Wat zijn halfgeleider diodes?
Semiconductor-diodes zijn vaste toestandsapparaten die elektronen in een enkele richting leiden en een samengevoegde positieve (P) -type en negatieve (N) -type halfgeleider gebruiken. Wanneer het N-type materiaal negatief is, geven elektronendonoren elektronen af in de richting van de meer positieve P-type halfgeleider, wat resulteert in een voorwaartse bias-geleiding. Een omgekeerde bias-toestand treedt op wanneer het P-type materiaal negatief is en het N-type materiaal positief is. Semiconductor-diodes lijken erg op eenrichtingskleppen die worden gebruikt voor waterpompen. Wanneer de pomp wordt uitgeschakeld, stroomt het water niet terug omdat de eenrichtingsklep deze voorkomt, maar wanneer de pomp wordt uitgevoerd, stroomt het water door alsof de klep er helemaal niet is.
De eerste halfgeleiderdioden waren gasvormig, had een direct verwarmde kathode en een plaat en zat in een vacuümbuis. Wanneer een negatieve lading beschikbaar is bij de kathode, laat thermische energie elektronen door het vacuüm vliegen en worden aangetrokken door de positief geladen plaat. Met een positieve kathode, daarzijn geen elektronen die uit de plaat stromen. Dit mechanisme maakte de eerste vermogensgelijkrichters mogelijk, die de wisselstroom (AC) omgezet om de stroom (DC) te sturen.
Kleine signaaldioden hebben een zeer lage voorwaartse spanningsval, waardoor ze nuttig zijn voor signaaldetectie en laagspanningsomschakeling. Voor radiofrequentietoepassingen worden Germanium-halfgeleiders met een metaal tot halfgeleiderverbinding gebruikt voor detectie op laag niveau en andere conversies op lage signaalniveau. Verschillende soorten kleine signaalschakelaardioden worden gecategoriseerd door verschillende factoren, waaronder schakelsnelheid en junctiecapaciteit.
Schottky -diodes zijn halfgeleiderdioden die speciaal zijn geconstrueerd met behulp van een halfgeleider verbonden met een metaal. De resulterende voorwaartse spanningsval is ongeveer 0,5 volt directe stroom (VDC). Schottky -diodes worden gebruikt voor klemtoepassingen die circuits beschermen tegen het ervaren van tijdelijke spanningen meer ThaN 1 VDC boven het positieve DC -voedingsniveau. Dit is mogelijk door de anode van een Schottky -diode aan te sluiten op de signaallijn die wordt beschermd terwijl de kathode wordt verbonden met de positieve leveringsbus.
Tuningdioden maken gebruik van de omgekeerde bias -capaciteit van de diode. Wanneer de omgekeerde bias -spanning wordt verhoogd, neemt de capaciteit meestal af als gevolg van het effect van het virtueel afnemen van het verbindingsoppervlak onder verhoogde omgekeerde spanning. Het DC -circuit kan deze verstelbare capaciteit van de afstemmingsdiode verwerken. Deze capaciteit maakt deel uit van een AC -circuit dat de middenfrequentie deels kan veranderen op de instelbare capaciteit van de afstemmingsdiode, wat resulteert in het vermogen van een diode om het circuit af te stemmen.
siliciumdioden hebben meestal een voorwaartse spanningsval van 0,7 VDC, terwijl Germaniumdioden 0,3 VDC hebben. De maximale omgekeerde spanning, bekend als de afbraakspanning en de maximale voorwaartse stromen zijn afhankelijk van specifieke diode -ontwerpen. Voor de meeste circuitbehoeften zijn er diodes beschikbaarle met de speciale kenmerken die nodig zijn. Als een enkele diode niet aan de vereisten voldoet, kunnen meerdere diodes in serie of parallelle bewerking voldoende zijn.