Điốt dò

Chức năng chính của diode dò là tách tín hiệu tần số thấp từ tín hiệu tần số cao. Chúng được chế tạo với cấu trúc tiếp điểm, nghĩa là chúng có điện dung tiếp giáp nhỏ và có thể hoạt động ở tần số cao. Thông thường, chúng được chế tạo bằng vật liệu germani. Về nguyên tắc, quá trình tách tín hiệu điều chế từ tín hiệu đầu vào được gọi là quá trình dò ​​tìm. Với dòng chỉnh lưu 100 mA làm ranh giới, những diode có dòng điện đầu ra nhỏ hơn 100 mA được gọi là diode dò tìm. Diode loại tiếp điểm germani có thể hoạt động ở tần số lên đến 400 MHz, với độ sụt áp thuận thấp, điện dung tiếp giáp nhỏ, hiệu suất dò tìm cao và đặc tính tần số tốt, chẳng hạn như loại 2AP. Ngoài chức năng dò tìm, các diode này cũng có thể được sử dụng trong các mạch để giới hạn, cắt, điều chế, trộn, chuyển mạch và các chức năng khác. Ngoài ra còn có các tổ hợp đặc biệt của hai diode với các đặc tính nhất quán để dò tìm FM.

Điốt chỉnh lưu

Về nguyên tắc, quá trình thu được đầu ra dòng điện một chiều (DC) từ đầu vào dòng điện xoay chiều (AC) được gọi là chỉnh lưu. Với dòng điện chỉnh lưu là 100 mA làm ranh giới, những diode có dòng điện đầu ra lớn hơn 100 mA được gọi là diode chỉnh lưu. Chúng có cấu trúc phẳng, dẫn đến điện dung tiếp giáp lớn hơn và thường được sử dụng dưới 3 kHz. Điện áp ngược tối đa nằm trong khoảng từ 25 vôn đến 3000 vôn, được chia thành 22 cấp từ A đến X. Chúng được phân loại như sau: ① Diode chỉnh lưu bán dẫn silicon (loại 2CZ), ② Diode chỉnh lưu cầu silicon (loại QL), và ③ Diode chỉnh lưu silicon điện áp cao được sử dụng trong các máy thu hình có tần số làm việc gần 100 kHz (loại 2CLG).

Điốt cắt

Khi một diode được phân cực thuận và dẫn điện, điện áp rơi thuận của nó về cơ bản vẫn không đổi (0.7 V đối với diode silicon và 0.3 V đối với diode germani). Đặc tính này được sử dụng trong mạch như một phần tử cắt để giới hạn biên độ tín hiệu trong một phạm vi nhất định. Hầu hết các diode đều có thể được sử dụng để cắt. Ngoài ra còn có các diode cắt chuyên dụng, chẳng hạn như diode bảo vệ dụng cụ và diode Zener tần số cao. Để tăng cường khả năng hạn chế các xung biên độ đột biến, diode silicon thường được sử dụng. Ngoài ra còn có các linh kiện bao gồm nhiều diode chỉnh lưu được mắc nối tiếp để tạo thành một khối duy nhất dựa trên điện áp cắt yêu cầu.

Diode điều chế

Điều này thường đề cập đến các diode được sử dụng chuyên biệt cho điều chế vòng, là sự kết hợp của bốn diode có đặc tính thuận đồng nhất. Mặc dù các diode varactor khác cũng có ứng dụng điều chế, nhưng chúng thường được sử dụng trực tiếp cho điều chế tần số.

Điốt trộn

Khi sử dụng phương pháp trộn diode, trong dải tần số từ 500 Hz đến 10,000 Hz, diode Schottky và diode tiếp điểm thường được sử dụng.

Điốt khuếch đại

Khuếch đại sử dụng diode thường bao gồm các thiết bị điện trở âm như diode tunnel và diode hiệu ứng khối, cũng như khuếch đại tham số sử dụng diode varactor. Do đó, diode khuếch đại thường bao gồm diode tunnel, diode hiệu ứng khối và diode varactor.

Chuyển mạch

Điốt có điện trở rất thấp khi được phân cực thuận và ở trạng thái dẫn, tương tự như công tắc đóng; khi được phân cực ngược, nó có điện trở rất cao và ở trạng thái ngắt, tương tự như công tắc mở. Đặc tính chuyển mạch của điốt có thể được sử dụng để tạo thành nhiều mạch logic khác nhau. Có các điốt chuyển mạch được sử dụng cho các phép toán logic với dòng điện nhỏ (khoảng 10 mA) và các điốt được sử dụng để kích thích lõi với dòng điện hàng trăm miliampe. Điốt chuyển mạch dòng điện nhỏ thường là điốt tiếp điểm và điốt loại chìa, trong khi điốt khuếch tán silicon, điốt mesa và điốt phẳng cũng có sẵn để sử dụng trong môi trường nhiệt độ cao. Ưu điểm chính của điốt chuyển mạch là tốc độ chuyển mạch nhanh. Điốt Schottky có thời gian chuyển mạch đặc biệt ngắn và là điốt chuyển mạch lý tưởng. Điốt tiếp điểm loại 2AK được sử dụng cho các mạch chuyển mạch tốc độ trung bình, trong khi điốt phẳng loại 2CK được sử dụng cho các mạch chuyển mạch tốc độ cao. Chúng cũng được sử dụng trong các mạch chuyển mạch, giới hạn, kẹp hoặc phát hiện. Điốt chuyển mạch dòng điện cao silicon Schottky (SBD) có độ sụt điện áp thuận thấp, tốc độ nhanh và hiệu suất cao.

Diode Varactor

Điốt varactor là điốt công suất nhỏ được sử dụng để điều khiển tần số tự động (AFC) và điều chỉnh. Chúng cũng được biết đến với nhiều tên gọi khác nhau trong số các nhà sản xuất Nhật Bản. Bằng cách áp dụng điện áp ngược, điện dung tiếp giáp của điốt thay đổi. Do đó, chúng được sử dụng trong các ứng dụng như điều khiển tần số tự động, dao động quét, điều chế tần số và điều chỉnh. Thông thường, chúng được chế tạo bằng silicon bằng quy trình khuếch tán, nhưng các loại đặc biệt khác như khuếch tán hợp kim, tiếp giáp epitaxial và điốt khuếch tán kép cũng được sử dụng vì các điốt này thể hiện sự thay đổi điện dung đặc biệt lớn theo điện áp. Điện dung tiếp giáp thay đổi theo điện áp ngược VR, thay thế tụ điện biến đổi và được sử dụng trong các mạch điều chỉnh, mạch dao động và vòng khóa pha. Chúng thường được sử dụng trong các đầu thu tần số cao của tivi để chuyển đổi kênh và mạch điều chỉnh và chủ yếu được làm bằng silicon.

Điốt nhân tần số

Đối với phép nhân tần số sử dụng diode, có hai loại: phép nhân tần số sử dụng diode varactor và phép nhân tần số sử dụng diode phục hồi bước (hoặc đột ngột). Diode varactor được sử dụng để nhân tần số được gọi là diode điện kháng biến đổi. Mặc dù nguyên lý hoạt động của diode điện kháng biến đổi giống như diode varactor được sử dụng để điều khiển tần số tự động, nhưng cấu trúc của diode điện kháng có thể xử lý công suất cao hơn. Diode phục hồi bước, còn được gọi là diode phục hồi bước, có thời gian phục hồi ngược trr ngắn khi chuyển từ trạng thái dẫn sang trạng thái cắt. Do đó, ưu điểm chính của chúng là thời gian truyền ngắn đáng kể khi chuyển nhanh sang trạng thái cắt. Nếu áp dụng sóng hình sin vào diode phục hồi bước, do thời gian truyền tt ngắn, dạng sóng đầu ra bị cắt cụt đột ngột, dẫn đến tạo ra nhiều sóng hài tần số cao.

Diode Zener

Loại diode này được tạo ra bằng cách sử dụng đặc tính đánh thủng ngược của diode, duy trì điện áp gần như không đổi giữa các cực của nó để ổn định điện áp trong mạch. Đây là sản phẩm thay thế cho diode điện tử ổn định điện áp. Đây là diode có đường cong đặc tính đánh thủng ngược dốc. Nó được sử dụng làm điện áp điều khiển và điện áp tham chiếu. Điện áp hoạt động của diode (còn được gọi là điện áp Zener) dao động từ khoảng 3 V đến 150 V, với nhiều cấp chia cho 10%. Về mặt công suất, các sản phẩm có sẵn từ 200 mW đến hơn 100 W. Hoạt động ở trạng thái đánh thủng ngược, được làm bằng vật liệu silicon, có điện trở động RZ rất nhỏ, thường là 2CW, 2CW56, v.v.; hai diode bổ sung được kết nối nối tiếp ngược để giảm hệ số nhiệt độ là loại 2DW.

Hệ số nhiệt độ α của diode Zener: α biểu thị sự thay đổi điện áp ổn định trên mỗi 1°C thay đổi nhiệt độ. Diode có điện áp ổn định nhỏ hơn 4 V có hệ số nhiệt độ âm (do đánh thủng Zener), nghĩa là điện áp ổn định giảm khi nhiệt độ tăng (nhiệt độ khiến các electron hóa trị di chuyển lên mức năng lượng cao hơn); diode có điện áp ổn định lớn hơn 7 V có hệ số nhiệt độ dương (do đánh thủng tuyết lở), nghĩa là điện áp ổn định tăng khi nhiệt độ tăng (nhiệt độ làm tăng biên độ dao động nguyên tử, cản trở chuyển động của hạt tải điện); diode có điện áp ổn định từ 4 đến 7 V có hệ số nhiệt độ rất nhỏ, gần bằng không (cả đánh thủng Zener và đánh thủng tuyết lở đều xảy ra).

Điốt PIN

Đây là một diode tinh thể được cấu tạo với một chất bán dẫn nội tại (hoặc một chất bán dẫn có nồng độ tạp chất thấp) nằm giữa vùng P và vùng N. Chữ "I" trong PIN là viết tắt của "nội tại". Khi hoạt động ở tần số trên 100 MHz, do hiệu ứng lưu trữ của các hạt mang điện thiểu số và hiệu ứng thời gian truyền trong lớp "nội tại", diode mất tác dụng chỉnh lưu và trở thành một phần tử trở kháng, với giá trị trở kháng thay đổi theo điện áp phân cực. Ở chế độ phân cực bằng không hoặc phân cực ngược, trở kháng của vùng "nội tại" rất cao; ở chế độ phân cực thuận, do sự đưa các hạt mang điện vào vùng "nội tại", vùng "nội tại" thể hiện trạng thái trở kháng thấp. Do đó, diode PIN có thể được sử dụng như một phần tử trở kháng biến đổi. Nó thường được sử dụng trong chuyển mạch tần số cao (chuyển mạch vi sóng), dịch pha, điều chế, giới hạn và các mạch khác.

Diode tuyết lở

Đây là một transistor có khả năng tạo ra dao động tần số cao dưới tác động của điện áp đặt vào. Nguyên lý hoạt động của việc tạo ra dao động tần số cao như sau: sử dụng hiệu ứng đánh thủng tuyết lở để đưa các hạt mang điện vào tinh thể. Vì thời gian vận chuyển của các hạt mang điện qua wafer là hữu hạn, dòng điện sẽ chậm hơn điện áp, tạo ra thời gian trễ. Nếu thời gian vận chuyển được kiểm soát phù hợp

Diode đường hầm

Điốt đường hầm là một điốt tinh thể có thành phần dòng điện chính là dòng điện đường hầm. Vật liệu cơ bản của nó là gali arsenide và germani. Vùng loại P và loại N được pha tạp cao (tức là với nồng độ tạp chất cao). Dòng điện đường hầm được tạo ra bởi các hiệu ứng cơ học lượng tử của các chất bán dẫn thoái hóa này. Sự xuất hiện của hiệu ứng đường hầm đòi hỏi ba điều kiện sau: 1. Mức Fermi nằm trong vùng dẫn và vùng hóa trị; 2. Lớp điện tích không gian phải rất hẹp (nhỏ hơn 0.01 micromet); có khả năng chồng chéo giữa các mức năng lượng của lỗ trống trong vùng loại P và các electron trong vùng loại N của chất bán dẫn thoái hóa. Điốt đường hầm là một linh kiện hoạt động hai cực. Tham số chính của nó là tỷ số dòng điện đỉnh-thung lũng (IP/PV), trong đó chỉ số "P" biểu thị "đỉnh" và chỉ số "V" biểu thị "thung lũng". Điốt đường hầm có thể được sử dụng trong bộ khuếch đại tần số cao có độ ồn thấp và bộ dao động tần số cao (với tần số hoạt động đạt tới dải sóng milimet) và cũng có thể được sử dụng trong mạch chuyển mạch tốc độ cao.

Điốt phục hồi bước

Đây cũng là một diode có tiếp giáp PN. Đặc điểm cấu trúc của nó là sự phân bố tạp chất dốc tại ranh giới tiếp giáp PN, tạo thành một "trường điện tự duy trì". Vì tiếp giáp PN dẫn điện với các hạt dẫn thiểu số dưới phân cực thuận và có hiệu ứng lưu trữ điện tích gần tiếp giáp PN, dòng điện ngược cần một "thời gian lưu trữ" để giảm xuống giá trị tối thiểu (giá trị dòng điện bão hòa ngược). "Trường điện tự duy trì" của diode phục hồi bậc thang rút ngắn thời gian lưu trữ, cho phép dòng điện ngược ngắt nhanh chóng và tạo ra các thành phần sóng hài phong phú. Các thành phần sóng hài này có thể được sử dụng để thiết kế các mạch tạo phổ lược. Diode phục hồi bậc thang được sử dụng trong các mạch xung và mạch sóng hài bậc cao.

Điốt rào cản Schottky

Đây là một diode với "tiếp giáp kim loại-bán dẫn" thể hiện các đặc tính Schottky. Nó có độ sụt áp thuận thấp. Lớp kim loại có thể được làm từ các vật liệu như vàng, molypden, niken và titan. Vật liệu bán dẫn thường là silicon hoặc gali arsenide, thường ở dạng bán dẫn loại N. Linh kiện này dẫn điện với các hạt mang điện đa số, do đó dòng bão hòa ngược của nó lớn hơn nhiều so với tiếp giáp PN, vốn dẫn điện với các hạt mang điện thiểu số. Do hiệu ứng lưu trữ của các hạt mang điện thiểu số trong diode Schottky là tối thiểu, đáp ứng tần số của nó chỉ bị giới hạn bởi hằng số thời gian RC, khiến nó trở thành một thiết bị lý tưởng cho các ứng dụng tần số cao và chuyển mạch nhanh. Tần số hoạt động của nó có thể đạt tới 100 GHz. Ngoài ra, diode Schottky MIS (kim loại-chất cách điện-bán dẫn) có thể được sử dụng để chế tạo pin mặt trời hoặc điốt phát quang. Nó cũng có thể hoạt động như một diode tự do, cung cấp chức năng tự do trong các tải cảm ứng như cuộn cảm trong bộ nguồn chế độ chuyển mạch và rơle.

Diode giảm chấn

Điốt giảm chấn thường được sử dụng trong các mạch điện áp tần số cao. Chúng có điện áp làm việc ngược và dòng điện cực đại cao, với độ sụt áp thuận thấp. Các điốt chỉnh lưu tần số cao, điện áp cao này được sử dụng để giảm chấn và tăng điện áp trong mạch quét ngang của tivi. Các loại điốt giảm chấn phổ biến bao gồm 2CN1, 2CN2 và BSBS44.

Diode ức chế điện áp tức thời

Điốt TVP cung cấp khả năng bảo vệ quá áp nhanh chóng cho mạch điện. Sản phẩm có cả loại lưỡng cực và đơn cực, được phân loại theo công suất cực đại (500W - 5000W) và điện áp (8.2V - 200V).

Điốt hai cực (Transistor đơn tinh thể)

Đây là một thiết bị điện trở âm ba cực với hai cực gốc và một cực phát. Nó được sử dụng trong các mạch dao động thư giãn và mạch đọc điện áp định thời. Nó có ưu điểm là dễ dàng điều chỉnh tần số và ổn định nhiệt độ tốt.

Điốt phát sáng (LED)

Được làm từ vật liệu gali photphua và gali arsenua photphua, những đèn LED này có kích thước nhỏ và phát sáng khi được phân cực thuận. Chúng hoạt động ở điện áp và dòng điện thấp, phát xạ ánh sáng đồng đều, tuổi thọ cao và có khả năng phát ra ánh sáng đơn sắc đỏ, vàng, lục và lam. Với những tiến bộ công nghệ, đèn LED trắng độ sáng cao đã được phát triển, mở đường cho ngành công nghiệp chiếu sáng LED đang nổi lên. Chúng cũng được sử dụng trong màn hình cho VCD, DVD, máy tính bỏ túi và các thiết bị khác.

Điốt chuyển mạch nguồn silicon

Điốt chuyển mạch nguồn silicon có khả năng dẫn điện và ngắt dòng tốc độ cao. Nó chủ yếu được sử dụng trong các mạch chuyển mạch công suất cao hoặc mạch ổn định điện áp, bộ chuyển đổi DC, điều khiển tốc độ động cơ tốc độ cao, và làm bộ chỉnh lưu tần số cao và kẹp tự do trong mạch truyền động. Nó có ưu điểm là đặc tính phục hồi mềm và khả năng chịu quá tải mạnh, và được sử dụng rộng rãi trong các bộ nguồn máy tính, bộ nguồn radar và các ứng dụng điều khiển tốc độ động cơ bước.