya voltage inverse kubwa au PIV, mchakato unaoitwa upungufu wa kutokea hutokea husababisha ongezeko kubwa la sasa (kwa mfano, idadi kubwa ya elektroni na mashimo huundwa na, na kuondoka mbali na mkutano wa p-n ) ambayo mara nyingi huharibu kifaa kabisa. Diode ya bunduki imeundwa kwa makusudi kwa ajili ya matumizi kwa njia hiyo. Katika diode ya Zener , dhana ya PIV haitumiki. Diode ya Zener ina mkusanyiko mkubwa wa p-n ambayo inaruhusu elektroni kuingia kwenye bendi ya valence ya vifaa vya p-aina kwenye bendi ya uendeshaji wa vifaa vya aina ya n, kama vile voltage inalenga "imefungwa" kwa thamani inayojulikana ( inayoitwa voltage Zener ), na bonde haitoke. Vifaa vyote, hata hivyo, vina kiwango cha sasa na nguvu ambazo zinaweza kukabiliana na mkoa wa vikwazo vya voltage. Pia, kufuatia mwisho wa uendeshaji wa mbele katika diode yoyote, kuna sasa ya nyuma kwa muda mfupi. Kifaa haipati uwezo wake wa kuzuia mpaka sasa inakaribia.
  2. Kwa upendeleo chini ya PIV, sasa reverse ni ndogo sana. Kwa diode ya kawaida ya P-N, mpangilio wa sasa kupitia kifaa katika kiwango cha micro-ampere (μA) ni cha chini sana. Hata hivyo, hii ni tegemezi ya joto, na kwa joto la kutosha, kiasi kikubwa cha sasa cha nyuma kinaweza kuzingatiwa (mA au zaidi).
  3. Kwa upendeleo mdogo, ambako sasa tu ndogo ya mbele inafanyika, curve ya sasa ya voltage inaelezea kwa mujibu wa usawa bora wa diode. Kuna dhahiri mbele ya voltage ambayo diode inaanza kufanya kwa kiasi kikubwa. Hii inaitwa voltage ya magoti au voltage -in-voltage na ni sawa na uwezekano wa kuzuia pn junction. Hii ni kipengele cha jiji la ufafanuzi, na inaonekana kuwa kali juu ya kiwango cha sasa kilichosimamiwa zaidi kuliko kwenye mchoro ulionyeshwa hapa.
  4. Katika mikondo kubwa mbele mbele ya voltage ya sasa ya voltage inaanza kuongozwa na upinzani wa ohmic wa semiconductor wingi. Curve haitambui tena, ni asymptotic kwa mstari wa moja kwa moja ambao mteremko ni upinzani wa wingi. Eneo hili ni muhimu hasa kwa diode za nguvu. Diode inaweza kuonyeshwa kama diode bora katika mfululizo na kupinga fasta.

Katika diode ndogo ya silicon inayoendesha mikondo yake iliyopimwa, kushuka kwa voltage ni karibu 0.6 hadi 0.7 volts . Thamani ni tofauti kwa aina nyingine za diode- Diode Schottky inaweza kupimwa chini ya 0.2 V, germanium diodes 0.25 hadi 0.3 V, na diodes nyekundu au bluu -emitting mwanga (LEDs) inaweza kuwa na maadili ya 1.4 V na 4.0 V kwa mtiririko huo. [ citation inahitajika ]

Katika mikondo ya juu kushuka kwa voltage mbele ya ongezeko la diode. Toleo la 1 V kwa 1.5 V ni la kawaida kwa sasa iliyopimwa kwa diode za nguvu.

Shockley diode equation

Shockley ideal diode equation au sheria ya diode (jina lake baada ya mvumbuzi wa mchanganyiko wa bipolar transistor William Bradford Shockley ) inatoa tabia ya I-V ya diode bora katika ubaguzi wowote au au upendeleo. Equation ifuatayo inaitwa Shockley bora diode equation wakati n , sababu ya uthabiti, imewekwa sawa na 1:

wapi

Mimi ni sasa ya diode,
I S ni kueneza kwa bias sasa (au kiwango cha sasa),
V D ni voltage katika diode,
V T ni voltage ya joto , na
n ni sababu ya maadili , pia inajulikana kama kipengele cha ubora au wakati mwingine mgawo wa chafu . Sababu ya ustadi n kawaida inatofautiana kutoka 1 hadi 2 (ingawa inaweza katika baadhi ya matukio kuwa ya juu), kulingana na mchakato wa utengenezaji na vifaa vya semiconductor na ni sawa na 1 kwa kesi ya "bora" diode (hivyo n wakati mwingine ni omitted ). Sababu ya uaminifu iliongezwa kwenye akaunti kwa makutano yasiyo ya kawaida kama ilivyoonekana katika transistors halisi. Sababu hii hasa husababisha upunguzaji wa carrier kama wahamiaji wa malipo wanavuka kanda ya kupoteza .

Voltage ya mafuta V T ni takribani 25.85 mV kwa 300 K, joto karibu na "joto la kawaida" linatumiwa katika programu ya simulation ya kifaa. Katika joto lolote ni mara kwa mara inayojulikana inayoelezwa na:

ambapo k ni mara kwa mara ya Boltzmann , T ni joto kamili la mkusanyiko wa p-n, na q ni ukubwa wa malipo ya elektroni ( malipo ya msingi ).

Kueneza kwa sasa, I S , si mara kwa mara kwa kifaa kilichopewa, lakini inatofautiana na joto; kawaida zaidi kwa kiasi kikubwa kuliko V T, ili V D kawaida hupungua T kuongezeka.

Shockley bora diode equation au sheria ya diode inatokana na dhana kwamba michakato tu inayozalisha kwa sasa katika diode ni drift (kutokana na shamba la umeme), kutenganishwa, na kizazi cha recombination kizazi (R-G) (hii equation inatokana na kuweka n = 1 hapo juu). Pia inadhani kwamba sasa R-G katika eneo la kupoteza ni muhimu. Hii inamaanisha kuwa usawa wa usawa wa dickley wa Shockley hauna hesabu kwa michakato inayohusika na kuvunjika kwa reverse na kusaidiwa kwa photon kwa R-G. Zaidi ya hayo, haina kuelezea "kupanua mbali" ya mkondo wa I-V kwa upendeleo wa juu kwa sababu ya upinzani wa ndani. Kuanzisha sababu ya nia, n, akaunti ya kukataa tena na kizazi cha wahamishaji.

Chini ya vikwazo vilivyotokana na upendeleo wa uelewa katika usawa wa diode hauna maana, na sasa ni thamani ya mara kwa mara (hasi) ya reverse ya sasa - I S. Kanda ya kuvunjika kwa nyuma haifanyiriwa na usawa wa diode wa Shockley.

Kwa maana hata ndogo ndogo ya uhamiaji wa kupendeza kwa uchunguzi ni kubwa sana, kwa kuwa voltage ya joto ni ndogo sana kwa kulinganisha. Kutoka '1' katika usawa wa diode basi ni duni na sasa ya kisasa ya diode inaweza kufikiriwa na

Matumizi ya usawa wa diode katika matatizo ya mzunguko unaonyeshwa katika makala kuhusu mfano wa diode .

Tabia ndogo ya ishara

Kwa kubuni wa mzunguko, mfano mdogo wa ishara ya tabia ya diode mara nyingi huonyesha kuwa ni muhimu. Mfano maalum wa mfano wa diode ni kujadiliwa katika makala juu ya nyaya ndogo ndogo .

Athari ya kurejesha upya

Kufuatia mwisho wa uendeshaji wa mbele katika di-ap-n aina, sasa inavyoweza kupitiwa inaweza kupitiwa kwa muda mfupi. Kifaa haipati uwezo wake wa kuzuia hadi malipo ya simu katika makutano yamefunguliwa.

Athari inaweza kuwa muhimu wakati wa kubadili mikondo kubwa haraka sana. [18] kiasi fulani cha "reverse muda wa kupona" t r (juu ya mara kumi ya nanoseconds kwa microseconds chache) kuhitajika kuondoa reverse ahueni malipo Q r kutoka diode. Wakati wa kupona hii, diode inaweza kweli kufanya katika mwelekeo wa nyuma. Hii inaweza kusababisha kasi ya sasa ya mara kwa mara katika mwelekeo wa mwelekeo kwa muda mfupi wakati diode ni upendeleo. Ukubwa wa sasa unaoelekea kwa sasa ni kuamua na mzunguko wa uendeshaji (yaani, upinzani wa mfululizo) na diode inasemekana kuwa katika awamu ya kuhifadhi. [19] Katika baadhi ya matukio halisi ya ulimwengu ni muhimu kuchunguza hasara zinazohusishwa na athari hii isiyofaa ya diode. [20] Hata hivyo, kiwango cha kuuawa cha sasa si kikubwa (kwa mfano mzunguko wa mstari) athari inaweza kupuuzwa kwa usalama. Kwa matumizi mengi, athari pia ni duni kwa Schottky diodes .

Hali ya nyuma inakaribia ghafla wakati malipo yaliyohifadhiwa yamepungua; kusimama kwa ghafla hutumiwa katika diodes ya kupona hatua kwa kizazi cha vidonda vifupi sana.

Aina ya diode ya semiconductor

Kuna aina kadhaa za didi ya p-n , ambayo inasisitiza ama tofauti ya kimwili ya diode mara nyingi na kuongeza kijiometri, ngazi ya doping, kuchagua electrodes sahihi, ni tu matumizi ya diode katika mzunguko maalum, au ni tofauti kabisa vifaa kama Gunn na laser diode na MOSFET :

Diodes ya kawaida (p-n), ambayo hufanya kazi kama ilivyoelezwa hapo juu, hutengenezwa kwa silicon ya doped au, mara chache zaidi, germanium . Kabla ya maendeleo ya diode ya upungufu wa nguvu za silicon, oksidi ya kikombe na seleniamu ya baadaye ilitumiwa. Ufanisi wao wa chini unahitajika voltage ya juu sana kutumika (kawaida 1.4 hadi 1.7 V kwa "kiini", pamoja na seli nyingi zilizowekwa ili kuongeza kiwango cha juu cha voltage inverse kwa ajili ya matumizi katika high rectifiers voltage), na required joto kubwa kuzama (mara nyingi ugani wa substrate ya chuma ya diode), kubwa zaidi kuliko dizeli ya silicon baadaye ya ratings sawa ya sasa itahitaji. Wengi wa diode zote ni di-p-n zilizopatikana katika mizunguko ya CMOS iliyojumuishwa , ambayo ni pamoja na diodes mbili kwa pini na diodes nyingi za ndani.

Diode ya baharani
Hizi ndio diode zinazofanya katika mwelekeo wa nyuma wakati voltage ya upendeleo wa mbadala inadhuru voltage ya kuvunjika. Hizi ni umeme sawa na diodes za Zener (na mara kwa mara huitwa makosa ya Zener), lakini huvunja kwa njia tofauti: athari ya banguli . Hii hutokea wakati shamba la umeme linalotumiwa katika mkusanyiko wa p-n husababisha wimbi la ionization, kukumbuka kwa bango, na kuongoza kwa sasa kubwa. Diode ya baharini imeundwa kuvunjika kwenye voltage iliyoelekezwa vizuri bila kuharibiwa. Tofauti kati ya diode ya avalanche (ambayo ina upungufu wa juu juu ya 6.2 V) na Zener ni kwamba urefu wa kituo cha zamani ulizidi njia ya bure ya elektroni, na kusababisha migongano mengi kati yao kupitia njia. Tofauti pekee ya vitendo kati ya aina hizo mbili nio wana coefficients ya joto la polaity tofauti.
Whisker ya paka au diodes ya kioo
Hizi ni aina ya diode ya kuwasiliana na uhakika. Whisker diode ya paka huwa na waya nyembamba au yenye nguvu iliyopigwa dhidi ya kioo ya semiconducting, kawaida galena au kipande cha makaa ya mawe . Waya huunda anode na kioo huunda cathode. Vikodo vya whisker za paka pia viliitwa diodes ya kioo na kupatikana kwa programu katika redio za kwanza ziitwazo redio za redio . Diodes ya whisker ya paka huwa ya kawaida, lakini yanaweza kupatikana kutoka kwa wazalishaji wachache. [21]
Diodes ya sasa ya sasa
Haya ni kwa kweli JFET [22] na lango limepungukiwa na chanzo, na hufanya kazi kama analog ya sasa-ya mwisho-ya kupunguzwa kwa diode ya upepo wa Zener. Wao kuruhusu sasa kupitia yao kupanda kwa thamani fulani, na kisha ngazi mbali kwa thamani maalum. Pia huitwa CLDs , diodes ya sasa ya sasa , transistors iliyounganishwa na diode , au diode zinazosimamia sasa .
Esaki au diodes ya tunnel
Hizi zina kanda ya operesheni inayoonyesha upinzani hasi unaosababishwa na usambazaji wa quantum , [23] kuruhusu amplification ya ishara na mzunguko rahisi sana wa bistable. Kwa sababu ya mkusanyiko mkubwa wa carrier, diode ya tunnel ni ya haraka sana, inaweza kutumika kwa joto la chini (mK), maeneo ya juu magnetic, na katika mionzi ya juu ya mionzi. [24] Kwa sababu ya mali hizi, mara nyingi hutumiwa katika ndege.
Vijiti vya Gunn
Hizi ni sawa na diodes ya tunnel kwa kuwa zinafanywa kwa vifaa kama vile GaAs au InP ambazo zinaonyesha kanda ya upinzani tofauti tofauti . Kwa kupendeza sahihi, fomu za dipole na kusafiri katika diode, kuruhusu oscillators ya juu ya mzunguko wa microwave kujengwa.
Diode ya kuangaza mwanga (LEDs)
Katika diode inayotokana na semiconductor moja ya bendi-pengo , kama gallium arsenide , flygbolag malipo ambayo kuvuka makutano hutoa photons wakati wao recombine na wengi carrier kwa upande mwingine. Kulingana na vifaa, wavelengths (au rangi) [25] kutoka kwenye infrared hadi karibu na ultraviolet inaweza kutolewa. [26] Uwezekano wa mbele wa diode hizi unategemea urefu wa photons zilizoonyeshwa: 2.1 V inalingana na nyekundu, 4.0 V kwa violet. LEDs za kwanza zilikuwa nyekundu na za njano, na diodes ya juu-frequency yameandaliwa kwa muda. LED zote zinazozalisha mwanga usio na mwanga, nyembamba-wigo; "nyeupe" LED ni kweli mchanganyiko wa LEDs tatu ya rangi tofauti, au LED bluu na mipako ya njano scintillator . LED inaweza pia kutumika kama picha za chini za ufanisi katika maombi ya ishara. LED inaweza kuunganishwa na photodiode au phototransistor katika pakiti moja, ili kuunda opto-isolator .
Vipimo vya laser
Wakati muundo wa LED unao katika cavity ya resonant inayotengenezwa na kupiga uso nyuso za mwisho, laser inaweza kuundwa. Diode ya laser hutumiwa kawaida katika vifaa vya kuhifadhi vitu na kwa mawasiliano ya kasi ya macho .
Diodes ya joto
Neno hili linatumika kwa wote kwa diodes ya kawaida ya p-n kutumika kwa kufuatilia joto kwa sababu ya voltage yao mbele mbele na joto, na kwa Peltier pampu joto kwa joto thermoelectric na baridi . Pampu za joto za Peltier zinaweza kufanywa kutoka kwa semiconductor, ingawa hawana majadiliano yoyote ya kurejesha, hutumia tabia tofauti ya wasimamizi wa malipo katika N na P aina semiconductor ili kuhamisha joto.
Diode ya diun
Hii ni aina maalum ya diode ya ulinzi wa voltage. Ni sifa ya tabia ya kawaida ya voltage-sasa, sawa na DIAC . Ina muda mwingi wa majibu hata hivyo, ndiyo sababu hutumiwa katika programu zinazohitajika.
Pichadididi
Semiconductors wote ni chini ya kizazi cha malipo carrier carrier . Hii ni kawaida athari mbaya, hivyo wengi semiconductors ni vifurushi katika nyenzo kuzuia mwanga. Pichadiodes ni nia ya kutambua mwanga ( photodetector ), hivyo ni vifurushi katika vifaa vya kuruhusu mwanga kupita, na kawaida PIN (aina ya diode nyeti zaidi na mwanga). [27] Pichadidiode inaweza kutumika katika seli za jua , katika photometry , au katika mawasiliano ya macho . Pichadididi nyingi zinaweza kufungwa katika kifaa kimoja, ama kama safu ya mstari au kama safu mbili. Vipengee hivi haipaswi kuchanganyikiwa na vifaa vilivyounganishwa na malipo .
Vipimo vya PIN
Diode ya PIN ina safu ya kati isiyo na doped, au ya ndani , safu, na kutengeneza muundo wa p-aina / intrinsic / n-aina. [28] Wao hutumiwa kama swichi za redio za mzunguko na watetezi. Pia hutumiwa kama detectors kubwa, kiasi cha ionizing-radiation na kama photodetectors . Diodes ya PIN pia hutumiwa katika umeme wa umeme , kama safu yao ya kati inaweza kuhimili viwango vya juu. Aidha, muundo wa PIN unaweza kupatikana katika vifaa vingi vya semiconductor nguvu , kama IGBTs , nguvu MOSFET , na thyristors .
Schottky diodes
Diode Schottky hujengwa kutoka kwa metali hadi kuwasiliana na semiconductor. Wanao kushuka kwa chini ya voltage kuliko diodes ya p-n. Vipimo vyao vilivyopungua mbele ya mikondo ya mbele ya mA 1 ni katika kiwango cha 0.15 V hadi 0.45 V, ambacho kinawafanya kuwa muhimu katika maombi ya kupima voltage na kuzuia uimarishaji wa transistor. Wao pia inaweza kutumika chini hasara rectifiers , pamoja na kwamba kuvuja yao nyuma ya sasa ni kwa ujumla juu kuliko ile ya diodes nyingine. Dicho Schottky ni vifaa vingi vya kubeba na hivyo huna matatizo ya kuhifadhi wadogo wachache ambao hupunguza diode nyingi nyingi-hivyo hupata upya zaidi kuliko diodes ya p-n. Pia huwa na uwezo wa chini wa makutano kuliko diodes ya p-n, ambayo hutoa kasi ya kugeuka kwa kasi na matumizi yao katika vituo vya juu vya kasi na vifaa vya RF kama vile nguvu za switching -mode , mixers , na detectors .
Vipengele vingi vya kuzuia
Diodes kubwa ya kuzuia ni diode za kurejesha ambazo zinajumuisha tone la chini la voltage ya diode ya Schottky na uwezo wa kuongezeka-upungufu na uvujaji wa chini wa chini wa diode ya kawaida ya p-n.
Dhahabu- zilizopangwa diodes
Kama dopant, dhahabu (au platinum ) hufanya vituo vya kukodisha, ambayo husaidia kurejesha haraka wa flygbolag wachache. Hii inaruhusu diode kufanya kazi katika masafa ya ishara, kwa gharama ya kushuka kwa voltage ya juu. Diode ya dhahabu ya dope ni kasi kuliko nyingine di-p-n (lakini si kwa haraka kama dicho Schottky). Pia huwa na uvujaji wa chini wa sasa kuliko Schottky diodes (lakini si nzuri kama nyingine di-p-n diodes). [29] [30] Mfano wa kawaida ni 1N914.
Kuondolewa au diodes ya kupona hatua
Ahueni ya hatua ya hatua inahusiana na aina ya tabia ya kurejesha reverse ya vifaa hivi. Baada ya sasa ya sasa imekuwa ikipita kwenye SRD na sasa inakabiliwa au kuingiliwa, uendeshaji wa nyuma utaacha sana kwa ghafla (kama katika wimbi la hatua ya hatua). Kwa hiyo, SRD inaweza kutoa mabadiliko ya haraka ya voltage na kutoweka kwa ghafla kwa flygbolag za malipo.
Watazamaji au Diode ya Marejeo ya Mbele
Stabistor ya neno inahusu aina maalum ya diodes iliyo na sifa za nguvu za mbele za nguvu . Vifaa hivi ni maalum kwa ajili ya maombi ya utulivu wa chini ya voltage wanaohitaji voltage uhakika juu ya pana pana sasa na imara juu ya joto.
Diode ya muda mrefu ya kukandamiza voltage (TVS)
Hizi ni Banguko diodes iliyoundwa mahsusi ya kulinda vifaa vingine semiconductor kutoka high-voltage transients . [31] Mipango yao ya p-n ina sehemu kubwa zaidi ya sehemu ya msalaba kuliko ile ya kawaida ya diode, inayowawezesha kuendesha mikondo mikubwa chini bila kudumisha uharibifu.
Vurugu au vidonda vya varactor
Hizi hutumiwa kama capacitors kudhibitiwa na voltage. Hizi ni muhimu katika PLL ( kitanzi kilichofungiwa kwa awamu ) na mizunguko ya FLL ( mizunguko-imefungwa kitanzi ), kuruhusu nyaya za tuning, kama vile zile za kupokea televisheni, kuzifunga kwa kasi. Waliwawezesha pia oscillators tunable katika tuning mapema ya radios, ambapo nafuu na imara, lakini fasta-frequency, kioo oscillator zinazotolewa frequency kumbukumbu kwa oscillator kudhibitiwa voltage .
Zener diodes
Hizi zinaweza kufanywa kwa upendeleo wa nyuma (nyuma), na kwa usahihi huitwa diodes ya kuvunjika kwa nyuma. Athari hii, inayoitwa kuvunjika kwa Zener , hutokea kwa voltage iliyoelezwa kwa usahihi, kuruhusu diode itumike kama kumbukumbu ya usahihi wa voltage. Neno Zener diode linatumika kilogramu kwa aina kadhaa za diodes ya kuvunjika, lakini dizeli Zener vibaya na voltage kuvunjika chini ya 5 volts, wakati diodes avalanche hutumiwa kwa voltages kuvunjika juu ya thamani hiyo. Katika mizunguko yenye uendeshaji wa voltage, Zener na diodes za kubadili zinaunganishwa katika mfululizo na mwelekeo tofauti ili usawa majibu ya mgawo wa joto ya diode hadi karibu-sifuri. Vifaa vingine vinavyojulikana kama diodes ya juu-voltage Zener ni diodes ya avalanche (tazama hapo juu). Zeners mbili (sawa) katika mfululizo na utaratibu wa reverse, katika mfuko huo, hujumuisha absorber ya muda mfupi (au Transorb , alama ya biashara iliyosajiliwa).

Matumizi mengine kwa diode ya semiconductor ni pamoja na hisia ya joto, na kompyuta logarithms analog (angalia Operational amplifier maombi # Logarithmic pato ).

Miradi ya kuhesabu na kuandika

Kuna idadi ya mipango ya kawaida, ya kawaida na ya utengenezaji inayotokana na utengenezaji wa diode; kawaida mbili ni kiwango cha EIA / JEDEC na kiwango cha Ulaya cha Pro Electron :

EIA / JEDEC

Mfumo wa EIA370 uliowekwa wa mfululizo wa 1N ulianzishwa Marekani kwa EIA / JEDEC (Halmashauri ya Pamoja ya Uhandisi wa Kifaa cha Electroni) kuhusu 1960. Wengi diodes wana jina la kwanza la kiambishi (mfano, 1N4003). Miongoni mwa maarufu zaidi katika mfululizo huu walikuwa: 1N34A / 1N270 (signal ya germanium), 1N914 / 1N4148 (ishara ya silicon), 1N400x ( kielelezo cha nguvu ya silicon 1A), na 1N580x ( kielelezo cha nguvu ya silicon 3A). [32] [33] [34]

JIS

Mfumo wa utambulisho wa JIS wa semiconductor ina majarida yote ya diode ya semiconductor kuanzia na "1S".

Pro Electron

Mfumo wa coding wa Ulaya wa Pro Electron kwa vipengele vya kazi ulianzishwa mwaka wa 1966 na unajumuisha barua mbili zifuatiwa na kanuni ya sehemu. Barua ya kwanza inawakilisha vifaa vya semiconductor kutumika kwa sehemu (A = germanium na B = silicon) na barua ya pili inawakilisha kazi ya jumla ya sehemu (kwa diodes, A = chini-nguvu / signal, B = capacitance variable, X = multiplier, Y = rectifier na Z = voltage reference); kwa mfano:

  • AA-mfululizo germanium chini-nguvu / diodes signal (mfano, AA119)
  • BA-mfululizo wa silicon ya chini-nguvu / diodes ya ishara (kwa mfano, BAT18 silicon RF inacha diode)
  • Mfululizo wa di-silicon diode ya kupitisha (kwa mfano, BY127 1250V, 1A diode ya kurekebisha)
  • BZ-mfululizo wa dizeli za Zelisi (kwa mfano, BZY88C4V7 4.7V Zener diode)

Mipangilio mengine ya kawaida ya kuandika / kuandika (kwa ujumla inayoendeshwa na mtengenezaji) ni pamoja na:

  • GD-mfululizo didijeni diodes (kwa mfano, GD9) - hii ni mfumo wa kale wa kuandika coding
  • Mfululizo wa diamu ya germanium (mfano, OA47) - mlolongo wa coding ulioandaliwa na kampuni ya Uingereza ya Mullard

Pamoja na kanuni hizi za kawaida, wazalishaji wengi au mashirika wana mifumo yao wenyewe pia - kwa mfano:

  • HP diode 1901-0044 = JEDEC 1N4148
  • Kikosi cha kijeshi cha Uingereza CV448 = Mullard aina OA81 = GEC aina GEX23

Vifaa vinavyohusiana

  • Mpangilio
  • Transistor
  • Thyristor au rectifier iliyodhibitiwa ya silicon (SCR)
  • TRIAC
  • DIAC
  • Varistor

Katika optics, kifaa sawa kwa diode lakini kwa laser mwanga itakuwa isolator Optical , pia inajulikana kama Optical Diode, ambayo inaruhusu mwanga kupitisha tu katika mwelekeo mmoja. Inatumia Rotator ya Faraday kama sehemu kuu.

Maombi

Radio demodulation

Mzunguko rahisi wa bahasha ya mbadala .

Matumizi ya kwanza kwa diode ilikuwa uhamishaji wa matangazo ya redio ya amplitude (AM). Historia ya ugunduzi huu inatibiwa kwa kina katika makala ya redio . Kwa muhtasari, ishara ya AM ina mchanganyiko mzuri na mbaya wa wimbi la carrier la redio, ambalo amplitude au bahasha ni sawa na ishara ya awali ya sauti. Diode (awali kiini cha kioo) hurekebisha ishara ya mzunguko wa redio ya AM, na kuacha tu kilele chanya cha wimbi la carrier. Sauti hiyo hutolewa kwenye wimbi la usafirishaji lililofanywa kwa kutumia chujio rahisi na kulishwa kwenye amplifier ya sauti au transducer , ambayo huzalisha mawimbi ya sauti.

Ubadilishaji wa nguvu

Mfumo wa msingi wa umeme wa AC-hadi-DC

Wafanyabiashara hujengwa kutoka kwa diodes, ambapo hutumiwa kubadili umeme wa sasa (AC) kwa sasa (DC). Alternators ya magari ni mfano wa kawaida, ambapo diode, ambayo huimarisha AC ndani ya DC, hutoa utendaji bora zaidi kuliko mtoaji au mapema, dynamo . Vile vile, diodes pia hutumiwa katika wazalishaji wa voltage ya Cockcroft-Walton ili kubadilisha AC kuwa voltage zaidi ya DC.

Ulinzi wa juu-voltage

Diodes hutumiwa mara kwa mara kufanya viwango vya juu vya kuharibu mbali na vifaa vya umeme vyema. Kwa kawaida huwa na upendeleo (bila kufanya) chini ya hali ya kawaida. Wakati voltage inaongezeka juu ya kawaida ya kawaida, diodes kuwa mbele-nafuu (kufanya). Kwa mfano, diodes hutumiwa katika ( motor stepper na H-daraja ) mtawala na nyaya za relay ili kuondokana na coils haraka bila spikes za uharibifu ambazo zitatokea vinginevyo. (Diode inayotumiwa katika programu hiyo inaitwa diode kurudi ). Mzunguko mingi jumuishi pia huingiza diodes kwenye pini za uunganisho ili kuzuia vikwazo vya nje bila kuharibu transistors zao nyeti. Diodes maalum hutumiwa kulinda kutoka kwenye voltage juu ya nguvu za juu (angalia aina za Diode hapo juu).

Malango ya mantiki

Diodes inaweza kuunganishwa na vipengele vingine vya kujenga NA na OR milango ya mantiki . Hii inajulikana kama mantiki ya mantiki .

Ionizing mionzi detectors

Mbali na mwanga, iliyotajwa hapo juu, diode ya semiconductor ni nyeti kwa mionzi zaidi juhudi . Katika umeme , rays ya cosmic na vyanzo vingine vya mionzi ya ionizing husababishwa na pigo za kelele na makosa ya moja na mengi. Athari hii wakati mwingine hutumiwa na watambuzi wa chembe kuchunguza mionzi. Tanga moja ya mionzi, na maelfu au mamilioni ya volts ya nishati za elektroni, huzalisha jozi nyingi za waendeshaji, kama nishati yake imewekwa katika vifaa vya semiconductor. Ikiwa safu ya uharibifu ni kubwa ya kutosha kupika oga au kuacha chembe nzito, kipimo cha sahihi cha nishati ya chembe kinaweza kufanywa, kwa kupima malipo yaliyofanywa na bila ugumu wa spectrometer ya magnetic, nk. Semiconductor detectors ya mionzi wanahitaji mkusanyiko wa malipo ya ufanisi na sare na sasa ya uvujaji wa chini. Mara nyingi hupozwa na nitrojeni ya maji . Kwa muda mrefu (kuhusu sentimita) chembe, wanahitaji kina cha kupungua sana na eneo kubwa. Kwa chembe za muda mfupi, wanahitaji kuwasiliana na mtu yeyote au semiconductor ambazo hazijafutwa angalau uso mmoja kuwa nyembamba sana. Vikwazo vya nyuma vya upendeleo ni karibu na kuvunjika (karibu volts elfu kwa sentimita). Germanium na silicon ni vifaa vya kawaida. Baadhi ya detectors hizi hisia nafasi kama vile nishati. Wana maisha ya mwisho, hasa wakati wa kuchunguza chembe nzito, kwa sababu ya uharibifu wa mionzi. Silicon na germanium ni tofauti kabisa na uwezo wao wa kubadili mionzi ya gamma kwa maji ya elektroni.

Detectors semiconductor kwa chembe high-nishati hutumiwa kwa idadi kubwa. Kwa sababu ya kupungua kwa nishati ya kupungua kwa nguvu, kipimo sahihi cha nishati zilizowekwa ni cha matumizi duni.

Joto vipimo

Diode inaweza kutumika kama kifaa cha kupima joto , kwa sababu kushuka kwa voltage mbele ya diode inategemea joto, kama katika sensor ya joto ya bandgap ya silicon . Kutoka kwa usawa bora wa diode iliyotolewa hapo juu, inaweza kuonekana kwamba voltage ina mgawo wa joto mzuri (kwa sasa kwa sasa), lakini kwa kawaida tofauti ya muda mrefu wa kueneza wakati wa sasa ni muhimu zaidi kuliko tofauti katika muda wa voltage ya joto. Kwa hiyo diodes wengi wana joto mgawo hasi, kawaida -2 mV / C kwa diodes silicon. Mgawo wa joto ni takribani mara kwa mara kwa joto juu ya kelvini 20. Baadhi ya grafu hutolewa kwa mfululizo wa N400x, [35] na sensor ya CY7 cryogenic ya joto. [36]

Sasa uendeshaji

Diodes itazuia maji katika mwelekeo usiotarajiwa. Ili kusambaza nguvu kwa mzunguko wa umeme wakati wa kushindwa kwa nguvu, mzunguko unaweza kuteka sasa kutoka betri . Nguvu isiyoweza kuambukizwa inaweza kutumia diodes kwa njia hii ili kuhakikisha kwamba sasa hutolewa tu kutoka betri wakati inahitajika. Vile vile, boti ndogo huwa na nyaya za kila mmoja na betri zao / betri zao: moja kutumika kwa injini kuanzia; moja kutumika kwa watumishi wa nyumbani. Kwa kawaida, wote wawili wanashtakiwa kutoka kwenye alternator moja, na diode kubwa-wajibu-mgawanyiko-diode hutumiwa kuzuia betri ya juu-malipo (kawaida betri ya injini) kutoka kwenye betri ya chini ya malipo wakati alternator haifanyi.

Diodes pia hutumiwa katika keyboards za muziki . Ili kupunguza kiwango cha wiring kinachohitajika katika keyboards za muziki, vyombo hivi hutumia nyaya za matrix za kibodi . Mdhibiti wa kibodi huangalia safu na safu ili kuamua ni maelezo gani mchezaji amesisitiza. Tatizo na mzunguko wa matrihi ni kwamba, wakati maelezo kadhaa yanapigwa mara moja, sasa inaweza kupitilia nyuma kupitia mzunguko na kusababisha " funguo za fantom " zinazosababisha maelezo ya "roho" ya kucheza. Ili kuepuka kuchochea maelezo yasiyotakiwa, mzunguko wa kibodi cha kibodi nyingi huwa na diodes zinazouzwa na kubadili chini ya kila ufunguo wa kibodi cha muziki . Kanuni hiyo pia hutumiwa kwa matrix ya kubadili katika mashine za pinball imara-hali.

Mchezaji Clipper

Diodes inaweza kutumika kupunguza kikomo chanya au hasi ya ishara kwa voltage iliyoagizwa.

Clamper

Kipande hiki rahisi cha diode kitachukua kilele cha hasi cha waveform inayoingia kwenye voltage ya kawaida ya reli

Mzunguko wa kamba ya diode inaweza kuchukua ishara ya sasa ya mbadala inayobadilishana kati ya maadili ya chanya na mabaya, na hutenganisha kwa sauti moja kwa moja ili kuwa chanya, au kilele kibaya kinatokea kwa kiwango kilichowekwa. The clamper haina kuzuia upandaji kilele hadi kilele cha ishara, husababisha ishara nzima juu au chini ili kuweka kilele kwenye ngazi ya kumbukumbu.

Vifupisho

Diodes hujulikana kama D kwa diode kwenye PCBs . Wakati mwingine kutafsiri CR kwa ajili ya kurekebisha kioo hutumiwa. [37]

Angalia pia

  • Usajili wa kazi
  • Diode modeling
  • Diode ya mawe
  • Lambda diode
  • p-n junction
  • Mfano wa ishara ndogo

Marejeleo

  1. ^ Tooley, Mike (2012). Electronic Circuits: Fundamentals and Applications, 3rd Ed . Routlege. p. 81. ISBN 1-136-40731-6 .
  2. ^ Lowe, Doug (2013). "Electronics Components: Diodes" . Electronics All-In-One Desk Reference For Dummies . John Wiley & Sons . Retrieved January 4, 2013 .
  3. ^ Crecraft, David; Stephen Gergely (2002). Analog Electronics: Circuits, Systems and Signal Processing . Butterworth-Heinemann. p. 110. ISBN 0-7506-5095-8 .
  4. ^ Horowitz, Paul; Winfield Hill (1989). The Art of Electronics, 2nd Ed . London: Cambridge University Press. p. 44. ISBN 0-521-37095-7 .
  5. ^ "Physical Explanation – General Semiconductors" . 2010-05-25 . Retrieved 2010-08-06 .
  6. ^ "The Constituents of Semiconductor Components" . 2010-05-25. Archived from the original on 2011-07-10 . Retrieved 2010-08-06 .
  7. ^ Guarnieri, M. (2011). "Trailblazers in Solid-State Electronics". IEEE Ind. Electron. M . 5 (4): 46–47. doi : 10.1109/MIE.2011.943016 .
  8. ^ Guthrie, Frederick (October 1873) "On a relation between heat and static electricity," The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science , 4th series, 46 : 257–266.
  9. ^ 1928 Nobel Lecture: Owen W. Richardson, "Thermionic phenomena and the laws which govern them", December 12, 1929
  10. ^ Redhead, P. A. (1998-05-01). "The birth of electronics: Thermionic emission and vacuum" . Journal of Vacuum Science & Technology A: Vacuum, Surfaces, and Films . 16 (3): 1394. doi : 10.1116/1.581157 . ISSN 0734-2101 .
  11. ^ Edison, Thomas A. "Electrical Meter" U.S. Patent 307,030 Issue date: Oct 21, 1884
  12. ^ "Road to the Transistor" . Jmargolin.com . Retrieved 2008-09-22 .
  13. ^ Braun, Ferdinand (1874) "Ueber die Stromleitung durch Schwefelmetalle" (On current conduction in metal sulphides), Annalen der Physik und Chemie , 153 : 556–563.
  14. ^ Karl Ferdinand Braun . chem.ch.huji.ac.il
  15. ^ "Diode" . Encyclobeamia.solarbotics.net. Archived from the original on 2006-04-26.
  16. ^ Sarkar, Tapan K. (2006). History of wireless . USA: John Wiley and Sons. pp. 94, 291–308. ISBN 0-471-71814-9 .
  17. ^ Pickard, Greenleaf Whittier "Means for receiving intelligence communicated by electric waves" U.S. Patent 836,531 Issued: August 30, 1906
  18. ^ Diode reverse recovery in a boost converter . ECEN5817. ecee.colorado.edu
  19. ^ Elhami Khorasani, A.; Griswold, M.; Alford, T. L. (2014). "Gate-Controlled Reverse Recovery for Characterization of LDMOS Body Diode". IEEE Electron Device Letters . 35 (11): 1079. Bibcode : 2014IEDL...35.1079E . doi : 10.1109/LED.2014.2353301 .
  20. ^ Inclusion of Switching Loss in the Averaged Equivalent Circuit Model . ECEN5797. ecee.colorado.edu
  21. ^ Gupta, K. M.; Gupta, Nishu (2015). Advanced Semiconducting Materials and Devices . Springer . p. 236. ISBN 9783319197586 .
  22. ^ Current regulator diodes . Digikey.com (2009-05-27). Retrieved 2013-12-19.
  23. ^ Jonscher, A. K. (1961). "The physics of the tunnel diode". British Journal of Applied Physics . 12 (12): 654. Bibcode : 1961BJAP...12..654J . doi : 10.1088/0508-3443/12/12/304 .
  24. ^ Dowdey, J. E.; Travis, C. M. (1964). "An Analysis of Steady-State Nuclear Radiation Damage of Tunnel Diodes". IEEE Transactions on Nuclear Science . 11 (5): 55. Bibcode : 1964ITNS...11...55D . doi : 10.1109/TNS2.1964.4315475 .
  25. ^ Classification of components . Digikey.com (2009-05-27). Retrieved 2013-12-19.
  26. ^ "Component Construction" . 2010-05-25 . Retrieved 2010-08-06 .
  27. ^ Component Construction . Digikey.com (2009-05-27). Retrieved 2013-12-19.
  28. ^ "Physics and Technology" . 2010-05-25 . Retrieved 2010-08-06 .
  29. ^ Fast Recovery Epitaxial Diodes (FRED) Characteristics – Applications – Examples . (PDF). Retrieved 2013-12-19.
  30. ^ Sze, S. M. (1998) Modern Semiconductor Device Physics , Wiley Interscience, ISBN 0-471-15237-4
  31. ^ Protecting Low Current Loads in Harsh Electrical Environments . Digikey.com (2009-05-27). Retrieved 2013-12-19.
  32. ^ "About JEDEC" . Jedec.org . Retrieved 2008-09-22 .
  33. ^ "Introduction dates of common transistors and diodes?" . EDAboard.com. 2010-06-10. Archived from the original on October 11, 2007 . Retrieved 2010-08-06 .
  34. ^ I.D.E.A. "Transistor Museum Construction Projects Point Contact Germanium Western Electric Vintage Historic Semiconductors Photos Alloy Junction Oral History" . Semiconductormuseum.com . Retrieved 2008-09-22 .
  35. ^ "1N400x Diode Family Forward Voltage" . cliftonlaboratories.com . Archived from the original on 2013-05-24 . Retrieved 2013-12-19 .
  36. ^ Cryogenic Temperature Sensors . omega.com
  37. ^ John Ambrose Fleming (1919). The Principles of Electric Wave Telegraphy and Telephony . London: Longmans, Green. p. 550.

Viungo vya nje

Interactive and animations
Datasheets / Databooks