Hva er halvlederdioder?

Halvlederdioder er solid-state-enheter som leder elektroner i en enkelt retning og bruker en sammenføyd positiv (P) -type og negativ (N) -type halvleder. Når materialet av N-typen er negativt, frigjør elektrondonatorer elektroner mot den mer positive halvlederen av P-type, noe som resulterer i en fremadrettet forspenningsledning. En omvendt forspenningstilstand oppstår når P-typen er negativ og N-typen er positiv. Halvlederdioder er veldig som enveisventiler som brukes til vannpumper. Når pumpen er slått av, renner ikke vann tilbake fordi enveisventilen forhindrer det, men når pumpen er i gang, renner vann gjennom som om ventilen ikke er i det hele tatt.

De første halvlederdiodene var gassformige, hadde en direkte oppvarmet katode og en plate og var inne i et vakuumrør. Når en negativ ladning er tilgjengelig ved katoden, får termisk energi elektroner til å fly gjennom vakuumet og bli tiltrukket av den positivt ladede platen. Med en positiv katode flyter det ingen elektroner fra platen. Denne mekanismen gjorde de første kraftsetterrerne mulig, som konverterte vekselstrøm (AC) til likestrøm (DC).

Små signaldioder har veldig lavt spenningsfall forover, noe som gjør dem nyttige for signaldeteksjon og lavspenningsomkobling. For radiofrekvensapplikasjoner brukes germanium halvledere med metall-til-halvleder-kryss for lavnivådeteksjon og andre konvertering på lavt signalnivå. Ulike typer små signalomkoblingsdioder er kategorisert etter flere faktorer, inkludert koblingshastighet og koblingsevne.

Schottky-dioder er halvlederdioder som er spesielt konstruert ved hjelp av en halvleder som er knyttet til et metall. Det resulterende forspenningsfallet er omtrent 0,5 volt likestrøm (VDC). Schottky-dioder brukes til å klemme applikasjoner som beskytter kretsløp mot å oppleve forbigående spenninger mer enn 1 VDC over det positive DC-forsyningsnivået. Dette er mulig ved å koble anoden til en Schottky-diode til signalledningen som er beskyttet mens katoden kobles til den positive tilførselsbussen.

Tuningsdioder benytter seg av diodens omvendte skjevhetskapasitet. Når spenningen for revers forspenning økes, reduseres vanligvis kapasitansen på grunn av effekten av å praktisk talt redusere kryssets overflateområde under økt revers spenning. DC-kretsen kan håndtere denne justerbare kapasitansen til innstillingsdioden. Denne kapasitansen er en del av en vekselstrømskrets som kan endre sin senterfrekvens delvis basert på den justerbare kapasitansen til innstillingsdioden, noe som resulterer i en diodes evne til å stille inn kretsen.

Silisiumdioder har typisk et spenningsfall på 0,7 VDC, mens germaniumdioder har 0,3 VDC. Maksimal bakspenning, kjent som nedbrytningsspenning, og maksimal fremstrømmer avhenger av spesifikke diodesign. For de fleste kretsbehov er det dioder tilgjengelig med de spesielle egenskapene som trengs. Hvis en enkelt diode ikke oppfyller kravene, kan flere dioder i serie eller parallell drift være tilstrekkelig.