Что такое полупроводниковые диоды?

Полупроводниковые диоды представляют собой полупроводниковые устройства, которые проводят электроны в одном направлении и используют соединенный полупроводник положительного (P) -типа и отрицательного (N) -типа. Когда материал N-типа отрицателен, доноры электронов высвобождают электроны в сторону более положительного полупроводника P-типа, что приводит к прямой проводимости смещения. Условие обратного смещения возникает, когда материал P-типа отрицателен, а материал N-типа положителен. Полупроводниковые диоды очень похожи на односторонние клапаны, используемые для водяных насосов. Когда насос выключен, вода не течет обратно, потому что это предотвращает односторонний клапан, но когда насос работает, вода протекает так, как будто клапана вообще нет.

Первые полупроводниковые диоды были газообразными, имели непосредственно нагретый катод и пластину и находились внутри вакуумной трубки. Когда на катоде имеется отрицательный заряд, тепловая энергия заставляет электроны летать через вакуум и притягиваться к положительно заряженной пластине. С положительным катодом, нет электронов, вытекающих из пластины. Этот механизм сделал возможным создание первых силовых выпрямителей, которые преобразовывали переменный ток (AC) в постоянный ток (DC).

Малые сигнальные диоды имеют очень низкое прямое падение напряжения, что делает их полезными для обнаружения сигналов и переключения низкого напряжения. Для радиочастотных применений германиевые полупроводники с переходом металла в полупроводник используются для обнаружения низкого уровня и других преобразований низкого уровня сигнала. Различные типы переключающих диодов с малым сигналом подразделяются на несколько факторов, включая скорость переключения и емкость перехода.

Диоды Шоттки представляют собой полупроводниковые диоды, которые специально сконструированы с использованием полупроводника, соединенного с металлом. Результирующее прямое падение напряжения составляет около 0,5 В постоянного тока. Диоды Шоттки используются для зажимных устройств, которые защищают схемы от переходных напряжений более чем на 1 В пост. Тока выше положительного уровня питания постоянного тока. Это возможно путем подключения анода диода Шоттки к защищаемой сигнальной линии при подключении катода к положительной шине питания.

В настраиваемых диодах используется емкость обратного смещения диода. Когда напряжение обратного смещения увеличивается, емкость обычно уменьшается из-за эффекта виртуального уменьшения площади поверхности соединения при увеличенном обратном напряжении. Цепь постоянного тока может обрабатывать эту регулируемую емкость настраивающего диода. Эта емкость является частью цепи переменного тока, которая может изменять свою центральную частоту частично на основе регулируемой емкости настраивающего диода, что приводит к способности диода настраивать его схему.

Кремниевые диоды обычно имеют прямое падение напряжения 0,7 В постоянного тока, в то время как германиевые диоды имеют 0,3 В постоянного тока. Максимальное обратное напряжение, известное как напряжение пробоя, и максимальные прямые токи зависят от конкретной конструкции диода. Для большинства нужд схемы имеются диоды с особыми характеристиками. Если один диод не соответствует требованиям, может быть достаточно нескольких последовательных или параллельных диодов.