Хагас дамжуулагч диодыг электроник болон электроникийн үйлдвэрлэлд өргөнөөр ашигладаг. Тэдгээрийг бие даан, транзистор болон бусад олон төхөөрөмжүүдийн p-n-уулзвар болгон ашигладаг. Диод нь салангид бүрэлдэхүүн хэсгийн хувьд олон электрон хэлхээний гол хэсэг юм. Тэд бага чадалтай хэрэглүүрээс эхлээд Шулуутгагч хүртэл олон программыг олдог.
Диод гэж юу вэ?
Грек хэлнээс орчуулбал энэ электрон элементийн нэр нь шууд утгаараа "хоёр терминал" гэсэн утгатай. Тэдгээрийг анод ба катод гэж нэрлэдэг. Хэлхээнд гүйдэл нь анодоос катод руу урсдаг. Хагас дамжуулагч диод нь нэг талт элемент бөгөөд эсрэг талын гүйдлийн урсгалыг хаасан.
Үйл ажиллагааны зарчим
Хагас дамжуулагч диодын төхөөрөмж нь маш өөр. Энэ нь нэрлэсэн үнэ болон гүйцэтгэх үүргээрээ ялгаатай олон төрөл байдаг нь ийм шалтгаан юм. Гэсэн хэдий ч ихэнх тохиолдолд үндсэн зарчимХагас дамжуулагч диодын ажиллагаа ижил байна. Тэдгээр нь үндсэн функцийг хангадаг p-n уулзварыг агуулдаг.
Энэ нэр томъёог ихэвчлэн диодын стандарт хэлбэрийн хувьд ашигладаг. Үнэн хэрэгтээ энэ нь тэдний бараг бүх төрөлд хамаатай. Диодууд нь орчин үеийн электроникийн үйлдвэрлэлийн тулгуур хэсгийг бүрдүүлдэг. Энгийн элемент ба транзистороос эхлээд орчин үеийн микропроцессор хүртэл бүх зүйл хагас дамжуулагч дээр суурилдаг. Хагас дамжуулагч диодын ажиллах зарчим нь хагас дамжуулагчийн шинж чанарт суурилдаг. Технологи нь бүлэг материал дээр суурилж, болор торонд хольц оруулснаар нүх, электронууд цэнэг зөөгч байх бүс нутгийг олж авах боломжтой.
P-n- уулзвар
P-n-type диод нь зөвхөн нэг чиглэлд гүйдэл гүйх боломжийг олгодог p-n уулзварыг ашигладаг тул ийм нэрийг авсан. Элемент нь өргөн хэрэглэгддэг бусад шинж чанартай байдаг. Жишээлбэл, хагас дамжуулагч диод нь гэрэл ялгаруулах, илрүүлэх, багтаамжийг өөрчлөх, хүчдэлийг зохицуулах чадвартай.
P-n-холболт нь үндсэн хагас дамжуулагч бүтэц юм. Нэрнээс нь харахад энэ нь p ба n төрлийн мужуудын хоорондох уулзвар юм. Шилжилт нь цэнэглэгчийг зөвхөн нэг чиглэлд шилжүүлэх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь жишээлбэл, хувьсах гүйдлийг тогтмол гүйдэл болгон хувиргах боломжийг олгодог.
Стандарт диодыг ихэвчлэн цахиураар хийдэг ч германи болон бусад хагас дамжуулагч материалыг голчлон тусгай зориулалтаар ашигладаг.
Вольт-амперийн шинж чанар
Диод нь гүйдлийн хүчдэлийн муруйгаар тодорхойлогддог бөгөөд үүнийг урагш болон урвуу гэсэн 2 салбар болгон хувааж болно. Эсрэг чиглэлд алдагдах гүйдэл 0-тэй ойролцоо боловч хүчдэл нэмэгдэх тусам аажмаар нэмэгдэж, эвдрэлийн хүчдэлд хүрэхэд огцом нэмэгдэж эхэлдэг. Урагшаа чиглэлд гүйдэл нь дамжуулалтын босго хэмжээнээс давсан хүчдэлээр хурдан өсдөг бөгөөд энэ нь цахиурын диодын хувьд 0.7 В, германийн хувьд 0.4 В байна. Өөр өөр материал ашигладаг эсүүд нь өөр өөр вольт-ампер шинж чанартай, дамжуулах босго болон эвдрэлийн хүчдэлтэй байдаг.
P-n-холболтын диодыг үндсэн түвшний төхөөрөмж гэж үзэж болно. Энэ нь дохионы хэлхээ, детектороос эхлээд индукц эсвэл реле ороомог, өндөр чадлын Шулуутгагч дахь хязгаарлагч эсвэл түр дарагч хүртэлх олон хэрэглээнд өргөн хэрэглэгддэг.
Онцлогууд ба параметрүүд
Диодын үзүүлэлтүүд нь маш их мэдээлэл өгдөг. Гэсэн хэдий ч тэдгээр нь юу болохыг нарийн тайлбарлах нь үргэлж байдаггүй. Техникийн үзүүлэлтэд өгөгдсөн диодын төрөл бүрийн шинж чанар, параметрүүдийн дэлгэрэнгүй мэдээллийг доор харуулав.
Хагас дамжуулагч материал
P-n уулзварт ашигласан материал нь хагас дамжуулагч диодын олон үндсэн шинж чанаруудад нөлөөлдөг тул хамгийн чухал юм. Цахиур нь өндөр үр ашигтай, үйлдвэрлэлийн зардал багатай тул хамгийн өргөн хэрэглэгддэг. Өөр нэг түгээмэл хэрэглэгддэгэлемент нь германи юм. Бусад материалыг тусгай зориулалтын диодуудад ихэвчлэн ашигладаг. Хагас дамжуулагч материалын сонголт нь дамжуулалтын босгыг тодорхойлдог тул чухал юм - цахиурын хувьд ойролцоогоор 0.6 В, германий хувьд 0.3 В.
Шууд гүйдлийн горим дахь хүчдэлийн уналт (U pr.)
Гүйдэл дамждаг аливаа цахилгаан хэлхээ нь хүчдэлийн уналт үүсгэдэг бөгөөд хагас дамжуулагч диодын энэ параметр нь эрчим хүчний алдагдал U ave-тай пропорциональ байвал засахад онцгой ач холбогдолтой. Үүнээс гадна электрон эд ангиуд ихэвчлэн шаардлагатай байдаг. бага зэрэг хүчдэлийн уналт өгөх, учир нь дохио сул байж болох ч үүнийг даван туулах шаардлагатай хэвээр байна.
Энэ нь хоёр шалтгааны улмаас тохиолддог. Эхнийх нь p-n уулзварын мөн чанарт оршдог бөгөөд гүйдэл нь хомсдолын давхаргыг гатлах боломжийг олгодог дамжуулалтын босго хүчдэлийн үр дүн юм. Хоёрдахь бүрэлдэхүүн хэсэг нь хэвийн эсэргүүцлийн алдагдал юм.
Заагч нь их хэмжээний гүйдэл дамжуулах чадвартай Шулуутгагч диодуудад маш чухал юм.
Оргил урвуу хүчдэл (U arr. max)
Энэ нь хагас дамжуулагч диодын тэсвэрлэх хамгийн дээд урвуу хүчдэл юм. Үүнийг хэтрүүлж болохгүй, эс тэгвээс элемент бүтэлгүйтэж болзошгүй. Энэ нь зөвхөн оролтын дохионы RMS хүчдэл биш юм. Хэлхээ бүрийг өөрийн давуу талыг харгалзан үзэх ёстой, гэхдээ жигд конденсатор бүхий энгийн нэг хагас долгионы Шулуутгагчийн хувьд конденсатор нь оролтын оргилтой тэнцүү хүчдэлийг барих болно гэдгийг санаарай.дохио. Дараа нь диод урвуу чиглэлд ирж буй дохионы оргилд өртөх тул эдгээр нөхцөлд долгионы оргил утгатай тэнцэх хамгийн их урвуу хүчдэл байх болно.
Хамгийн их урагшлах гүйдэл (U pr. max)
Цахилгаан хэлхээг зохион бүтээхдээ диодын гүйдлийн дээд хэмжээнээс хэтрээгүй эсэхийг шалгаарай. Гүйдэл нэмэгдэхийн хэрээр нэмэлт дулаан үүсдэг бөгөөд үүнийг арилгах шаардлагатай.
Гүйдэл алдагдах (Би орц)
Хамгийн тохиромжтой диодын хувьд урвуу гүйдэл байх ёсгүй. Гэвч бодит p-n уулзварт энэ нь хагас дамжуулагч дахь цөөн тооны цэнэгийн тээвэрлэгчид байгаатай холбоотой юм. Алдагдал гүйдлийн хэмжээ нь гурван хүчин зүйлээс хамаарна. Мэдээжийн хэрэг, эдгээрээс хамгийн чухал нь урвуу хүчдэл юм. Мөн гоожих гүйдэл нь температураас хамаардаг - түүний өсөлттэй холбоотойгоор энэ нь мэдэгдэхүйц нэмэгддэг. Үүнээс гадна хагас дамжуулагч материалын төрлөөс ихээхэн хамаардаг. Энэ тал дээр цахиур нь германиас хамаагүй дээр.
Нэвчилтийн гүйдлийг тодорхой урвуу хүчдэл, тодорхой температурт тодорхойлно. Энэ нь ихэвчлэн микроампер (ΜA) эсвэл пикоампер (pA) -аар тодорхойлогддог.
Шилжилтийн багтаамж
Бүх хагас дамжуулагч диодууд уулзварын багтаамжтай байдаг. Хог хаягдлын бүс нь хомсдолын бүс ба ихэнх цэнэгийн тээвэрлэгчтэй бүс нутгийн ирмэг дээр үүссэн хоёр хавтангийн хоорондох диэлектрик саад юм. Бодит багтаамжийн утга нь урвуу хүчдэлээс хамаардаг бөгөөд энэ нь шилжилтийн бүсийг өөрчлөхөд хүргэдэг. Түүний өсөлт нь шавхагдах бүсийг өргөжүүлж, улмаархүчин чадлыг бууруулдаг. Энэ баримтыг варактор эсвэл варикопуудад ашигладаг боловч бусад хэрэглээнд, ялангуяа RF-ийн хэрэглээний хувьд энэ нөлөөг багасгах шаардлагатай. Параметрийг ихэвчлэн өгөгдсөн хүчдэлийн үед pF-д зааж өгдөг. Тусгай бага эсэргүүцэлтэй диодуудыг олон RF хэрэглээнд ашиглах боломжтой.
Хэргийн төрөл
Зорилгооос хамааран хагас дамжуулагч диодыг янз бүрийн төрөл, хэлбэрийн савлагаатайгаар үйлдвэрлэдэг. Зарим тохиолдолд, ялангуяа дохио боловсруулах хэлхээнд ашиглах үед багц нь тухайн электрон элементийн ерөнхий шинж чанарыг тодорхойлох гол элемент болдог. Дулааны тархалт чухал ач холбогдолтой цахилгаан хэлхээнд багц нь диодын олон ерөнхий параметрүүдийг тодорхойлж чадна. Өндөр хүчин чадалтай төхөөрөмжийг халаагуурт холбох боломжтой байх шаардлагатай. Жижиг зүйлсийг хар тугалганы хайрцагт эсвэл гадаргуу дээр суурилуулах төхөөрөмж болгон үйлдвэрлэж болно.
Диодын төрөл
Заримдаа хагас дамжуулагч диодын ангилалтай танилцах нь ашигтай байдаг. Гэхдээ зарим зүйл хэд хэдэн ангилалд багтаж болно.
Урвуу диод. Хэдийгээр энэ нь тийм ч өргөн хэрэглэгддэггүй боловч энэ нь үйл ажиллагааны хувьд туннелтэй маш төстэй p-n төрлийн элемент юм. Хүчдэлийн уналт багатай онцлогтой. Илрүүлэгч, Шулуутгагч болон өндөр давтамжийн унтраалгад ашиглахыг олно.
Тарилгын дамжуулагч диод. Энэ нь илүү түгээмэл цасан нурангитай ижил төстэй зүйл юм. Богино долгионы генератор болон дохиоллын системд ашигладаг.
Диод Ганн. Энэ нь p-n-төрөлд хамаарахгүй, харин хоёр терминал бүхий хагас дамжуулагч төхөөрөмж юм. Энэ нь ихэвчлэн 1-100 ГГц-ийн мужид богино долгионы дохио үүсгэх, хөрвүүлэхэд ашиглагддаг.
Гэрэл ялгаруулах буюу LED нь электрон эд ангиудын хамгийн алдартай төрлүүдийн нэг юм. Урагшаа хазайсан үед уулзвараар урсах гүйдэл нь гэрэл цацрахад хүргэдэг. Тэд нийлмэл хагас дамжуулагч (жишээлбэл, галлий арсенид, галлий фосфид, индий фосфид) ашигладаг бөгөөд анхандаа зөвхөн улаанаар хязгаарлагдаж байсан ч янз бүрийн өнгөөр гэрэлтдэг. Дэлгэцийн үйл ажиллагаа, үйлдвэрлэх арга хэлбэрийг өөрчилсөн олон шинэ бүтээн байгуулалтууд байгаа бөгөөд үүний жишээ бол OLED юм.
Фотодиод. Гэрэл илрүүлэхэд ашигладаг. Фотон p-n уулзварт хүрэхэд электрон болон нүх үүсгэж болно. Фотодиодууд нь ихэвчлэн урвуу хэвийсэн нөхцөлд ажилладаг бөгөөд гэрлээс үүссэн жижиг гүйдлийг ч амархан илрүүлдэг. Фотодиодыг цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ашиглаж болно. Заримдаа зүү хэлбэрийн элементүүдийг фото илрүүлэгч болгон ашигладаг.
Зүү-диод. Электрон элементийн нэр нь хагас дамжуулагч диодын төхөөрөмжийг сайн тодорхойлдог. Энэ нь стандарт p ба n төрлийн мужуудтай боловч тэдгээрийн хооронд хольцгүй дотоод бүс байдаг. Энэ нь хомсдолын бүсийн талбайг нэмэгдүүлэх нөлөөтэй бөгөөд энэ нь шилжих, түүнчлэн фотодиод зэрэгт ашигтай байж болно.
Стандарт p-n-уулзалтыг хэвийн гэж үзэж болноэсвэл өнөөдөр ашиглагдаж буй стандарт төрлийн диод. Тэдгээрийг RF болон бусад нам хүчдэлийн хэрэглээ, түүнчлэн өндөр хүчдэл, өндөр чадлын Шулуутгагч зэрэгт ашиглаж болно.
Шоттки диод. Тэдгээр нь ердийн p-n төрлийн цахиурын хагас дамжуулагчтай харьцуулахад шууд хүчдэлийн уналт багатай байдаг. Бага гүйдлийн үед энэ нь цахиурын диодтой адил 0.6 В биш харин 0.15-аас 0.4 В хүртэл байж болно. Үүнийг хийхийн тулд тэдгээрийг ердийнх шиг хийдэггүй - тэд металл-хагас дамжуулагч контактыг ашигладаг. Тэдгээрийг хязгаарлагч, шулуутгагч болон радио төхөөрөмжид өргөн ашигладаг.
Цэнэг хуримтлуулах диод. Энэ нь маш өндөр давтамжтай импульс үүсгэх, хэлбэржүүлэхэд ашигладаг богино долгионы диодын төрөл юм. Түүний ажиллагаа нь маш хурдан унтрах шинж чанарт суурилдаг.
Лазер диод. Энэ нь уялдаатай гэрэл үүсгэдэг тул энгийн гэрлээс ялгаатай. Лазер диодыг DVD, CD хөтчүүдээс эхлээд лазер заагч хүртэл олон төхөөрөмжид ашигладаг. Эдгээр нь бусад төрлийн лазераас хамаагүй хямд боловч LED-ээс хамаагүй илүү үнэтэй байдаг. Тэдгээрийн ашиглалтын хугацаа хязгаарлагдмал.
Туннель диод. Энэ нь өнөөдөр өргөн хэрэглэгддэггүй ч өмнө нь өсгөгч, осциллятор болон сэлгэн залгах төхөөрөмж, осциллографын цаг хугацааны хэлхээнд бусад элементүүдээс илүү үр ашигтай байх үед ашиглагдаж байсан.
Варактор эсвэл варикап. Олон тооны RF төхөөрөмжид ашиглагддаг. Энэ диодын хувьд урвуу хазайлт нь хэрэглэсэн хүчдэлээс хамааран хомсдолын давхаргын өргөнийг өөрчилдөг. Энэ тохиргоондтусгаарлагч диэлектрик болон дамжуулагч хэсгүүдээс үүссэн ялтсуудын үүрэг гүйцэтгэдэг шавхалтын мужтай конденсаторын үүрэг гүйцэтгэдэг. Хүчдэлийн удирдлагатай осциллятор болон RF шүүлтүүрт ашигладаг.
Зенер диод. Тогтвортой жишиг хүчдэлийг өгдөг тул энэ нь маш хэрэгтэй диод юм. Үүнээс болж zener диодыг асар их хэмжээгээр ашигладаг. Энэ нь урвуу хэвийсэн нөхцөлд ажилладаг бөгөөд тодорхой боломжит зөрүүнд хүрэх үед эвдэрдэг. Хэрэв гүйдэл нь резистороор хязгаарлагддаг бол энэ нь тогтвортой хүчдэлийг хангана. Эрчим хүчний хангамжийг тогтворжуулахад өргөн хэрэглэгддэг. Зенер диодын урвуу задралын 2 төрөл байдаг: Зенерийн задрал ба цохилтын иончлол.
Тиймээс янз бүрийн төрлийн хагас дамжуулагч диодууд нь бага чадалтай, өндөр чадлын хэрэглээнд зориулагдсан, гэрэл ялгаруулах, илрүүлэх, урагшлах хүчдэл багатай, хувьсах багтаамжтай элементүүдийг агуулдаг. Үүнээс гадна богино долгионы технологид ашигладаг хэд хэдэн сорт байдаг.
