Diody

1. Diody • Miłosz Andrzejewski IE

2. Diodajest elementem elektronicznym wyposażonym w dwie elektrody - anodę i katodę. Cechą charakterystyczną jest wyłącznie jednokierunkowy przepływ prądu od anody do katody. W praktyce, w zależności od sposobu wykonania, występuje większa lub mniejsza różnica między rezystancją mierzoną przy przepływie prądu w kierunku od anody do katody (kierunek przewodzenia - mała rezystancja) a mierzoną przy przepływie prądu w kierunku od katody do anody (kierunek zaporowy - duża rezystancja).

3. Anoda • - "w górę", hodós - "ścieżka") - rodzaj elektrody przez który ładunek ujemny opuszcza dany układ elektryczny lub do układu jest dostarczany ładunek dodatni. W zależności od charakteru układu (kierunku przepływającego przez nie prądu elektrycznego), anoda może być elektrodą dodatnią lub ujemną i występuje zawsze w parze z elektrodą jej przeciwną pod względem znaku, czyli katodą.

4. Katoda • Katoda(gr. kata - "w dół", hodós - "ścieżka") - elektroda z której do układu dostaje się ładunek ujemny, lub jest absorbowany ładunek dodatni. W zależności od charakteru układu lub urządzenia elektrycznego (kierunku przepływającego przez nie prąd elektrycznego), katoda może być elektrodą dodatnią lub ujemną. Katoda występuje zawsze w parze z elektrodą jej przeciwną pod względem znaku, czyli anodą.

5. Dioda próżniowa Dioda półprzewodnikowa Dioda Schottky’ego Dioda uniwersalna Dioda prostownicza Dioda impulsowa Dioda pojemnościowa Dioda Tunelowa Dioda elektroluminescencyjnaDioda Zenera Dioda Gunna Dioda Krzemowa Dioda germanowa Dioda stałoprądowa Dioda PIN Dioda ładunkowa Dioda wsteczna Laser półprzewodnikowy Dioda lawinowa Rodzaje Diod:

6. Dioda próżniowa • Najprostszy rodzaj lampy elektronowej. Posiada tylko dwie elektrody - anodę i katodę. Katoda jest źródłem elektronów, a anoda ich odbiorcą. Emisja z katody zachodzi pod wpływem wysokiej temperatury (emisja termoelektronowa)- katoda jest żarzona najczęściej za pomocą prądu elektrycznego. Cechą charakterystyczną diody jest jednokierunkowy przepływ prądu elektrycznego: w kierunku od anody do katody

7. Dioda półprzewodnikowa • Dioda półprzewodnikowa to dwukońcówkowy element półprzewodnikowy. Zbudowana jest z dwóch warstw półprzewodnika, odmiennie domieszkowanych - typu n i typu p, tworzących razem złącze p-n, lub z połączenia półprzewodnika z odpowiednim metalem - dioda Schottky'ego. Końcówka dołączona do obszaru n nazywa się katodą, a do obszaru p - anodą. Element ten charakteryzuje się jednokierunkowym przepływem prądu - od anody do katody, w drugą stronę prąd nie płynie (zawór elektryczny).

8. Dioda Schottky'ego • Dioda Schottky'ego - dioda półprzewodnikowa, w której w miejsce złącz p-n zastosowano złącze metal-półprzewodnik. Charakteryzuje się małą pojemnością złącza, dzięki czemu typowy czas przełączania wynosi tylko około 100 ps. Diody te znajdują zastosowanie w układach działających przy dużej częstotliwości. Diody Schottky'ego mają również mniejszy spadek napięcia w kierunku przewodzenia (UF = 0,3 V) niż diody krzemowe (UF = 0,6-0,7 V). Zwykle maksymalne napięcie wsteczne jest niewielkie i nie przekracza 100 V.

9. Dioda uniwersalna • Diody uniwersalne są to diody germanowe i krzemowe charakteryzujące się niewielkim zakresem napięć (do 100 V) i prądów (do 100 mA) oraz częstotliwością pracy ograniczoną do kilkudziesięciu megaherców. Przeznaczone są głownie do stosowania w układach detekcyjnych i prostowniczych małej mocy. • Parametry statyczne: • napięcie statyczne UF przy określonym IF • prąd wsteczny IR przy określonym UR • Parametry dynamiczne: • pojemność diody przy określonej częstotliwości i określonym napięciu wstecznym • sprawność detekcji

10. Dioda prostownicza • Dioda prostownicza to rodzaj diody przeznaczonej głównie do prostowania prądu przemiennego, której głównym zastosowaniem jest dostarczenie odpowiednio dużej mocy prądu stałego.

11. Dioda impulsowa • Dioda impulsowa - dioda, która charakteryzuje się bardzo dużą szybkością pracy - rzędu nanosekund lub mikrosekund przy wyższych napięciach. W zależności od zastosowania mogą to być diody prostownicze, diody detekcyjne, diody zabezpieczające itp.

12. Dioda pojemnościowa • Dioda pojemnościowa - dioda półprzewodnikowa, w której wykorzystuje się zjawisko zmiany pojemności złącza p-n pod wpływem zmiany napięcia przyłożonego w kierunku zaporowym. Konstrukcja złączy stosowanych w diodach pojemnościowych jest specjalnie przystosowana do wykorzystania tej właściwości; półprzewodnik, z jakiego wykonywane są diody pojemnościowe, to zazwyczaj krzem lub arsenek galu.

13. Dioda tunelowa • Dioda tunelowa, rzadziej dioda Esakiego - dioda półprzewodnikowa, która dla pewnego zakresu napięć polaryzujących charakteryzuje się ujemną rezystancją dynamiczną.

14. Dioda elektroluminescencyjna • Dioda elektroluminescencyjna, dioda świecąca, LED (ang. light-emitting diode) – dioda zaliczana do półprzewodnikowych przyrządów optoelektronicznych, emitujących promieniowanie w zakresie światła widzialnego i podczerwieni.

15. Dioda Zenera • Dioda Zenera (stabilistor) - odmiana diody półprzewodnikowej, której głównym parametrem jest napięcie przebicia złącza p-n. Po przekroczeniu napięcia przebicia ma miejsce nagły, gwałtowny wzrost prądu. W kierunku przewodzenia (anoda spolaryzowana dodatnio względem katody) zachowuje się jak normalna dioda, natomiast przy polaryzacji zaporowej (katoda spolaryzowana dodatnio względem anody) może przewodzić prąd po przekroczeniu określonego napięcia na złączu, zwanego napięciem przebicia. Przy niewielkich napięciach (do ok. 5 woltów) podstawową rolę odgrywa zjawisko Zenera, w zakresie od 5 do 8 woltów zjawisko Zenera i przebicie lawinowe, a powyżej 8 woltów - wyłącznie przebicie lawinowe. Napięcie przebicia jest praktycznie niezależne od płynącego prądu i zmienia się bardzo nieznacznie nawet przy dużych zmianach prądu przebicia (dioda posiada w tym stanie niewielką oporność dynamiczną).

16. Dioda Gunna • Dioda Gunna - dioda półprzewodnikowa stosowana w układach elektronicznych o bardzo wysokich częstotliwościach pracy. Jej działanie opiera się zależności prędkości elektronów od natężenia pola elektrycznego (tzw. zjawisko Gunna) i wytworzeniu konduktancji ujemnej. • Diody Gunna wykonane z arsenku galu mogą pracować do częstotliwości 200 GHz, natomiast z azotku galu działają nawet do 3 THz.

17. Dioda krzemowa • Dioda krzemowa pracuje przy małych prądach mając napięcie progowe nie przekraczające 0,7 V, przy czym diody mocy posiadają napięcie progowe co najmniej 1V. Jeśli napięcie zaporowe przekroczy wartość katalogową wówczas dioda niszczy się. Dioda krzemowa znalazła obecnie szerokie zastosowanie.

18. Dioda germanowa • Dioda germanowa to dioda półprzewodnikowa wykonana z kryształu germanu. Odznacza się niskim spadkiem napięcia w kierunku przewodzenia (0,2 V) i małą odpornością na wysoką temperaturę. • Ze względu na prostotę produkcji powszechnie stosowana do lat 70. Całkowicie wyparta z układów mocy przez diody krzemowe. Germanowe diody ostrzowe są rozwinięciem detektora kryształkowego.

19. Dioda stałoprądowa • Dioda stałoprądowa jest to tranzystor polowy złączowy (JFET), w którym źródło i bramka są ze sobą połączone.

20. Dioda PIN • Dioda PIN (od ang. p-type, intrinsic, n-type semiconductor) to półprzewodnik ze złączem warstw typu p-n z wbudowaną pomiędzy nimi warstwą wewnętrzną (niedomieszkowaną - najlepiej warstwa półprzewodnika samoistnego), stosowany jako rezystor w układach wysokiej częstotliwości.

21. Dioda ładunkowa • Dioda ładunkowa posiada trzy warstwy, w której zmiana rezystancji odbywa się gwałtownie przy niewielkiej zmianie ładunku między materiałami P i N. Pozwala to na uformowanie impulsów prądu posiadających bardzo strome zbocza co pozwala otrzymać wiele częstotliwości harmonicznych przebiegu podstawowego. Jest to dioda stosowana w powielaczach częstotliwości dla zakresu wielkich częstotliwości.

22. Dioda wsteczna • Dioda wsteczna (odwrócona, zwrotna, jednotunelowa) - dioda półprzewodnikowa, której charakterystyka jest bardzo zbliżona do idealnego zaworu (jeśli pracuje w kierunku polaryzacji zaporowej). Z tego powodu jest stosowana do detekcji i mieszania sygnałów.

23. Laser półprzewodnikowy • Laser półprzewodnikowy (laser diodowy, dioda laserowa) - laser, którego obszarem czynnym jest półprzewodnik. Najczęściej laser półprzewodnikowy ma postać złącza p-n i obszar czynny jest pompowany przez przepływający przez złącze prąd elektryczny.

24. Dioda lawinowa • Dioda lawinowa, odmiana diody która po przekroczeniu napięcia przebicia nie ulega uszkodzeniu i zaczyna przewodzić prąd, używana jest w telekomunikacji do tłumienia przepięć.

25. Symbole diód

26. Charakterystyka prądowo-napięciowa typowej diody uniwersalnej • Na wykresie zaznaczono obszary, w których dioda znajduje się w stanie przebicia (breakdown), jest spolaryzowana w kierunku zaporowym (reverse) oraz przewodzenia (forward). Na rysunku nie została zachowana skala − dla typowej diody napięcie przewodzenia vd jest małe w stosunku do wartości bezwzględnej napięcia przebicia vbr.

27. Złącze p-n • Złączem p-n nazywane jest złącze dwóch półprzewodników niesamoistnych o różnych typach przewodnictwa: p i n. • W obszarze typu n (negative) nośnikami większościowymi są elektrony (ujemne). Atomy domieszek (donory) pozostają unieruchomione w siatce krystalicznej. Analogicznie w obszarze typu p (positive) nośnikami większościowymi są dziury o ładunku elektrycznym dodatnim. Atomy domieszek są tu akceptorami. W półprzewodnikach obu typów występują także nośniki mniejszościowe przeciwnego znaku niż większościowe; koncentracja nośników mniejszościowych jest dużo mniejsza niż większościowych. Obszar o mniejszej koncentracji domieszek znajdujący się pomiędzy kontaktem złącza a warstwą zubożoną nazywany jest bazą