diod
Dalam komponen elektronik, peranti dengan dua elektrod yang hanya membenarkan arus mengalir dalam satu arah sering digunakan untuk fungsi pembetulannya. Dan diod varactor digunakan sebagai kapasitor boleh laras elektronik. Arah arah semasa yang dimiliki oleh kebanyakan diod biasanya dirujuk sebagai fungsi "pembetulan". Fungsi yang paling biasa bagi diod adalah untuk membenarkan arus mengalir hanya dalam satu arah (dikenali sebagai pincang ke hadapan), dan untuk menyekatnya secara terbalik (dikenali sebagai pincang songsang). Oleh itu, diod boleh dianggap sebagai versi elektronik injap sehala.
Diod elektronik vakum awal; Ia adalah peranti elektronik yang boleh mengalirkan arus secara satu arah. Terdapat persimpangan PN dengan dua terminal plumbum di dalam diod semikonduktor, dan peranti elektronik ini mempunyai kekonduksian arus satu arah mengikut arah voltan yang digunakan. Secara umumnya, diod kristal ialah antara muka simpang pn yang dibentuk dengan pensinteran semikonduktor jenis-p dan jenis-n. Lapisan cas ruang terbentuk pada kedua-dua belah antara mukanya, membentuk medan elektrik yang dibina sendiri. Apabila voltan yang digunakan adalah sama dengan sifar, arus resapan yang disebabkan oleh perbezaan kepekatan pembawa cas pada kedua-dua belah simpang pn dan arus hanyut yang disebabkan oleh medan elektrik binaan sendiri adalah sama dan dalam keadaan keseimbangan elektrik, yang juga ciri-ciri diod dalam keadaan normal.
Diod awal termasuk "kristal misai kucing" dan tiub vakum (dikenali sebagai "injap pengionan terma" di UK). Diod yang paling biasa pada masa kini kebanyakannya menggunakan bahan semikonduktor seperti silikon atau germanium.
ciri
Positiviti
Apabila voltan ke hadapan digunakan, pada permulaan ciri ke hadapan, voltan ke hadapan adalah sangat kecil dan tidak mencukupi untuk mengatasi kesan penyekatan medan elektrik di dalam persimpangan PN. Arus hadapan hampir sifar, dan bahagian ini dipanggil zon mati. Voltan hadapan yang tidak boleh membuat konduktor diod dipanggil voltan zon mati. Apabila voltan hadapan lebih besar daripada voltan zon mati, medan elektrik di dalam persimpangan PN diatasi, diod mengalir ke arah hadapan, dan arus meningkat dengan cepat dengan peningkatan voltan. Dalam julat biasa penggunaan semasa, voltan terminal diod kekal hampir malar semasa pengaliran, dan voltan ini dipanggil voltan hadapan diod. Apabila voltan hadapan merentasi diod melebihi nilai tertentu, medan elektrik dalaman dengan cepat lemah, arus ciri meningkat dengan cepat, dan diod mengalir ke arah hadapan. Ia dipanggil voltan ambang atau voltan ambang, iaitu kira-kira 0.5V untuk tiub silikon dan kira-kira 0.1V untuk tiub germanium. Penurunan voltan pengaliran hadapan diod silikon adalah kira-kira 0.6-0.8V, dan penurunan voltan pengaliran hadapan diod germanium adalah kira-kira 0.2-0.3V.
Kekutuban terbalik
Apabila voltan terbalik yang digunakan tidak melebihi julat tertentu, arus yang melalui diod adalah arus terbalik yang dibentuk oleh gerakan hanyut pembawa minoriti. Disebabkan oleh arus terbalik yang kecil, diod berada dalam keadaan terputus. Arus terbalik ini juga dikenali sebagai arus tepu terbalik atau arus bocor, dan arus tepu terbalik diod sangat dipengaruhi oleh suhu. Arus balikan transistor silikon biasa adalah jauh lebih kecil daripada transistor germanium. Arus tepu songsang bagi transistor silikon berkuasa rendah adalah dalam susunan nA, manakala bagi transistor germanium kuasa rendah adalah dalam urutan μ A. Apabila suhu meningkat, semikonduktor teruja oleh haba, bilangan pembawa minoriti meningkat, dan arus ketepuan terbalik juga meningkat dengan sewajarnya.
kerosakan
Apabila voltan terbalik yang digunakan melebihi nilai tertentu, arus terbalik akan meningkat secara tiba-tiba, yang dipanggil kerosakan elektrik. Voltan kritikal yang menyebabkan kerosakan elektrik dipanggil voltan pecahan terbalik diod. Apabila kerosakan elektrik berlaku, diod kehilangan kekonduksian satu arahnya. Jika diod tidak terlalu panas akibat kerosakan elektrik, kekonduksian satu arahnya mungkin tidak musnah secara kekal. Prestasinya masih boleh dipulihkan selepas mengeluarkan voltan yang digunakan, jika tidak diod akan rosak. Oleh itu, voltan terbalik yang berlebihan yang dikenakan pada diod harus dielakkan semasa penggunaan.
Diod ialah peranti dua terminal dengan kekonduksian satu arah, yang boleh dibahagikan kepada diod elektronik dan diod kristal. Diod elektronik mempunyai kecekapan yang lebih rendah daripada diod kristal kerana kehilangan haba filamen, jadi ia jarang dilihat. Diod kristal lebih biasa dan biasa digunakan. Kekonduksian satu arah diod digunakan dalam hampir semua litar elektronik, dan diod semikonduktor memainkan peranan penting dalam banyak litar. Ia adalah salah satu peranti semikonduktor terawal dan mempunyai pelbagai aplikasi.
Kejatuhan voltan ke hadapan bagi diod silikon (jenis bukan bercahaya) ialah 0.7V, manakala kejatuhan voltan hadapan diod germanium ialah 0.3V. Penurunan voltan hadapan diod pemancar cahaya berbeza dengan warna bercahaya yang berbeza. Terdapat terutamanya tiga warna, dan nilai rujukan penurunan voltan khusus adalah seperti berikut: penurunan voltan diod pemancar cahaya merah ialah 2.0-2.2V, penurunan voltan diod pemancar cahaya kuning ialah 1.8-2.0V, dan voltan titisan diod pemancar cahaya hijau ialah 3.0-3.2V. Arus undian semasa pelepasan cahaya biasa adalah kira-kira 20mA.
Voltan dan arus diod tidak berkaitan secara linear, jadi apabila menyambungkan diod yang berbeza secara selari, perintang yang sesuai harus disambungkan.
lengkung ciri
Seperti persimpangan PN, diod mempunyai kekonduksian satu arah. Keluk ciri volt ampere biasa bagi diod silikon. Apabila voltan hadapan digunakan pada diod, arus adalah sangat kecil apabila nilai voltan rendah; Apabila voltan melebihi 0.6V, arus mula meningkat secara eksponen, yang biasanya dirujuk sebagai voltan menghidupkan diod; Apabila voltan mencapai kira-kira 0.7V, diod berada dalam keadaan konduktif sepenuhnya, biasanya dirujuk sebagai voltan pengaliran diod, yang diwakili oleh simbol UD.
Untuk diod germanium, voltan hidupkan ialah 0.2V dan voltan pengaliran UD adalah lebih kurang 0.3V. Apabila voltan terbalik digunakan pada diod, arus adalah sangat kecil apabila nilai voltan rendah, dan nilai semasanya ialah arus ketepuan terbalik IS. Apabila voltan terbalik melebihi nilai tertentu, arus mula meningkat dengan mendadak, yang dipanggil pecahan terbalik. Voltan ini dipanggil voltan pecahan terbalik diod dan diwakili oleh simbol UBR. Nilai UBR voltan pecahan pelbagai jenis diod berbeza-beza, antara puluhan volt hingga beberapa ribu volt.
Pecahan terbalik
Kerosakan Zener
Pecahan terbalik boleh dibahagikan kepada dua jenis berdasarkan mekanisme: Pecahan Zener dan Pecahan Avalanche. Dalam kes kepekatan doping yang tinggi, disebabkan oleh lebar kecil kawasan penghalang dan voltan terbalik yang besar, struktur ikatan kovalen di kawasan penghalang dimusnahkan, menyebabkan elektron valens terbebas daripada ikatan kovalen dan menjana pasangan lubang elektron, mengakibatkan peningkatan arus yang mendadak. Pecahan ini dipanggil pecahan Zener. Jika kepekatan doping rendah dan lebar kawasan penghalang adalah luas, ia tidak mudah untuk menyebabkan kerosakan Zener.
Kerosakan runtuhan salji
Satu lagi jenis kerosakan ialah pecahan runtuhan salji. Apabila voltan terbalik meningkat kepada nilai yang besar, medan elektrik yang digunakan mempercepatkan kelajuan hanyutan elektron, menyebabkan perlanggaran dengan elektron valens dalam ikatan kovalen, mengetuk mereka keluar daripada ikatan kovalen dan menghasilkan pasangan lubang elektron baharu. Lubang elektron yang baru dihasilkan dipercepatkan oleh medan elektrik dan berlanggar dengan elektron valens lain, menyebabkan runtuhan salji seperti peningkatan pembawa cas dan peningkatan arus yang mendadak. Pecahan jenis ini dipanggil pecahan runtuhan salji. Tidak kira jenis kerosakan, jika arus tidak terhad, ia boleh menyebabkan kerosakan kekal pada simpang PN.
Masa siaran: Ogos-08-2024