Wie viel wissen Sie über die Grundlagen von Dioden? (Teil 1)

Diodeist eines der frühesten Halbleiterbauelemente und seine Anwendung ist sehr breit. Insbesondere in verschiedenen elektronischen Schaltkreisen werden Dioden und Widerstände, Kondensatoren, Induktivitäten und andere Komponenten sinnvoll miteinander verbunden, um Schaltkreise mit unterschiedlichen Funktionen zu bilden, die eine Vielzahl von Funktionen wie Wechselstromgleichrichtung, Modulationssignalerkennung, Begrenzung und Klemmung usw. erreichen können Spannungsregelung der Versorgungsspannung.

Ob im normalen Funkstromkreis oder in anderen elektrischen Haushaltsprodukten oder industriellen Steuerstromkreisen, Spuren von Dioden können gefunden werden.

Eigenschaften und Anwendungen von Dioden

Fast in allen elektronischen Schaltkreisen werden Halbleiterdioden verwendet, sie spielen in vielen Schaltkreisen eine wichtige Rolle, sie sind eines der frühesten Halbleiterbauelemente und ihre Anwendung ist ebenfalls sehr breit.

Diodenanwendung

1. Gleichrichterdiode

Durch den Einsatz einer unidirektionalen Leitfähigkeitsdiode kann Wechselstrom in pulsierenden Gleichstrom in einer Richtung umgewandelt werden.

2. Komponenten wechseln

Unter Einwirkung der Durchlassspannung ist der Widerstand der Diode sehr klein und sie befindet sich im eingeschalteten Zustand, was einem eingeschalteten Schalter entspricht. Unter Einwirkung der Sperrspannung ist der Widerstand sehr groß und befindet sich im ausgeschalteten Zustand, wie bei einem ausgeschalteten Schalter. Mithilfe der Schalteigenschaften von Dioden können verschiedene Logikschaltungen gebildet werden.

3. Begrenzendes Element

Nach dem Einschalten der Diode bleibt ihr Durchlassspannungsabfall im Wesentlichen unverändert ({{0}},7 V für die Siliziumröhre und 0,3 V für die Germaniumröhre). Durch die Nutzung dieser Kennlinie kann die Signalamplitude als begrenzendes Element in der Schaltung auf einen bestimmten Bereich begrenzt werden.

4. Relaisdiode

Es spielt eine Relaisrolle bei induktiven Lasten wie Induktivitäten und Relais von Schaltnetzteilen.

5. Erkennungsdiode

Es fungiert als Detektor im Radio.

6. Varaktordiode

Wird im Hochfrequenzkopf des Fernsehens verwendet.

Wie funktionieren Dioden?

Die Kristalldiode ist ein pn-Übergang, der aus einem Halbleiter vom P-Typ und einem Halbleiter vom N-Typ besteht, der auf beiden Seiten seiner Grenzfläche eine Raumladungsschicht bildet und über ein selbst aufgebautes elektrisches Feld verfügt. Wenn keine Spannung angelegt wird, sind der Diffusionsstrom, der durch die Differenz der Ladungsträgerkonzentration auf beiden Seiten des pn-Übergangs verursacht wird, und der Driftstrom, der durch das selbst aufgebaute elektrische Feld verursacht wird, gleich und befinden sich im elektrischen Gleichgewicht. Bei einer Vorspannung in Durchlassrichtung erhöht die gegenseitige Unterdrückung des externen elektrischen Feldes und des selbst aufgebauten elektrischen Feldes den Trägerdiffusionsstrom und verursacht den Durchlassstrom. Wenn außen eine Sperrspannung vorhanden ist, werden das externe elektrische Feld und das selbst aufgebaute elektrische Feld weiter verstärkt und bilden einen umgekehrten Sättigungsstrom I0, der in einem bestimmten Sperrspannungsbereich unabhängig von der Sperrspannung ist. Wenn die angelegte Sperrspannung bis zu einem gewissen Grad hoch ist, erreicht die elektrische Feldstärke in der Raumladungsschicht des pn-Übergangs einen kritischen Wert, was zu einem Ladungsträgerverdopplungsprozess und einer großen Anzahl von Elektronen-Loch-Paaren führt, was zu einem großen Umkehrwert führt Durchbruchstrom, sogenanntes Durchbruchphänomen von Dioden.

Art der Diode

Je nach verwendetem Halbleitermaterial gibt es viele Arten von Dioden, die in Germaniumdioden (Ge-Röhren) und Siliziumdioden (Si-Röhren) unterteilt werden können. Je nach Verwendungszweck kann es in Erkennungsdiode, Gleichrichterdiode, Spannungsreglerdiode, Schaltdiode, Isolationsdiode, Schottky-Diode, Leuchtdiode usw. unterteilt werden. Je nach Kernstruktur kann es in Punktkontaktdiode, Oberflächenkontaktdiode und Flächendiode unterteilt werden. Eine Punktkontaktdiode ist ein sehr dünner Metalldraht, der durch einen Impulsstrom auf die Oberfläche eines glatten Halbleiterchips gepresst wird, sodass ein Ende des Drahtes und der Chip fest zusammengesintert werden und einen „PN-Übergang“ bilden. Da es sich um einen Punktkontakt handelt, darf nur ein kleiner Strom durchfließen (nicht mehr als einige zehn MA), was für Hochfrequenz-Kleinstromkreise wie die Funkerkennung geeignet ist. Die Fläche des „PN-Übergangs“ der Flächenkontaktdiode ist groß und ermöglicht den Durchgang eines großen Stroms (mehrere bis mehrere zehn Ampere), der hauptsächlich in der „Gleichrichtungs“-Schaltung verwendet wird, die Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt. Bei der Planardiode handelt es sich um eine spezielle Siliziumdiode, die nicht nur große Ströme leiten kann, sondern auch eine stabile und zuverlässige Leistung aufweist und hauptsächlich in Schalt-, Impuls- und Hochfrequenzschaltungen verwendet wird.

Diodenanwendungsschaltung

1.Diode einfacher Gleichspannungsreglerkreis

Eine einfache Diodenspannungsreglerschaltung wird hauptsächlich in einigen lokalen Gleichspannungsversorgungsschaltungen verwendet, da die Schaltung einfach und kostengünstig ist und daher weit verbreitet ist.

In der einfachen Spannungsreglerschaltung der Diode bleibt die Hauptnutzung des Druckabfalls der Diodenröhre grundsätzlich unverändert.

Die Eigenschaften des Röhrendruckabfalls der Diode: Der Röhrendruckabfall bleibt nach dem Einschalten der Diode grundsätzlich unverändert, und der Röhrendruckabfall beträgt etwa {{0}},6 V für die Siliziumdiode und etwa 0,2 V für die Germaniumdiode.

2. Dioden-Temperaturkompensationsschaltung

Es ist bekannt, dass der PN-Übergang nach der Leitung einen Druckabfall von etwa {{0}},6 V (bezogen auf den Silizium-PN-Übergang) aufweist, und der PN-Übergang hat auch eine temperaturabhängige Eigenschaft: den Druck Der Abfall an beiden Enden des PN-Übergangs nimmt mit zunehmender Temperatur leicht ab, und je höher die Temperatur, desto stärker ist die Abnahme. Natürlich ist der absolute Wert des Spannungsabfalls an beiden Enden des PN-Übergangs mit 0,6 V recht klein, was zur Bildung einer Temperaturkompensationsschaltung verwendet werden kann.

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