Детекторен диод

Основната функция на детекторния диод е да извлича нискочестотен сигнал от високочестотен сигнал. Те са конструирани с точково-контактна структура, което означава, че имат малък преходен капацитет и могат да работят при високи честоти. Обикновено са изработени от германиев материал. По принцип процесът на извличане на модулиращия сигнал от входния сигнал се нарича детекция. С граничен ток на изправяне от 100 mA, тези с изходен ток по-малък от 100 mA се наричат ​​детекторни диоди. Германиевите точково-контактни диоди могат да работят при честоти до 400 MHz, с нисък пад на напрежението в права посока, малък преходен капацитет, висока ефективност на детекция и добри честотни характеристики, като например тип 2AP. В допълнение към детекцията, тези диоди могат да се използват и в схеми за ограничаване, клипинг, модулиране, смесване, превключване и други функции. Съществуват и специални комбинации от два диода с еднакви характеристики за FM детекция.

Изправителен диод

По принцип, процесът на получаване на постоянен (DC) изход от променлив ток (AC) вход се нарича ректификация. С граничен ток на ректификация от 100 mA, тези с изходен ток по-голям от 100 mA се наричат ​​токоизправителни диоди. Те имат планарна структура, което води до по-голям капацитет на прехода и обикновено се използват под 3 kHz. Максималното обратно напрежение варира от 25 волта до 3000 волта, разделено на 22 степени от A до X. Те се класифицират, както следва: ① Силициеви полупроводникови токоизправителни диоди (тип 2CZ), ② Силициеви мостови токоизправители (тип QL) и ③ Високоволтови силициеви пакети, използвани в телевизори с работна честота близка до 100 kHz (тип 2CLG).

Клипиращ диод

Когато един диод е помръднат в права посока и провежда ток, падът на напрежението му в права посока остава практически постоянен (0.7 V за силициеви диоди и 0.3 V за германиеви диоди). Тази характеристика се използва в схемите като ограничителен елемент за ограничаване на амплитудата на сигнала в определен диапазон. Повечето диоди могат да се използват за ограничаване на амплитудата. Съществуват и специализирани ограничителни диоди, като например тези за защита на инструменти и високочестотни ценерови диоди. За да се подобри способността за ограничаване на резки пикове на амплитудата, обикновено се използват силициеви диоди. Предлагат се и компоненти, които се състоят от няколко токоизправителни диода, свързани последователно, за да образуват едно цяло, базирано на необходимото ограничително напрежение.

Модулиращ диод

Това обикновено се отнася до диоди, специално използвани за пръстеновидна модулация, които са комбинации от четири диода с постоянни характеристики в права посока. Въпреки че други варакторни диоди също имат приложения за модулация, те обикновено се използват директно за честотна модулация.

Смесителен диод

При използване на методи за смесване на диоди, в честотния диапазон от 500 Hz до 10 000 Hz, обикновено се използват Шотки диоди и точкови контактни диоди.

Усилващ диод

Усилването с помощта на диоди обикновено включва устройства с отрицателно съпротивление, като тунелни диоди и диоди с обемен ефект, както и параметрично усилване с помощта на варакторни диоди. Следователно, усилващите диоди обикновено се отнасят до тунелни диоди, диоди с обемен ефект и варакторни диоди.

Превключване на диод

Диодът има много ниско съпротивление, когато е преднапрегнат и е в проводимо състояние, подобно на затворен ключ; когато е преднапрегнат обратно, той има много високо съпротивление и е в изключено състояние, подобно на отворен ключ. Характеристиките на превключване на диодите могат да се използват за формиране на различни логически схеми. Има превключващи диоди, използвани за логически операции с малки токове (около 10 mA), и такива, използвани за възбуждане на ядрото с токове от стотици милиампери. Превключващите диоди с малък ток обикновено са точкови и ключови диоди, докато силициеви дифузионни, меза и планарни диоди също са налични за използване във високотемпературни среди. Основното предимство на превключващите диоди е тяхната бърза скорост на превключване. Шотки диодите имат особено кратко време за превключване и са идеални превключващи диоди. Точково-контактните диоди тип 2AK се използват за средноскоростни превключващи схеми, докато планарните диоди тип 2CK се използват за високоскоростни превключващи схеми. Те се използват и в превключващи, ограничаващи, фиксиращи или детекторни схеми. Силициевите диоди за високотоково превключване на Schottky (SBD) имат нисък пад на напрежението в права посока, бърза скорост и висока ефективност.

Варакторен диод

Варакторните диоди са диоди с малка мощност, използвани за автоматично регулиране на честотата (AFC) и настройка. Те са известни и с различни имена сред японските производители. Чрез прилагане на обратно напрежение, капацитетът на прехода на диода се променя. Следователно, те се използват в приложения като автоматично регулиране на честотата, сканиращо трептене, честотна модулация и настройка. Обикновено се изработват от силиций чрез дифузионен процес, но се използват и други специални видове, като например дифузионни диоди от сплав, епитаксиални диоди и диоди с двойна дифузия, тъй като тези диоди показват особено голяма промяна в капацитета с напрежението. Капацитетът на прехода варира с обратното напрежение VR, замествайки променливите кондензатори и използвайки ги в настройващи схеми, осцилаторни схеми и фазово заключени контури. Те се използват често в телевизионни високочестотни глави за преобразуване на канали и настройващи схеми и са изработени предимно от силиций.

Диод за умножител на честотата

За умножение на честотата с помощта на диоди има два вида: умножение на честотата с помощта на варакторни диоди и умножение на честотата с помощта на диоди със стъпково (или рязко) възстановяване. Варакторните диоди, използвани за умножение на честотата, се наричат ​​диоди с променливо реактивно съпротивление. Въпреки че принципът на работа на диодите с променливо реактивно съпротивление е същият като този на варакторните диоди, използвани за автоматично регулиране на честотата, конструкцията на реактивните диоди може да се справи с по-висока мощност. Диодите със стъпково възстановяване, известни също като диоди със стъпково възстановяване, имат кратко време за обратно възстановяване trr при превключване от проводимост към състояние на прекъсване. Следователно, основното им предимство е значително краткото време за прехвърляне при бързо превключване към състояние на прекъсване. Ако към диод със стъпково възстановяване се приложи синусоидална вълна, поради краткото време за прехвърляне tt, изходната форма на вълната се отрязва рязко, което води до генериране на много високочестотни хармоници.

Ценеров диод

Този тип диод е направен с помощта на характеристиката на обратен пробив на диод, поддържайки почти постоянно напрежение на клемите си, за да стабилизира напрежението във верига. Това е продукт, който замества електронните диоди, стабилизиращи напрежението. Това е диод със стръмна крива на обратен пробив. Използва се като управляващо напрежение и референтно напрежение. Работното напрежение на диода (известно също като ценерово напрежение) варира от около 3 V до 150 V, с много степени, разделени на 10%. По отношение на мощността, продуктите се предлагат от 200 mW до над 100 W. Работещи в състояние на обратен пробив, изработени от силициев материал, с много малко динамично съпротивление RZ, обикновено 2CW, 2CW56 и др.; два допълнителни диода, свързани обратно последователно за намаляване на температурния коефициент, са тип 2DW.

Температурният коефициент α на ценеров диод: α представлява промяната в стабилизационното напрежение за всяка промяна на температурата от 1°C. Диодите със стабилизационно напрежение по-малко от 4 V имат отрицателен температурен коефициент (поради ценеров пробив), което означава, че стабилизационното напрежение намалява с повишаване на температурата (температурата кара валентните електрони да се преместят на по-високи енергийни нива); диодите със стабилизационно напрежение по-голямо от 7 V имат положителен температурен коефициент (поради лавинен пробив), което означава, че стабилизационното напрежение се увеличава с повишаване на температурата (температурата увеличава амплитудата на атомните вибрации, възпрепятствайки движението на носителите); диодите със стабилизационно напрежение между 4 и 7 V имат много малък температурен коефициент, почти нулев (възникват както ценеров, така и лавинен пробив).

ПИН диод

Това е кристален диод, конструиран с вътрешен полупроводник (или полупроводник с ниска концентрация на примеси), разположен между P и N областите. "I" в PIN означава "вътрешен". При работа на честоти над 100 MHz, поради ефекта на съхранение на неосновните носители и ефекта на времето за преминаване във "вътрешния" слой, диодът губи своето коригиращо действие и се превръща в импедансен елемент, като стойността на импеданса му се променя с напрежението на отклонение. При нулево отклонение или обратно отклонение, импедансът на "вътрешната" област е много висок; при директно отклонение, поради инжектирането на носители във "вътрешната" област, "вътрешната" област показва състояние на нисък импеданс. Следователно, PIN диодът може да се използва като елемент с променлив импеданс. Той се използва често във високочестотно превключване (микровълново превключване), фазово изместване, модулация, ограничаване и други схеми.

Лавинен диод

Това е транзистор, който може да генерира високочестотни трептения под въздействието на приложено напрежение. Принципът на работа на генерирането на високочестотни трептения е следният: използване на лавинен пробив за инжектиране на носители в кристала. Тъй като времето за преминаване на носителите през пластината е крайно, токът изостава от напрежението, което води до време на забавяне. Ако времето за преминаване е подходящо контролирано...

Тунелен диод

Тунелният диод е кристален диод, чийто основен токов компонент е тунелният ток. Основните му материали са галиев арсенид и германий. P-тип и N-тип областите са силно легирани (т.е. с висока концентрация на примеси). Тунелният ток се генерира от квантово-механичните ефекти на тези дегенерирани полупроводници. Появата на тунелния ефект изисква следните три условия: ① Нивото на Ферми е разположено в проводимата зона и валентната зона; ② Слоят на пространствения заряд трябва да е много тесен (по-малък от 0.01 микрометра); има възможност за припокриване между енергийните нива на дупките в P-тип областта и електроните в N-тип областта на дегенерирания полупроводник. Тунелният диод е двутерминално активно устройство. Основният му параметър е съотношението на тока връх-долина (IP/PV), където индексът "P" представлява "пик", а индексът "V" представлява "долина". Тунелният диод може да се използва в нискошумови високочестотни усилватели и високочестотни осцилатори (с работни честоти, достигащи милиметровия вълнов диапазон), а също така може да се използва във високоскоростни комутационни схеми.

Диод за стъпково възстановяване

Това също е диод с PN преход. Структурната му характеристика е стръмно разпределение на примесите на границата на PN прехода, образувайки „самоподдържащо се електрическо поле“. Тъй като PN преходът провежда с неосновни носители под директно напрежение и има ефект на съхранение на заряд близо до PN прехода, обратният ток изисква „време за съхранение“, за да падне до минималната си стойност (стойността на обратния ток на насищане). „Самоподдържащото се електрическо поле“ на диода със стъпково възстановяване скъсява времето за съхранение, позволявайки на обратния ток да се прекъсне бързо и да се получат богати хармонични компоненти. Тези хармонични компоненти могат да се използват за проектиране на схеми за генериране на гребенов спектър. Диодът със стъпково възстановяване се използва в импулсни схеми и схеми с хармоници от по-висок порядък.

Бариерен диод на Шотки

Това е диод с „метал-полупроводников преход“, който проявява характеристики на Шотки. Той има нисък пад на напрежението в права посока. Металният слой може да бъде направен от материали като злато, молибден, никел и титан. Полупроводниковият материал обикновено е силиций или галиев арсенид, обикновено под формата на N-тип полупроводници. Това устройство провежда с основни носители, така че обратният му ток на насищане е много по-голям от този на PN преход, който провежда с неосновни носители. Тъй като ефектът на съхранение на неосновните носители в Шотки диодите е минимален, честотната му характеристика е ограничена само от RC времевата константа, което го прави идеално устройство за високочестотни и бързо превключващи приложения. Работната му честота може да достигне до 100 GHz. Освен това, MIS (метал-изолатор-полупроводник) Шотки диоди могат да се използват за направата на слънчеви клетки или светодиоди. Той може да служи и като диод със свободен ход, осигурявайки функция на свободен ход в индуктивни товари като индуктори в импулсни захранвания и релета.

Демпферен диод

Демпферните диоди се използват често във високочестотни напреженови вериги. Те имат високо обратно работно напрежение и пиков ток, с нисък пад на напрежението в права посока. Тези високочестотни, високоволтови токоизправителни диоди се използват за демпфиране и повишаване на напрежението в схемата за хоризонтално сканиране на телевизори. Често срещани демпферни диоди включват 2CN1, 2CN2 и BSBS44.

Диод за потискане на преходно напрежение

TVP диодът осигурява бърза защита от пренапрежение за електрически вериги. Предлага се както в биполярен, така и в еднополюсен тип, класифицирани по пикова мощност (500W - 5000W) и напрежение (8.2V - 200V).

Двубазов диод (еднокристален транзистор)

Това е триизводно устройство с отрицателно съпротивление, две бази и един емитер. Използва се в схеми за релаксационни осцилатори и схеми за отчитане на времево напрежение. Има предимствата на лесно регулиране на честотата и добра температурна стабилност.

Светодиод (LED)

Изработени от материали като галиев фосфид и галиев арсенид фосфид, тези светодиоди са с малки размери и излъчват светлина, когато са насочени в права посока. Те работят при ниско напрежение и ток, с равномерно излъчване на светлина, дълъг живот и способност да излъчват червена, жълта, зелена и синя монохроматична светлина. С технологичния напредък са разработени бели светодиоди с висока яркост, което дава началото на развиващата се индустрия за LED осветление. Те се използват и в дисплеи за VCD, DVD, калкулатори и други устройства.

Силиконов диод за превключване на захранването

Силициевият диод за превключване на мощност има способността за високоскоростна проводимост и прекъсване. Използва се предимно във високомощни комутационни или стабилизиращи напрежения схеми, DC конвертори, контрол на скоростта на високоскоростни двигатели и като високочестотен токоизправител и клема за свободен ход в задвижващи вериги. Той има предимствата на характеристиките на плавно възстановяване и силна претоварваща способност и се използва широко в компютърни захранвания, захранвания за радари и приложения за контрол на скоростта на стъпкови двигатели.