Напівпровідникові діоди: типи, класифікація, принцип дії, характеристики, пристрій і застосування

Типи діодів

Іноді буває корисно ознайомитися з класифікацією напівпровідникових діодів. При цьому деякі елементи можуть відноситися до декількох категорій.

Звернений діод. Хоча він і не так широко використовується, являє собою різновид елемента р-n-типу, який по своїй дії дуже схожий на тунельний. Відрізняється низьким падінням напруги у відкритому стані. Знаходить застосування в детекторах, випрямлячах і високочастотних перемикачах.

Інжекційно-пролітний діод. Має багато спільного з більш поширеним лавинно-пролетным. Використовується в НВЧ-генератори і системах сигналізації.

Діод Ганна. Не належить до р-n-типу, але являє собою напівпровідниковий пристрій з двома висновками. Він зазвичай використовується для генерації і перетворення сигналів НВЧ в діапазоні 1-100 ГГц.

Світловипромінюючий або світлодіод – один з найбільш популярних типів електронних елементів. При прямому зміщенні струм, що протікає через перехід, викликає випромінювання світла. В них використовуються складові напівпровідники (наприклад, арсенід галію, фосфід галію, фосфід індію), і вони можуть світитися різними кольорами, хоча спочатку обмежувалися тільки червоним. Існує безліч нових розробок, які змінюють спосіб функціонування і виробництва дисплеїв, прикладом яких є OLED-світлодіоди.

Фотодіод. Використовується для виявлення світла. Коли фотон потрапляє на p-n-перехід, він може створювати електрони і дірки. Фотодіоди зазвичай працюють в умовах зворотного зміщення, при яких можна легко виявити навіть невеликий струм, що виникає в результаті дії світла. Фотодіоди можна використовувати для генерації електроенергії. Іноді в якості фотоприймачів застосовуються елементи pin-типу.

Pin-діод. Назва електронного елемента добре описує пристрій напівпровідникового діода. У нього стандартні області р – і n-типу, але між ними існує внутрішня область без домішок. Вона надає ефект збільшення площі області виснаження, яка може бути корисна для перемикання, а також у фотодиодах і т. д.

Стандартний р-n-перехід можна розглядати як звичайний або стандартний тип діода, який використовується сьогодні. Вони можуть застосовуватися в радіочастотних або інших низьковольтних пристроях, а також у високовольтних і високопотужних випрямлячах.

Діоди Шотткі. Мають більш низьке пряме падіння напруги, ніж стандартні кремнієві напівпровідники р-n-типу. При малих струмах воно може становити від 0,15 до 0,4 B, a не 0,6 В, як у кремнієвих діодів. Для цього вони виготовляються не як зазвичай – в них використовується контакт метал-напівпровідник. Вони широко застосовуються в якості обмежувачів, випрямлячів і в радіоапаратурі.

Цікаве:  Квіти вербена: опис, фото, посадка і догляд

Діод з накопиченням заряду. Являє собою різновид СВЧ-діода, що використовується для створення і формування імпульсів на дуже високих частотах. Його робота заснована на дуже швидкій характеристикою відключення.

Лазерний діод. Відрізняється від звичайного світло випромінюючого, оскільки виробляє когерентний світло. Лазерні діоди застосовуються в багатьох пристроях – від DVD і CD-приводів до лазерних указок. Вони набагато дешевше інших форм лазерів, але значно дорожче світлодіодів. Відрізняються обмеженим строком експлуатації.

Тунельний діод. Хоча сьогодні він широко не використовується, раніше застосовувався в підсилювачах, генераторах і перемикаючих пристроїв, схемах синхронізації осцилографів, коли він був ефективніше інших елементів.

Варактор або варикап. Використовується в багатьох мобільних пристроях. У даного діода зворотне зміщення змінює ширину шару виснаження в залежності від прикладеної напруги. У цій конфігурації він діє як конденсатор з областю виснаження, що виконує роль ізолюючого діелектрика, і пластинами, утвореними провідними галузями. Застосовується у генераторах, керованих напругою, і радіочастотних фільтрах.

Стабілітрон. Є дуже корисним типом діода, оскільки забезпечує стабільне опорне напруга. Завдяки цьому стабілітрон використовується у величезних кількостях. Працює в умовах зворотного зміщення і пробивається при досягненні певної різниці потенціалів. Якщо струм обмежений резистором, то це забезпечує стабільну напругу. Широко використовується для стабілізації джерел живлення. У стабилитронах мають місце 2 види зворотного пробою: розкладання Зинера і ударна іонізація.

Таким чином, різні типи напівпровідникових діодів включають елементи для малопотужних і високопотужних застосувань, випромінюють і виявляють світло, з низьким прямим падінням напруги і змінною ємністю. На додаток до цього існує ряд різновидів, які використовуються в НВЧ-техніки.