Vad är en korsningsdiod?
En kopplingsdiod är en halvledarkristall, vanligtvis gjord av kisel, med två elektriska terminaler fästa. En PN-kopplingsdiod är den vanligaste typen av halvledardiod. Förbindningsdiodens egenskaper gör det vanligtvis lätt att leda ström i en riktning men inte den andra. Kopplingsdioder kan användas för att ändra växelström (AC) till likström (DC), avkänna temperatur och skydda kretsar från skadliga spänningar. De kan också skapa och avkänna ljus, bilda logiska grindar och utföra många andra funktioner. Olika typer av kopplingsdioder används i sådana enheter som radio, TV och CD-enheter, bland många andra elektroniska enheter.
När en kopplingsdiod tillverkas implanteras dess kristall med positiva laddningsbärare av p-typ, kallade hål, på ena sidan. Den andra sidan är implanterad med n-typ negativ laddningsbärare, som är elektroner. Den tunna regionen däremellan är känd som PN-korsningen. Vissa elektroner vandrar över korsningen för att kombinera med hål, och vice versa. Detta skapar ett smalt område med neutral laddning runt korsningen, kallad utarmningsskiktet.
När en framspänningsspänning appliceras över förbindningsdioden, tvingar den vanligtvis fler elektroner in i n-typområdet. Det tvingar också fler hål i området p-typ. När denna spänning ökar, minskar utarmningsskiktet. Detta gör det lättare för ström att flyta över korsningen. När den främre förspänningen överskrider en viss spänning, kan strömmen flöda ganska enkelt.
Om det motsatta, en backspänningsspänning appliceras, kan fler hål extraheras från p-typområdet och fler elektroner från n-typområdet. Hålen och elektronerna dras bort från korsningen och utvidgar utarmningsskiktet. Detta gör det vanligtvis svårare för strömmen att flyta. När den omvända förspänningen ökar, saktar strömmen över korsningen till nästan noll. Den återstående "läckage" -strömmen är ofta mycket liten men kan öka med diodkopplingstemperaturen.
En korsningsdiod har många användningar relaterade till dess förmåga att leda ström i en enda riktning. Till exempel kan den konvertera växelström till likström, även känd som korrigering. Det kan också skilja ljudsignalen från radiofrekvenssignalen (RF) i en radiomottagare. I styrkretsar kan kopplingsdioder erbjuda skydd mot strömspikar när en högströmsenhet, till exempel en motor eller reläspole, slås på eller av. Många typer av integrerade kretsar använder dioder på varje stift för att förhindra att överdrivna yttre spänningar skadar chipet.
Korsningsdioder kan vara mycket ljuskänsliga utan den mörka plasten som de vanligtvis är inneslutna i. De används ofta som fotodioder för att upptäcka ljus och i solceller för att konvertera ljus till elektricitet. En ljusemitterande diod (LED) är en kopplingsdiod som genererar fotoner. Lysdioder finns i olika färger och kan producera ljus från infraröd till nära ultraviolett. De används ofta också som statusindikatorer i elektroniska apparater. En laserdiod genererar ljus med en enda våglängd som vanligtvis fokuseras genom en polerad hålighet i sin förpackning. Laserdioder används ofta i höghastighetskommunikations- och konsument-CD / DVD-enheter.
Andra tillämpningar av kopplingsdioder inkluderar logiska grindar, tangentbordsmatriser, temperatursensorer och spänningsregulatorer. En kopplingsdiod kan också fungera som en variabel spänningsstyrd kondensator; en radio- eller tv-inställningskrets kan variera storleken på diodens utarmningslager, vilket i sin tur ändrar kapacitansen.