Detectordiode

De belangrijkste functie van een detectordiode is het extraheren van het laagfrequente signaal uit een hoogfrequent signaal. Ze zijn gebouwd met een puntcontactstructuur, wat betekent dat ze een kleine junctiecapaciteit hebben en op hoge frequenties kunnen werken. Ze zijn meestal gemaakt van germanium. In principe wordt het proces van het extraheren van het modulerende signaal uit het ingangssignaal detectie genoemd. Met een gelijkrichtstroom van 100 mA als grens worden diodes met een uitgangsstroom van minder dan 100 mA detectordioden genoemd. Germanium puntcontactdioden kunnen werken bij frequenties tot 400 MHz, met een lage doorlaatspanningsval, een kleine junctiecapaciteit, een hoge detectie-efficiëntie en goede frequentiekarakteristieken, zoals het 2AP-type. Naast detectie kunnen deze diodes ook worden gebruikt in schakelingen voor begrenzing, clipping, modulering, mixen, schakelen en andere functies. Er zijn ook speciale combinaties van twee diodes met consistente karakteristieken voor FM-detectie.

Gelijkrichtdiode

In principe wordt het proces van het verkrijgen van gelijkstroom (DC) uit een wisselstroom (AC) gelijkrichting genoemd. Met een gelijkrichtingsstroom van 100 mA als grens, worden diodes met een uitgangsstroom groter dan 100 mA gelijkrichterdiodes genoemd. Ze hebben een vlakke structuur, wat resulteert in een grotere junctiecapaciteit, en worden over het algemeen gebruikt onder 3 kHz. De maximale sperspanning varieert van 25 tot 3000 volt, verdeeld in 22 klassen van A tot X. Ze worden als volgt geclassificeerd: 1 Silicium halfgeleidergelijkrichterdiodes (type 2CZ), 2 Silicium bruggelijkrichters (type QL), en 3 Hoogspanningssilicium stacks gebruikt in televisietoestellen met een werkfrequentie van bijna 100 kHz (type 2CLG).

Knipdiode

Wanneer een diode in doorlaatrichting is voorgespannen en geleidt, blijft de doorlaatspanning vrijwel constant (0.7 V voor siliciumdiodes en 0.3 V voor germaniumdiodes). Deze eigenschap wordt in schakelingen gebruikt als clipping-element om de signaalamplitude binnen een bepaald bereik te beperken. De meeste diodes kunnen worden gebruikt voor clipping. Er zijn ook gespecialiseerde clipping-diodes, zoals die voor de bescherming van instrumenten en hoogfrequente zenerdiodes. Om de mogelijkheid om scherpe amplitudepieken te beperken te verbeteren, worden vaak siliciumdiodes gebruikt. Er zijn ook componenten beschikbaar die bestaan ​​uit meerdere gelijkrichterdiodes die in serie zijn geschakeld om één eenheid te vormen, afhankelijk van de vereiste clipping-spanning.

Modulerende diode

Dit verwijst doorgaans naar diodes die specifiek worden gebruikt voor ringmodulatie, dit zijn combinaties van vier diodes met consistente doorlaatkarakteristieken. Hoewel andere varactordiodes ook modulatietoepassingen hebben, worden ze meestal direct gebruikt voor frequentiemodulatie.

Mengdiode

Bij het gebruik van diodemengmethoden worden in het frequentiebereik van 500 Hz tot 10,000 Hz doorgaans Schottky- en puntcontactdiodes gebruikt.

Versterkende diode

Versterking met diodes gebeurt doorgaans met behulp van componenten met negatieve weerstand, zoals tunneldiodes en bulkeffectdiodes, en met parametrische versterking met behulp van varactordiodes. Met versterkende diodes worden daarom meestal tunneldiodes, bulkeffectdiodes en varactordiodes bedoeld.

Schakelende diode

Een diode heeft een zeer lage weerstand in doorlaatrichting en bevindt zich in een geleidende toestand, vergelijkbaar met een gesloten schakelaar; in sperrichting heeft hij een zeer hoge weerstand en bevindt hij zich in een afsnijtoestand, vergelijkbaar met een open schakelaar. De schakelkarakteristieken van diodes kunnen worden gebruikt om diverse logische schakelingen te vormen. Er zijn schakeldiodes die worden gebruikt voor logische bewerkingen met kleine stromen (ongeveer 10 mA) en diodes die worden gebruikt voor kernexcitatie met stromen in de honderden milliampères. Schakeldiodes met kleine stromen zijn meestal puntcontact- en sleuteldioden, terwijl siliciumdiffusie-, mesa- en planaire diodes ook beschikbaar zijn voor gebruik in omgevingen met hoge temperaturen. Het belangrijkste voordeel van schakeldiodes is hun hoge schakelsnelheid. Schottky-diodes hebben bijzonder korte schakeltijden en zijn ideale schakeldiodes. De puntcontactdiodes van het type 2AK worden gebruikt voor middelsnelle schakelcircuits, terwijl de planaire diodes van het type 2CK worden gebruikt voor snelsnelle schakelcircuits. Ze worden ook gebruikt in schakel-, begrenzings-, klem- of detectiecircuits. Schottky (SBD) silicium hogestroom-schakeldiodes hebben een lage doorlaatspanningsval, hoge snelheid en een hoge efficiëntie.

Varactor-diode

Varactordiodes zijn diodes met een klein vermogen die worden gebruikt voor automatische frequentieregeling (AFC) en afstemming. Ze staan ​​ook bekend onder verschillende namen bij Japanse fabrikanten. Door een sperspanning aan te leggen, verandert de junctiecapaciteit van de diode. Daarom worden ze gebruikt in toepassingen zoals automatische frequentieregeling, scanning oscillatie, frequentiemodulatie en afstemming. Ze worden meestal gemaakt van silicium met behulp van een diffusieproces, maar er worden ook andere speciale typen gebruikt, zoals legeringsdiffusie-, epitaxiale junctie- en dubbele-diffusiediodes, omdat deze diodes een bijzonder grote capaciteitsverandering vertonen met de spanning. De junctiecapaciteit varieert met de sperspanning VR, waardoor variabele condensatoren worden vervangen en ze worden gebruikt in afstemcircuits, oscillatorcircuits en fasevergrendelde lussen. Ze worden veel gebruikt in hoogfrequente televisiekoppen voor kanaalomzetting en afstemcircuits en zijn meestal gemaakt van silicium.

Frequentievermenigvuldigerdiode

Voor frequentievermenigvuldiging met diodes bestaan ​​er twee typen: frequentievermenigvuldiging met varactordiodes en frequentievermenigvuldiging met stap- (of abrupte) hersteldiodes. Varactordiodes die voor frequentievermenigvuldiging worden gebruikt, worden variabele reactantiediodes genoemd. Hoewel het werkingsprincipe van variabele reactantiediodes hetzelfde is als dat van varactordiodes die voor automatische frequentieregeling worden gebruikt, kunnen reactantiediodes een hoger vermogen aan. Stap-hersteldiodes, ook wel step recovery diodes genoemd, hebben een korte omgekeerde hersteltijd trr bij het overschakelen van geleiding naar afsnijdtoestand. Hun belangrijkste voordeel is daarom de aanzienlijk korte overdrachtstijd bij snelle overschakeling naar de afsnijdtoestand. Als een sinusvormige golf op een step recovery diode wordt toegepast, wordt de uitgangsgolfvorm door de korte overdrachtstijd tt scherp afgekapt, wat resulteert in de generatie van veel hoogfrequente harmonischen.

Zener diode

Dit type diode maakt gebruik van de omgekeerde doorslagkarakteristiek van een diode, waarbij een vrijwel constante spanning over de aansluitingen wordt gehandhaafd om de spanning in een circuit te stabiliseren. Het is een product dat spanningsstabiliserende elektronische diodes vervangt. Het is een diode met een steile omgekeerde doorslagkarakteristiek. Hij wordt gebruikt als stuurspanning en referentiespanning. De bedrijfsspanning van de diode (ook wel zenerspanning genoemd) varieert van ongeveer 3 V tot 150 V, met veel gradaties gedeeld door 10%. Qua vermogen zijn producten verkrijgbaar van 200 mW tot meer dan 100 W. De diodes werken in omgekeerde doorslagtoestand, zijn gemaakt van siliciummateriaal en hebben een zeer kleine dynamische weerstand RZ, meestal 2CW, 2CW56, enz.; twee complementaire diodes zijn in omgekeerde serie geschakeld om de temperatuurcoëfficiënt te verlagen en zijn van het type 2DW.

De temperatuurcoëfficiënt α van een zenerdiode: α geeft de verandering in de stabilisatiespanning per 1 °C temperatuurverandering weer. Diodes met een stabilisatiespanning lager dan 4 V hebben een negatieve temperatuurcoëfficiënt (door zenerdoorslag), wat betekent dat de stabilisatiespanning afneemt bij toenemende temperatuur (temperatuur zorgt ervoor dat valentie-elektronen naar hogere energieniveaus bewegen); diodes met een stabilisatiespanning hoger dan 7 V hebben een positieve temperatuurcoëfficiënt (door lawinedoorslag), wat betekent dat de stabilisatiespanning toeneemt bij toenemende temperatuur (temperatuur verhoogt de amplitude van de atomaire trillingen, waardoor de ladingsdragerbeweging wordt belemmerd); diodes met een stabilisatiespanning tussen 4 en 7 V hebben een zeer kleine temperatuurcoëfficiënt, bijna nul (zowel zener- als lawinedoorslag treedt op).

PIN-diode

Dit is een kristaldiode die is opgebouwd uit een intrinsieke halfgeleider (of een halfgeleider met een lage concentratie onzuiverheden) tussen de P- en N-gebieden. De "I" in PIN staat voor "intrinsiek". Bij gebruik op frequenties boven 100 MHz verliest de diode, door het opslageffect van minoriteitsladingsdragers en het transittijdeffect in de "intrinsieke" laag, zijn gelijkrichtende werking en wordt het een impedantie-element, waarbij de impedantiewaarde verandert met de biasspanning. Bij nulbias of sperbias is de impedantie van het "intrinsieke" gebied zeer hoog; bij doorlaatbias vertoont het "intrinsieke" gebied een lage impedantie, door de injectie van ladingsdragers in het "intrinsieke" gebied. Daarom kan een PIN-diode worden gebruikt als een element met variabele impedantie. Hij wordt vaak gebruikt in hoogfrequente schakelingen (microgolfschakeling), faseverschuiving, modulatie, begrenzing en andere schakelingen.

Lawinediode

Dit is een transistor die hoogfrequente oscillaties kan genereren onder invloed van een aangelegde spanning. Het werkingsprincipe van het genereren van hoogfrequente oscillaties is als volgt: met behulp van lawinedoorslag worden ladingsdragers in het kristal geïnjecteerd. Omdat de doorlooptijd van ladingsdragers over de wafer eindig is, loopt de stroom achter op de spanning, wat resulteert in een vertraging. Als de doorlooptijd op de juiste manier wordt geregeld

Tunneldiode

De tunneldiode is een kristaldiode waarvan de primaire stroomcomponent de tunnelstroom is. De basismaterialen zijn galliumarsenide en germanium. De P-type en N-type gebieden zijn sterk gedoteerd (d.w.z. met hoge concentraties onzuiverheden). De tunnelstroom wordt gegenereerd door de kwantummechanische effecten van deze gedegenereerde halfgeleiders. Het tunneleffect vereist de volgende drie voorwaarden: 1. Het ferminiveau bevindt zich binnen de geleidingsband en de valentieband; 2. De ruimteladingslaag moet zeer smal zijn (minder dan 0.01 micrometer); er is een mogelijkheid tot overlapping tussen de energieniveaus van gaten in het P-type gebied en elektronen in het N-type gebied van de gedegenereerde halfgeleider. De tunneldiode is een actief component met twee aansluitingen. De belangrijkste parameter is de piek-dalstroomverhouding (IP/PV), waarbij "P" staat voor "piek" en "V" voor "dal". De tunneldiode kan worden gebruikt in hoogfrequentversterkers met een lage ruis en in hoogfrequentoscillatoren (waarbij de werkfrequenties de millimetergolfband bereiken) en kan ook worden gebruikt in snelle schakelcircuits.

Stap-hersteldiode

Dit is ook een diode met een PN-overgang. Het structurele kenmerk is een steile verdeling van onzuiverheden aan de rand van de PN-overgang, waardoor een "zelfonderhoudend elektrisch veld" ontstaat. Omdat de PN-overgang geleidt met minoriteitsladingsdragers onder voorspanning en een ladingopslageffect heeft nabij de PN-overgang, heeft de tegenstroom een ​​"opslagtijd" nodig om te dalen tot zijn minimale waarde (de waarde van de omgekeerde verzadigingsstroom). Het "zelfonderhoudende elektrische veld" van de staphersteldiode verkort de opslagtijd, waardoor de tegenstroom snel kan afbreken en rijke harmonische componenten kan produceren. Deze harmonische componenten kunnen worden gebruikt om kamspectrumgeneratiecircuits te ontwerpen. De staphersteldiode wordt gebruikt in puls- en hogere-orde harmonische circuits.

Schottky-barrièrediode

Dit is een diode met een "metaal-halfgeleiderovergang" die Schottky-eigenschappen vertoont. De diode heeft een lage doorlaatspanningsval. De metaallaag kan gemaakt zijn van materialen zoals goud, molybdeen, nikkel en titanium. Het halfgeleidermateriaal is doorgaans silicium of galliumarsenide, meestal in de vorm van N-type halfgeleiders. Deze diode geleidt met meerderheidsladingen, waardoor de sperstroom veel groter is dan die van een PN-overgang, die geleidt met minderheidsladingen. Omdat het opslageffect van minderheidsladingen in Schottky-diodes minimaal is, wordt de frequentierespons alleen beperkt door de RC-tijdconstante, waardoor het een ideaal component is voor hoogfrequente en snelle schakeltoepassingen. De bedrijfsfrequentie kan oplopen tot 100 GHz. Bovendien kunnen MIS (metaal-isolator-halfgeleider) Schottky-diodes worden gebruikt om zonnecellen of lichtgevende diodes te maken. Het kan ook dienen als een vrijloopdiode en een vrijloopfunctie bieden bij inductieve belastingen, zoals inductoren in schakelende voedingen en relais.

Dempingsdiode

Dempingsdiodes worden vaak gebruikt in hoogfrequente spanningscircuits. Ze hebben een hoge sperspanning en piekstroom, met een lage doorlaatspanningsval. Deze hoogfrequente hoogspanningsgelijkrichterdiodes worden gebruikt voor demping en spanningsversterking in het horizontale scancircuit van televisies. Veelgebruikte dempingsdiodes zijn de 2CN1, 2CN2 en BSBS44.

Transiënte spanningsonderdrukkingsdiode

De TVP-diode biedt snelle overspanningsbeveiliging voor circuits. Hij is verkrijgbaar in zowel bipolaire als unipolaire uitvoeringen, ingedeeld naar piekvermogen (500 W - 5000 W) en spanning (8.2 V - 200 V).

Dubbelbasisdiode (enkelkristaltransistor)

Dit is een apparaat met drie aansluitingen en een negatieve weerstand, twee bases en één emitter. Het wordt gebruikt in relaxatie-oscillatorcircuits en timing-spanningsmeetcircuits. Het heeft de voordelen van eenvoudige frequentieaanpassing en goede temperatuurstabiliteit.

Lichtgevende diode (LED)

Deze leds, gemaakt van galliumfosfide en galliumarsenidefosfide, zijn klein van formaat en stralen licht uit in doorlaatrichting. Ze werken op een lage spanning en stroomsterkte, met een uniforme lichtemissie, een lange levensduur en de mogelijkheid om rood, geel, groen en blauw monochromatisch licht uit te stralen. Dankzij technologische vooruitgang zijn witte, zeer heldere leds ontwikkeld, wat heeft geleid tot de opkomst van de ledverlichtingsindustrie. Ze worden ook gebruikt in displays voor video-cd's, dvd's, rekenmachines en andere apparaten.

Silicium Power Schakeldiode

De silicium vermogensschakeldiode kan hoge snelheden aan en uit schakelen. Hij wordt voornamelijk gebruikt in hoogvermogen schakel- of spanningsstabilisatiecircuits, DC-omvormers, snelheidsregeling van hogesnelheidsmotoren en als hoogfrequente gelijkrichter en vrijloopklem in aandrijfcircuits. Hij heeft de voordelen van een geleidelijk herstel en een sterke overbelastbaarheid en wordt veel gebruikt in computervoedingen, radarvoedingen en toepassingen voor snelheidsregeling van stappenmotoren.