Skocz do zawartości
night_crawler

Diody i ich rodzaje

Rekomendowane odpowiedzi

Założyłem ten topic z 2 powodów:

1.- często pojawiają się pytania typu: "czym różni się dioda od LED" lub stwierdzenie "dioda to takie co świeci",

2.- mam nogę w gipsie i strasznie mi się nudzi

 

Najwięcej miejsca poświęciłem diodom wykorzystywanym do modowania, czyli LED i laserowym, reszta z bardzo krótkim opisem, aby uświadomić ze diody świecące to malutki procent wszystkich diod.

 

Wszelkie uwagi mile widziane. Życzę owocnego czytania :idea:

 

Dioda półprzewodnikowa to element elektr. dwukoncówkowy o nieliniowej i niesymetrycznej charakterystyce pradowo-napieciowej, zawiera zwykle pojedyncze złącze PN (półprzewodnik spolaryzowany Pozytywnie(+) i Negatywnie(-) połączone w procesie technologicznym w złącze PN) lub MS (wystarczy wam PN).

Zadanie diody jest bardzo proste - ma przewodzić prąd tylko w jednym kierunku.

 

Końcówkę diody polaryzowana dodatnio (w kierunku przewodzenia - inne nie będą omawiane) nazywa się zawsze anoda (A), a druga końcówkę - polaryzowano ujemnie - katoda (K). Tak tez należy podłączać bieguny napięcia, w przeciwieństwie złącze PN zostanie przebite (czyt. dioda się spali).

 

Diody jak większość elementów elektr. występują w scalakach i jako elementy dyskretne (czyt. pojedynczo) - te drugie mogą być wykonane w technologii :

 

SMT - do montażu powierzchniowego (np. jak w tel. kom., MOBO)

THT - przewlekane (z wypuszczonymi końcówkami umieszczanymi w otworach płytki drukowanej)

 

Rodzaje diod:

 

- Diody prostownicze

Przeznaczone do pracy w układach prostowniczych bloków zasilania różnych urządzeń elektr. i elektron. Zwykle stosowane to prostowania prądu przemiennego o częstotliwości 50Hz.

 

-----------------------------------------------------------------------------

- Diody uniwersalne

Jak sama nazwa mówi są to diody mogące pracować w różnych zakresach częstotliwości (pojedynczych herców - kilkudziesięciu megaherców). Stosowane w: detektorach, mieszaczach, ogranicznikach,.......

 

------------------------------------------------------------------------------

- Diody stabilizacyjne = Zenera

Stabilizują napięcie prądu stałego. Występuje w nich zjawisko przebicia Zenera lub lawinowe, przy czym nazwa dioda Zenera tradycyjnie obejmuje swym znaczeniem zarówno diody o przebiciu Zenera, jak i diody o przebiciu lawinowym. Produkowane na napięcia od kilku V - kilkuset V.

 

-----------------------------------------------------------------------------------

- Diody impulsowe = przełączające

Przeznaczone do pracy w ukl. impulsowych, wyróżniające się bardzo szybka reakcja na zmiany warunków polaryzacji.

 

-----------------------------------------------------------------------------------

- Diody pojemnościowe

Są to diody o konstrukcji specjalnie opracowanej do zastosowań, w których wykorzystuje się zjawisko zmian pojemności warstwy zaporowej złącza PN pod wpływem doprowadzonego z zewnątrz napięcia polaryzacji.

 

----------------------------------------------------------------------------------

- Diody tunelowe

Dzięki cienkiej warstwie zaporowej możliwe jest tunelowe przejście nośników miedzy pasmami walencyjnymi i przewodnictwa.

 

----------------------------------------------------------------------------------

- Fotodiody

Oświetlanie złącza powoduje generacje dodatkowych nośników i wzrost prądu wstecznego proporcjonalny do natężenia padającego promieniowania. Fotodiody stosuje w matrycach światłoczułych (np. w aparatach cyfrowych)

 

----------------------------------------------------------------------------------

- Diody Schottky'ego

Dioda z bariera potencjału używana w układach prostowniczych niewielkich napiec.

 

----------------------------------------------------------------------------------

- Diody zabezpieczające = transile

Są w zasadzie diodami Zenera, które tłumią krótkotrwałe napięciowe impulsy zakłócające. Używa się ich do ochrony elementów i układów elektronicznych. Transile wytrzymują wysokie prądy chwilowe, które powstają przy ograniczaniu przepiec.

 

----------------------------------------------------------------------------------

- Diody stałoprądowe

Dioda stałoprądowa jest właściwie tranzystorem polowym FET, w którym źródło i dren są ze sobą połączone.

 

----------------------------------------------------------------------------------

- Diody PIN

Są używane jako elementy o zmiennej impedancji w układach elektronicznych bardzo wielkich częstotliwości. Posiadają małą rezystancje w kierunku przewodzenia i małą pojemność w kierunku zaporowym.

 

----------------------------------------------------------------------------------

- Diody szybkie = fast recovery

Dioda o krótkim czasie wyłączania, przeznaczona jest do układów przełączających. Czas przełączania wynosi od 1 do 500 ns. Innym wariantem są diody o niskiej upływności z bardzo niskim prądem wstecznym.

 

----------------------------------------------------------------------------------

- Diody ładunkowe = step recovery

Jest typem diody, który podobnie do diody PIN, ma trzy warstwy. Rożni się jednak tym, ze zmiana rezystancji odbywa się gwałtownie przy minimalnej zmianie ładunku miedzy P i N. Typowym przykładem zastosowania jest powielacz częstotliwości dla zakresu wielkich częstotliwości.

 

----------------------------------------------------------------------------------

- Diody Gunna, IMPATT, TRAPATT

Używane głownie w generatorach mikrofalowych.

 

----------------------------------------------------------------------------------

- Diody BARITT

Są zbudowane z dwóch przeciwnie skierowanych złącz P-N, rozdzielonych wspólnym obszarem typ n. Opóźnienie czasowe powstające w obszarze n powoduje ujemna rezystancje.

 

----------------------------------------------------------------------------------

- IRED

IRED = InfraRed Emitting Diode - Dioda Emitująca fale Podczerwone.

Działają tak jak LED, z ta różnicą że długość fal jest niewidzialna dla człowieka - podczerwień. Znajdują zastosowanie we wszelkiej maści kontrolerach zdalnych, do przesyłania informacji itp.

 

------------------------------------------------------------------------------------

- LED = diody swiecace

LED = Light Emitting Diode - Dioda Emitująca Światło zwana również dioda elektroluminescencyjna :)

 

symbol:

Dołączona grafika

from tevo.net

 

Promieniowanie optyczne powstaje w wyniku zamiany energii nośników prądu na energie promieniowania w procesie rekombinacji promienistej (czyt. nosniki przeciwnego rodzaju {elektrony i dziury} rekombinują ze sobą {cos jak sex}, tracąc energie = światło => ze LED'y maja ciągle orgazm ).

 

Kolor światła LED zależy od rodzaju (składu, domieszek) materiału półprzewodnikowego. Diody te mogą emitować światło o barwie: czerwonej, żółtej, pomarańczowej, zielonej, niebieskiej. Jeśli w jednym elemencie zespoli się trzy diody: czerwona, zielona i niebieska (RGB), możliwe staje się uzyskanie dowolnej barwy światła.

 

Zalety:

mały pobór prądu, małe nap. zasilające, małe rozmiary, duża trwałość i niezawodność działania, duża wartość luminacji.

 

Wady:

wzrost temp. powoduje zmniejszenie natężenia promieniowania.

 

Podłączenie:

Aby zapewnić prawidłową prace i nie spowodować uszkodzenia diody należy ograniczyć płynący przez nią prąd. Stosuje się w tym celu szeregowo włączony rezystor o odpowiedniej wartości:

 

Dołączona grafika

from tevo.net

 

gdzie: Uz to napięcie zasilania, UF spadek napięcia na diodzie przy przewodzeniu (zależny od barwy diody), IF maksymalny prąd przewodzenia diody.

Najbezpieczniej jest dobierać rezystor dla połowy maksymalnego prądu IF.

 

Tu schemat na "rzeczywistej" diodzie z oznaczeniem końcówek

- przyda się jeśli ktoś nie wie gdzie jest katoda a gdzie anoda :)

 

Dołączona grafika

 

-------------------------------------------------------------------------------

- Diody laserowe

Jest drugim typem diody świecącej, w której wykorzystuje się zjawisko promieniowania wymuszonego

(w LED było to promieniowanie spontaniczne) Aby zaszło to zjawisko wymaga się bardzo silnego domieszkowania półprzewodnika oraz dużych wartości prądów (gęstość prądu w diodzie laserowej wynosi ponad 10A/mm2)

Ze względu na tak duże prądy oraz niewielkie rozmiary struORT: ORT: ORT: ktury, wymagane jest staranne odprowadzanie ciepła z tych elementów.

 

struktura wewn. diody laserowej :

 

Dołączona grafika

from tevo.net

 

Działnie diody laserowej wynika z działania LASER'u

LASER= Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation - czyli Wzmacnianie Swiatla poprzez Wymuszenie Promieniowania :) - mówi wam to cos ?

to pokrótce :

fotony (foton = kwant promieniowania - emitowane przez jakieś źródło światła, w diodzie laserowej będzie to złącze PN), są zmuszana przez zastosowanie zwierciadeł odbijających i półprzepuszczająco - skupiających (odpowiednio w diodzie laserowej: ścianki gładkie i matowe) do uporządkowanego ruchu fotonów w skupionej wiązce świetlnej.

 

Jednak aby dioda laserowa mogła wyemitować promień laserowy (właśnie tą wiązkę świetlną) prąd przewodzenia musi przekroczyć pewna wartość progowa (w laserach malej mocy, do 5mW, wartość tego prądu wynosi 30-40 mA). Spadek napięcia na przewodzącej diodzie laserowej wynosi około 2V. Wszystkie diody laserowe zintegrowane są z fotodioda, która wyłapuje tylny strumień światła. Służy ona do zabezpieczania i stabilizacji mocy promieniowania na ustalonym poziomie.

 

Stosuje się również dodatkowe elementy zabezpieczające przed przekroczeniem dopuszczalnej temperatury i ułatwiające jej odprowadzanie (termistory, elementy Peltiera).

 

Zalety:

dużo mocniejsza emisja światła niż w przypadku LED, małe rozmiary, stosunkowo małe napięcia zasilania.

 

Wady:

duże wydzielanie ciepła, spadek napięcia - pobór prądu

 

Wyprowadzenia diod laserowych:

 

Dołączona grafika

from tevo.net

 

------------------------------------------------------------------------------

- Diody próżniowe

Stały się prawie zapomniane. Składają się jak inne lampy elektronowe z banki szklanej, katody będącej źródłem elektronów oraz anody. Anoda podłączona jest do dodatniego napięcia zasilającego, w związku z tym elektrony będą starać się uciekać z katody => prąd będzie płyną w jedna stronę.

 

------------------------------------------------------------------------------

THE END

Kilka diod zostało pominiętych, ale i tak moja bajka o diodach dla niektórych może być za długo lub niestrawna.

 

pzdr 4 ALL

Edytowane przez night_crawler

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach

Aktualności

Artykuły



×