W zależności od zastosowania diody dzieli się na kilka typów:

- Diody prostownicze - stosuje się głównie w układach prostowniczych urządzeń zasilających, przekształcających prąd zmienny w jednokierunkowy prąd pulsujący. W układzie prostowniczym dioda spełnia funkcję zaworu jednokierunkowego. Wykorzystuje się tu właściwość polegającą na różnicy zdolności przewodzenia prądu w kierunku wstecznym i w kierunku przewodzenia.
- Diody uniwersalne - stosuje się głównie w układach detekcyjnych, prostowniczych małej mocy i ogranicznikach. Diody te charakteryzują się niewielkim zakresem dopuszczalnych napięć (do kilkuset woltów) i prądów (do kilkuset miliamperów), a częstotliwość ich pracy nie przekracza kilkudziesięciu megaherców.
- Diody impulsowe - są przeznaczone do napięć i prądów oraz do formowania impulsów elektrycznych. W układach spełniają one najczęściej funkcje tzw. kluczy elektronicznych (przełączników).
- Diody pojemnościowe (warikap, waraktor) - wykorzystują zmiany pojemności złącza p-n.
- Diody stabilizacyjne (stabilitrony) - zwane diodami Zenera, stosuje się w układach stabilizacji napięć, w ogranicznikach amplitudy, w układach źródeł napięć odniesienia itp. Lącząc taką diodę z rezystorem otrzymuje się najprostszy parametryczny stabilizator napięcia.
DIODY PÓŁPRZEWODNIKOWE






Diodą półprzewodnikową nazywamy element wykonany z półprzewodnika, zawierającego jedno złącze - najczęściej p-n z dwiema końcówkami wyprowadzeń.

Charakterystyka diody oraz jej parametry są podobne, a nawet niekiedy takie same jak złącza p-n . Ze względu na swą budowę, dioda przepuszcza prąd w jednym kierunku, natomiast w kierunku przeciwnym - w minimalnym stopniu.

Diody stosowane są w układach analogowych i cyfrowych. W układach analogowych wykorzystywana jest zależność rezystancji dynamicznej od napięcia lub prądu wejściowego, lub też zmiany pojemności w funkcji napięcia. W układach cyfrowych istotne są natomiast właściwości przełączające diody.

Diody półprzewodnikowe stosuje się w układach prostowania prądu zmiennego,

w układach modulacji i detekcji, przełączania, generacji i wzmacniania sygnałów elektrycznych.

Każda dioda ma pewną częstotliwość graniczną, po przekroczeniu której nie zachowuje się jak dioda, lecz jak kondensator.



Klasyfikację diod można przeprowadzić ze względu na:

materiał (krzemowe, germanowe z arsenku galu);

konstrukcję (ostrzowe i warstwowe; stopowe i dyfuzyjne: mesa, planarne i epiplarne);
Dioda Zenera (stabilistor) - odmiana diody półprzewodnikowej, której głównym parametrem jest napięcie przebicia złącza p-n. Po przekroczeniu napięcia przebicia ma miejsce nagły, gwałtowny wzrost prądu. W kierunku przewodzenia (anoda spolaryzowana dodatnio względem katody) zachowuje się jak normalna dioda, natomiast przy polaryzacji zaporowej (katoda spolaryzowana dodatnio względem anody) może przewodzić prąd po przekroczeniu określonego napięcia na złączu, zwanego napięciem przebicia. Przy niewielkich napięciach (do ok. 5 V) podstawową rolę odgrywa zjawisko Zenera, w zakresie od 5 do 7 V zjawisko Zenera i przebicie lawinowe, a powyżej 7 V - wyłącznie przebicie lawinowe. Napięcie przebicia jest praktycznie niezależne od płynącego prądu i zmienia się bardzo nieznacznie nawet przy dużych zmianach prądu przebicia (dioda posiada w tym stanie niewielką oporność dynamiczną).

Należy podkreślić, że identycznie zachowuje się każda dioda półprzewodnikowa. Cechami, które pozwalają wydzielić diody Zenera jako oddzielną kategorię elementów, są:

przebicie niepowodujące uszkodzenia diody,
napięcie przebicia określone dokładnie, z niewielką tolerancją, typowo 5% (dla np. diod prostowniczych ważne jest aby nie było mniejsze od zadanej wartości),
mała oporność dynamiczna,
zapewnienie możliwie gwałtownego przejścia do stanu przebicia złącza (możliwe ostre "kolano" na charakterystyce I = f(U)).
Podstawowym zastosowaniem diody Zenera jest źródło napięcia odniesienia, ponadto używana bywa do przesuwania poziomów napięć oraz jako element zabezpieczający i przeciwprzepięciowy (transil).



strukturę fizyczną złącza (p-n, m-s, heterozłącza);

zastosowanie (prostownicze, uniwersalne, impulsowe, stabilitrony - Zenera, pojemnościowe - warikapy i waraktory, tunelowe, mikrofalowe: detekcyjne

i mieszające);

przebiegające zjawiska (Zenera, Gunna, lawinowe, tunelowe).



Różnorodność tych typów jest związana z:

poziomem i rozkładem koncentracji domieszek, mających wpływ na charakterystykę prądowo-napięciową;

rozmiarami geometrycznymi poszczególnych obszarów półprzewodnika i rodzajem obudowy.

Parametry diod mogą być charakterystyczne lub dopuszczalne (graniczne).

Wartość prądu nasycenia diod germanowych jest rzędu uA, a diod krzemowych - nA.

Ze wzrostem temperatury prąd nasycenia podwaja swoją wartość (dla diody

krzemowej co 6oC, a dla germanowej co 10oC).



CHARAKTERYSTYKA POSZCZEGÓLNYCH TYPÓW DIOD:



Diody prostownicze są przeznaczone do prostowania napięcia bądź prądu

przemiennego o małej częstotliwości. Prostowanie jest to przetwarzanie prądu

przemiennego na prąd jednokierunkowy. Diody te zaczynają przewodzić prąd dopiero

po przekroczeniu pewnej wartości napięcia w kierunku przewodzenia (dla diod

krzemowych wynosi ona ok. 0,7 V, a dla germanowych ok. 0,3 V).



Diody stabilizacyjne są to diody przeznaczone do stabilizacji lub ograniczania

napięć. Diody stabilizacyjne pracują przy polaryzacji w kierunku zaporowym,

charakteryzując się niewielkimi zmianami napięcia pod wpływem dużych zmian prądu.

Diody te wykorzystują zjawisko Zenera lub lawinowe.



Diody pojemnościowe (warikapy i waraktory) pracują przy polaryzacji

zaporowej, charakteryzując się zmienną pojemnością napięcia.

Ze względu na małe wymiary diod pojemnościowych, dużą wytrzymałość na udary

i małą zależność od zmian temperatury, mogą one w wielu wypadkach zastąpić

kondensatory zmienne lub ceramiczne.



Diody przełączające - do nich zaliczane są diody: tunelowe, ładunkowe,

ostrzowe, Schottky`ego.

Zastosowanie: w przełącznikach, we wzmacniaczach o małych szumach

i w generatorach mikrofalowych.



Diody generacyjne i wzmacniające:

tunelowe

lawinowe Reada i Impatt

Gunna



Dioda Gunna jest to element, którego działanie polega na specyficznej zależności

prędkości elektronów od natężenia pola elektrycznego (zjawisko Gunna), czego

rezultatem jest istnienie ujemnej konduktacji w diodzie.

Diody Gunna są stosowane w generatorach mikrofalowych o częstotliwości rzędu

GHz.

Materiały dydaktyczne:

Strona utrzymywana na serwerach SuperHost.pl Sp. z o.o.Hosting WWW - Bezpieczne serwery dedykowane - Tanie serwery VPS - Rejestracja domen - Poczta biznesowaNajlepsze dopasowania dla zapytania zastosowanie diody półprzewodnikowej
Zastosowanie: w przełącznikach, we wzmacniaczach o małych szumach... Przejdź do tekstu Dioda Zenera (stabilistor) - odmiana diody półprzewodnikowej, której głównym parametrem jest napięcie przebicia złącza p-n. Po przekroczeniu napięcia przebicia ma miejsce nagły, gwałtowny wzrost prądu. W kierunku przewodzenia (anoda spolaryzowana dodatnio względem katody) zachowuje się jak normalna dioda, natomiast przy polaryzacji zaporowej (katoda spolaryzowana dodatnio względem anody) może przewodzić prąd po przekroczeniu określonego napięcia na złączu, zwanego napięciem przebicia. Przy niewielkich napięciach (do ok. 5 V) podstawową rolę odgrywa zjawisko Zenera, w zakresie od 5 do 7 V zjawisko Zenera i przebicie lawinowe, a powyżej 7 V - wyłącznie przebicie lawinowe. Napięcie przebicia jest praktycznie niezależne od płynącego prądu i zmienia się bardzo nieznacznie nawet przy dużych zmianach prądu przebicia (dioda posiada w tym stanie niewielką oporność dynamiczną).

Należy podkreślić, że identycznie zachowuje się każda dioda półprzewodnikowa. Cechami, które pozwalają wydzielić diody Zenera jako oddzielną kategorię elementów, są:

przebicie niepowodujące uszkodzenia diody,
napięcie przebicia określone dokładnie, z niewielką tolerancją, typowo 5% (dla np. diod prostowniczych ważne jest aby nie było mniejsze od zadanej wartości),
mała oporność dynamiczna,
zapewnienie możliwie gwałtownego przejścia do stanu przebicia złącza (możliwe ostre "kolano" na charakterystyce I = f(U)).
Podstawowym zastosowaniem diody Zenera jest źródło napięcia odniesienia, ponadto używana bywa do przesuwania poziomów napięć oraz jako element zabezpieczający i przeciwprzepięciowy (transil).

Podstawowym zastosowaniem diody Zenera jest źródło napięcia odniesienia, ponadto używana bywa do przesuwania poziomów napięć oraz jako element zabezpieczający i przeciwprzepięciowy (transil).

Zjawisko zwane napięciem Zenera polega na tym, że wielkie zmiany prądu wraz z małymi zmianami spadku napięcia stabilizują ogólne stałe napięcie całej diody. Wadą stosowania diody Zenera jest to, że każde zmiany temperatury lub prądu mają wpływ na jakość stabilizacji.

Dioda pojemnościowa - dioda półprzewodnikowa, w której wykorzystuje się zjawisko zmiany pojemności złącza p-n pod wpływem zmiany napięcia przyłożonego w kierunku zaporowym. Konstrukcja złączy stosowanych w diodach pojemnościowych jest specjalnie przystosowana do wykorzystania tej właściwości; półprzewodnik, diody pojemnościowe są wykonywane zazwyczaj z krzemu lub arsenku galu. Diody pojemnościowe są zoptymalizowane pod względem możliwości wykorzystania pojemności barierowej złącza.

Wyróżnia się dwa rodzaje diod pojemnościowych:

Warikapy (od variable capacitance, zmienna pojemność), o pojemności rzędu 10-500 pF, używane głównie w układach automatycznego strojenia jako elementy obwodów rezonansowych.
Waraktory (od variable reactor, zmienna reaktancja), o pojemności rzędu 0,2-20 pF, używane głównie w zakresie wysokich częstotliwości, jak również mikrofalowym (5-200 GHz); znajdują zastosowanie np. w powielaczach częstotliwości.
Dioda prostownicza
dioda przeznaczona głównie do prostowania prądu przemiennego, jej główną cechą jest możliwość przewodzenia prądu o dużym natężeniu.

Głównymi parametrami diod prostowniczych jest maksymalne dopuszczalne napięcie wsteczne (napięcie pomiędzy anodą i katodą w stanie zatkania) i maksymalny prąd przewodzenia, parametry te określają możliwość użycia diody w konkretnym zastosowaniu. Innymi parametrami ważnymi w tego rodzaju zastosowaniach jest maksymalny prąd chwilowy (określający odporność na przeciążenia), maksymalna moc tracona na diodzie, czas odzyskiwania zdolności zaworowej (wyznacza maksymalną częstotliwość prądu prostowanego).

Najpopularniejszym zastosowaniem diody prostowniczej jest prostowanie napięcia o częstotliwości sieciowej, czyli w Polsce 50 Hz. Diody te są elementami nieliniowymi i w związku z tym można wyróżnić napięcie powyżej którego gwałtownie rośnie prąd przepływający przez diodę w kierunku przewodzenia. Jest to minimalne napięcie przewodzenia, poniżej którego prąd diody jest pomijalnie mały. Dla germanu wynosi ono około 0,2 V (diody rzadziej stosowane); dla krzemu napięcie to równe jest około 0,7 V.

Spotykane w praktyce zakresy pracy diod prostowniczych obejmują prądy o wartości od kilku mA (miliamperów) do kilku kA (kiloamperów) i napięcia od kilku V (woltów) do kilkudziesięciu kV (kilowoltów). Mogą być wykonywane w postaci półprzewodnikowych diod złączowych (ze złączem p-n) lub diod Schottky'ego (ze złączem metal-półprzewodnik) gdy liczy się szybkość diody, oraz lamp elektronowych np. dioda próżniowa i gazotron.

Dioda LED jak każdy element elektroniczny ma swoje wady i zalety. Jednak najnowsze technologie oświetleniowe są bardzo zaawansowane, a wady tych systemów są minimalne.



Skupmy się na ich zaletach i na charakterystyce tych zalet. Pierwsza z zalet to bardzo małe zużycie energii elektrycznej podczas dużej jasności diody. Efekty wizualne utrzymywane z tego typu oświetleń są niewyobrażalnie doskonałe, a intensywność i moc z jaką świeci dioda LED daje wiele możliwości urozmaicania naszych komputerów, sprzętu elektronicznego, mebli, ścian etc.

Diody elektroluminescencyjne jako przyrządy półprzewodnikowe bezpośrednio zamieniają energię na promieniowanie świetlne. Przykładem oszczędności oświetleń na diodach LED może być to, że w przypadku strumieni o kolorze zielonym, czerwonym lub żółtym można uzyskać nawet dziesięciokrotnie mniejsze zużycie energii niż w przypadku zwykłych oświetleń.

Producenci tych oświetleń gwarantują naprawdę bardzo wysoką niezawodność i trwałość. Odnosząc się do przykładu to średnio dioda LED kilkunastokrotnie przewyższa w trwałości swoich przeciwników żarówek i lamp fluorescencyjnych. Wiodący producenci oświetleń deklarują, że będą one świecić przez ponad 100 000 godzin co daje ponad 10 lat.



Diody LED cechują się tym, że pracują niezawodnie w ciężkich warunkach atmosferycznych i są o wiele bardziej odporne na uszkodzenia mechaniczne. Doskonale sprawdzają się w zakresie temperatur dochodzących od -30 C do 65 C. Pokrywane są specjalną warstwą farby która chroni je przed takimi czynnikami jak woda, wstrząsy oraz wibracje. Do zalet zaliczany jest fakt, że dioda LED nie wydziela ciepła, a ich temperatura minimalnie przekracza temperaturę otoczenia.

Zastanawiające jest gdzie podziały się wady tych konstrukcji. Wadą jest to, że nie które z stosowanych oświetleń zawierają szczątkowe promieniowanie UV, które wydostają się z warstwy luminoforu którym są pokryte diody. Jednak obecnie diody oświetlające promieniujące UV są bardzo rzadko produkowane i nie ma żadnych zagrożeń związanych z naszym zdrowiem.




Fotodioda
dioda półprzewodnikowa pracująca jako fotodetektor.

Fotodiody wykonane są jako elementy złącze p-n lub p-i-n, z warstwą samoistną (niedomieszkowaną). Fotony padające na złącze są absorbowane (zjawisko fotoelektryczne wewnętrzne) w rezultacie czego elektron zostaje przeniesiony do pasma przewodnictwa i powstaje para elektron-dziura. Elektrony swobodne są przyciągane przez dodatni ładunek przestrzenny na granicy obszaru typu n, dziury zaś wędrują do obszaru typu p. Prąd przewodzenia złącza p-n zwiększa się wraz ze wzrostem strumienia świetlnego. Złącze musi być polaryzowana zaporowo z zewnętrznego źródła napięcia.

Tryby pracy[edytuj]Brak polaryzacji
dioda pracuje jako źródło prądu elektrycznego, przy oświetleniu w złączu powstaje siła elektromotoryczna wywołująca prąd elektryczny (fotoprąd lub zjawisko fotowoltaiczne).
przy polaryzacji zaporowej
do diody podłączone jest napięcie w kierunku zaporowym, dioda pełni rolę rezystora którego opór zależy od oświetlenia. Przy braku światła płynie tzw. prąd ciemny. Po oświetleniu liczba ładunków mniejszościowych wzrasta, a co za tym idzie wzrasta prąd wsteczny.
Zastosowania[edytuj]przy braku polaryzacji
bateria słoneczna
przy polaryzacji zaporowej
nieliniowy rezystor, w którym opór zależy od strumienia światła
W obu przypadkach można wykorzystać fotodiodę jako detektor.