Диоды виды: Полупроводники (Диоды). Виды и особенности. Неисправности

Содержание

Полупроводники (Диоды). Виды и особенности. Неисправности

Существуют полупроводники в зависимости от их применения и назначения. Рассмотрим основные виды диодов.

Эти полупроводниковые диоды имеют незначительное падение напряжения, имеют высокую скорость работы, в отличие от обычных диодов, которые не смогут заменить в действии диод Шоттки и выйдут из строя. Свое название диод имеет по изобретателю из Германии. В конструкции в качестве потенциального барьера используется переход «металл-полупроводник» вместо р-n перехода. Его допустимое напряжение при обратном подключении 1200 В. Практически они применяются в цепях низкого напряжения.

Стабилитроны

Они предотвращают увеличение напряжения свыше допустимого значения на участке схемы, могут защищать и ограничивать схему от повышенных значений тока. Стабилитроны могут работать только на постоянном токе, поэтому при включении их в цепь соблюдение полярности является обязательным. Стабилитроны одного типа можно соединять по последовательной схеме для увеличения напряжения, либо создания делителя напряжения.

Основным свойством таких полупроводников является стабилизирующее напряжение.

Варикапы

Этот полупроводник еще называют емкостным диодом. Он изменяет значение сопротивления при изменении напряжения питания. Используется в качестве управляемого конденсатора с изменяемой емкостью. Может применяться для настраивания контуров колебаний высокой частоты.

Тиристоры

Полупроводники могут находиться в двух устойчивых положениях:

Закрытое (низкая проводимость).
Открытое (высокая проводимость).

То есть, он может переходить под воздействием сигнала из одного состояния в другое.

У тиристора имеется три электрода. Кроме обычных катода и анода, есть еще и электрод управления, который служит для подачи сигнала управления для перевода полупроводника в состояние включения. Современные тиристоры иностранного производства производятся в различных корпусах.

Такие полупроводники включают в схемы для регулирования мощности, плавного запуска электромоторов, подключения освещения. Тиристоры дают возможность включать большие токи, достигающие наибольшего тока 5 кА, напряжением до 5 киловольт в закрытом виде. Мощные силовые приборы на основе тиристоров используются в управляющих панелях электромоторами и других устройствах.

Симисторы

Эти полупроводники применяются в схемах, подключенных к переменному напряжению. Прибор условно состоит из двух тиристоров, подключенных встречно-параллельно, и пропускающих ток в любую сторону.

Светодиоды

Они испускают световой поток при подключении к ним напряжения, используются для создания индикации параметров, в электронных схемах, различных электронных гаджетах, дисплеях, в качестве источников света, при этом бывают многоцветными и одного цвета.

Инфракрасные диоды

Это светодиоды, выдающие световой поток в инфракрасном спектре. Они используются для измерительных и контрольных приборов оптического вида, в пультах управления, коммутационных устройствах, линиях связи без проводов и т. д. Обозначаются на схемах как обычные светодиоды. Инфракрасные лучи не видны человеку. Их можно увидеть с помощью смартфона в камеру.

Фотодиоды

Они работают при попадании на их чувствительный элемент света, преобразуя его в электрический ток. Используются для преобразования потока света в сигнал электрического тока.

Фотодиоды обычно сравнивают по принципу работы с батареями на солнечных элементах.

Неисправности диодов

Полупроводники иногда могут выходить из строя вследствие естественного старения и амортизации внутренних материалов, либо по другим причинам:

Пробивание перехода кристалла. Его следствием является то, что по сути полупроводник приобретает свойства обычного проводника, так как он лишен основных качеств полупроводимости и уже пропускает ток практически в любую сторону. Такая неисправность быстро обнаруживается с помощью обычного мультитестера. Измерительный прибор выдает сигнал звука и на дисплее видно значение очень малого сопротивления диода.
Обрыв. В этом случае действует обратный процесс – полупроводник не пропускает ток ни в каком направлении, так как внутри кристалла нарушена проводимость, вследствие полного обрыва проводника, то есть, диод, по сути, стал диэлектриком. Чтобы точно выяснить обрыв, нужно применять мультиметры с исправными щупами. Иначе можно получить ложную диагностику этой неисправности. У диодов на основе сплавов эта неисправность является редкой.
Утечка. Эта поломка возникает из-за повреждения корпуса полупроводника, вследствие чего нарушается герметичность корпуса диода, и его нормальное функционирование становится невозможным.

Пробой перехода

При чрезмерном повышении обратного напряжения может возникнуть пробой электронного прибора. Существуют специальные полупроводники, в которых используется это свойство, которые называются стабилитронами.

Такие неисправности возникают в случаях, когда величина обратного тока резко возрастает из-за достижения обратного напряжения чрезмерных значений, выше допустимых.

Существует несколько типов пробоя переходов:

Тепловые пробои. Они вызываются внезапным возрастанием температуры с дальнейшим перегревом.
Электрические пробои. Появляются от действия большого электрического тока на полупроводниковый переход.

Электрический пробой

Такой вид пробоя не является фатальным, и является обратимым процессом, так как при этом не произошло разрушения кристалла полупроводника. Поэтому при медленном снижении напряжения возможно восстановление характеристик диода и его рабочего состояния.

Такие пробои разделяют на два подвида:

Туннельные пробои. Они возникают при протекании повышенного напряжения по узким проходам кристалла полупроводника. Это позволяет отдельным электронам проскакивать через него. Чаще всего туннельные пробои образуются в случае наличия в полупроводнике большого числа различных недопустимых примесей. При таком пробое обратный ток внезапно стремится к возрастанию, а напряжение продолжает оставаться на прежнем уровне.
Лавинные пробои. Они могут возникнуть вследствие действия повышенных значений электрических полей, которые разгоняют электроны выше допустимой границы скорости. Поэтому они выбивают из атомов некоторое количество валентных электронов, вылетающих в область проводимости. Такой процесс происходит с лавинообразной скоростью, поэтому и получил такое название.

Тепловой пробой

Образование теплового пробоя может происходить из-за возникновения различных причин. Это может быть недостаточный отвод тепла от корпуса полупроводника, а также перегрева перехода кристалла, возникающего по причине прохождения электрического тока повышенной величины, выше допустимого.

Вследствие увеличения режима температуры в переходе полупроводника и областях, находящихся рядом, появляются такие отрицательные последствия:

Возрастание колебания атомов, которые входят в состав материала кристалла диода.
Залетание электронов в зону проводимости.
Чрезмерное внезапное возрастание температуры.
Повреждение и деформация кристаллической решетки полупроводника.
Неисправность и выход из строя диода.

виды, как работает и область применения

Диод представляет собой простой полупроводниковый прибор, который нашел широкое применение в технике. Не каждый человек знает, что такое диод, и еще меньшее количество людей точно представляет себе принцип работы изделия.

Устройство и принцип работы
Основные виды
Область применения

При этом существует большое количество разновидностей этого прибора, о которых стоит знать всем, кто интересуется радиоэлектроникой.

Устройство и принцип работы

Если понять, как работает диод, то разобраться в устройстве этого полупроводникового прибора будет довольно просто. Основу детали составляет токовый переход, соединенный с двумя контактами (положительным — анодом и отрицательным — катодом). При прямом включении напряжения открывается переход, сопротивление которого небольшое. В результате через изделие проходит ток, называемый прямым.

Если же при включении детали в схему изменить полярность, то сопротивление участка перехода резко возрастет, а показатель электротока будет стремиться к нулю. Такое напряжение принято называть обратным.

Современные диоды имеют принципиальное отличие от первых моделей, активно используемых во время радиоламп. В полупроводниковых радиодеталях токовый переход изготавливается из кремния или германия и носит название р-n-переход. Основное различие между этими материалами заключается в показателях прямого напряжения, при которых происходит открытие.

Так как полупроводниковый кристалл может эффективно работать в любых условиях, то необходимость создания особой среды исчезла.

В ламповых устройствах для этого в колбу закачивался специальный газ либо создавался вакуум. В результате современные изделия имеют небольшие габариты, а стоимость их производства значительно снизилась.

Основные виды

Диоды принято классифицировать по нескольким параметрам. В зависимости от рабочих частот, они могут быть низко-, высокочастотными, а также способными функционировать в условиях сверхвысоких частот. Также существует деление и в соответствии с конструктивными особенностями, где можно выделить следующие виды диодов:

Диод Шоттки — вместо привычного p-n-перехода используется металл. С одной стороны, это позволяет добиться минимальных потерь напряжения при прямом включении. Однако с другой при высоком обратном токе, изделие быстро выходит из строя.
Стабилитрон — позволяет стабилизировать напряжение.
Стабистор — отличается от стабилитрона меньшей зависимостью напряжения от тока.
Диод Гана — лишен p — n -перехода, вместо которого используется особый кристалл. Используется для работы в диапазоне сверхвысоких частот.
Варикап — представляет собой сочетание диода с конденсатором. Емкость изделия зависит от обратного напряжения в области p — n -перехода, а применяется он при создании колебательных контуров.
Фотодиод — попадание светового потока на токовый переход приводит к созданию в нем разности потенциалов. Если замкнуть в этот момент цепь, то в ней появится ток.
Светодиод — при достижении определенного показателя тока в p — n -переходе, устройство начинает излучать световой поток.

Область применения

Сфера использования этих деталей в современной радиотехнике высока. Сложно найти устройство, которое работает без этих деталей. Чтобы понять, для чего нужен диод, можно привести несколько примеров:

Диодные мосты — содержат от 4 до 12 полупроводниковых устройств, которые соединяются между собой. Основной задачей диодных мостов является выпрямление тока, и они активно используются, например, при создании генераторов для автомобилей.
Детекторы — создаются при сочетании диодов и конденсаторов. В результате появляется возможность выделить низкочастотную модуляцию из различных сигналов. Применяются при изготовлении радио- и телеприемников.
Защитные устройства — позволяют обезопасить электрическую схему от возможных перегрузок. Несколько изделий подключаются в обратном направлении. Когда схема работает нормально, то они остаются в закрытом положении. Как только входное напряжение достигает критических показателей, устройство активируются.
Переключатели — такие системы на основе этих изделий позволяют осуществлять коммутацию высокочастотных сигналов.
Системы искрозащиты — создание шунт-диодного барьера позволяет ограничить показатель напряжения в электроцепи. Для увеличения степени защиты вместе с полупроводниковыми деталями используются специальные токоограничивающие резисторы.

Это лишь несколько примеров использования диодов. Они являются достаточно надежными устройствами, с помощью которых можно решать большое количество задач. Чаще всего эти радиодетали выходят из строя по причине естественного старения либо из-за перегрева.

Если произошел электрический пробой изделия, то его последствия редко являются необратимыми, так как кристалл не разрушается.

различных типов диодов | Их схемные символы и приложения

В этом уроке мы узнаем о различных типах диодов. К ним относятся маломощные диоды, стабилитроны, светоизлучающие диоды, диоды Шоттки, туннельные диоды, лавинные диоды и т. д. Это будет краткая заметка о различных типах диодов с их основными функциями и соответствующими условными обозначениями.

Краткое описание

Введение

Диоды представляют собой двухполюсные электронные устройства/компоненты, которые функционируют как односторонний переключатель, т. е. пропускают ток только в одном направлении. Эти диоды изготавливаются с использованием полупроводниковых материалов, таких как кремний, германий и арсенид галлия.

Две клеммы диода известны как анод и катод. Основываясь на разнице потенциалов между этими двумя контактами, работу диода можно классифицировать двумя способами:

Если анод имеет более высокий потенциал, чем катод, то говорят, что диод находится в прямом смещении и пропускает ток.
Если катод имеет более высокий потенциал, чем анод, то говорят, что диод находится в обратном смещении и не пропускает ток.

Различные типы диодов имеют разные требования к напряжению. Для кремниевых диодов прямое напряжение составляет 0,7 В, а для германиевых диодов — 0,3 В. Обычно в кремниевых диодах темная полоса на одном конце диода указывает на вывод катода, а другой вывод — на анод.

Одним из основных применений диодов является выпрямление, то есть преобразование переменного тока в постоянный. Поскольку диоды позволяют току течь только в одном направлении и блокируют ток в другом направлении, диоды используются в устройствах защиты от обратной полярности и защиты от переходных процессов.

Существует множество различных типов диодов, некоторые из них перечислены ниже.

Различные типы диодов

Давайте теперь кратко рассмотрим несколько распространенных типов диодов.

1. Малый сигнальный диод

Это небольшое устройство с непропорциональными характеристиками, применение которого в основном связано с высокочастотными и очень слаботочными приложениями, такими как радиоприемники, телевизоры и т. д. Для защиты диода от загрязнения он покрыт стеклом, поэтому его также называют пассивированным стеклом. Диод. Одним из популярных диодов этого типа является 1N4148.

Внешний вид сигнальных диодов очень мал по сравнению с силовыми диодами. Для обозначения катодного вывода одна грань маркируется черным или красным цветом. Для применений на высоких частотах характеристики маломощного диода очень эффективны.

Что касается других функций, то сигнальные диоды обычно имеют малую пропускную способность по току и рассеиваемую мощность. Обычно они находятся в диапазоне 150 мА и 500 мВт соответственно.

Диод слабого сигнала может быть изготовлен из кремниевого или германиевого полупроводникового материала, но характеристики диода различаются в зависимости от легирующего материала.

Диоды для малых сигналов используются в диодных устройствах общего назначения, высокоскоростном переключении, параметрических усилителях и многих других устройствах. Некоторые важные характеристики диода малого сигнала:

Пиковое обратное напряжение (V _PR) — это максимальное обратное напряжение, которое может быть приложено к диоду, прежде чем он выйдет из строя.
Обратный ток (I _R) — Ток (очень маленькое значение), протекающий при обратном смещении.
Максимальное прямое напряжение при пиковом прямом токе (V _F при I _F )
Время обратного восстановления – время, необходимое для снижения обратного тока от прямого тока до I _R .

2. Большой сигнальный диод

Эти диоды имеют большой слой PN-перехода. Таким образом, они обычно используются для выпрямления, то есть преобразования переменного тока в постоянный. Большой PN-переход также увеличивает пропускную способность по прямому току и обратное запирающее напряжение диода. Большие сигнальные диоды не подходят для высокочастотных применений.

Эти диоды в основном применяются в источниках питания (выпрямители, преобразователи, инверторы, устройства для зарядки аккумуляторов и т. д.). В этих диодах значение прямого сопротивления составляет несколько Ом, а значение сопротивления обратного запирания — мегаом.

Поскольку он обладает высокими характеристиками по току и напряжению, его можно использовать в электрических устройствах, предназначенных для подавления высоких пиковых напряжений.

3. Стабилитрон

Это пассивный элемент, работающий по принципу «пробойного стабилитрона». Впервые произведенный Кларенсом Зенером в 1934 году, он подобен обычному диоду в условиях прямого смещения, т. е. пропускает ток.

Но в условиях обратного смещения диод проводит ток только тогда, когда приложенное напряжение достигает напряжения пробоя, известного как пробой Зенера. Он предназначен для защиты других полупроводниковых приборов от мгновенных импульсов напряжения. Он действует как регулятор напряжения.

4. Светоизлучающий диод (LED)

Эти диоды преобразуют электрическую энергию в энергию света. Первое производство началось в 1968 году. Он подвергается процессу электролюминесценции, в котором дырки и электроны рекомбинируются для получения энергии в виде света в условиях прямого смещения.

В первые дни светодиоды были очень дорогими и использовались только в специальных целях. Но с годами стоимость светодиодов значительно снизилась. Это, а также тот факт, что они чрезвычайно энергоэффективны, делает светодиоды основным источником освещения в домах, офисах, улицах (для уличного освещения, а также светофоров), автомобилях, мобильных телефонах.

5. Диоды постоянного тока

Они также известны как токорегулирующие диоды, токоограничивающие диоды или транзисторы с диодным соединением. Функция диода заключается в регулировании напряжения при определенном токе.

Функционирует как двухконтактный ограничитель тока. При этом JFET действует как ограничитель тока для достижения высокого выходного импеданса. Символ диода постоянного тока показан ниже.

6. Диод Шоттки

В этом типе диода переход формируется путем контакта полупроводникового материала с металлом. Благодаря этому прямое падение напряжения уменьшается до минимума. Полупроводниковым материалом является кремний N-типа, который действует как анод, а металлы, такие как хром, платина, вольфрам и т. д., действуют как катод.

Благодаря металлическому переходу эти диоды обладают высокой проводимостью по току, что сокращает время переключения. Таким образом, диод Шоттки чаще используется в коммутационных приложениях. В основном из-за перехода металл-полупроводник падение напряжения низкое, что, в свою очередь, увеличивает производительность диода и снижает потери мощности. Таким образом, они используются в высокочастотных выпрямителях. Символ диода Шоттки показан ниже.

7. Диод Шокли

Это было одно из первых изобретенных полупроводниковых устройств. Shockley Diode имеет четыре слоя. Его также называют диодом PNPN. Он равен тиристору без затворной клеммы, что означает, что затворная клемма отключена. Поскольку триггерный вход отсутствует, диод может работать только при прямом напряжении.

Он остается включенным после включения и остается выключенным после включения. Диод имеет два рабочих состояния: проводящее и непроводящее. В непроводящем состоянии диод проводит с меньшим напряжением.

Обозначение диода Шокли:

Применение диода Шокли

Триггерные переключатели для SCR.
Действует как генератор релаксации.

8. Ступенчатые восстанавливающие диоды

Их также называют отщелкивающими диодами или диодами с накоплением заряда. Это особый тип диодов, который накапливает заряд положительного импульса и использует отрицательный импульс синусоидального сигнала. Время нарастания импульса тока равно времени скачка. Из-за этого явления у него есть импульсы восстановления скорости.

Эти диоды применяются в умножителях более высокого порядка и в схемах формирования импульсов. Частота среза этих диодов очень высока, порядка гигагерца.

В качестве умножителя этот диод имеет диапазон частот среза от 200 до 300 ГГц. В операциях, выполняемых в диапазоне 10 ГГц, эти диоды играют жизненно важную роль. Эффективность высока для множителей более низкого порядка. Символ этого диода показан ниже.

9. Туннельный диод

Используется как высокоскоростной переключатель со скоростью переключения порядка нескольких наносекунд. Благодаря туннельному эффекту он очень быстро работает в микроволновом диапазоне частот. Это двухконтактное устройство, в котором концентрация примесей слишком высока.

Переходная характеристика ограничена емкостью перехода и паразитной емкостью проводки. В основном используется в микроволновых генераторах и усилителях. Он действует как устройство с самой отрицательной проводимостью. Туннельные диоды можно настраивать как механически, так и электрически. Символ туннельного диода показан ниже.

Применение туннельных диодов

Колебательные цепи.
Микроволновые схемы.
Устойчив к ядерному излучению.

10. Варакторный диод

Их также называют варикапными диодами. Он действует как переменный конденсатор. Операции выполняются в основном только в состоянии обратного смещения. Эти диоды очень известны благодаря своей способности изменять диапазоны емкости в цепи при постоянном протекании напряжения.

Они могут изменять емкость до высоких значений. В варакторном диоде мы можем уменьшить или увеличить слой обеднения, изменив обратное напряжение смещения. Эти диоды имеют множество применений в качестве управляемого напряжением генератора для сотовых телефонов, предварительных фильтров спутников и т. д. Символ варакторного диода приведен ниже.

Варакторные диоды

Конденсаторы, управляемые напряжением
Генераторы, управляемые напряжением
Параметрические усилители
Умножители частоты
FM-передатчики и контуры фазовой автоподстройки частоты в радиоприемниках, телевизорах и сотовых телефонах

11. Лазерный диод

Аналогичен светодиоду, в котором активная область образована p-n переходом. Электрически лазерный диод представляет собой P-I-N диод, в котором активная область находится во внутренней области. Используется в оптоволоконной связи, считывателях штрих-кодов, лазерных указках, чтении и записи CD/DVD/Blu-ray, лазерной печати.

Типы лазерных диодов:

Лазер с двойной гетероструктурой: Свободные электроны и дырки доступны одновременно в области.
Лазеры с квантовыми ямами: лазеры, имеющие более одной квантовой ямы, называются лазерами с несколькими квантовыми ямами.
Квантовые каскадные лазеры: это лазеры с гетеропереходом, которые обеспечивают лазерное воздействие на относительно длинных волнах.
Лазеры на гетероструктурах с раздельным удержанием: Чтобы компенсировать проблему тонкого слоя в квантовых лазерах, мы выбираем лазеры на гетероструктурах с раздельным удержанием.
Лазеры с распределенным брэгговским отражателем: это могут быть лазеры с краевым излучением или VCSELS.

Обозначение лазерного диода:

12. Диод подавления переходного напряжения

В полупроводниковых устройствах переходные процессы возникают из-за резкого изменения напряжения в состоянии. Они повредят выходной отклик устройства. Чтобы решить эту проблему, используются диоды подавления напряжения. Работа диода подавления напряжения аналогична работе стабилитрона.

Работа этих диодов нормальная, как у диодов с p-n переходом, но во время переходного напряжения их работа меняется. В нормальных условиях импеданс диода высок. При появлении в цепи любого переходного напряжения диод попадает в область лавинного пробоя, в которой обеспечивается низкий импеданс.

Очень спонтанно, потому что продолжительность лавинного срыва колеблется в пикосекундах. Диод подавления переходного напряжения будет ограничивать напряжение до фиксированных уровней, в основном его фиксирующее напряжение находится в минимальном диапазоне.

Находят применение в области телекоммуникаций, медицины, микропроцессоров и обработки сигналов. Он быстрее реагирует на перенапряжение, чем варисторы или газоразрядные трубки.

Символ для диода подавления переходного напряжения показан ниже.

Диод характеризуется:

Ток утечки
Максимальное обратное напряжение зазора
Напряжение пробоя
Напряжение фиксации
Паразитная емкость
Паразитная индуктивность
Количество энергии, которое он может поглотить

13.

Диоды, легированные золотом

В этих диодах в качестве легирующей примеси используется золото. Эти диоды быстрее, чем другие диоды. В этих диодах ток утечки в условиях обратного смещения также меньше. Даже при более высоком падении напряжения это позволяет диоду работать на сигнальных частотах. В этих диодах золото способствует более быстрой рекомбинации неосновных носителей.

14. Супербарьерные диоды

Это выпрямительный диод с малым падением прямого напряжения, как у диода Шоттки, с устойчивостью к импульсным перенапряжениям и низким обратным током утечки, как у диода с P-N-переходом. Он был разработан для приложений с высокой мощностью, быстрым переключением и малыми потерями. Выпрямители с супербарьером представляют собой выпрямители следующего поколения с более низким прямым напряжением, чем диод Шоттки.

15. Диод Пельтье

В этом типе диода он выделяет тепло на стыке двух материалов полупроводника, которое течет от одного вывода к другому. Этот поток выполняется только в одном направлении, которое совпадает с направлением текущего потока.

Это тепло вырабатывается за счет электрического заряда, возникающего при рекомбинации неосновных носителей заряда. В основном это используется в системах охлаждения и обогрева. Этот тип диодов используется в качестве датчика и теплового двигателя для термоэлектрического охлаждения.

16. Кристаллический диод

Он также известен как кошачий ус, который представляет собой диод с точечным контактом. Его работа зависит от давления контакта между полупроводниковым кристаллом и острием.

В этом присутствует металлическая проволока, которая прижимается к полупроводниковому кристаллу. При этом полупроводниковый кристалл действует как катод, а металлическая проволока — как анод. Эти диоды морально устарели. В основном используется в микроволновых приемниках и детекторах.

Применение кварцевых диодов

Выпрямитель кварцевых диодов
Детектор кристаллического диода
Кристаллический радиоприемник

17.

Лавинный диод

Это пассивный элемент, работающий по принципу лавинного пробоя. Он работает в условиях обратного смещения. Это приводит к большому току из-за ионизации, производимой P-N-переходом в условиях обратного смещения.

Эти диоды специально разработаны для предотвращения повреждения при определенном обратном напряжении. Символ лавинного диода показан ниже:

Лавинный диод Использование

Генерация РЧ-шума: Он действует как источник РЧ-сигнала для мостов антенного анализатора, а также как генератор белого шума.
Используется в радиооборудовании, а также в аппаратных генераторах случайных чисел.
Генерация микроволновой частоты: В этом случае диод действует как устройство с отрицательным сопротивлением.
Однофотонный лавинный детектор: это фотонные детекторы с высоким коэффициентом усиления, используемые для измерения уровня освещенности.

18. Кремниевый управляемый выпрямитель

Он состоит из трех выводов: анода, катода и затвора. Он почти равен диоду Шокли. Как следует из названия, он в основном используется для целей управления, когда в цепи применяются небольшие напряжения. Символ выпрямителя с кремниевым управлением показан ниже:

Режимы работы:

Режим прямой блокировки (состояние выключения): в этом случае J1 и J3 смещены в прямом направлении, а J2 смещен в обратном направлении. Он предлагает высокое сопротивление ниже напряжения пробоя и, следовательно, считается выключенным состоянием.
Режим прямой проводимости (включенное состояние): Увеличив напряжение на аноде и катоде или подав положительный импульс на затвор, мы можем включить. Единственный способ выключить — уменьшить ток, протекающий через него.
Режим блокировки реверса (состояние выключено): SCR, блокирующий обратное напряжение, называется асимметричным SCR. В основном используется в инверторах источника тока.

19. Вакуумные диоды

Вакуумные диоды состоят из двух электродов, которые действуют как анод и катод. Катод состоит из вольфрама, который испускает электроны в направлении анода. Всегда поток электронов будет только от катода к аноду. Таким образом, он действует как переключатель.

Если катод покрыт оксидным материалом, то способность эмиссии электронов высока. Аноды немного длинноваты, а в некоторых случаях их поверхность шероховатая для снижения температуры, развивающейся в диоде. Диод будет проводить только в одном случае, когда анод положителен по отношению к катоду. Символ показан на рисунке:

20. PIN-диод

PIN-диод представляет собой улучшенную версию обычного диода с соединением P-N. В PIN-диоде легирование не требуется. Собственный материал, то есть материал, не имеющий носителей заряда, вставляется между областями P и N, что увеличивает площадь обедненного слоя.

Когда мы прикладываем прямое напряжение смещения, дырки и электроны выталкиваются во внутренний слой. В какой-то момент из-за этого высокого уровня инжекции электрическое поле также будет проводить через собственный материал. Это поле заставляет носители течь из двух областей. Символ PIN-диода показан ниже:

PIN-диод Применение:

ВЧ-переключатели: PIN-диод используется как для сигнала, так и для выбора компонентов. Например, PIN-диоды действуют как катушки индуктивности переключателя диапазона в генераторах с низким фазовым шумом.
Аттенюаторы: используется в качестве мостового и шунтирующего сопротивления в мостовом Т-аттенюаторе.
Фотодетекторы: обнаруживают фотоны рентгеновского и гамма-излучения.

21. Устройства точечного контакта

Золотая или вольфрамовая проволока используется в качестве точечного контакта для создания области PN-перехода путем пропускания через нее сильного электрического тока. Небольшая область PN-перехода создается вокруг края провода, который соединяется с металлической пластиной, как показано на рисунке.

В прямом направлении его работа очень похожа, но в условиях обратного смещения провод действует как изолятор. Поскольку этот изолятор находится между пластинами, диод действует как конденсатор. Как правило, конденсатор блокирует постоянные токи, но переменные токи могут протекать в цепи на высоких частотах. Таким образом, они используются для обнаружения высокочастотных сигналов.

22. Диод Ганна

Диод Ганна изготовлен только из полупроводникового материала n-типа. Область истощения двух материалов N-типа очень тонкая. При увеличении напряжения в цепи увеличивается и ток. После определенного уровня напряжения ток будет экспоненциально уменьшаться, что свидетельствует об отрицательном дифференциальном сопротивлении.

Имеет два электрода с арсенидом галлия и фосфидом индия. Благодаря этому он имеет отрицательное дифференциальное сопротивление. Его также называют устройством с переносом электронов. Он производит микроволновые радиочастотные сигналы, поэтому в основном используется в микроволновых радиочастотных устройствах. Также можно использовать как усилитель. Символ диода Ганна показан ниже: