Diody

Diody

Jedná se o polovodičové součástky využívající přechodu P/N. Ve směru šipky dioda propouští proud.

Základní provozní stavy diody:

otevřená – dioda propouští proud

zavřená – dioda je uzavřená, neprotéká přes ni žádný proud.

Komituje -dioda přechází z jednoho stavu do druhého.

Otevřený stav – Vodivost zajištují majoritní nosiče. Dioda při vnitřním odporu menším než 700 Ohmů se začíná otevírat:

0,1V – Shotkyho dioda

0,2V – GE dioda

0,6V – Běžná Si dioda

Při Uz dochází k proražení diody a dioda je zničena.

Aplikace:

-usměrnění střídavých proudů

-spínání (spínací diody)

-stabilizaci napětí (zenerovy diody)

-detekci světelného záření (fotoelektrické články, fotodiody)

-ladění rezonančních obvodů změnou vnitřní kapacity (varikapy)

-zesilování signálu a vybuzení oscilací (tunelové diody)

-Usměrnění, Zdvojovač napětí

Dioda Si (usměrňovací)

- užívá se ve zdroji jako dioda výkonná

- proud v propustném směru se značí IF

- napětí v propustném směru se značí UF a jeho velikost je přibližně 1,1 V

- proud v závěrném směru se značí IR

- napětí v závěrném směru se značí UR

- výkon který je dioda schopna přenést se značí PdMAX

- diody usměrňovací jsou na bázi křemíku

Zenerova dioda

Pod tímto pojmem chápeme i diodu Lavinovou. Dioda využívá velmi tekého přechodu PN. Při dosažení určitého napětí vznikne v oblasti přechodu značná intenzita elektrostatického pole. Následuje průraz přechodu. Pokud je maximální proud omezen nedochází k poškození.

Pracovní oblast Zenerovy diody je ve 3. kvadranty v záporné části. Je vymezena body A a B kdy má dioda malý diferenciální odpor.

Diody se používají hlavně ve stabilizátorech napětí, v omezovačích, jako ochrana proti přepětí, zdroj referenčního napětí, spínače.

Shotkyho dioda

Přechodovou vrstvu tvoří polovodič a kov. Vrstva dovoluje velmi rychlý pohyb elektronů, zotavovací doba je tedy velmi krátká, prakticky pikosekundy.

Dioda se užívá k usměrňování velmi vysokých kmitočtů a pro rychlé spínače.

Kapacitní dioda – varikap

Jedná se o plošnou křemíkovou diodu, u které se využívá kapacita přechodu PN. Tak jako u kondenzátoru je pro stálý náboj kapacita nepřímo úměrná napětí.Varikap dosahuje kapacity až desítky pF.

Používá se jako ladicí kapacita v rezonančních obvodech.

Tunelová dioda – Esakiho

Tato dioda se vyznačuje zvláštním průběhem charakteristiky v propustném směru.

Používá se v oscilátorech a jako rychlý spínač.

Dnes se její užití omezuje kvůli její časové nestálosti.

PIN dioda

Dioda má mezi vrstvou P a vrstvou N vloženou vrstvu I s vlastní vodivostí, to je zcela čistý křemík nebo germánium. Tato vrstva způsobuje prodlužování doby přechodu náboje. Pro nízké frekvence je vliv minimální, proto se dioda používá při vysokých frekvencích. Charakteristika diody je lineární.

Používá se ve vysokofrekvenčních obvodech jako odpor řízený stejnosměrným proudem.

Foto dioda

Jedná se o PN plošnou diodu jejíž přechod PN se osvětluje. Při osvícení vzniká na přechodu PN fotoelektrické napětí. Dioda se používá v záporném směru, protože v kladném směru je malý efekt.

V záporném směru je charakteristika lineární a rovnoměrně vzdálená. Dioda pracuje v odporovém režimu. Foto dioda má kratší odezvu na změnu osvětlení než fotorezistor, řádově zlomek mikrosekundy.

Ve 4. kvadrantu dioda pracuje jako zdroj stejnosměrného napětí. Tento způsob činnosti se nazývá hradlový režim.

Diody se používají jako expozimetry, v automatickém řízení osvětlení a jako sluneční baterie.

LED dioda

Její průchod PN při průchodu prooudu v propustném směru září. Barva závisí na druhu materiálu polovodičů.

Dioda se používá pro signalizaci, pro LED displeje atd.