Grundlegende Elektronik - Spezialdioden
Es gibt nur wenige Dioden, die für bestimmte Zwecke ausgelegt sind. Es gibt viele solcher Arten wie Transienten-Spannungsunterdrückungsdioden, Gold-dotierte Dioden, Super-Barriere-Dioden, Punktkontaktdioden, Peltier-Dioden usw. Aber abgesehen von diesen gibt es nur wenige prominente Dioden, die viele Anwendungen haben. Lass uns durch sie gehen.
Varaktordiode
Eine Sperrschichtdiode hat auf beiden Seiten zwei Potentiale, wobei der Verarmungsbereich als Dielektrikum wirken kann. Daher existiert eine Kapazität. Die Varactor-Diode ist eine Sonderfalldiode, die in Sperrrichtung betrieben wird, wobei die Sperrschichtkapazität variiert wird.
Die Varactor-Diode wird auch als bezeichnet Vari Cap oder Volt Cap. Die folgende Abbildung zeigt eine Varactor-Diode, die in Sperrrichtung angeschlossen ist.
Wenn die angelegte Sperrspannung erhöht wird, wird die width des dielektrischen Bereichs increases, welche reduces das junction capacitance. Wenn die Sperrspannung abnimmt, nimmt die Breite des Dielektrikums ab, was die Kapazität erhöht. Wenn diese Sperrspannung vollständig Null ist, dann ist diecapacitance wird an seinem sein maximum.
Die folgende Abbildung zeigt verschiedene Symbole für die Varactor-Diode, die ihre Funktion darstellt.
Obwohl alle Dioden diese Sperrschichtkapazität haben, wird die Varactor-Diode hauptsächlich hergestellt, um diesen Effekt zu nutzen und die Variationen dieser Sperrschichtkapazität zu erhöhen.
Anwendungen der Varactor-Diode
Diese Diode hat viele Anwendungen wie -
- Es wird als spannungsvariabler Kondensator verwendet.
- Es wird im variablen LC-Tankkreis verwendet.
- Wird als automatische Frequenzregelung verwendet.
- Wird als Frequenzmodulator verwendet.
- Wird als HF-Phasenschieber verwendet.
- Wird als Frequenzvervielfacher in lokalen Oszillatorschaltungen verwendet.
Tunneldiode
Wenn die Verunreinigungskonzentration eines normalen PN-Übergangs stark erhöht ist, ist dies Tunnel diodegebildet. Es ist auch bekannt alsEsaki diodenach seinem Erfinder.
Wenn die Verunreinigungskonzentration in einer Diode zunimmt, nimmt die Breite des Verarmungsbereichs ab, wodurch eine zusätzliche Kraft auf die Ladungsträger ausgeübt wird, um den Übergang zu überqueren. Wenn diese Konzentration aufgrund der geringeren Breite des Verarmungsbereichs und der erhöhten Energie der Ladungsträger weiter erhöht wird, dringen sie durch die Potentialbarriere, anstatt darüber zu klettern. Dieses Eindringen kann verstanden werden alsTunneling und daher der Name, Tunnel diode.
Die Tunneldioden sind Geräte mit geringem Stromverbrauch und sollten mit Vorsicht behandelt werden, da sie leicht durch Hitze und statische Elektrizität beeinträchtigt werden. Die Tunneldiode weist spezifische VI-Eigenschaften auf, die ihre Funktionsweise erklären. Schauen wir uns die Grafik unten an.
Bedenken Sie, dass die Diode in ist forward-biased condition. Wenn die Durchlassspannung ansteigt, steigt der Strom schnell an und steigt bis zu einem Spitzenpunkt an, der als bezeichnet wirdPeak Current, bezeichnet durch IP. Die Spannung an diesem Punkt wird als bezeichnetPeak Voltage, bezeichnet durch VP. Dieser Punkt wird durch angezeigtA in der obigen Grafik.
Wenn die Spannung darüber hinaus weiter erhöht wird VPdann beginnt der Strom abzunehmen. Es nimmt bis zu einem Punkt ab, der als bezeichnet wirdValley Current, bezeichnet durch IV. Die Spannung an diesem Punkt wird als bezeichnetValley Voltage, bezeichnet durch VV. Dieser Punkt wird durch angezeigtB in der obigen Grafik.
Wenn die Spannung weiter erhöht wird, steigt der Strom wie bei einer normalen Diode. Bei größeren Werten der Durchlassspannung steigt der Strom weiter an.
Wenn wir bedenken, ist die Diode in reverse-biased conditiondann wirkt die Diode als ausgezeichneter Leiter, wenn die Sperrspannung ansteigt. Die Diode wirkt hier wie in einem negativen Widerstandsbereich.
Anwendungen von Tunneldioden
Es gibt viele Anwendungen für Tunneldioden wie -
- Wird als Hochgeschwindigkeitsschaltgerät verwendet
- Wird als Speichergerät verwendet
- Wird in Mikrowellenoszillatoren verwendet
- Wird in Relaxationsoszillatoren verwendet
Schottky Diode
Dies ist ein spezieller Diodentyp, bei dem ein PN-Übergang durch einen Metallhalbleiterübergang ersetzt wird. Der P-Halbleiter in einer normalen PN-Sperrschichtdiode wird durch ein Metall ersetzt und ein N-Typ-Material wird mit dem Metall verbunden. Diese Kombination hat keinen Verarmungsbereich zwischen sich. Die folgende Abbildung zeigt die Schottky-Diode und ihr Symbol.
Das in dieser Schottky-Diode verwendete Metall kann Gold, Silber, Platin oder Wolfram usw. sein. Auch für das andere Halbleitermaterial als Silizium wird meistens Galliumarsenid verwendet.
Betrieb
Wenn keine Spannung angelegt wird oder wenn die Schaltung unverzerrt ist, haben die Elektronen im Material vom N-Typ ein niedrigeres Energieniveau als die im Metall. Wenn die Diode dann in Vorwärtsrichtung vorgespannt ist, gewinnen diese Elektronen vom N-Typ etwas Energie und bewegen sich mit etwas höherer Energie. Daher werden diese Elektronen als bezeichnetHot Carriers.
Die folgende Abbildung zeigt eine Schottky-Diode, die in einer Schaltung angeschlossen ist.
Vorteile
Es gibt viele Vorteile der Schottky-Diode wie -
- Es ist eine unipolare Vorrichtung und daher werden keine Rückströme gebildet.
- Sein Vorwärtswiderstand ist gering.
- Spannungsabfälle sind sehr gering.
- Die Gleichrichtung mit der Schottky-Diode ist schnell und einfach.
- Es ist kein Verarmungsbereich vorhanden und daher keine Sperrschichtkapazität. Die Diode wird also schnell ausgeschaltet.
Anwendungen
Es gibt viele Anwendungen von Schottky-Dioden wie -
- Wird als Detektordiode verwendet
- Wird als Leistungsgleichrichter verwendet
- Wird in HF-Mischschaltungen verwendet
- Wird in Stromkreisen verwendet
- Wird als Klemmdiode verwendet