Apa iku dioda?

Dioda minangka komponen elektronik rong terminal, mbatesi aliran saiki ing siji arah lan ngidini kanggo mili bebas ing arah ngelawan. Wis akeh kegunaan ing sirkuit elektronik lan bisa digunakake kanggo mbangun rectifier, inverter, lan generator.

Ing artikel iki, kita bakal njupuk nyawang apa dioda lan cara kerjane. Kita uga bakal ndeleng sawetara panggunaan umum ing sirkuit elektronik. Dadi ayo miwiti!

Kepiye cara kerja dioda?

Dioda minangka piranti elektronik sing Nanging ngidini arus kudu mili ing siji arah. Biasane ditemokake ing sirkuit listrik. Padha operate ing basis saka bahan semikonduktor saka kang padha digawe, kang bisa dadi salah siji N-jinis utawa P-jinis. Yen dioda iku N-jinis, iku mung bakal pass saiki nalika voltase Applied ing arah padha panah saka diode, nalika P-jinis diode mung bakal pass saiki nalika voltase ditrapake ing arah ngelawan saka panah.

Bahan semikonduktor ngidini arus mili, nggawezona deplesi', iki minangka wilayah sing dilarang elektron. Sawise voltase ditrapake, zona deplesi tekan loro ujung dioda lan ngidini arus bisa mili. Proses iki diarani "bias maju".

Yen voltase ditrapake kanggo sebat bahan semikonduktor, bias mbalikke. Iki bakal nimbulaké zona panipisan kanggo ngluwihi saka mung siji mburi terminal lan mungkasi arus saka mili. Iki amarga yen voltase ditrapake ing rute sing padha karo panah ing semikonduktor tipe-P, semikonduktor tipe-P bakal tumindak kaya tipe-N amarga bakal ngidini elektron pindhah menyang arah ngelawan panah.

Aliran arus dioda

Dioda digunakake kanggo apa?

Dioda digunakake kanggo ngowahi arus langsung menyang arus bolak-balik, nalika mblokir konduksi mbalikke muatan listrik. Komponen utama iki uga bisa ditemokake ing dimmer, motor listrik, lan panel surya.

Dioda digunakake ing komputer kanggo pertahanan komponen elektronik komputer saka karusakan amarga lonjakan daya. Padha nyuda utawa mblokir voltase luwih saka sing dibutuhake dening mesin. Uga nyuda konsumsi daya komputer, ngirit daya lan nyuda panas sing diasilake ing piranti kasebut. Dioda digunakake ing peralatan dhuwur kayata oven, mesin cuci piring, oven microwave lan mesin cuci. Padha digunakake ing piranti kasebut kanggo nglindhungi karusakan amarga lonjakan daya sing disebabake listrik mati.

Aplikasi saka dioda

• koreksi
• Kaya saklar
• Sirkuit Isolasi Sumber
• Minangka voltase referensi
• Mixer frekuensi
• Proteksi saiki mbalikke
• Proteksi polaritas mbalikke
• Perlindhungan mundhak
• Detektor amplop AM utawa demodulator (detektor dioda)
• Kaya sumber cahya
• Ing sirkuit sensor suhu positif
• Ing sirkuit sensor cahya
• Baterei solar utawa baterei fotovoltaik
• Kaya clipper
• Kaya punggawa

Riwayat dioda

Tembung "dioda" asalé saka Греческий tembung "diodos" utawa "diodos". Tujuane dioda yaiku supaya aliran listrik mung siji arah. Dioda uga bisa diarani katup elektronik.

Ditemokake Babak Henry Joseph liwat eksperimen karo listrik ing taun 1884. Eksperimen kasebut ditindakake kanthi nggunakake tabung kaca vakum, ing njero ana elektroda logam ing ujung loro. Katoda nduweni piring kanthi muatan positif lan anoda nduweni piring kanthi muatan negatif. Nalika arus liwati liwat tabung, iku bakal cahya munggah, nuduhake yen energi iki mili liwat sirkuit.

Sing nemokke dioda

Sanajan dioda semikonduktor pisanan diciptakake ing taun 1906 dening John A. Fleming, iki dikreditake marang William Henry Price lan Arthur Schuster amarga nggawe piranti kasebut kanthi mandiri ing taun 1907.

William Henry Preece lan Arthur Schuster

Tipe dioda

• Dioda sinyal cilik
• Dioda sinyal gedhe
• Stabilitron
• Light Emitting Diode (LED)
• Dioda DC
• dioda Schottky
• Dioda Shockley
• Dioda pemulihan langkah
• dioda trowongan
• Dioda Varaktor
• dioda laser
• Dioda supresi transien
• Dioda doped emas
• Super barrier diode
• Peltier diode
• dioda kristal
• Dioda longsor
• Silicon Controlled Rectifier
• Dioda vakum
• PIN dioda
• titik kontak
• Dioda Hanna

Dioda sinyal cilik

Dioda sinyal cilik yaiku piranti semikonduktor kanthi kemampuan ngoper cepet lan penurunan tegangan konduksi sing sithik. Menehi tingkat dhuwur saka pangayoman marang karusakan amarga discharge elektrostatik.

Dioda sinyal gedhe

Dioda sinyal gedhe yaiku jinis dioda sing ngirimake sinyal ing tingkat daya sing luwih dhuwur tinimbang dioda sinyal cilik. Dioda sinyal gedhe biasane digunakake kanggo ngowahi AC dadi DC. Dioda sinyal gedhe bakal ngirim sinyal tanpa mundhut daya lan luwih murah tinimbang kapasitor elektrolitik.

Kapasitor decoupling asring digunakake ing kombinasi karo dioda sinyal gedhe. Panggunaan piranti iki mengaruhi wektu nanggepi transien sirkuit. Kapasitor decoupling mbantu mbatesi fluktuasi voltase sing disebabake owah-owahan impedansi.

Stabilitron

Dioda Zener minangka jinis khusus sing mung bakal ngangkut listrik ing wilayah langsung ing ngisor voltase langsung. Iki tegese nalika siji terminal saka dioda zener energized, iku ngidini saiki kanggo pindhah saka terminal liyane kanggo terminal energized. Penting yen piranti iki digunakake kanthi bener lan grounded, yen ora bisa ngrusak sirkuit sampeyan kanthi permanen. Sampeyan uga penting yen piranti iki digunakake ing njaba, amarga bakal gagal yen diselehake ing atmosfer sing lembab.

Nalika cukup saiki ditrapake ing dioda zener, gulung voltase digawe. Yen voltase iki tekan utawa ngluwihi voltase risak mesin, iku ngidini saiki kanggo mili saka siji terminal.

Light Emitting Diode (LED)

A light emitting diode (LED) digawe saka bahan semikonduktor sing mancarake cahya nalika jumlah arus listrik sing cukup. Salah sawijining sifat LED sing paling penting yaiku ngowahi energi listrik dadi energi optik kanthi efisien. LED uga digunakake minangka lampu indikator kanggo nunjukake target ing piranti elektronik kayata komputer, jam, radio, televisi, lan liya-liyane.

LED minangka conto utama pangembangan teknologi microchip lan ndadekake owah-owahan sing signifikan ing babagan cahya. LED nggunakake paling ora rong lapisan semikonduktor kanggo ngasilake cahya, siji persimpangan pn kanggo ngasilake operator (elektron lan bolongan), sing banjur dikirim menyang sisih ngelawan saka lapisan "halangan" sing nyekel bolongan ing sisih siji lan elektron ing sisih liyane. . Energi saka operator kepepet recombines ing "resonansi" dikenal minangka electroluminescence.

LED dianggep minangka jinis cahya sing efisien amarga ngetokake panas sethithik bebarengan karo cahyane. Umure luwih dawa tinimbang lampu pijar, sing bisa nganti 60 kaping luwih suwe, nduweni output cahya sing luwih dhuwur lan emisi kurang beracun tinimbang lampu neon tradisional.

Kauntungan paling gedhe saka LED yaiku kasunyatane mbutuhake daya sing sithik banget, gumantung saka jinis LED. Saiki bisa nggunakake LED kanthi sumber daya wiwit saka sel surya nganti baterei lan malah arus bolak-balik (AC).

Ana macem-macem jinis LED lan ana macem-macem warna kalebu abang, oranye, kuning, ijo, biru, putih, lan liya-liyane. Saiki, LED kasedhiya kanthi fluks padhang 10 nganti 100 lumen saben watt (lm/W), sing meh padha karo sumber cahya konvensional.

Dioda DC

Dioda arus konstan, utawa CCD, minangka jinis dioda pengatur tegangan kanggo pasokan listrik. Fungsi utama CCD yaiku nyuda mundhut daya output lan nambah stabilisasi voltase kanthi nyuda fluktuasi nalika beban ganti. CCD uga bisa digunakake kanggo nyetel tingkat daya input DC lan kanggo ngontrol tingkat DC ing ril output.

dioda Schottky

Dioda Schottky uga disebut dioda pembawa panas.

Dioda Schottky diciptakake dening Dr. Walter Schottky ing taun 1926. Penemuan dioda Schottky wis ngidini kita nggunakake LED (dioda pemancar cahya) minangka sumber sinyal sing bisa dipercaya.

Dioda duweni efek sing migunani banget nalika digunakake ing sirkuit frekuensi dhuwur. Dioda Schottky kasusun utamané saka telung komponen; P, N lan logam-semikonduktor junction. Desain piranti kasebut kaya transisi sing cetha ing jero semikonduktor padhet. Iki ngidini operator kanggo transisi saka semikonduktor kanggo logam. Ing siji, iki mbantu kanggo ngurangi voltase maju, kang siji nyuda mundhut daya lan nambah kacepetan ngoper piranti sing nggunakake dioda Schottky dening wates gedhe banget.

Dioda Shockley

Dioda Shockley minangka piranti semikonduktor kanthi susunan elektroda asimetris. Dioda bakal nindakake arus ing siji arah lan luwih sithik yen polaritas dibalik. Yen voltase eksternal tetep ing dioda Shockley, mula bakal bias maju kanthi bertahap nalika voltase sing ditrapake mundhak, nganti titik sing disebut "voltase potong" sing ora ana arus sing bisa dikira amarga kabeh elektron gabung karo bolongan. . Ngluwihi voltase cutoff ing perwakilan grafis saka karakteristik saiki-voltase, ana wilayah resistance negatif. Shockley bakal tumindak minangka amplifier kanthi nilai resistensi negatif ing kisaran iki.

Pakaryan Shockley paling apik bisa dimangerteni kanthi mbagi dadi telung bagean sing dikenal minangka wilayah, arus ing arah mbalikke saka ngisor menyang ndhuwur yaiku 0, 1 lan 2.

Ing wilayah 1, nalika voltase positif ditrapake kanggo bias maju, elektron nyebar menyang semikonduktor tipe-n saka bahan tipe-p, ing ngendi "zona penipisan" dibentuk amarga panggantos operator mayoritas. Zona panipisan yaiku wilayah ing ngendi operator muatan dibusak nalika voltase ditrapake. Zona panipisan ing saubengé persimpangan pn nyegah arus mili liwat ngarep piranti unidirectional.

Nalika elektron ngetik n-sisih saka sisih p-jinis, a "zona panipisan" kawangun ing transisi saka ngisor menyang ndhuwur nganti path saiki bolongan diblokir. Bolongan obah saka ndhuwur menyang ngisor rekombinasi karo elektron obah saka ngisor menyang ndhuwur. Yaiku, ing antarane zona deplesi pita konduksi lan pita valensi muncul "zona rekombinasi", sing nyegah aliran luwih saka operator utama liwat dioda Shockley.

Aliran saiki saiki dikontrol dening operator tunggal, yaiku operator minoritas, yaiku elektron ing kasus iki kanggo semikonduktor tipe-n lan bolongan kanggo bahan tipe-p. Dadi, kita bisa ngomong yen ing kene aliran arus dikontrol dening operator mayoritas (bolongan lan elektron) lan aliran arus bebas saka voltase sing ditrapake anggere ana operator bebas sing cukup kanggo nindakake.

Ing wilayah 2, elektron sing dipancarake saka zona penipisan gabung maneh karo bolongan ing sisih liyane lan nggawe operator mayoritas anyar (elektron ing bahan tipe-p kanggo semikonduktor tipe-n). Nalika bolongan iki lumebu ing zona panipisan, padha ngrampungake path saiki liwat dioda Shockley.

Ing wilayah 3, nalika voltase eksternal ditrapake kanggo bias mbalikke, wilayah muatan spasi utawa zona penipisan katon ing persimpangan, sing dumadi saka operator mayoritas lan minoritas. Pasangan elektron-lubang dipisahake amarga aplikasi voltase ing antarane, nyebabake arus drift liwat Shockley. Iki nyebabake arus cilik mili liwat dioda Shockley.

Dioda pemulihan langkah

Dioda pemulihan langkah (SRD) minangka piranti semikonduktor sing bisa nyedhiyakake kahanan konduksi sing tetep, tanpa syarat ing antarane anoda lan katoda. Transisi saka negara mati menyang negara aktif bisa disebabake dening pulsa voltase negatif. Nalika aktif, SRD tumindak kaya dioda sing sampurna. Nalika mati, SRD biasane non-konduktif karo sawetara bocor saiki, nanging umume ora cukup kanggo nimbulaké mundhut daya pinunjul ing paling aplikasi.

Tokoh ing ngisor iki nuduhake waveforms Recovery langkah kanggo loro jinis SRDs. Kurva ndhuwur nuduhake jinis Recovery cepet, kang emits jumlah gedhe saka cahya nalika arep menyang mati negara. Ing kontras, kurva ngisor nuduhake dioda Recovery Ultra-cepet optimized kanggo operasi kacepetan dhuwur lan mung mameraken radiation katon diabaikan sak transisi on-to-off.

Kanggo nguripake SRD, voltase anoda kudu ngluwihi voltase ambang mesin (VT). SRD bakal mati nalika potensial anoda kurang saka utawa padha karo potensial katoda.

dioda trowongan

Dioda terowongan minangka wangun rekayasa kuantum sing njupuk rong potong semikonduktor lan nggabungake siji potong karo sisih liyane madhep metu. Dioda trowongan unik amarga elektron mili liwat semikonduktor tinimbang ngubengi. Iki minangka salah sawijining alasan utama kenapa teknik jinis iki unik banget, amarga ora ana wujud transportasi elektron liyane nganti saiki sing bisa ngrampungake prestasi kasebut. Salah sawijining alasan kenapa dioda terowongan dadi populer yaiku njupuk ruang sing luwih sithik tinimbang bentuk teknik kuantum liyane lan uga bisa digunakake ing akeh aplikasi ing pirang-pirang lapangan.

Dioda Varaktor

Dioda varactor minangka semikonduktor sing digunakake ing kapasitansi variabel sing diatur tegangan. Dioda varactor nduweni rong sambungan, siji ing sisih anoda saka prapatan PN lan liyane ing sisih cathode saka prapatan PN. Nalika sampeyan aplikasi voltase kanggo varactor a, ngidini kolom listrik kanggo mbentuk sing ngganti jembaré lapisan panipisan sawijining. Iki bakal èfèktif ngganti kapasitansi sawijining.

dioda laser

Dioda laser minangka semikonduktor sing ngetokake cahya koheren, uga disebut lampu laser. Dioda laser mancarake sinar sinar paralel kanthi divergensi sing sithik. Iki beda karo sumber cahya liyane, kayata LED konvensional, sing cahya sing dipancarake beda banget.

Dioda laser digunakake kanggo panyimpenan optik, printer laser, scanner barcode lan komunikasi serat optik.

Dioda supresi transien

Dioda transient voltage suppression (TVS) yaiku dioda sing dirancang kanggo nglindhungi lonjakan voltase lan jinis transien liyane. Iku uga saged misahake voltase lan saiki kanggo nyegah transients voltase dhuwur saka ngetik electronics chip kang. Dioda TVS ora bakal ditindakake sajrone operasi normal, nanging mung bakal ditindakake sajrone transien. Sajrone transien listrik, dioda TVS bisa digunakake kanthi spike dv/dt cepet lan pucuk dv/dt gedhe. Piranti kasebut biasane ditemokake ing sirkuit input sirkuit mikroprosesor, ing ngendi ngolah sinyal switching kacepetan dhuwur.

Dioda doped emas

Dioda emas bisa ditemokake ing kapasitor, penyearah, lan piranti liyane. Dioda iki utamané digunakake ing industri elektronik amarga ora mbutuhake akeh voltase kanggo ngirim listrik. Dioda doped karo emas bisa digawe saka bahan semikonduktor tipe p utawa n. Dioda emas-doped nindakake listrik kanthi luwih irit ing suhu dhuwur, utamane ing dioda tipe-n.

Emas dudu bahan sing cocog kanggo semikonduktor doping amarga atom emas gedhe banget kanggo gampang pas ing kristal semikonduktor. Iki tegese biasane emas ora nyebar banget menyang semikonduktor. Salah sawijining cara kanggo nambah ukuran atom emas supaya bisa nyebar yaiku nambah perak utawa indium. Cara sing paling umum digunakake kanggo dope semikonduktor karo emas yaiku nggunakake sodium borohidrida, sing mbantu nggawe paduan emas lan perak ing kristal semikonduktor.

Dioda doped karo emas umume digunakake ing aplikasi daya frekuensi dhuwur. Dioda iki mbantu nyuda voltase lan arus kanthi mbalekake energi saka EMF mburi resistensi internal dioda. Dioda emas-doped digunakake ing mesin kayata jaringan resistor, laser, lan dioda terowongan.

Super barrier diode

Dioda penghalang super minangka jinis dioda sing bisa digunakake ing aplikasi tegangan dhuwur. Dioda iki nduweni tegangan maju sing kurang ing frekuensi dhuwur.

Dioda penghalang super minangka jinis dioda sing serbaguna amarga bisa digunakake ing macem-macem frekuensi lan voltase. Utamane digunakake ing sirkuit ngalih daya kanggo sistem distribusi daya, rectifier, inverter drive motor lan pasokan listrik.

Dioda superbarrier utamane kasusun saka silikon dioksida kanthi tambahan tembaga. Dioda superbarrier nduweni sawetara opsi desain, kalebu dioda superbarrier planar germanium, dioda superbarrier persimpangan, lan dioda superbarrier sing isolasi.

Peltier diode

Dioda Peltier minangka semikonduktor. Bisa digunakake kanggo ngasilake arus listrik kanggo nanggepi energi termal. Piranti iki isih anyar lan durung dimangerteni kanthi lengkap, nanging kayane bisa migunani kanggo ngowahi panas dadi listrik. Iki bisa digunakake kanggo pemanas banyu utawa malah ing mobil. Iki bakal ngidini panggunaan panas sing diasilake dening mesin pembakaran internal, sing biasane mbuwang energi. Iku uga bakal ngidini engine kanggo mbukak luwih irit, amarga ora perlu kanggo gawé minangka akeh daya (mangkono nggunakake bahan bakar kurang), nanging Peltier diode bakal ngowahi panas sampah dadi daya.

dioda kristal

Dioda kristal umume digunakake kanggo nyaring pita sempit, osilator utawa amplifier sing dikontrol voltase. Dioda kristal dianggep minangka aplikasi khusus saka efek piezoelektrik. Proses iki mbantu ngasilake sinyal voltase lan saiki nggunakake sifat-sifat bawaan. Dioda kristal uga umum digabungake karo sirkuit liyane sing nyedhiyakake amplifikasi utawa fungsi khusus liyane.

Dioda longsor

Dioda longsor yaiku semikonduktor sing ngasilake longsoran saka siji elektron saka pita konduksi menyang pita valensi. Iki digunakake minangka rectifier ing sirkuit daya DC voltase dhuwur, minangka detektor radiasi infra merah, lan minangka mesin fotovoltaik kanggo radiasi ultraviolet. Efek longsor nambah penurunan tegangan maju ing dioda supaya bisa digawe luwih cilik tinimbang tegangan rusak.

Silicon Controlled Rectifier

Silicon Controlled Rectifier (SCR) minangka thyristor telung terminal. Iki dirancang kanggo tumindak kaya switch ing oven microwave kanggo ngontrol daya. Bisa dipicu dening saiki utawa voltase, utawa loro-lorone, gumantung ing setelan output gapura. Nalika pin gapura negatif, ngidini saiki mili liwat SCR, lan nalika iku positif, pamblokiran saiki saka mili liwat SCR. Lokasi pin gapura nemtokake apa saiki liwat utawa diblokir nalika iku ing panggonan.

Dioda vakum

Dioda vakum minangka jinis dioda liyane, nanging ora kaya jinis liyane, digunakake ing tabung vakum kanggo ngatur arus. Dioda vakum ngidini saiki mili ing voltase pancet, nanging uga duwe kothak kontrol sing ngganti voltase sing. Gumantung ing voltase ing kothak kontrol, dioda vakum salah siji ngidini utawa mungkasi saiki. Dioda vakum digunakake minangka amplifier lan osilator ing panrima radio lan pemancar. Dheweke uga dadi rectifier sing ngowahi AC dadi DC kanggo digunakake dening piranti listrik.

PIN dioda

Dioda PIN minangka jinis dioda pn junction. Umumé, PIN minangka semikonduktor sing nuduhake resistensi kurang nalika voltase ditrapake. Resistance kurang iki bakal nambah minangka voltase Applied mundhak. Kode PIN duwe voltase ambang sadurunge dadi konduktif. Dadi, yen ora ana voltase negatif sing ditrapake, dioda ora bakal ngliwati arus nganti tekan nilai kasebut. Jumlah saiki sing mili liwat logam bakal gumantung ing beda potensial utawa voltase antarane loro terminal, lan ora bakal ana bocor saka siji terminal kanggo liyane.

Titik Kontak Dioda

Dioda titik minangka piranti siji-arah sing bisa ningkatake sinyal RF. Point-Contact uga disebut transistor non-junction. Iki kasusun saka rong kabel sing dipasang ing bahan semikonduktor. Nalika kabel kasebut nyentuh, "titik jiwit" digawe ing ngendi elektron bisa nyabrang. Dioda jinis iki digunakake utamane karo radio AM lan piranti liyane supaya bisa ndeteksi sinyal RF.

Dioda Hanna

Dioda Gunn minangka dioda sing kasusun saka rong persimpangan pn anti-paralel kanthi dhuwur penghalang asimetris. Iki ndadékaké ing dipatèni kuwat saka aliran elektron ing arah maju, nalika saiki isih mili ing arah mbalikke.

Piranti kasebut umume digunakake minangka generator gelombang mikro. Iki diciptakake watara taun 1959 dening J. B. Gann lan A. S. Newell ing Royal Post Office ing Inggris, saka ngendi jeneng kasebut: "Gann" minangka singkatan saka jenenge, lan "dioda" amarga padha nggarap piranti gas (Newell sadurunge kerja. ing Institut Komunikasi Edison). Bell Laboratories, ing pundi piyambakipun nyambut damel ing piranti semikonduktor).

Aplikasi skala gedhe pisanan saka dioda Gunn yaiku generasi pertama peralatan radio UHF militer Inggris, sing wiwit digunakake watara taun 1965. Radio AM militer uga akeh nggunakake dioda Gunn.

Karakteristik dioda Gunn yaiku arus mung 10-20% saka dioda silikon konvensional. Kajaba iku, penurunan voltase ing dioda kira-kira 25 kaping kurang saka dioda konvensional, biasane 0 mV ing suhu kamar kanggo XNUMX.

Video Tutorial

Apa dioda - Tutorial Elektronik Kanggo Pamula

kesimpulan

Muga-muga sampeyan wis ngerti apa dioda. Yen sampeyan kepengin sinau babagan cara kerja komponen sing luar biasa iki, priksa artikel kita ing kaca dioda. Kita percaya yen sampeyan bakal ngetrapake kabeh sing wis sampeyan sinau ing wektu iki uga.