Peranti dan prinsip operasi diod
Diod ialah peranti semikonduktor paling ringkas yang boleh didapati pada papan litar bercetak mana-mana peranti elektronik hari ini. Bergantung kepada struktur dalaman dan ciri teknikal, diod dikelaskan kepada beberapa jenis: universal, penerus, nadi, diod zener, diod terowong dan varikap. Ia digunakan untuk pembetulan, pengehadan voltan, pengesanan, modulasi, dll. — bergantung pada tujuan peranti di mana ia digunakan.
Tapak diod ialah p-n-simpangdibentuk oleh bahan semikonduktor dengan dua jenis kekonduksian yang berbeza. Dua wayar disambungkan kepada hablur diod yang dipanggil katod (elektrod negatif) dan anod (elektrod positif). Terdapat kawasan semikonduktor jenis-p di bahagian anod dan kawasan semikonduktor jenis-n di bahagian katod. Peranti diod ini memberikannya sifat unik — arus mengalir hanya dalam satu arah (ke hadapan), dari anod ke katod. Sebaliknya, diod yang beroperasi secara normal tidak mengalirkan arus.
Di rantau anod (jenis-p) pembawa cas utama adalah lubang bercas positif, dan di kawasan katod (jenis-n) elektron bercas negatif. Plumbum diod ialah permukaan logam sentuhan yang mana wayar dipateri.
Apabila diod mengalirkan arus ke arah hadapan, ini bermakna ia berada dalam keadaan terbuka. Jika arus tidak melalui persimpangan p-n, maka diod ditutup. Oleh itu, diod boleh berada dalam salah satu daripada dua keadaan stabil: terbuka atau tertutup.
Dengan menyambungkan diod dalam litar sumber voltan DC, anod ke terminal positif dan katod ke terminal negatif, kami memperoleh pincang ke hadapan simpang pn. Dan jika voltan sumber ternyata mencukupi (0.7 volt sudah cukup untuk diod silikon), maka diod akan terbuka dan mula mengalirkan arus. Magnitud arus ini akan bergantung pada magnitud voltan yang digunakan dan rintangan dalaman diod.
Mengapakah diod masuk ke dalam keadaan pengalir? Kerana dengan menghidupkan diod yang betul, elektron dari kawasan-n, di bawah tindakan EMF sumber, bergegas ke elektrod positifnya, ke lubang dari kawasan-p, yang kini bergerak ke elektrod negatif. daripada sumber, kepada elektron.
Di sempadan kawasan (di persimpangan p-n itu sendiri) pada masa ini terdapat penggabungan semula elektron dan lubang, penyerapan bersama mereka. Dan sumber dipaksa untuk terus membekalkan elektron dan lubang baru ke kawasan persimpangan p-n, meningkatkan kepekatannya.
Tetapi bagaimana jika diod diterbalikkan, dengan katod ke terminal positif sumber dan anod ke terminal negatif? Lubang dan elektron berselerak dalam arah yang berbeza—ke arah terminal—dari persimpangan, dan kawasan yang kehabisan pembawa cas—penghalang berpotensi—muncul berhampiran persimpangan. Arus yang disebabkan oleh kebanyakan pembawa cas (elektron dan lubang) tidak akan berlaku.
Tetapi kristal diod tidak sempurna; sebagai tambahan kepada pembawa cas utama, ia juga mempunyai pembawa cas kecil di dalamnya yang akan menghasilkan arus terbalik diod yang sangat boleh diabaikan diukur dalam mikroampere. Tetapi diod dalam keadaan ini ditutup kerana simpang p-nnya dipincang songsang.
Voltan di mana diod bertukar dari keadaan tertutup ke keadaan terbuka dipanggil voltan hadapan diod (lihat - Parameter asas diod), yang pada asasnya adalah kejatuhan voltan merentasi simpang p-n. Rintangan diod kepada arus hadapan adalah tidak tetap, ia bergantung pada magnitud arus melalui diod dan tertib beberapa ohm. Voltan kekutuban terbalik di mana diod dimatikan dipanggil voltan terbalik diod. Rintangan songsang diod dalam keadaan ini diukur dalam beribu-ribu ohm.
Jelas sekali, diod boleh bertukar daripada keadaan terbuka kepada keadaan tertutup dan sebaliknya apabila kekutuban voltan yang dikenakan padanya berubah. Operasi penerus adalah berdasarkan sifat diod ini. Jadi dalam litar AC sinusoidal, diod akan mengalirkan arus hanya semasa separuh gelombang positif dan akan disekat semasa separuh gelombang negatif.
Lihat juga mengenai topik ini:Apakah perbezaan antara diod nadi dan penerus