검출 다이오드

검출 다이오드의 주요 기능은 고주파 신호에서 저주파 신호를 추출하는 것입니다. 이 다이오드는 점접촉 구조로 제작되어 접합 커패시턴스가 작고 고주파에서 작동할 수 있습니다. 일반적으로 게르마늄 재질로 제작됩니다. 원칙적으로 입력 신호에서 변조 신호를 추출하는 과정을 검출이라고 합니다. 정류 전류가 100mA를 경계로 할 때, 출력 전류가 100mA 미만인 다이오드를 검출 다이오드라고 합니다. 게르마늄 점접촉형 다이오드는 최대 400MHz의 주파수에서 작동할 수 있으며, 순방향 전압 강하가 낮고 접합 커패시턴스가 작으며 검출 효율이 높고 2AP형과 같이 주파수 특성이 우수합니다. 검출 외에도 이러한 다이오드는 제한, 클리핑, 변조, 믹싱, 스위칭 및 기타 기능을 위한 회로에도 사용할 수 있습니다. FM 검출을 위해 두 다이오드를 특수하게 조합하여 일관된 특성을 갖는 경우도 있습니다.

정류기 다이오드

원칙적으로 교류(AC) 입력에서 직류(DC) 출력을 얻는 과정을 정류라고 합니다. 정류 전류가 100mA를 경계로 하고, 출력 전류가 100mA를 초과하는 것을 정류 다이오드라고 합니다. 평면 구조로 접합 용량이 크고 일반적으로 3kHz 미만에서 사용됩니다. 최대 역전압 범위는 25V에서 3000V이며 A에서 X까지 22개 등급으로 나뉩니다. 다음과 같이 분류됩니다. ① 실리콘 반도체 정류 다이오드(2CZ형), ② 실리콘 브리지 정류기(QL형), ③ 동작 주파수가 100kHz에 가까운 텔레비전 세트에 사용되는 고전압 실리콘 스택(2CLG형).

클리핑 다이오드

다이오드가 순방향 바이어스되어 도통될 때, 순방향 전압 강하는 기본적으로 일정하게 유지됩니다(실리콘 다이오드의 경우 0.7V, 게르마늄 다이오드의 경우 0.3V). 이러한 특성은 회로에서 신호 진폭을 특정 범위 내로 제한하는 클리핑 소자로 활용됩니다. 대부분의 다이오드는 클리핑에 사용될 수 있습니다. 또한, 계측기 보호용이나 고주파 제너 다이오드와 같은 특수 클리핑 다이오드도 있습니다. 급격한 진폭 스파이크를 제한하는 능력을 향상시키기 위해 실리콘 다이오드가 일반적으로 사용됩니다. 또한, 필요한 클리핑 전압에 따라 여러 개의 정류 다이오드를 직렬로 연결하여 단일 장치를 구성하는 부품도 있습니다.

변조 다이오드

이는 일반적으로 링 변조에 특별히 사용되는 다이오드를 의미하며, 일관된 순방향 특성을 가진 네 개의 다이오드를 조합한 것입니다. 다른 버랙터 다이오드도 변조에 사용되지만, 일반적으로 주파수 변조에 직접 사용됩니다.

믹싱 다이오드

다이오드 혼합 방식을 사용할 경우, 500Hz~10,000Hz의 주파수 범위에서는 쇼트키 다이오드와 점접촉 다이오드가 주로 사용됩니다.

증폭 다이오드

다이오드를 이용한 증폭은 일반적으로 터널 다이오드, 벌크 효과 다이오드와 같은 부저항 소자와 버랙터 다이오드를 이용한 파라메트릭 증폭을 포함합니다. 따라서 증폭 다이오드는 일반적으로 터널 다이오드, 벌크 효과 다이오드, 버랙터 다이오드를 지칭합니다.

스위칭 다이오드

다이오드는 순방향 바이어스 시 매우 낮은 저항을 가지며 닫힌 스위치와 유사한 도통 상태에 있습니다. 역방향 바이어스 시 매우 높은 저항을 가지며 열린 스위치와 유사한 차단 상태에 있습니다. 다이오드의 스위칭 특성은 다양한 논리 회로를 구성하는 데 사용될 수 있습니다. 약 10mA의 작은 전류로 논리 연산을 수행하는 스위칭 다이오드와 수백 mA의 전류로 코어 여자를 수행하는 스위칭 다이오드가 있습니다. 소전류 스위칭 다이오드는 일반적으로 점접점 및 키형 다이오드이며, 실리콘 확산 다이오드, 메사 다이오드, 평면 다이오드도 고온 환경에서 사용할 수 있습니다. 스위칭 다이오드의 주요 장점은 빠른 스위칭 속도입니다. 쇼트키 다이오드는 특히 스위칭 시간이 짧아 이상적인 스위칭 다이오드입니다. 2AK형 점접점 다이오드는 중속 스위칭 회로에 사용되고, 2CK형 평면 다이오드는 고속 스위칭 회로에 사용됩니다. 또한 스위칭, 제한, 클램핑 또는 검출 회로에도 사용됩니다. 쇼트키(SBD) 실리콘 고전류 스위칭 다이오드는 순방향 전압 강하가 낮고 속도가 빠르며 효율이 높습니다.

버 랙터 다이오드

버랙터 다이오드는 자동 주파수 제어(AFC) 및 튜닝에 사용되는 소전력 다이오드입니다. 일본 제조업체에서는 다양한 이름으로 알려져 있습니다. 역방향 전압을 인가하면 다이오드의 접합 커패시턴스가 변합니다. 따라서 자동 주파수 제어, 주사 발진, 주파수 변조 및 튜닝과 같은 응용 분야에 사용됩니다. 일반적으로 확산 공정을 사용하여 실리콘으로 제작되지만, 합금 확산, 에피택셜 접합, 이중 확산 다이오드와 같은 특수 유형도 사용됩니다. 이러한 다이오드는 전압에 따라 커패시턴스가 특히 크게 변하기 때문입니다. 접합 커패시턴스는 역방향 전압 VR에 따라 변하며, 가변 커패시터를 대체하고 튜닝 회로, 발진기 회로 및 위상 고정 루프에 사용됩니다. TV 고주파 헤드의 채널 변환 및 튜닝 회로에 일반적으로 사용되며 대부분 실리콘으로 제작됩니다.

주파수 증배기 다이오드

다이오드를 이용한 주파수 증배에는 버랙터 다이오드를 이용한 주파수 증배와 스텝(또는 돌연) 회복 다이오드를 이용한 주파수 증배의 두 가지 유형이 있습니다. 주파수 증배에 사용되는 버랙터 다이오드는 가변 리액턴스 다이오드라고 합니다. 가변 리액턴스 다이오드의 작동 원리는 자동 주파수 제어에 사용되는 버랙터 다이오드와 동일하지만, 리액턴스 다이오드는 더 높은 전력을 처리할 수 있도록 설계되었습니다. 스텝 회복 다이오드(스텝 회복 다이오드라고도 함)는 도통 상태에서 차단 상태로 전환할 때 역회복 시간(trr)이 짧습니다. 따라서 차단 상태로 빠르게 전환할 때 전환 시간이 상당히 짧다는 것이 주요 장점입니다. 스텝 회복 다이오드에 정현파를 인가하면 전환 시간(tt)이 짧아 출력 파형이 급격히 절단되어 많은 고주파 고조파가 생성됩니다.

제너 다이오드

이 유형의 다이오드는 다이오드의 역방향 항복 특성을 사용하여 만들어지며, 단자에 거의 일정한 전압을 유지하여 회로의 전압을 안정화합니다.전압 안정화 전자 다이오드를 대체하는 제품입니다.가파른 역방향 항복 특성 곡선을 갖는 다이오드입니다.제어 전압 및 기준 전압으로 사용됩니다.다이오드의 작동 전압(제너 전압이라고도 함)은 약 3V에서 150V까지이며, 많은 등급이 10%로 나뉩니다.전력 측면에서 제품은 200mW에서 100W 이상까지 제공됩니다.역방향 항복 상태에서 작동하며, 실리콘 재질로 만들어졌으며 매우 작은 동적 저항 RZ, 일반적으로 2CW, 2CW56 등입니다.온도 계수를 줄이기 위해 역방향으로 직렬로 연결된 두 개의 상보형 다이오드는 2DW 유형입니다.

제너 다이오드의 온도 계수 α: α는 1°C 온도 변화에 따른 안정화 전압의 변화를 나타냅니다. 안정화 전압이 4V 미만인 다이오드는 음의 온도 계수(제너 항복으로 인해)를 가지는데, 이는 온도가 증가함에 따라 안정화 전압이 감소함을 의미합니다(온도는 원자가 전자를 더 높은 에너지 준위로 이동시킵니다). 안정화 전압이 7V를 초과하는 다이오드는 양의 온도 계수(애벌랜치 항복으로 인해)를 가지는데, 이는 온도가 증가함에 따라 안정화 전압이 증가함을 의미합니다(온도는 원자 진동 진폭을 증가시켜 캐리어 이동을 방해합니다). 안정화 전압이 4~7V인 다이오드는 매우 작은 온도 계수를 가지며, 거의 0에 가깝습니다(제너 항복과 애벌랜치 항복이 모두 발생합니다).

PIN 다이오드

이 다이오드는 P 영역과 N 영역 사이에 진성 반도체(또는 불순물 농도가 낮은 반도체)가 삽입된 결정 다이오드입니다. PIN의 "I"는 "intrinsic(진성)"을 의미합니다. 100MHz 이상의 주파수에서 작동할 경우, 소수 캐리어의 저장 효과와 "진성" 층에서의 이동 시간 효과로 인해 다이오드는 정류 작용을 잃고 임피던스 소자가 되며, 임피던스 값은 바이어스 전압에 따라 변합니다. 영 바이어스 또는 역 바이어스에서는 "진성" 영역의 임피던스가 매우 높습니다. 순방향 바이어스에서는 "진성" 영역에 캐리어가 주입되어 "진성" 영역이 낮은 임피던스 상태를 나타냅니다. 따라서 PIN 다이오드는 가변 임피던스 소자로 사용될 수 있습니다. PIN 다이오드는 고주파 스위칭(마이크로파 스위칭), 위상 변이, 변조, 제한 및 기타 회로에 일반적으로 사용됩니다.

눈사태 다이오드

인가된 전압의 영향으로 고주파 발진을 생성할 수 있는 트랜지스터입니다. 고주파 발진을 생성하는 작동 원리는 다음과 같습니다. 애벌랜치 항복(avalanche breakdown)을 이용하여 결정에 캐리어를 주입합니다. 웨이퍼를 통과하는 캐리어의 이동 시간이 유한하기 때문에 전류가 전압보다 늦어져 지연 시간이 발생합니다. 이동 시간을 적절히 제어하면

터널 다이오드

터널 다이오드는 주요 전류 성분이 터널링 전류인 결정 다이오드입니다. 기본 재료는 갈륨 비소와 게르마늄입니다. P형과 N형 영역은 고농도의 불순물로 도핑되어 있습니다. 터널링 전류는 이러한 축퇴 반도체의 양자역학적 효과에 의해 생성됩니다. 터널링 효과가 발생하려면 다음 세 가지 조건이 필요합니다. ① 페르미 준위가 전도대와 가전자대 사이에 위치해야 합니다. ② 공간 전하층은 매우 좁아야 합니다(0.01 마이크로미터 미만). 축퇴 반도체의 P형 영역에 있는 정공과 N형 영역에 있는 전자의 에너지 준위가 겹칠 가능성이 있습니다. 터널 다이오드는 2단자 능동 소자입니다. 주요 매개변수는 피크-밸리 전류비(IP/PV)이며, 여기서 아래 첨자 "P"는 "피크"를, 아래 첨자 "V"는 "밸리"를 나타냅니다. 터널 다이오드는 저잡음 고주파 증폭기와 고주파 발진기(동작 주파수가 밀리미터파 대역에 도달)에 사용될 수 있으며 고속 스위칭 회로에도 사용될 수 있습니다.

스텝 회복 다이오드

이 다이오드 역시 PN 접합을 갖는 다이오드입니다. 이 다이오드의 구조적 특징은 PN 접합 경계에서 가파른 불순물 분포를 보이며, "자체 유지 전기장"을 형성한다는 것입니다. PN 접합은 순방향 바이어스에서 소수 캐리어와 함께 전도되고 PN 접합 근처에서 전하 저장 효과를 나타내므로, 역방향 전류가 최소값(역방향 포화 전류값)으로 떨어지려면 "저장 시간"이 필요합니다. 스텝 회복 다이오드의 "자체 유지 전기장"은 저장 시간을 단축시켜 역방향 전류가 빠르게 차단되고 풍부한 고조파 성분이 생성되도록 합니다. 이러한 고조파 성분은 빗살 스펙트럼 생성 회로를 설계하는 데 사용될 수 있습니다. 스텝 회복 다이오드는 펄스 및 고차 고조파 회로에 사용됩니다.

쇼트키 배리어 다이오드

이 다이오드는 쇼트키 특성을 나타내는 "금속-반도체 접합"을 갖는 다이오드입니다. 순방향 전압 강하가 낮습니다. 금속층은 금, 몰리브덴, 니켈, 티타늄과 같은 재료로 만들 수 있습니다. 반도체 재료는 일반적으로 실리콘 또는 갈륨 비소이며, 일반적으로 N형 반도체 형태입니다. 이 소자는 다수 캐리어로 전도하므로 역방향 포화 전류가 소수 캐리어로 전도하는 PN 접합보다 훨씬 큽니다. 쇼트키 다이오드에서 소수 캐리어의 저장 효과는 미미하므로 주파수 응답은 RC 시상수에 의해서만 제한되므로 고주파 및 고속 스위칭 애플리케이션에 이상적인 소자입니다. 작동 주파수는 최대 100GHz까지 가능합니다. 또한, MIS(금속-절연체-반도체) 쇼트키 다이오드는 태양 전지 또는 발광 다이오드를 만드는 데 사용할 수 있습니다. 또한 프리휠링 다이오드 역할을 하여 스위치 모드 전원 공급 장치 및 릴레이의 인덕터와 같은 유도 부하에 프리휠링 기능을 제공할 수 있습니다.

댐핑 다이오드

댐핑 다이오드는 고주파 전압 회로에 일반적으로 사용됩니다. 역방향 동작 전압과 피크 전류가 높고 순방향 전압 강하가 낮습니다. 이러한 고주파 고전압 정류 다이오드는 텔레비전의 수평 주사 회로에서 댐핑 및 전압 승압에 사용됩니다. 일반적인 댐핑 다이오드로는 2CN1, 2CN2, BSBS44가 있습니다.

과도 전압 억제 다이오드

TVP 다이오드는 회로에 신속한 과전압 보호 기능을 제공합니다. 바이폴라 및 유니폴라 타입으로 제공되며, 피크 전력(500W~5000W)과 전압(8.2V~200V)에 따라 구분됩니다.

더블 베이스 다이오드(단결정 트랜지스터)

이 소자는 두 개의 베이스와 하나의 이미터를 갖는 3단자 부저항 소자입니다. 이 소자는 완화 발진기 회로와 타이밍 전압 판독 회로에 사용됩니다. 주파수 조정이 용이하고 온도 안정성이 우수하다는 장점이 있습니다.

발광 다이오드(LED)

인화갈륨과 인화갈륨비소 소재로 제작된 이 LED는 크기가 작고 순방향 바이어스 시 빛을 방출합니다. 낮은 전압과 전류에서 작동하며, 균일한 발광, 긴 수명, 그리고 적색, 황색, 녹색, 청색 단색광을 방출할 수 있습니다. 기술의 발전으로 백색 고휘도 LED가 개발되어 LED 조명 산업이 부상했습니다. 또한 VCD, DVD, 계산기 및 기타 기기의 디스플레이에도 사용됩니다.

실리콘 전력 스위칭 다이오드

실리콘 전력 스위칭 다이오드는 고속 도통 및 차단 기능을 갖추고 있습니다. 주로 고전력 스위칭 또는 전압 안정화 회로, DC 컨버터, 고속 모터 속도 제어, 그리고 구동 회로의 고주파 정류기 및 프리휠링 클램프에 사용됩니다. 부드러운 회복 특성과 강력한 과부하 내성을 갖추고 있어 컴퓨터 전원 공급 장치, 레이더 전원 공급 장치, 스텝 모터 속도 제어 애플리케이션에 널리 사용됩니다.