Điện tử cơ bản - Điốt mục đích đặc biệt

Có một số điốt được thiết kế để phục vụ một số mục đích đặc biệt. Có rất nhiều loại như điốt triệt tiêu điện áp thoáng qua, điốt pha tạp vàng, điốt siêu chắn, điốt tiếp xúc điểm, điốt Peltier, v.v. Nhưng ngoài những loại này, có một số điốt nổi bật, có nhiều ứng dụng. Hãy để chúng tôi đi qua chúng.

Diode Varactor

Một diode tiếp giáp có hai điện thế ở cả hai phía nơi vùng suy giảm có thể hoạt động như một chất điện môi. Do đó tồn tại một điện dung. Diode Varactor là một diode trường hợp đặc biệt được vận hành theo phân cực ngược, ở đó điện dung mối nối thay đổi.

Diode Varactor còn được gọi là Vari Cap hoặc là Volt Cap. Hình sau đây cho thấy một diode Varactor được kết nối theo phân cực ngược.

Nếu điện áp ngược được áp dụng được tăng lên, width của vùng điện môi increases, cái nào reduces các junction capacitance. Khi điện áp ngược giảm, bề rộng của chất điện môi giảm, làm tăng điện dung. Nếu điện áp ngược này hoàn toàn bằng rỗng, thìcapacitance sẽ ở đó maximum.

Hình dưới đây cho thấy các ký hiệu khác nhau được sử dụng cho diode Varactor đại diện cho chức năng của nó.

Mặc dù tất cả các điốt đều có điện dung tiếp giáp này, nhưng diode Varactor chủ yếu được sản xuất để tận dụng hiệu ứng này và tăng các biến thể trong điện dung tiếp giáp này.

Các ứng dụng của Diode Varactor

Diode này có nhiều ứng dụng như -

Nó được sử dụng như một tụ điện biến điện áp.
Nó được sử dụng trong mạch bể LC biến thiên.
Được sử dụng làm điều khiển tần số tự động.
Được sử dụng làm bộ điều biến tần số.
Được sử dụng như bộ chuyển pha RF.
Dùng làm bộ nhân tần số trong các mạch dao động cục bộ.

Điốt đường hầm

Nếu nồng độ tạp chất của điểm nối PN bình thường tăng cao, điều này Tunnel diodeđược hình thành. Nó còn được gọi làEsaki diode, theo tên người phát minh ra nó.

Khi nồng độ tạp chất trong một diode tăng lên, độ rộng của vùng suy giảm sẽ giảm, tạo ra một lực bổ sung cho các hạt tải điện vượt qua đường giao nhau. Khi nồng độ này tăng thêm, do độ rộng của vùng suy giảm ít hơn và năng lượng của các hạt tải điện tăng lên, chúng sẽ xuyên qua hàng rào thế năng, thay vì leo qua nó. Sự thâm nhập này có thể được hiểu làTunneling và do đó có tên, Tunnel diode.

Điốt đường hầm là thiết bị tiêu thụ điện năng thấp và cần được xử lý cẩn thận vì chúng dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt và tĩnh điện. Diode Tunnel có các đặc điểm VI cụ thể giải thích hoạt động của chúng. Chúng ta hãy xem biểu đồ dưới đây.

Coi diode đang ở forward-biased condition. Khi điện áp chuyển tiếp tăng lên, dòng điện tăng nhanh và nó tăng cho đến một điểm cực đại, được gọi làPeak Current, đóng góp bởi I_P. Điện áp tại thời điểm này được gọi làPeak Voltage, đóng góp bởi V_P. Điểm này được chỉ ra bởiA trong đồ thị trên.

Nếu điện áp tăng hơn nữa vượt quá V_P, sau đó dòng điện bắt đầu giảm. Nó giảm cho đến một điểm, được gọi làValley Current, đóng góp bởi I_V. Điện áp tại thời điểm này được gọi làValley Voltage, đóng góp bởi V_V. Điểm này được chỉ ra bởiB trong đồ thị trên.

Nếu tăng thêm điện áp, dòng điện tăng lên như trong một diode bình thường. Đối với các giá trị lớn hơn của điện áp chuyển tiếp, dòng điện tăng hơn nữa.

Nếu chúng ta coi diode đang ở reverse-biased condition, khi đó diode hoạt động như một chất dẫn điện tuyệt vời khi điện áp ngược tăng lên. Diode ở đây hoạt động như trong vùng kháng âm.

Các ứng dụng của diode Tunnel

Có nhiều ứng dụng cho diode đường hầm như -

Được sử dụng làm thiết bị chuyển mạch tốc độ cao
Được sử dụng như một thiết bị lưu trữ bộ nhớ
Được sử dụng trong bộ tạo dao động vi sóng
Được sử dụng trong bộ dao động thư giãn

Đèn Schottky

Đây là một loại diode đặc biệt, trong đó mối nối PN được thay thế bằng mối nối bán dẫn kim loại. Chất bán dẫn loại P trong điốt tiếp giáp PN bình thường được thay thế bằng kim loại và vật liệu loại N được nối với kim loại. Sự kết hợp này không có vùng cạn kiệt giữa chúng. Hình sau cho thấy diode Schottky và ký hiệu của nó.

Kim loại được sử dụng trong điốt Schottky này có thể là vàng, bạc, bạch kim hoặc vonfram, v.v. Ngoài ra, đối với vật liệu bán dẫn ngoài silicon, hầu hết đều sử dụng arsenide gali.

Hoạt động

Khi không có hiệu điện thế đặt vào hoặc khi mạch không phân cực thì các êlectron trong vật liệu loại N có mức năng lượng thấp hơn êlectron trong kim loại. Nếu sau đó đi-ốt được phân cực thuận, các điện tử này trong loại N thu được một số năng lượng và chuyển động với một số năng lượng cao hơn. Do đó, các electron này được gọi làHot Carriers.

Hình dưới đây cho thấy một diode Schottky được kết nối trong một mạch điện.

Ưu điểm

Diode Schottky có nhiều ưu điểm như -

Nó là một thiết bị đơn cực và do đó không có dòng điện ngược nào được hình thành.
Sức đề kháng phía trước của nó là thấp.
Điện áp giảm xuống rất thấp.
Chỉnh lưu nhanh chóng và dễ dàng với diode Schottky.
Không có vùng cạn kiệt hiện tại và do đó, không có điện dung tiếp giáp. Vì vậy, diode nhanh chóng đến vị trí OFF.

Các ứng dụng

Có rất nhiều ứng dụng của Schottky diode như -

Được sử dụng như một diode dò
Được sử dụng như một bộ chỉnh lưu điện
Được sử dụng trong mạch trộn RF
Được sử dụng trong các mạch điện
Được sử dụng như điốt kẹp