Базовая электроника - Диоды специального назначения

Есть несколько диодов, которые предназначены для определенных целей. Существует много таких типов, как диоды подавления переходных напряжений, диоды с золотом, супербарьерные диоды, диоды с точечным контактом, диоды Пельтье и т.д. Давайте пройдемся по ним.

Варакторный диод

Переходный диод имеет два потенциала с обеих сторон, где обедненная область может действовать как диэлектрик. Следовательно, существует емкость. Варакторный диод - это особый диод, работающий в режиме обратного смещения, когда емкость перехода изменяется.

Варакторный диод также называют Vari Cap или же Volt Cap. На следующем рисунке показан варакторный диод, подключенный с обратным смещением.

Если приложенное обратное напряжение увеличивается, width диэлектрической области increases, который reduces то junction capacitance. Когда обратное напряжение уменьшается, ширина диэлектрика уменьшается, что увеличивает емкость. Если это обратное напряжение полностью равно нулю, тоcapacitance будет на своем maximum.

На следующем рисунке показаны различные символы, используемые для варакторного диода, которые представляют его функцию.

Хотя все диоды имеют такую емкость перехода, варакторный диод в основном изготавливается для использования этого эффекта и увеличения вариаций в емкости этого перехода.

Применение варакторного диода

Этот диод имеет множество применений, таких как -

Он используется как конденсатор переменного напряжения.
Он используется в регулируемом контуре резервуара LC.
Используется как автоматический контроль частоты.
Используется как частотный модулятор.
Используется как РЧ фазовращатель.
Используется как умножитель частоты в схемах гетеродина.

Туннельный диод

Если концентрация примесей в нормальном PN-переходе сильно увеличена, это Tunnel diodeсформирован. Он также известен какEsaki diode, по имени его изобретателя.

Когда концентрация примесей в диоде увеличивается, ширина обедненной области уменьшается, распространяя некоторую дополнительную силу на носители заряда, чтобы пересечь переход. При дальнейшем увеличении этой концентрации из-за меньшей ширины обедненной области и увеличения энергии носителей заряда они проникают через потенциальный барьер, а не перелезают через него. Это проникновение можно понимать какTunneling отсюда и название, Tunnel diode.

Туннельные диоды представляют собой маломощные устройства, и с ними следует обращаться осторожно, поскольку они легко подвергаются воздействию тепла и статического электричества. Туннельный диод имеет особые характеристики VI, которые объясняют их работу. Давайте посмотрим на график ниже.

Учтите, что диод находится в forward-biased condition. По мере увеличения прямого напряжения ток быстро увеличивается и увеличивается до точки пика, называемойPeak Current, обозначаемый I_P. Напряжение в этой точке называетсяPeak Voltage, обозначаемый V_P. Этот момент обозначенA на графике выше.

Если напряжение увеличивается дальше V_P, затем ток начинает убывать. Он уменьшается до точки, называемойValley Current, обозначаемый I_V. Напряжение в этой точке называетсяValley Voltage, обозначаемый V_V. Этот момент обозначенB на графике выше.

При дальнейшем увеличении напряжения ток увеличивается, как в обычном диоде. Для больших значений прямого напряжения ток увеличивается дальше.

Если учесть, что диод находится в reverse-biased condition, то диод действует как отличный проводник при увеличении обратного напряжения. Диод здесь действует как в области отрицательного сопротивления.

Применение туннельного диода

Есть много применений туннельных диодов, таких как -

Используется в качестве высокоскоростного коммутационного устройства
Используется как запоминающее устройство
Используется в микроволновых генераторах
Используется в релаксационных генераторах

Диод Шоттки

Это особый тип диодов, в которых PN-переход заменен переходом из металла и полупроводника. Полупроводник P-типа в нормальном диоде с PN-переходом заменяется на металл, а материал N-типа соединяется с металлом. Эта комбинация не имеет между собой области истощения. На следующем рисунке показан диод Шоттки и его символ.

Металл, используемый в этом диоде Шоттки, может быть золотом, серебром, платиной или вольфрамом и т. Д. Также для полупроводникового материала, отличного от кремния, в основном используется арсенид галлия.

Операция

Когда напряжение не приложено или когда цепь несмещена, электроны в материале N-типа имеют более низкий уровень энергии, чем электроны в металле. Если тогда диод смещен в прямом направлении, эти электроны в N-типе приобретают некоторую энергию и перемещаются с более высокой энергией. Следовательно, эти электроны называютсяHot Carriers.

На следующем рисунке показан диод Шоттки, включенный в цепь.

Преимущества

Есть много преимуществ диода Шоттки, таких как -

Это униполярное устройство, поэтому обратные токи не образуются.
Его прямое сопротивление низкое.
Падения напряжения очень низкие.
Выпрямление выполняется быстро и легко с диодом Шоттки.
Нет области обеднения и, следовательно, нет емкости перехода. Таким образом, диод быстро переходит в положение ВЫКЛ.

Приложения

Есть много применений диодов Шоттки, таких как -

Используется как детекторный диод
Используется как выпрямитель мощности
Используется в схемах смесителя RF
Используется в силовых цепях
Используются как ограничивающие диоды