Detektoriaus diodas

Pagrindinė detektoriaus diodo funkcija yra išskirti žemo dažnio signalą iš aukšto dažnio signalo. Jie pagaminti naudojant taškinio kontakto struktūrą, o tai reiškia, kad jie turi mažą sandūros talpą ir gali veikti aukštais dažniais. Paprastai jie pagaminti iš germanio. Iš principo moduliuojančio signalo išskyrimo iš įvesties signalo procesas vadinamas detekcija. Kai ribinė išlyginimo srovė yra 100 mA, diodai, kurių išėjimo srovė yra mažesnė nei 100 mA, vadinami detektoriaus diodais. Germanio taškinio kontakto tipo diodai gali veikti iki 400 MHz dažniais, pasižymi mažu įtampos kritimu, maža sandūros talpa, dideliu detekcijos efektyvumu ir geromis dažnio charakteristikomis, pavyzdžiui, 2AP tipo. Be detekcijos, šie diodai taip pat gali būti naudojami grandinėse ribojimo, kirtimo, moduliavimo, maišymo, perjungimo ir kitoms funkcijoms atlikti. Taip pat yra specialių dviejų diodų derinių su nuosekliomis charakteristikomis, skirtų FM detekcijai.

Lygintuvo diodas

Iš principo nuolatinės srovės (DC) gavimo iš kintamosios srovės (AC) įėjimo procesas vadinamas išlyginimu. Esant 100 mA išlyginimo srovei kaip ribai, diodai, kurių išėjimo srovė yra didesnė nei 100 mA, vadinami lygintuviniais diodais. Jie turi plokštuminę struktūrą, todėl jų sandūros talpa yra didesnė, ir paprastai naudojami esant mažesniam nei 3 kHz dažniui. Didžiausia atvirkštinė įtampa svyruoja nuo 25 voltų iki 3000 voltų, suskirstytų į 22 laipsnius nuo A iki X. Jie klasifikuojami taip: ① Silicio puslaidininkiniai lygintuvų diodai (2CZ tipo), ② Silicio tilteliniai lygintuvai (QL tipo) ir ③ Aukštos įtampos silicio sluoksniai, naudojami televizoriuose, kurių darbinis dažnis artimas 100 kHz (2CLG tipo).

Kirpimo diodas

Kai diodas yra tiesiogiai poslinkuotas ir laidus, jo įtampos kritimas iš esmės išlieka pastovus (0.7 V silicio diodams ir 0.3 V germanio diodams). Ši charakteristika grandinėse naudojama kaip išjungimo elementas, siekiant apriboti signalo amplitudę tam tikrame diapazone. Dauguma diodų gali būti naudojami išjungimo režimu. Taip pat yra specializuotų išjungimo diodų, pavyzdžiui, skirtų instrumentams apsaugoti ir aukšto dažnio zenerio diodams. Siekiant pagerinti galimybę apriboti staigius amplitudės šuolius, dažniausiai naudojami silicio diodai. Taip pat yra komponentų, kuriuos sudaro keli lygintuvo diodai, sujungti nuosekliai, kad sudarytų vieną bloką, atsižvelgiant į reikiamą išjungimo įtampą.

Moduliuojantis diodas

Paprastai tai reiškia diodus, specialiai naudojamus žiedinei moduliacijai, kurie yra keturių diodų deriniai su nuosekliomis tiesioginėmis charakteristikomis. Nors kiti varaktoriniai diodai taip pat turi moduliacijos pritaikymą, jie paprastai naudojami tiesiogiai dažnio moduliacijai.

Maišymo diodas

Naudojant diodų maišymo metodus, dažnių diapazone nuo 500 Hz iki 10 000 Hz, dažniausiai naudojami Schottky ir taškinio kontakto diodai.

Stiprinimo diodas

Stiprinimas naudojant diodus paprastai apima neigiamos varžos įtaisus, tokius kaip tuneliniai diodai ir tūrinio efekto diodai, taip pat parametrinį stiprinimą naudojant varikaktoriaus diodus. Todėl stiprinimo diodai paprastai vadinami tuneliniais diodais, tūrinio efekto diodais ir varikaktoriaus diodais.

Perjungimo diodas

Kai diodas yra tiesiogiai aktyvuotas, jo varža yra labai maža ir jis yra laidžioje būsenoje, panašiai kaip uždarytas jungiklis; kai diodas yra atvirkščiai aktyvuotas, jo varža yra labai didelė ir jis yra atjungimo būsenoje, panašiai kaip atidarytas jungiklis. Diodų perjungimo charakteristikos gali būti naudojamos įvairioms loginėms grandinėms formuoti. Yra perjungimo diodai, naudojami loginėms operacijoms su mažomis srovėmis (apie 10 mA), ir tie, kurie naudojami šerdies sužadinimui, kai srovės siekia šimtus miliamperų. Mažos srovės perjungimo diodai paprastai yra taškinio kontakto ir rakto tipo diodai, o silicio difuzijos, mesa ir plokštuminiai diodai taip pat yra skirti naudoti aukštoje temperatūroje. Pagrindinis perjungimo diodų privalumas yra didelis jų perjungimo greitis. Schottky diodai turi ypač trumpą perjungimo laiką ir yra idealūs perjungimo diodai. 2AK tipo taškinio kontakto diodai naudojami vidutinio greičio perjungimo grandinėms, o 2CK tipo plokštuminiai diodai – didelio greičio perjungimo grandinėms. Jie taip pat naudojami perjungimo, ribojimo, prispaudimo ar aptikimo grandinėse. Schottky (SBD) silicio didelės srovės perjungimo diodai pasižymi mažu įtampos kritimu, dideliu greičiu ir dideliu efektyvumu.

Varaktoriaus diodas

Varaktoriaus diodai yra mažos galios diodai, naudojami automatiniam dažnio valdymui (AFC) ir derinimui. Japonijos gamintojai juos taip pat žino įvairiais pavadinimais. Taikant atvirkštinę įtampą, diodo sandūros talpa keičiasi. Todėl jie naudojami tokiose srityse kaip automatinis dažnio valdymas, skenuojantis osciliavimas, dažnio moduliavimas ir derinimas. Paprastai jie gaminami iš silicio, naudojant difuzijos procesą, tačiau naudojami ir kiti specialūs tipai, tokie kaip lydinio difuzijos, epitaksinės sandūros ir dvigubos difuzijos diodai, nes šie diodai pasižymi ypač dideliu talpos pokyčiu priklausomai nuo įtampos. Sandūros talpa kinta priklausomai nuo atvirkštinės įtampos VR, pakeisdami kintamos įtampos kondensatorius ir naudodami derinimo grandinėse, osciliatorių grandinėse ir fazių fiksavimo kilpose. Jie dažniausiai naudojami televizorių aukšto dažnio galvutėse kanalų konvertavimo ir derinimo grandinėms ir dažniausiai pagaminti iš silicio.

Dažnio daugiklio diodas

Dažnio dauginimas naudojant diodus yra dviejų tipų: dažnio dauginimas naudojant varaktorinius diodus ir dažnio dauginimas naudojant laiptelio (arba staigaus) atkūrimo diodus. Dažnio dauginimui naudojami varaktoriniai diodai vadinami kintamo reaktyvumo diodais. Nors kintamo reaktyvumo diodų veikimo principas yra toks pat kaip ir automatiniam dažnio valdymui naudojamų varaktorinių diodų, reaktyvių diodų konstrukcija gali atlaikyti didesnę galią. Laiptelio atkūrimo diodai, dar vadinami žingsninio atkūrimo diodais, turi trumpą atvirkštinio atkūrimo laiką trr, kai perjungiama iš laidumo į išjungimo būseną. Todėl jų pagrindinis privalumas yra žymiai trumpas perdavimo laikas, kai greitai perjungiama į išjungimo būseną. Jei laiptelio atkūrimo diodui taikoma sinusoidinė banga, dėl trumpo perdavimo laiko tt išėjimo bangos forma yra smarkiai sutrumpinta, todėl susidaro daug aukšto dažnio harmonikų.

Zenerio diodas

Šio tipo diodas gaminamas naudojant diodo atvirkštinio pramušimo charakteristiką, palaikant beveik pastovią įtampą tarp gnybtų, kad stabilizuotų įtampą grandinėje. Tai produktas, kuris pakeičia įtampą stabilizuojančius elektroninius diodus. Tai diodas su stačia atvirkštinio pramušimo charakteristikos kreive. Jis naudojamas kaip valdymo įtampa ir etaloninė įtampa. Diodo darbinė įtampa (dar vadinama Zenerio įtampa) svyruoja nuo maždaug 3 V iki 150 V, o daugelis laipsnių yra padalinti iš 10 %. Galios atžvilgiu produktai yra nuo 200 mW iki daugiau nei 100 W. Veikiantys atvirkštinio pramušimo būsenoje, pagaminti iš silicio medžiagos, turintys labai mažą dinaminę varžą RZ, paprastai 2CW, 2CW56 ir kt.; du vienas kitą papildantys diodai, sujungti atvirkštine nuoseklia jungtimi, siekiant sumažinti temperatūros koeficientą, yra 2DW tipo.

Zenerio diodo temperatūros koeficientas α: α rodo stabilizavimo įtampos pokytį, kai temperatūra pasikeičia 1 °C. Diodai, kurių stabilizavimo įtampa yra mažesnė nei 4 V, turi neigiamą temperatūros koeficientą (dėl Zenerio pramušimo), o tai reiškia, kad stabilizavimo įtampa mažėja didėjant temperatūrai (temperatūra sukelia valentinių elektronų judėjimą į aukštesnius energijos lygmenis); diodai, kurių stabilizavimo įtampa yra didesnė nei 7 V, turi teigiamą temperatūros koeficientą (dėl lavininio pramušimo), o tai reiškia, kad stabilizavimo įtampa didėja didėjant temperatūrai (temperatūra didina atominių virpesių amplitudę, trukdydama krūvininkų judėjimui); diodai, kurių stabilizavimo įtampa yra nuo 4 iki 7 V, turi labai mažą temperatūros koeficientą, beveik nulį (atsiranda ir Zenerio, ir lavininis pramušimas).

PIN diodas

Tai kristalinis diodas, sudarytas iš vidinio puslaidininkio (arba puslaidininkio su maža priemaišų koncentracija), įterpto tarp P ir N sričių. „I“ PIN santrumpa reiškia „intrinsic“ (vidinis). Veikiant dažniais, viršijančiais 100 MHz, dėl mažumos krūvininkų kaupimo efekto ir tranzito laiko efekto „vidiniame“ sluoksnyje, diodas praranda savo lyginamąjį poveikį ir tampa impedanso elementu, kurio impedanso vertė kinta priklausomai nuo poslinkio įtampos. Esant nuliniam arba atvirkštiniam poslinkiui, „vidinio“ regiono impedansas yra labai didelis; esant tiesioginiam poslinkiui, dėl krūvininkų įpurškimo į „vidinį“ regioną, „vidinis“ regionas pasižymi maža impedanso būsena. Todėl PIN diodas gali būti naudojamas kaip kintamos impedanso elementas. Jis dažniausiai naudojamas aukšto dažnio perjungimui (mikrobangų perjungimui), fazės poslinkiui, moduliacijai, ribojimo ir kitose grandinėse.

Lavinos diodas

Tai tranzistorius, kuris, veikiant įtampai, gali generuoti aukšto dažnio virpesius. Aukšto dažnio virpesių generavimo veikimo principas yra toks: į kristalą įpurškiami krūvininkai naudojant lavininį pramušimą, nes kadangi krūvininkų perėjimo per plokštelę laikas yra baigtinis, srovė atsilieka nuo įtampos, todėl susidaro uždelsimo laikas. Jei perėjimo laikas tinkamai kontroliuojamas.

Tunelio diodas

Tunelinis diodas yra kristalinis diodas, kurio pagrindinė srovės dedamoji yra tuneliavimo srovė. Jo pagrindinės medžiagos yra galio arsenidas ir germanis. P ir N tipo sritys yra labai legiruotos (t. y. jose yra didelė priemaišų koncentracija). Tuneliavimo srovę sukuria šių išsigimusių puslaidininkių kvantinės mechanikos efektai. Tuneliavimo efektui atsirasti reikalingos šios trys sąlygos: ① Fermio lygmuo yra laidumo juostoje ir valentingoje juostoje; ② Erdvinio krūvio sluoksnis turi būti labai siauras (mažesnis nei 0.01 mikrometro); yra galimybė, kad išsigimusio puslaidininkio P tipo srities skylių ir N tipo srities elektronų energijos lygmenys persidengs. Tunelinis diodas yra dviejų terminalų aktyvus įtaisas. Jo pagrindinis parametras yra piko ir įdubimo srovės santykis (IP/PV), kur indeksas „P“ reiškia „piką“, o indeksas „V“ – „įdubimą“. Tunelinis diodas gali būti naudojamas mažo triukšmo aukšto dažnio stiprintuvuose ir aukšto dažnio osciliatoriuose (kurių veikimo dažniai siekia milimetrinių bangų juostą), taip pat gali būti naudojamas greitaeigėse perjungimo grandinėse.

Žingsnio atkūrimo diodas

Tai taip pat diodas su PN sandūra. Jo struktūrinis bruožas yra staigus priemaišų pasiskirstymas PN sandūros riboje, sudarantis „savarankišką elektrinį lauką“. Kadangi PN sandūra laidi su mažumos krūvininkais esant tiesioginei įtampai ir turi krūvio kaupimo efektą šalia PN sandūros, atvirkštinei srovei reikia „kaupimo laiko“, kad ji sumažėtų iki minimalios vertės (atvirkštinės soties srovės vertės). Žingsninio atkūrimo diodo „savarankiškas elektrinis laukas“ sutrumpina kaupimo laiką, leisdamas atvirkštinei srovei greitai nutrūkti ir sukurti sodrius harmoninius komponentus. Šie harmoniniai komponentai gali būti naudojami projektuojant šukų spektro generavimo grandines. Žingsninio atkūrimo diodas naudojamas impulsinėse ir aukštesnės eilės harmonikų grandinėse.

Schottky barjerinis diodas

Tai diodas su „metalo-puslaidininkio sandūra“, pasižymintis Schottky charakteristikomis. Jis turi mažą tiesioginės įtampos kritimą. Metalinis sluoksnis gali būti pagamintas iš tokių medžiagų kaip auksas, molibdenas, nikelis ir titanas. Puslaidininkinė medžiaga paprastai yra silicis arba galio arsenidas, dažniausiai N tipo puslaidininkių pavidalu. Šis įtaisas laidus su daugumos krūvininkais, todėl jo atvirkštinė soties srovė yra daug didesnė nei PN sandūros, kuri laidus su mažumos krūvininkais. Kadangi mažumos krūvininkų kaupimo efektas Schottky dioduose yra minimalus, jo dažnio atsaką riboja tik RC laiko konstanta, todėl jis idealiai tinka aukšto dažnio ir greito perjungimo taikymams. Jo veikimo dažnis gali siekti iki 100 GHz. Be to, MIS (metalo-izoliatoriaus-puslaidininkio) Schottky diodai gali būti naudojami saulės elementams arba šviesos diodams gaminti. Jis taip pat gali būti naudojamas kaip laisvos eigos diodas, atliekantis laisvos eigos funkciją indukcinėse apkrovose, tokiose kaip induktoriai impulsiniuose maitinimo šaltiniuose ir relėse.

Slopinimo diodas

Slopinimo diodai dažniausiai naudojami aukšto dažnio įtampos grandinėse. Jie turi didelę atvirkštinę darbinę įtampą ir maksimalią srovę, o tiesioginės įtampos kritimas yra mažas. Šie aukšto dažnio, aukštos įtampos lygintuvo diodai naudojami slopinimui ir įtampos stiprinimui televizorių horizontalios skenavimo grandinėje. Įprasti slopinimo diodai yra 2CN1, 2CN2 ir BSBS44.

Pereinamojo įtampos slopinimo diodas

TVP diodas užtikrina greitą grandinių apsaugą nuo viršįtampių. Jis tiekiamas dvipolio, tiek vienpolio tipo, klasifikuojamas pagal maksimalią galią (500 W - 5000 W) ir įtampą (8.2 V - 200 V).

Dvigubo pagrindo diodas (vieno kristalo tranzistorius)

Tai trijų kontaktų neigiamos varžos įtaisas su dviem bazėmis ir vienu emiteriu. Jis naudojamas relaksacinių osciliatorių grandinėse ir laiko įtampos nuskaitymo grandinėse. Jo privalumai – lengvas dažnio reguliavimas ir geras temperatūros stabilumas.

Šviesos diodas (LED)

Pagaminti iš galio fosfido ir galio arsenido fosfido medžiagų, šie šviesos diodai yra mažo dydžio ir skleidžia šviesą, kai yra tiesiogiai poliarizuoti. Jie veikia esant žemai įtampai ir srovei, pasižymi tolygiu šviesos skleidimu, ilgu tarnavimo laiku ir geba skleisti raudoną, geltoną, žalią ir mėlyną monochromatinę šviesą. Tobulėjant technologijoms, buvo sukurti balti didelio ryškumo šviesos diodai, kurie paskatino besiformuojančią LED apšvietimo pramonę. Jie taip pat naudojami VCD, DVD, skaičiuotuvų ir kitų įrenginių ekranuose.

Silicio galios perjungimo diodas

Silicio galios perjungimo diodas gali laiduoti dideliu greičiu ir jį išjungti. Jis daugiausia naudojamas didelės galios perjungimo arba įtampos stabilizavimo grandinėse, nuolatinės srovės keitikliuose, didelės spartos variklių greičio valdyme ir kaip aukšto dažnio lygintuvas bei laisvosios eigos spaustukas pavaros grandinėse. Jis pasižymi švelniomis atkūrimo savybėmis ir didele perkrovos atsparumu, todėl yra plačiai naudojamas kompiuterių maitinimo šaltiniuose, radarų maitinimo šaltiniuose ir žingsninių variklių greičio valdymo programose.