Что такое диод перехода?

Соединительный диод - это полупроводниковый кристалл, обычно сделанный из кремния, с двумя электрическими клеммами. PN-диод является наиболее распространенным типом полупроводниковых диодов. Характеристики переходного диода обычно позволяют ему легко проводить ток в одном направлении, но не в другом. Соединительные диоды могут использоваться для преобразования переменного тока (AC) в постоянный ток (DC), измерения температуры и защиты цепей от повреждающих напряжений. Они также могут создавать и воспринимать свет, формировать логические элементы и выполнять множество других функций. Различные типы соединительных диодов используются в таких устройствах, как радиоприемники, телевизоры и CD-приводы, среди многих других электронных устройств.

При создании переходного диода его кристалл имплантируется с положительными носителями заряда p-типа, называемыми отверстиями, с одной стороны. Другая сторона имплантирована с отрицательными носителями заряда n-типа, которые являются электронами. Тонкая область между ними известна как PN-переход. Некоторые электроны блуждают через соединение, чтобы соединиться с отверстиями, и наоборот. Это создает узкую область нейтрального заряда вокруг перехода, называемую обедненным слоем.

Когда прямое напряжение смещения прикладывается к соединительному диоду, оно обычно направляет больше электронов в область n-типа. Это также заставляет больше дыр в области p-типа. По мере увеличения этого напряжения слой обеднения сужается. Это облегчает прохождение тока через соединение. Когда прямое смещение превышает определенное напряжение, ток может течь довольно легко.

Если применяется обратное, обратное напряжение смещения, можно извлечь больше дырок из области p-типа и больше электронов из области n-типа. Отверстия и электроны отводятся от соединения, расширяя слой обеднения. Это обычно затрудняет течение тока. По мере увеличения напряжения обратного смещения ток через переход замедляется почти до нуля. Оставшийся ток утечки часто очень мал, но может увеличиваться с температурой диодного перехода.

Соединительный диод имеет много применений, связанных с его способностью проводить ток только в одном направлении. Например, он может преобразовывать переменный ток в постоянный, также известный как выпрямление. Он также может отделить аудиосигнал от радиочастотного (РЧ) сигнала в радиоприемнике. В схемах управления соединительные диоды могут обеспечивать защиту от скачков напряжения, когда сильноточные устройства, такие как двигатель или катушка реле, включены или выключены. Многие типы интегральных микросхем используют диоды на каждом контакте, чтобы предотвратить чрезмерное внешнее напряжение от повреждения чипа.

Соединительные диоды могут быть очень чувствительными к свету без темного пластика, в котором они обычно заключены. Они обычно используются в качестве фотодиодов для обнаружения света и в солнечных элементах для преобразования света в электричество. Светодиод (LED) является переходным диодом, который генерирует фотоны. Светодиоды существуют в различных цветах и ​​могут излучать свет от инфракрасного до ультрафиолетового. Они часто используются в качестве индикаторов состояния в электронных устройствах. Лазерный диод генерирует свет одной длины волны, который обычно фокусируется через полированную полость в его упаковке. Лазерные диоды часто используются в высокоскоростных коммуникациях и бытовых CD / DVD приводах.

Другие применения соединительных диодов включают в себя логические элементы, матричные клавиатуры, датчики температуры и регуляторы напряжения. Соединительный диод также может действовать как конденсатор, управляемый переменным напряжением; схема настройки радио или телевидения может изменять размер обедненного слоя диода, что, в свою очередь, изменяет емкость.