基本的な電子機器-特殊用途のダイオード

いくつかの特別な目的に役立つように設計されたダイオードはほとんどありません。過渡電圧抑制ダイオード、金ドープダイオード、スーパーバリアダイオード、点接触ダイオード、ペルチェダイオードなど、そのような種類がたくさんあります。しかし、これら以外に、多くの用途がある著名なダイオードはほとんどありません。それらを見ていきましょう。

バラクターダイオード

接合ダイオードには、空乏領域が誘電体として機能できる両側に2つの電位があります。したがって、静電容量が存在します。バラクターダイオードは、接合容量が変化する逆バイアスで動作する特殊なケースのダイオードです。

バラクターダイオードは、 Vari Cap または Volt Cap。次の図は、逆バイアスで接続されたバラクターダイオードを示しています。

印加される逆電圧が増加すると、 width 誘電体領域の increases、これ reduces インクルード junction capacitance。逆電圧が減少すると、誘電体の幅が減少し、静電容量が増加します。この逆電圧が完全にヌルの場合、capacitance そのになります maximum。

次の図は、その機能を表すバラクターダイオードに使用されるさまざまな記号を示しています。

すべてのダイオードにこの接合容量がありますが、バラクターダイオードは主にこの効果を利用してこの接合容量の変動を大きくするために製造されています。

バラクターダイオードの用途

このダイオードには、次のような多くの用途があります。

電圧可変コンデンサとして使用されます。
可変LCタンク回路で使用されます。
自動周波数制御として使用されます。
周波数変調器として使用されます。
RF移相器として使用されます。
局部発振器回路の周波数逓倍器として使用されます。

トンネルダイオード

通常のPN接合の不純物濃度が大幅に増加すると、これは Tunnel diode形成されます。としても知られていますEsaki diode、その発明者の後。

ダイオード内の不純物濃度が増加すると、空乏領域の幅が減少し、接合を横切るために電荷キャリアに余分な力が加わります。この濃度がさらに増加すると、空乏領域の幅が狭くなり、電荷キャリアのエネルギーが増加するため、ポテンシャル障壁を乗り越えるのではなく、ポテンシャル障壁を通過します。この浸透は次のように理解できますTunneling したがって、名前は、 Tunnel diode。

トンネルダイオードは低電力デバイスであり、熱や静電気の影響を受けやすいため、取り扱いには注意が必要です。トンネルダイオードには、その動作を説明する特定のVI特性があります。下のグラフを見てみましょう。

ダイオードが入っていると考えてください forward-biased condition。順方向電圧が増加すると、電流は急速に増加し、次のように呼ばれるピークポイントまで増加します。Peak Current、で示される I_P。この時点での電圧は次のように呼ばれますPeak Voltage、で示される V_P。この点はによって示されますA 上のグラフで。

電圧がさらに上昇した場合 V_P、その後、電流が減少し始めます。と呼ばれるポイントまで減少しますValley Current、で示される I_V。この時点での電圧は次のように呼ばれますValley Voltage、で示される V_V。この点はによって示されますB 上のグラフで。

さらに電圧を上げると、通常のダイオードと同じように電流が増えます。順方向電圧の値が大きい場合、電流はそれを超えてさらに増加します。

ダイオードが入っていると考えると reverse-biased condition、その後、逆電圧が増加すると、ダイオードは優れた導体として機能します。ここでのダイオードは、負性抵抗領域のように機能します。

トンネルダイオードの応用

−などのトンネルダイオードには多くの用途があります。

高速スイッチングデバイスとして使用
メモリストレージデバイスとして使用
マイクロ波発振器で使用
弛張発振器で使用

ショットキーダイオード

これは、PN接合が金属半導体接合に置き換えられた特殊なタイプのダイオードです。通常のPN接合ダイオードのP型半導体は金属に置き換えられ、N型材料が金属に接合されます。この組み合わせには、それらの間に空乏領域はありません。次の図は、ショットキーダイオードとその記号を示しています。

このショットキーダイオードに使用される金属は、金、銀、白金、タングステンなどです。同様に、シリコン以外の半導体材料には、ガリウムヒ素が主に使用されます。

操作

電圧が印加されていない場合、または回路に偏りがない場合、N型材料の電子は金属の電子よりもエネルギーレベルが低くなります。次にダイオードが順方向にバイアスされると、N型のこれらの電子はある程度のエネルギーを獲得し、より高いエネルギーで移動します。したがって、これらの電子は次のように呼ばれますHot Carriers。

次の図は、回路に接続されたショットキーダイオードを示しています。