Dari reka bentuk elektronik hingga pengeluaran dan pembaikan, diod digunakan secara meluas untuk beberapa aplikasi. Ini adalah pelbagai jenis dan mengalihkan arus elektrik berdasarkan sifat dan spesifikasi diod tersebut. Ini terutamanya dioda persimpangan P-N, diod fotosensitif, diod Zener, dioda Schottky, dioda Varactor. Diod fotosensitif merangkumi LED, Photodiod dan sel Photovoltaic. Sebahagian daripada ini dijelaskan secara ringkas dalam artikel ini.

1. P-N Junction Diode

Persimpangan P-N adalah peranti semikonduktor, yang dibentuk oleh bahan semikonduktor jenis-P dan jenis-N. Jenis-P mempunyai kepekatan lubang yang tinggi dan jenis-N mempunyai kepekatan elektron yang tinggi. Penyebaran lubang adalah dari jenis-p ke jenis-n dan penyebaran elektron dari jenis-ke-jenis-p.

Ion penderma di rantau jenis-n menjadi bermuatan positif apabila elektron bebas bergerak dari jenis-n ke jenis-p. Oleh itu, cas positif dibina di sisi N persimpangan. Elektron bebas melintasi persimpangan adalah ion penerima negatif dengan mengisi lubang, kemudian cas negatif yang terbentuk di sisi p persimpangan ditunjukkan dalam rajah.

Medan elektrik yang dibentuk oleh ion positif di kawasan jenis-n dan ion negatif di kawasan jenis-p. Kawasan ini disebut kawasan penyebaran. Oleh kerana medan elektrik dengan cepat menyapu pembawa bebas, maka wilayah ini kekurangan pembawa bebas. Potensi terbina dalam V_dengankerana Ê terbentuk di persimpangan ditunjukkan dalam rajah.

Diagram Fungsi P-N Junction Diode:

Diagram Fungsi P-N Junction Diode

Ciri Maju P-N Persimpangan:

Apabila terminal positif bateri disambungkan ke jenis-P dan terminal negatif disambungkan ke jenis-N disebut bias hadapan persimpangan P-N ditunjukkan rajah di bawah.

Ciri Maju P-N Persimpangan

Sekiranya voltan luaran ini menjadi lebih besar daripada nilai penghalang berpotensi, kira-kira 0.7 volt untuk silikon dan 0.3V untuk Ge, penghalang berpotensi disilang dan arus mula mengalir kerana pergerakan elektron melintasi persimpangan dan sama untuk lubang.

Ciri-ciri Bias Maju P-N Persimpangan

Ciri Balik Persimpangan P-N:

Apabila voltan positif diberikan kepada bahagian-n dan voltan negatif ke bahagian-p dari dioda, dikatakan berada dalam keadaan bias terbalik.

Litar Ciri Pembalikan Persimpangan P-N

Apabila voltan positif diberikan kepada bahagian N dari dioda, elektron bergerak ke arah elektrod positif dan penerapan voltan negatif ke bahagian p menjadikan lubang bergerak ke arah elektrod negatif. Akibatnya, elektron melintasi persimpangan untuk bergabung dengan lubang di seberang persimpangan dan sebaliknya. Akibatnya, lapisan penipisan terbentuk, memiliki jalur impedansi tinggi dengan penghalang berpotensi tinggi.

Ciri-ciri Bias Terbalik Persimpangan P-N

“jadual kebenaran eksklusif atau gerbang ”

Aplikasi P-N Junction Diode:

Diod persimpangan P-N adalah peranti sensitif polariti dua terminal, diod bertindak ketika dalam memajukan bias dan diod tidak bertindak ketika membalikkan bias. Oleh kerana ciri-ciri ini, diod persimpangan P-N digunakan dalam banyak aplikasi seperti

Pembetulan di DC bekalan kuasa
Litar demodulasi
Jaringan klipping dan penjepit

2. Fotodiod

Fotodiod adalah sejenis diod yang menghasilkan arus berkadaran dengan tenaga cahaya kejadian. Ia adalah penukar cahaya ke voltan / arus yang menemui aplikasi dalam sistem keselamatan, konveyor, sistem pensuisan automatik, dll. Fotodiod serupa dengan LED dalam pembinaan tetapi persimpangan p-nnya sangat sensitif terhadap cahaya. Persimpangan p-n mungkin terdedah atau dikemas dengan tingkap untuk memasukkan cahaya ke persimpangan P-N. Di bawah keadaan bias ke hadapan, arus mengalir dari anoda ke katod, sementara dalam keadaan bias terbalik, arus wang mengalir ke arah terbalik. Dalam kebanyakan kes, pembungkusan Photodiode serupa dengan LED dengan plumbum anod dan katod yang keluar dari casing.

“formula penggulungan pengubah teras ferit ”

Diod Foto

Terdapat dua jenis Photodiodes - PN dan PIN fotodiod. Perbezaannya adalah pada prestasi mereka. Fotodiod PIN mempunyai lapisan intrinsik, jadi mestilah bias terbalik. Hasil daripada biasing terbalik, lebar kawasan penipisan meningkat, dan kapasitansi persimpangan p-n menurun. Ini membolehkan penghasilan lebih banyak elektron dan lubang di kawasan penipisan. Tetapi satu kelemahan bias terbalik ialah ia menghasilkan arus kebisingan yang dapat mengurangkan nisbah S / N. Jadi bias terbalik hanya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan lebih tinggi lebar jalur . Fotodiod PN sesuai untuk aplikasi cahaya yang lebih rendah kerana operasinya tidak berat sebelah.

Fotodiod berfungsi dalam dua mod iaitu mod Photovoltaic dan mod Photoconductive. Dalam mod fotovoltaik (juga disebut mod sifar bias), mata wang dari peranti dihalang dan voltan bertambah. Fotodiod kini berada dalam keadaan Bias ke hadapan dan 'Arus gelap' mula mengalir di persimpangan p-n. Aliran arus gelap ini berlaku bertentangan dengan arah mata wang. Arus gelap menjana tanpa cahaya. Arus gelap adalah mata wang yang disebabkan oleh sinaran latar belakang dan arus tepu pada peranti.

Mod Photoconductive berlaku apabila photodiode dibalikkan secara terbalik. Akibatnya, lebar lapisan penipisan meningkat dan membawa kepada penurunan kapasitansi persimpangan p-n. Ini meningkatkan masa tindak balas diod. Tanggungjawab adalah nisbah arus wang yang dihasilkan dengan tenaga cahaya kejadian. Dalam mod Fotokonduktif, diod hanya menghasilkan arus kecil yang disebut arus Ketepuan atau arus balik sepanjang arahnya. Mata wang tetap sama dalam keadaan ini. Mata wang sentiasa berkadaran dengan cahaya. Walaupun mod Photoconductive lebih cepat daripada mod Photovoltaic, bunyi elektronik lebih tinggi dalam mod photoconductive. Fotodiod berasaskan silikon menghasilkan lebih sedikit bunyi daripada fotodioda berasaskan germanium kerana fotodioda silikon mempunyai jurang yang lebih besar.

3. Zener Diod

zener Diod Zener adalah sejenis Diod yang membenarkan aliran arus ke arah maju mirip dengan diod penyearah tetapi pada masa yang sama, ia dapat membenarkan aliran arus balik juga apabila voltan berada di atas nilai pemecahan Zener. Ini biasanya satu hingga dua volt lebih tinggi daripada voltan undian Zener dan dikenali sebagai voltan Zener atau titik Avalanche. Zener dinamakan demikian setelah Clarence Zener yang menemui sifat elektrik dioda. Diod Zener mencari aplikasi dalam peraturan voltan dan untuk melindungi peranti semikonduktor dari turun naik voltan. Diod Zener banyak digunakan sebagai rujukan voltan dan sebagai pengatur shunt untuk mengatur voltan merentasi litar.

Diod Zener menggunakan persimpangan p-nnya dalam mod bias terbalik untuk memberikan Kesan Zener. Semasa kesan Zener atau kerosakan Zener, Zener menahan voltan hampir dengan nilai tetap yang dikenali sebagai voltan Zener. Diod konvensional juga mempunyai sifat bias terbalik, tetapi jika voltan bias terbalik dilampaui, diod akan mengalami arus tinggi dan ia akan rosak. Dioda Zener, sebaliknya, direka khas untuk mempunyai voltan kerosakan yang disebut voltan Zener. Diod Zener juga menunjukkan sifat kerosakan yang terkawal dan membolehkan arus mengekalkan voltan di seluruh diod Zener dekat dengan voltan kerosakan. Sebagai contoh, Zener 10 volt akan menurunkan 10 volt pada arus arus terbalik.

SIMBOL ZENER Apabila diod Zener terbalik terbalik, persimpangan p-nnya akan mengalami kerosakan Avalanche dan Zener melakukan arah terbalik. Di bawah pengaruh medan elektrik yang digunakan, elektron valens akan dipercepat untuk mengetuk dan melepaskan elektron lain. Ini berakhir dengan kesan Avalanche. Apabila ini berlaku, perubahan kecil voltan akan menghasilkan arus yang besar. Kerosakan Zener bergantung pada medan elektrik yang digunakan dan juga ketebalan lapisan di mana voltan digunakan.

SARAPAN ZENER Diod Zener memerlukan perintang had semasa secara bersiri untuk mengehadkan aliran arus melalui Zener. Biasanya arus Zener ditetapkan sebagai 5 mA. Sebagai contoh, jika Zener 10 V digunakan dengan bekalan 12 volt, 400 Ohms (Nilai dekat adalah 470 Ohms) sangat sesuai untuk mengekalkan arus Zener sebagai 5 mA. Sekiranya bekalannya 12 volt, terdapat 10 volt melintasi diod Zener dan 2 volt melintasi perintang. Dengan 2 volt melintasi perintang 400 ohm, arus melalui perintang dan Zener akan menjadi 5 mA. Jadi sebagai peraturan 220 Ohms hingga 1K perintang digunakan secara bersiri dengan Zener bergantung pada voltan bekalan. Sekiranya arus melalui Zener tidak mencukupi, output akan tidak terkawal dan kurang daripada voltan kerosakan nominal.