դիոդ
Էլեկտրոնային բաղադրիչներում երկու էլեկտրոդներով սարքը, որը թույլ է տալիս հոսել միայն մեկ ուղղությամբ, հաճախ օգտագործվում է իր ուղղման ֆունկցիայի համար: Իսկ վարակտորային դիոդները օգտագործվում են որպես էլեկտրոնային կարգավորվող կոնդենսատորներ: Ընթացիկ ուղղությունը, որն ունի դիոդների մեծ մասը, սովորաբար կոչվում է «ուղղման» գործառույթ: Դիոդի ամենատարածված գործառույթն այն է, որ հոսանքն անցնի միայն մեկ ուղղությամբ (հայտնի է որպես առջևի կողմնակալություն), և արգելափակել այն հակառակ ուղղությամբ (հայտնի է որպես հակադարձ կողմնակալություն): Հետեւաբար, դիոդները կարելի է դիտարկել որպես ստուգիչ փականների էլեկտրոնային տարբերակներ:
Վաղ վակուումային էլեկտրոնային դիոդներ; Դա էլեկտրոնային սարք է, որը կարող է միակողմանի հոսանք անցկացնել: Կիսահաղորդչային դիոդի ներսում կա PN միացում երկու կապարային տերմինալներով, և այս էլեկտրոնային սարքն ունի միակողմանի հոսանքի հաղորդունակություն՝ ըստ կիրառվող լարման ուղղության: Ընդհանուր առմամբ, բյուրեղային դիոդը pn հանգույցի միջերես է, որը ձևավորվում է p-տիպի և n-տիպի կիսահաղորդիչների սինտրինգով: Տիեզերական լիցքավորման շերտերը ձևավորվում են դրա միջերեսի երկու կողմերում՝ ձևավորելով ինքնուրույն կառուցված էլեկտրական դաշտ: Երբ կիրառվող լարումը հավասար է զրոյի, pn հանգույցի երկու կողմերում լիցքակիրների կոնցենտրացիայի տարբերությամբ առաջացած դիֆուզիոն հոսանքը և ինքնակառուցված էլեկտրական դաշտի հետևանքով առաջացած դրեյֆ հոսանքը հավասար են և գտնվում են էլեկտրական հավասարակշռության վիճակում, որը նույնպես նորմալ պայմաններում դիոդների բնութագիրը.
Վաղ դիոդները ներառում էին «կատվի բեղի բյուրեղներ» և վակուումային խողովակներ (Մեծ Բրիտանիայում հայտնի են որպես «ջերմային իոնացման փականներ»): Մեր օրերում ամենատարածված դիոդները հիմնականում օգտագործում են կիսահաղորդչային նյութեր, ինչպիսիք են սիլիցիումը կամ գերմանիան:
բնորոշիչ
Դրականություն
Երբ առաջ լարումը կիրառվում է, առաջընթաց բնութագրի սկզբում առաջընթաց լարումը շատ փոքր է և բավարար չէ PN հանգույցի ներսում էլեկտրական դաշտի արգելափակման ազդեցությունը հաղթահարելու համար: Առաջնային հոսանքը գրեթե զրոյական է, և այս հատվածը կոչվում է մեռած գոտի: Առաջնային լարումը, որը չի կարող ստիպել դիոդի անցկացումը, կոչվում է մեռած գոտու լարում: Երբ առաջ լարումը ավելի մեծ է, քան մեռած գոտու լարումը, PN հանգույցի ներսում էլեկտրական դաշտը հաղթահարվում է, դիոդը վարում է դեպի առաջ, իսկ հոսանքն արագորեն աճում է լարման ավելացման հետ: Ընթացիկ օգտագործման նորմալ տիրույթում, հաղորդման ընթացքում դիոդի տերմինալային լարումը մնում է գրեթե անփոփոխ, և այդ լարումը կոչվում է դիոդի առաջընթաց լարում: Երբ դիոդի վրա առաջ լարումը գերազանցում է որոշակի արժեք, ներքին էլեկտրական դաշտը արագորեն թուլանում է, բնութագրական հոսանքն արագորեն մեծանում է, և դիոդը վարում է առաջ ուղղությամբ: Այն կոչվում է շեմային լարում կամ շեմային լարում, որը կազմում է մոտ 0,5 Վ սիլիկոնային խողովակների և մոտ 0,1 Վ գերմանական խողովակների համար: Սիլիկոնային դիոդների առաջ հաղորդման լարման անկումը կազմում է մոտ 0,6-0,8 Վ, իսկ գերմանիումի դիոդների առաջ անցման լարման անկումը մոտ 0,2-0,3 Վ:
Հակադարձ բևեռականություն
Երբ կիրառվող հակադարձ լարումը չի գերազանցում որոշակի միջակայքը, դիոդով անցնող հոսանքը հակադարձ հոսանքն է, որը ձևավորվում է փոքրամասնության կրիչների շարժման հետևանքով: Փոքր հակադարձ հոսանքի պատճառով դիոդը գտնվում է անջատման վիճակում: Այս հակադարձ հոսանքը հայտնի է նաև որպես հակադարձ հագեցվածության հոսանք կամ արտահոսքի հոսանք, և դիոդի հակադարձ հագեցվածության հոսանքը մեծապես ազդում է ջերմաստիճանից: Տիպիկ սիլիցիումային տրանզիստորի հակադարձ հոսանքը շատ ավելի փոքր է, քան գերմանիումի տրանզիստորինը: Ցածր էներգիայի սիլիցիումային տրանզիստորի հակադարձ հագեցվածության հոսանքը nA-ի կարգի է, իսկ ցածր էներգիայի գերմանիումի տրանզիստորիը՝ μ A-ի կարգի: Երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է, կիսահաղորդիչը գրգռվում է ջերմությամբ, քանի որ փոքրամասնության կրիչները մեծանում են, և հակադարձ հագեցվածության հոսանքը նույնպես համապատասխանաբար մեծանում է:
խափանում
Երբ կիրառվող հակադարձ լարումը գերազանցում է որոշակի արժեք, հակառակ հոսանքը հանկարծակի կաճի, ինչը կոչվում է էլեկտրական խափանում: Կրիտիկական լարումը, որն առաջացնում է էլեկտրական անսարքություն, կոչվում է դիոդի հակադարձ ճեղքման լարում: Երբ էլեկտրական վթար է տեղի ունենում, դիոդը կորցնում է իր միակողմանի հաղորդունակությունը: Եթե դիոդը չի գերտաքանում էլեկտրական անսարքության պատճառով, նրա միակողմանի հաղորդունակությունը չի կարող ընդմիշտ ոչնչացվել: Դրա կատարումը դեռևս կարող է վերականգնվել կիրառվող լարումը հեռացնելուց հետո, հակառակ դեպքում դիոդը կվնասվի: Հետևաբար, օգտագործման ընթացքում պետք է խուսափել դիոդի վրա կիրառվող ավելորդ հակադարձ լարումից:
Դիոդը միակողմանի հաղորդունակությամբ երկու տերմինալային սարք է, որը կարելի է բաժանել էլեկտրոնային դիոդների և բյուրեղային դիոդների: Էլեկտրոնային դիոդներն ունեն ավելի ցածր արդյունավետություն, քան բյուրեղյա դիոդները՝ թելքի ջերմության կորստի պատճառով, ուստի դրանք հազվադեպ են երևում: Բյուրեղային դիոդները ավելի տարածված են և հաճախ օգտագործվում: Դիոդների միակողմանի հաղորդունակությունը օգտագործվում է գրեթե բոլոր էլեկտրոնային սխեմաներում, իսկ կիսահաղորդչային դիոդները կարևոր դեր են խաղում շատ սխեմաներում: Դրանք ամենավաղ կիսահաղորդչային սարքերից են և ունեն լայն կիրառություն:
Սիլիկոնային դիոդի (ոչ լուսավոր տիպի) առաջնային լարման անկումը 0,7 Վ է, իսկ գերմանիումի դիոդի առաջ լարման անկումը 0,3 Վ է: Լուսարձակող դիոդի առաջ լարման անկումը տարբերվում է տարբեր լուսավոր գույներով: Հիմնականում կան երեք գույներ, և լարման անկման հատուկ արժեքները հետևյալն են՝ կարմիր լույս արձակող դիոդների լարման անկումը 2.0-2.2V է, դեղին լուսարձակող դիոդների լարման անկումը 1.8-2.0V, իսկ լարումը։ Կանաչ լուսարձակող դիոդների կաթիլը 3,0-3,2 Վ է: Նորմալ լույսի արտանետման ժամանակ գնահատված հոսանքը մոտ 20 մԱ է:
Դիոդի լարումն ու հոսանքը գծային կապված չեն, ուստի տարբեր դիոդներ զուգահեռաբար միացնելիս պետք է միացվեն համապատասխան դիմադրություններ։
բնորոշ կոր
Ինչպես PN հանգույցները, դիոդներն ունեն միակողմանի հաղորդունակություն: Սիլիկոնային դիոդի բնորոշ վոլտ ամպերի բնորոշ կորը: Երբ դիոդի վրա կիրառվում է առաջ լարում, հոսանքը չափազանց փոքր է, երբ լարման արժեքը ցածր է. Երբ լարումը գերազանցում է 0,6 Վ-ը, հոսանքը սկսում է երկրաչափականորեն աճել, ինչը սովորաբար կոչվում է դիոդի միացման լարում. Երբ լարումը հասնում է մոտ 0,7 Վ-ի, դիոդը գտնվում է լիովին հաղորդունակ վիճակում, որը սովորաբար կոչվում է դիոդի հաղորդման լարում, որը ներկայացված է UD խորհրդանիշով:
Գերմանիումի դիոդների համար միացման լարումը 0,2 Վ է, իսկ հաղորդման UD լարումը մոտավորապես 0,3 Վ է: Երբ հակադարձ լարումը կիրառվում է դիոդի վրա, հոսանքը չափազանց փոքր է, երբ լարման արժեքը ցածր է, և դրա ընթացիկ արժեքը հակադարձ հագեցվածության հոսանքն է: Երբ հակադարձ լարումը գերազանցում է որոշակի արժեք, հոսանքը սկսում է կտրուկ աճել, ինչը կոչվում է հակադարձ անսարքություն: Այս լարումը կոչվում է դիոդի հակադարձ ճեղքման լարում և ներկայացված է UBR նշանով: Տարբեր տեսակի դիոդների խզման լարման UBR արժեքները մեծապես տարբերվում են՝ տատանվում են տասնյակ վոլտից մինչև մի քանի հազար վոլտ:
Հակադարձ անսարքություն
Zener խափանում
Հակադարձ անսարքությունը մեխանիզմի հիման վրա կարելի է բաժանել երկու տեսակի՝ Zener-ի և Ավալանշի անսարքություն: Դոպինգի բարձր կոնցենտրացիայի դեպքում, պատնեշի շրջանի փոքր լայնության և մեծ հակադարձ լարման պատճառով, պատնեշի շրջանում կովալենտային կապի կառուցվածքը քայքայվում է, ինչի հետևանքով վալենտային էլեկտրոնները ազատվում են կովալենտային կապերից և առաջացնում էլեկտրոնային անցքերի զույգեր, արդյունքում հոսանքի կտրուկ աճ: Այս խզումը կոչվում է Zener-ի անսարքություն: Եթե դոպինգի կոնցենտրացիան ցածր է, իսկ պատնեշի շրջանի լայնությունը՝ լայն, ապա հեշտ չէ Zener-ի քայքայումը առաջացնել:
Ձնահյուսի փլուզում
Վթարի մեկ այլ տեսակ է ավալանշի փլուզումը: Երբ հակադարձ լարումը մեծանում է մինչև մեծ արժեք, կիրառվող էլեկտրական դաշտը արագացնում է էլեկտրոնների դրեյֆի արագությունը՝ առաջացնելով բախումներ կովալենտային կապի վալենտային էլեկտրոնների հետ, դուրս բերելով դրանք կովալենտային կապից և առաջացնելով նոր էլեկտրոնային անցքերի զույգեր։ Նոր առաջացած էլեկտրոնային անցքերը արագանում են էլեկտրական դաշտով և բախվում այլ վալենտային էլեկտրոնների հետ՝ առաջացնելով լիցքակիրների նման ավալանշ և հոսանքի կտրուկ աճ: Վթարի այս տեսակը կոչվում է ավալանշային անսարքություն: Անկախ խափանման տեսակից, եթե հոսանքը սահմանափակ չէ, այն կարող է մշտական վնաս հասցնել PN հանգույցին:
Հրապարակման ժամանակը՝ օգ-08-2024