Temel Elektronik - Diyotlar

Çeşitli bileşenleri öğrendikten sonra, elektronik alanında bir diğer önemli bileşene odaklanalım. Diode. Bir yarı iletken diyot, bir PN bağlantısına sahip iki terminalli bir elektronik bileşendir. Bu aynı zamandaRectifier.

anode hangisi positive terminal bir diyotun A ve cathode, hangisi negative terminal ile temsil edilir K. Pratik bir diyotun anot ve katodunu bilmek için, diyot üzerine katot anlamına gelen ince bir çizgi çizilirken, diğer uç anodu temsil eder.

P tipi ve N tipi yarı iletkenler ve taşıyıcılarının davranışları hakkında daha önce tartıştığımız gibi, şimdi ne olacağını görmek için bu malzemeleri bir araya getirmeye çalışalım.

Bir Diyotun Oluşumu

Bir P tipi ve bir N tipi malzeme birbirine yaklaştırılırsa, her ikisi de aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi bir bağlantı oluşturmak üzere birleşir.

P tipi bir malzemede holes olarak majority carriers ve bir N tipi malzemede electrons olarak majority carriers. Zıt yükler çektikçe, P-tipindeki birkaç delik n-tarafına gitme eğilimindeyken, N-tipindeki birkaç elektron P-tarafına gitme eğilimindedir.

Her ikisi de bağlantı noktasına doğru ilerlerken, delikler ve elektronlar birbirleriyle birleşerek iyonları nötralize eder ve oluşturur. Şimdi bu kavşakta pozitif ve negatif iyonların oluştuğu, şekilde gösterildiği gibi PN eklemi veya jonksiyon bariyeri olarak adlandırılan bir bölge var.

P-tarafında negatif iyonların ve N-tarafında pozitif iyonların oluşumu, PN bağlantısının her iki tarafında dar bir yüklü bölgenin oluşmasına neden olur. Bu bölge artık taşınabilir yük taşıyıcılarından muaftır. Burada bulunan iyonlar durağandır ve aralarında herhangi bir yük taşıyıcı olmadan bir boşluk bölgesi oluşturur.

Bu bölge P ve N tipi malzemeler arasında bariyer görevi gördüğü için bu aynı zamanda Barrier junction. Bunun olarak adlandırılan başka bir adı varDepletion regionyani her iki bölgeyi de tüketiyor. Olarak adlandırılan kavşak boyunca iyon oluşumuna bağlı olarak potansiyel bir VD farkı oluşur.Potential Barrier bağlantı boyunca deliklerin ve elektronların daha fazla hareketini engellediğinden.

Bir Diyotun Önyarılması

Bir diyot veya herhangi bir iki uçlu bileşen bir devreye bağlandığında, verilen kaynakla iki taraflı koşula sahiptir. OnlarForward biased durum ve Reverse biaseddurum. Ayrıntılı olarak bize bildirin.

İleri Önyargılı Durum

Devreye bir diyot bağlandığında, anode to the positive terminal ve cathode to the negative beslemenin terminali, o zaman böyle bir bağlantı olduğu söylenir forward biaseddurum. Bu tür bir bağlantı, devreyi gittikçe daha fazla önyargılı hale getirir ve daha fazla iletime yardımcı olur. Bir diyot, öne eğimli durumda iyi bir şekilde çalışır.

Ters Taraflı Durum

Devreye bir diyot bağlandığında, anode to the negative terminal ve cathode to the positive beslemenin terminali, o zaman böyle bir bağlantı olduğu söylenir Reverse biaseddurum. Bu tür bir bağlantı, devreyi giderek daha fazla ters taraflı hale getirir ve iletimi en aza indirmeye ve önlemeye yardımcı olur. Bir diyot ters taraflı durumda çalışamaz.

Şimdi, bir diyot ileriye dönük ve ters taraflı koşullarda bağlanırsa ne olacağını öğrenelim.

İleri Önyargılı Altında Çalışma

Bir diyota harici bir voltaj uygulandığında, potansiyel engelini ortadan kaldıracak ve akımın akışına izin verecek şekilde adlandırılır. forward bias. Anot ve katot sırasıyla pozitif ve negatif terminallere bağlandığında, P-tipindeki delikler ve N-tipindeki elektronlar, bariyeri kırarak bağlantı boyunca hareket etme eğilimindedir. Bununla neredeyse engeli ortadan kaldıran serbest bir akım akışı vardır.

Pozitif terminalin deliklere ve negatif terminalin elektronlara sağladığı itme kuvveti ile rekombinasyon bağlantı noktasında gerçekleşir. Besleme voltajı, elektronların ve deliklerin hareketini bariyerden geçmeye zorlayacak ve bariyerden geçecek kadar yüksek olmalıdır.forward current.

İleri Akım, ileri taraflı durumda çalışırken diyot tarafından üretilen akımdır ve şu şekilde gösterilir: I_f.

Ters Taraflı Çalışma

Bir diyota, potansiyel bariyeri artıracak ve akımın akışını kısıtlayacak şekilde harici bir voltaj uygulandığında, Reverse bias. Anot ve katot sırasıyla negatif ve pozitif terminallere bağlandığında, elektronlar pozitif terminale doğru çekilir ve delikler negatif terminale doğru çekilir. Dolayısıyla her ikisi de potansiyel engelden uzakta olacakincreasing the junction resistance ve herhangi bir elektronun bağlantı noktasını geçmesini önlemek.

Aşağıdaki şekil bunu açıklamaktadır. Hiçbir alan uygulanmadığında ve bazı dış alan uygulandığında iletim grafiği de çizilir.

Artan ters önyargı ile, kavşağın kavşağı geçmek için az sayıda azınlık taşıyıcısı vardır. Bu akım normalde ihmal edilebilir düzeydedir. Bu ters akım, sıcaklık sabit olduğunda neredeyse sabittir. Ancak bu ters voltaj daha da arttığında, o zaman bir noktareverse breakdown occurs, kavşaktan bir akım çığının aktığı yer. Bu yüksek ters akım cihaza zarar verir.

Reverse current ters taraflı durumda çalışırken diyot tarafından üretilen akımdır ve ile gösterilir I_r. Bu nedenle bir diyot, ters taraflı durumda yüksek direnç yolu sağlar ve ileriye dönük durumda düşük dirençli bir yol sağladığında ve iletkenlik yapmaz. Böylelikle, bir diyotun tek yönlü bir cihaz olduğu sonucuna varabiliriz, ileri yönde hareket eden ve ters önyargıda bir yalıtkan görevi görür. Bu davranış, AC'yi DC'ye dönüştüren bir doğrultucu olarak çalışmasını sağlar.

Tepe Ters Gerilimi

Tepe Ters Voltajı kısaca PIV. Ters önyargıda uygulanan maksimum voltajı belirtir. Tepe Ters Gerilimi şu şekilde tanımlanabilir:The maximum reverse voltage that a diode can withstand without being destroyed”. Bu nedenle, bu voltaj ters taraflı durum sırasında dikkate alınır. Ters önyargılı bir diyotun nasıl güvenli bir şekilde çalıştırılabileceğini gösterir.

Bir Diyotun Amacı

Bir diyot, elektrik akımı akışını bir yönde, yani ileri yönde bloke etmek ve ters yönde bloke etmek için kullanılır. Bu diyot prensibi, onu birRectifier.

Bir devrenin bir yönde akım akışına izin vermesi ancak diğer yönde durması için, doğrultucu diyot en iyi seçimdir. Böyleceoutput olacak DCAC bileşenlerinin çıkarılması. Yarım dalga ve tam dalga doğrultucular gibi devreler, üzerinde çalışılabilen diyotlar kullanılarak yapılır.Electronic Circuits öğreticiler.

Bir diyot ayrıca bir Switch. Hızlı bir oranda gerçekleşmesi gereken çıktı için daha hızlı AÇMA ve KAPATMA'ya yardımcı olur.

V - I Bir Diyotun Özellikleri

Bir PN bağlantı diyotu için pratik bir devre düzenlemesi aşağıdaki şekilde gösterildiği gibidir. Besleme değişken bir dirençle kontrol edilirken, bir ampermetre seri olarak ve voltmetre paralel olarak bağlanır.

İşlem sırasında, diyot ileriye dönük durumda olduğunda, belirli bir voltajda, potansiyel bariyer ortadan kalkar. Böyle bir voltaj şöyle adlandırılırCut-off Voltage veya Knee Voltage. İleri voltaj limitin ötesine geçerse, ileri akım üssel olarak yükselir ve bu daha fazla yapılırsa cihaz aşırı ısınma nedeniyle hasar görür.

Aşağıdaki grafik, ileri ve ters taraflı koşullarda diyot iletiminin durumunu göstermektedir.

Ters önyargı sırasında, azınlık taşıyıcıları tarafından üretilen akım "Reverse current”. Ters voltaj arttıkça, bu ters akım artar ve bir noktada aniden kesilerek bağlantının kalıcı olarak tahrip olmasına neden olur.