• Diyot boyunca maksimum ters voltajı belirleyen nedir? ters akım. Özelliklerin kavramları ve tanımları

    Diyotlar genellikle "ileri" ve "geri dönüş" olarak adlandırılır. Ne ile bağlantılı? "İleri" diyot ile "geri" diyot arasındaki fark nedir?

    "Düz" diyot nedir?

    Bir diyot, bir anot ve bir katot olmak üzere 2 terminali olan bir yarı iletkendir. Elektrik sinyallerini çeşitli şekillerde işlemek için kullanılır. Örneğin, düzeltmek, stabilize etmek, dönüştürmek için.

    Bir diyotun özelliği, akımı yalnızca bir yönde geçirmesidir. Ters yönde - hayır. Bu, diyotun yapısında iletkenlik bakımından farklılık gösteren 2 tip yarı iletken bölge olması nedeniyle mümkündür. Birincisi koşullu olarak, taşıyıcıları sözde delikler olan pozitif yüke sahip bir anoda karşılık gelir. İkincisi, negatif yüke sahip olan katottur, taşıyıcıları elektronlardır.

    Diyot iki modda çalışabilir:

    • açık;
    • kapalı.

    İlk durumda, akım diyottan iyi akar. İkinci modda - zorlukla.

    Diyotu doğrudan anahtarlayarak açabilirsiniz. Bunu yapmak için, akım kaynağından anoda pozitif bir kablo ve katoda negatif bir kablo bağlamanız gerekir.

    Diyot gerilimi direkt olarak da adlandırılabilir. Gayri resmi olarak - yarı iletken cihazın kendisi. Bu nedenle, "doğrudan" olan o değil, onunla olan bağlantı veya voltajdır. Ancak elektrikte anlaşılmasını kolaylaştırmak için diyotun kendisine genellikle "direkt" denir.

    "Ters" diyot nedir?

    Yarı iletken, sırayla ters voltaj beslemesi ile kapatılır. Bunu yapmak için, tellerin polaritesini akım kaynağından değiştirmeniz gerekir. Doğrudan diyot durumunda olduğu gibi, bir ters voltaj oluşur. "Ters" - önceki senaryoya benzer şekilde - diyotun kendisi de denir.

    Karşılaştırmak

    "Doğrudan" diyot ile "ters" diyot arasındaki temel fark, akımın yarı iletkene beslenme şeklidir. Diyotu açmak için uygulanırsa yarı iletken "düz" hale gelir. Akım kaynağından gelen tellerin polaritesi değişirse, yarı iletken kapanır ve "ters" olur.

    "Doğrudan" diyot ile "ters" diyot arasındaki farkı göz önünde bulundurarak, tablodaki ana sonuçları yansıtacağız.

    Diyot, yarı iletken olarak tasarlanmış cihaz çeşitlerinden biridir. Anot ve katot çıkışının yanı sıra bir p-n bağlantısına sahiptir. Çoğu durumda, gelen elektrik sinyalleriyle modülasyon, düzeltme, dönüştürme ve diğer işlemler için tasarlanmıştır.

    Çalışma prensibi:

    1. Elektrik katoda etki eder, ısıtıcı parlamaya başlar ve elektrot elektronları yayar.
    2. İki elektrot arasında bir elektrik alan oluşur.
    3. Anot pozitif ise, daha sonra elektronları kendine çekmeye başlar ve ortaya çıkan alan bu işlem için bir katalizördür. Bu durumda, bir emisyon akımı üretilir.
    4. elektrotlar arasında elektronların hareketine müdahale edebilecek bir uzamsal negatif yük oluşumu vardır. Bu, anot potansiyeli çok zayıfsa olur. Bu durumda, elektronların bir kısmı negatif yükün etkisinin üstesinden gelemez ve tekrar katoda dönerek ters yönde hareket etmeye başlar.
    5. tüm elektronlar anoda ulaşan ve katoda geri dönmeyen katot akımının parametrelerini belirler. Bu nedenle, bu gösterge doğrudan pozitif anot potansiyeline bağlıdır.
    6. Tüm elektronların akışı anoda ulaşabilen, diyottaki göstergeleri her zaman katot akımının parametrelerine karşılık gelen anot akımı olarak adlandırılır. Bazen her iki gösterge de sıfır olabilir, bu anodun negatif yüke sahip olduğu durumlarda olur. Bu durumda elektrotlar arasında oluşan alan parçacıkları hızlandırmaz, aksine yavaşlatır ve katoda geri döndürür. Bu durumda diyot, açık devreye yol açan kilitli durumda kalır.


    Cihaz


    Aşağıda, diyot cihazının ayrıntılı bir açıklaması yer almaktadır, bu bilgilerin incelenmesi, bu elemanların çalışma ilkelerinin daha iyi anlaşılması için gereklidir:

    1. Çerçeve cam, metal veya dayanıklı seramik çeşitlerinden üretilebilen vakumlu şişedir.
    2. balonun içinde 2 elektrot var. Birincisi, elektron emisyonu sürecini sağlamak için tasarlanmış ısıtılmış bir katottur. Tasarımdaki en basit katot, çalışma sırasında ısınan küçük çaplı bir filamandır, ancak dolaylı olarak ısıtılan elektrotlar günümüzde daha yaygındır. Metalden yapılmış silindirlerdir ve elektron yayabilen özel bir aktif katmana sahiptirler.
    3. katodun içinde dolaylı ısıtma belirli bir eleman var - elektrik akımının etkisi altında parlayan bir tel, buna ısıtıcı denir.
    4. İkinci elektrot bir anottur, katot tarafından salınan elektronları almak için gereklidir. Bunu yapmak için, ikinci elektroda göre pozitif bir potansiyele sahip olmalıdır. Çoğu durumda, anot da silindirik bir şekle sahiptir.
    5. Her iki elektrot vakum cihazları, yarı iletken çeşitli elemanların yayıcısı ve tabanı ile tamamen aynıdır.
    6. Bir diyot kristalinin üretimi için silikon veya germanyum en yaygın olarak kullanılır. Parçalarından biri p-tipi elektriksel olarak iletkendir ve yapay bir yöntemle oluşturulmuş elektron eksikliğine sahiptir. Kristalin karşı tarafı da iletkenliğe sahiptir, ancak n-tipidir ve fazla elektrona sahiptir. İki bölge arasında p-n kavşağı adı verilen bir sınır vardır.

    Dahili cihazın bu tür özellikleri diyotlara ana özelliklerini verir - elektrik akımını yalnızca bir yönde iletme yeteneği.

    Amaç


     Aşağıda, örneğin ana amaçlarının netleştiği diyotların ana uygulama alanları verilmiştir:

    1. diyot köprüleri 4, 6 veya 12 diyot birbirine bağlıdır, sayıları devre tipine bağlıdır; tek fazlı, üç fazlı yarım köprü veya üç fazlı tam köprü olabilir. Doğrultucuların işlevlerini yerine getirirler, bu seçenek en çok otomotiv jeneratörlerinde kullanılır, çünkü bu tür köprülerin kullanılması ve bunlarla birlikte fırça toplayıcı tertibatlarının kullanılması, bu cihazın boyutunu önemli ölçüde azaltmış ve güvenilirliğini artırmıştır. Bağlantı seri ve tek yönde yapılırsa, bu, tüm diyot köprüsünün kilidini açmak için gerekli olacak minimum voltajı artırır.
    2. diyot dedektörleri bu cihazların kapasitörlerle birlikte kullanılmasıyla elde edilir. Bu, düşük frekanslı modülasyonu, radyo sinyalinin genlik modülasyonlu versiyonu da dahil olmak üzere çeşitli modüle edilmiş sinyallerden izole edebilmek için gereklidir. Bu tür dedektörler, televizyon veya radyo gibi birçok ev tüketicisinin tasarımının bir parçasıdır.
    3. Devre girişleri ortaya çıkan aşırı yüklerden açıldığında veya anahtarlar, endüktif bir yük kapatıldığında meydana gelen kendi kendine endüksiyon sırasında meydana gelen elektromotor kuvveti tarafından bozulmadan açıldığında tüketicilerin ters kutuptan korunmasını sağlamak. Devrelerin meydana gelen aşırı yüklenmelere karşı güvenliğini sağlamak için, besleme veri yollarına ters yönde bağlanan birkaç diyottan oluşan bir zincir kullanılır. Bu durumda koruma sağlanan giriş bu zincirin ortasına bağlanmalıdır. Devrenin normal çalışması sırasında tüm diyotlar kapalı durumdadır, ancak giriş potansiyelinin izin verilen voltaj limitlerinin üzerine çıktığını kaydetmişlerse koruyucu elemanlardan biri etkinleştirilir. Bu nedenle, izin verilen bu potansiyel, koruyucu cihaz üzerindeki doğrudan gerilim düşüşüne ek olarak izin verilen besleme gerilimi ile sınırlıdır.
    4. Anahtarlar diyot temelinde oluşturulan, yüksek frekanslı sinyallerin anahtarlanmasını gerçekleştirmek için kullanılır. Böyle bir sistemin kontrolü, doğru elektrik akımı, yüksek frekansların ayrılması ve endüktans ve kapasitörler nedeniyle oluşan bir kontrol sinyalinin sağlanması kullanılarak gerçekleştirilir.
    5. Diyot kıvılcım korumasının oluşturulması. İlgili elektrik devresindeki gerilimi sınırlayarak güvenliği sağlayan şönt diyot bariyerler kullanılır. Bunlarla birlikte, şebekeden geçen elektrik akımının göstergelerini sınırlamak ve koruma derecesini artırmak için gerekli olan akım sınırlayıcı dirençler kullanılır.

    Günümüzde elektronikte diyotların kullanımı çok geniştir, çünkü neredeyse hiçbir modern elektronik ekipman bu elemanlar olmadan yapamaz.

    diyot doğrudan bağlantısı


    Diyotun p-n bağlantısı, harici kaynaklardan sağlanan voltajdan etkilenebilir. Büyüklük ve polarite gibi göstergeler, davranışını ve içinden geçen elektrik akımını etkileyecektir.

    Aşağıda, artı kutbun p-tipi bölgeye ve negatif kutbun n-tipi bölgeye bağlı olduğu seçeneği ayrıntılı olarak ele alıyoruz. Bu durumda, doğrudan dahil etme gerçekleşir:

    1. Stres altında harici bir kaynaktan, p-n bağlantısında bir elektrik alanı oluşacak ve yönü dahili difüzyon alanının tersi olacaktır.
    2. Alan voltajıönemli ölçüde azalacak ve bu da bariyer tabakasının keskin bir şekilde daralmasına neden olacaktır.
    3. Bu süreçlerin etkisi altındaönemli sayıda elektron, p bölgesinden n bölgesine serbestçe ve ayrıca ters yönde hareket edebilecektir.
    4. Drift akım derecelendirmeleri bu işlem sırasında aynı kalırlar, çünkü doğrudan yalnızca p-n bağlantısı bölgesinde bulunan azınlık yüklü taşıyıcıların sayısına bağlıdırlar.
    5. elektronlar azınlık taşıyıcılarının enjeksiyonuna yol açan artan bir difüzyon seviyesine sahiptir. Başka bir deyişle, n-bölgesinde delik sayısında bir artış meydana gelecek ve p-bölgesinde artan bir elektron konsantrasyonu kaydedilecektir.
    6. Denge eksikliği ve azınlık taşıyıcılarının sayısında artış yarı iletkenin derinliklerine inmelerine ve yapısıyla karışmalarına neden olur, bu da sonuçta elektriksel nötrlük özelliklerinin yok olmasına yol açar.
    7. yarı iletken aynı zamanda nötr durumunu geri yükleyebilir, bunun nedeni, harici elektrik devresinde doğru akımın ortaya çıkmasına katkıda bulunan bağlı bir harici kaynaktan yüklerin alınmasıdır.

    Diyot Ters


    Şimdi, voltajın aktarıldığı harici kaynağın polaritesinin değiştiği başka bir açma yöntemi ele alınacaktır:

    1. Doğrudan katılımdan temel farkı,Üretilen elektrik alanın, iç difüzyon alanının yönü ile tamamen çakışan bir yönü olacaktır. Buna göre, bariyer tabakası artık daralmayacak, aksine genişleyecektir.
    2. p-n kavşağında bulunan alan, bir dizi azınlık yük taşıyıcısı üzerinde hızlandırıcı bir etkiye sahip olacak, bu nedenle sürüklenme akımı göstergeleri değişmeden kalacaktır. P-n bağlantısından geçen akımın parametrelerini belirleyecektir.
    3. büyüdükçe ters akım bağlantı noktasından akan elektrik akımı maksimum performansına ulaşma eğiliminde olacaktır. Özel bir adı vardır - doyma akımı.
    4. üstel yasaya göre, sıcaklıkta kademeli bir artışla doyma akımı da artacaktır.

    İleri ve geri voltaj


    Diyotu etkileyen voltaj iki kritere göre bölünür:

    1. ileri voltaj- bu, diyotun açıldığı ve doğru akımın içinden akmaya başladığı, cihazın direnç göstergeleri ise son derece düşük.
    2. ters akım- bu, ters polariteye sahip olan ve içinden ters akımın geçmesiyle diyotun kapanmasını sağlayandır. Aynı zamanda, cihazın direnç göstergeleri keskin ve önemli ölçüde artmaya başlar.

    p-n bağlantısının direnci sürekli değişen bir göstergedir, her şeyden önce doğrudan diyota uygulanan doğrudan voltajdan etkilenir. Voltaj artarsa, bağlantı direnci göstergeleri orantılı olarak azalacaktır.

    Bu, diyottan geçen ileri akımın parametrelerinde bir artışa yol açar. Bu cihaz kapatıldığında, hemen hemen tüm voltaj üzerine etki eder, bu nedenle diyottan geçen ters akımın göstergeleri önemsizdir ve aynı zamanda geçiş direnci tepe parametrelerine ulaşır.

    Diyotun çalışması ve akım-gerilim karakteristiği


    Bu cihazların akım-gerilim özelliği, p-n bağlantısından akan elektrik akımının, üzerine etki eden voltajın hacmine ve polaritesine bağımlılığını gösteren eğri bir çizgi olarak anlaşılır.

    Böyle bir grafik şu şekilde açıklanabilir:

    1. Dikey eksen:üst alan ileri akım değerlerine, alt alan ise ters akım parametrelerine karşılık gelir.
    2. Yatay eksen: sağdaki alan ileri gerilim değerleri içindir; soldaki alan ters voltaj seçenekleri içindir.
    3. Akım-gerilim karakteristiğinin doğrudan dalı diyot üzerinden geçen elektrik akımını yansıtır. Yukarı doğru yönlendirilir ve karşılık gelen voltajdaki artışla oluşan doğru elektrik akımındaki artışı temsil ettiğinden dikey eksene yakın geçer.
    4. İkinci (ters) dal cihazdan da geçen kapalı elektrik akımına karşılık gelir ve durumu gösterir. Konumu, yatay eksene neredeyse paralel olacak şekildedir. Bu dal dikeye ne kadar dik yaklaşırsa, belirli bir diyotun doğrultma kapasitesi o kadar yüksek olur.
    5. grafikte görebilirsin p-n bağlantısından akan ileri gerilimdeki bir artışın ardından elektrik akımında yavaş bir artış olduğunu. Bununla birlikte, kademeli olarak, eğri, bir sıçramanın gözle görülür olduğu bir alana ulaşır ve ardından göstergelerinde hızlı bir artış olur. Bunun nedeni diyotun açılması ve akımın ileri bir voltajda iletilmesidir. Germanyumdan yapılan cihazlar için bu, 0,1V ila 0,2V (maksimum değer 1V) voltajda gerçekleşir ve silikon elementler için 0,5V ila 0,6V (maksimum değer 1,5V) arasında daha yüksek bir değer gerekir.
    6. Gösterilen mevcut artış yarı iletken moleküllerin aşırı ısınmasına neden olabilir. Doğal süreçler ve radyatörlerin çalışması nedeniyle oluşan ısının uzaklaştırılması, salınım seviyesinden daha az ise, o zaman moleküllerin yapısı bozulabilir ve bu süreç zaten geri döndürülemez olacaktır. Bu nedenle yarı iletken malzemenin aşırı ısınmasını önlemek için ileri akım parametrelerini sınırlamak gerekir. Bunu yapmak için devreye diyotlarla seri bağlantısı olan özel dirençler eklenir.
    7. Arka dalı keşfetmek p-n bağlantısına uygulanan ters gerilim artmaya başlarsa, akım parametrelerindeki artışın aslında farkedilemeyeceği görülebilir. Bununla birlikte, voltajın izin verilen limitleri aşan parametrelere ulaştığı durumlarda, ters akımda ani bir sıçrama meydana gelebilir, bu da yarı iletkeni aşırı ısıtır ve ardından p-n bağlantısının bozulmasına katkıda bulunur.

    Temel diyot arızaları


    Bazen bu tür cihazlar arızalanır, bunun nedeni bu öğelerin doğal aşınması ve eskimesi veya başka nedenlerle olabilir.

    Toplamda, 3 ana ortak hata türü vardır:

    1. geçiş dökümü yarı iletken bir cihaz yerine diyotun özünde en sıradan iletken haline gelmesine yol açar. Bu durumda temel özelliklerini kaybeder ve elektrik akımını kesinlikle her yönde geçirmeye başlar. Böyle bir arıza, bip sesi çıkarmaya başlayan ve diyotta düşük bir direnç seviyesi gösteren standart bir arıza kullanılarak kolayca tespit edilir.
    2. Arada ters işlem gerçekleşir - cihaz genellikle elektrik akımını herhangi bir yönde iletmeyi bırakır, yani doğası gereği bir yalıtkan olur. Bir kırılmayı belirlemenin doğruluğu için, yüksek kaliteli ve servis verilebilir problara sahip test cihazlarının kullanılması gerekir, aksi takdirde bazen bu arızayı yanlış teşhis edebilirler. Alaşımlı yarı iletken çeşitlerinde böyle bir bozulma son derece nadirdir.
    3. Bir sızıntı, cihaz kasasının sıkılığının ihlal edildiği ve bunun sonucunda düzgün çalışamadığı.

    Arıza p-n-kavşağı

    Bu tür arızalar, ters elektrik akımının göstergelerinin aniden ve keskin bir şekilde artmaya başladığı durumlarda meydana gelir, bunun nedeni karşılık gelen tipteki voltajın kabul edilemez yüksek değerlere ulaşmasıdır.

    Genellikle birkaç tür vardır:

    1. Termal arızalar, sıcaklıktaki keskin bir artıştan ve ardından aşırı ısınmadan kaynaklanır.
    2. Elektrik arızaları geçişte akımın etkisi altında ortaya çıkan.

    Akım-voltaj karakteristiğinin grafiği, bu süreçleri ve aralarındaki farkı görsel olarak incelemenizi sağlar.

    elektrik arızası

    Elektrik arızalarının neden olduğu sonuçlar, kristalin kendisini yok etmedikleri için geri alınamaz değildir. Bu nedenle, kademeli bir voltaj düşüşü ile diyotun tüm özelliklerini ve çalışma parametrelerini eski haline getirmek mümkündür.

    Aynı zamanda, bu tür arızalar iki türe ayrılır:

    1. tünel arızaları tek tek elektronların içinden kaymasına izin veren dar bağlantı noktalarından yüksek bir voltaj geçtiğinde meydana gelir. Genellikle yarı iletken moleküllerde çok sayıda farklı safsızlık varsa ortaya çıkarlar. Böyle bir arıza sırasında, ters akım keskin ve hızlı bir şekilde yükselmeye başlar ve buna karşılık gelen voltaj düşük bir seviyededir.
    2. Çığ arıza türleri yük taşıyıcılarını sınırlayıcı seviyeye hızlandırabilen güçlü alanların etkisi nedeniyle mümkündür, bu nedenle atomlardan bir dizi değerlik elektronunu atarlar ve bunlar daha sonra iletken bölgeye uçarlar. Bu fenomen, bu tür arızaların adını aldığı çığ benzeri bir yapıya sahiptir.

    termal bozulma

    Böyle bir arızanın meydana gelmesi iki ana nedenden dolayı meydana gelebilir: yetersiz ısı dağılımı ve elektrik akımının içinden çok yüksek oranlarda akması nedeniyle oluşan p-n bağlantısının aşırı ısınması.

    Geçiş ve komşu bölgelerdeki sıcaklık rejimindeki bir artış, aşağıdaki sonuçlara neden olur:

    1. Atomların titreşiminin büyümesi kristale dahildir.
    2. vurmak elektronlar iletim bandına geçer.
    3. Sıcaklıkta keskin bir artış.
    4. Yıkım ve deformasyon kristal yapılar.
    5. Komple arıza ve tüm radyo bileşeninin arızalanması.

    Yayın Tarihi: 23.12.2017

    Ters voltajın ne olduğunu biliyor musunuz?

    ters akım


    Ters voltaj, bir elektrik akımının polaritesi tersine çevrildiğinde oluşturulan bir tür enerji sinyalidir. Bu voltaj genellikle bir diyota ters polarite uygulandığında meydana gelir ve diyotun ters yönde çalışarak reaksiyona girmesine neden olur. Bu ters fonksiyon, genellikle voltajın uygulandığı devreyi kırdığı için diyot içinde bir arıza voltajı da oluşturabilir.

    Ters voltaj, bir devreye ters bir şekilde bir güç sinyali bağlantı kaynağı uygulandığında meydana gelir. Bu, pozitif kurşun kaynağının devrenin toprağa veya negatif iletkenine bağlı olduğu ve bunun tersi anlamına gelir. Çoğu elektrik devresi voltajları kaldıramadığından, bu voltaj transferi genellikle amaçlanmamıştır.

    Bir devreye veya diyota minimum voltaj uygulandığında, devrenin veya diyotun ters yönde çalışmasına neden olabilir. Bu, kutu fan motorunun yanlış dönmesi gibi bir reaksiyona neden olabilir. Öğe bu gibi durumlarda çalışmaya devam edecektir.

    Devreye uygulanan voltaj miktarı, alınan devre için bir sinyalden çok yüksek olduğunda, buna arıza voltajı denir. Tersine çevrilen giriş sinyali, devrenin devam etmesi için izin verilen voltajı aşarsa, devre kullanılabilir olanın ötesinde hasar görebilir. Devrenin hasar gördüğü nokta, arıza gerilimi değerini ifade eder. Bu arıza voltajının birkaç başka adı vardır, tepe ters voltajı veya ters arıza voltajı.

    Ters voltaj, diğer devre bileşenlerinin çalışmasını da etkileyen bir arıza voltajına neden olabilir. Diyotlara ve ters voltaj devre fonksiyonlarına zarar vermenin dışında, tepe ters voltaj da olabilir. Bu gibi durumlarda devre, ters çevrilmiş sinyalden gelen giriş gücü miktarını tutamaz ve yalıtkanlar arasında bir arıza voltajı oluşturabilir.

    Devre bileşenlerinde meydana gelebilecek bu arıza gerilimi, bileşenlerin veya tel yalıtkanların bozulmasına neden olabilir. Bu, onları sinyal iletkenlerine dönüştürebilir ve devrenin onu almaması gereken farklı bölümlerine voltaj geçirerek devreye zarar verebilir ve devre boyunca kararsızlığa neden olabilir. Bu, çeşitli devre bileşenlerini tutuşturmak ve bir yangın başlatmak için yeterince güçlü olabilen, bileşenden bileşene voltaj arklarına neden olabilir.

    navigasyon gönderisi

    Sağlıklı

    İç yapıyı onarın

    Bir binanın yaşam döngüsü boyunca, iç mekanı güncellemek için belirli zamanlarda tadilat yapılması gerekir. Modernizasyon, iç tasarım veya işlevsellik modernliğin gerisinde kaldığında da gereklidir.

    Çok katlı bina

    Rusya'da 100 milyondan fazla konut var ve bunların çoğu "müstakil evler" veya kır evleri. Şehirlerde, banliyölerde ve kırsal alanlarda ev sahibi olmak çok yaygın bir barınma biçimidir.
    Binaları tasarlama, inşa etme ve işletme pratiği, çoğunlukla çeşitli profesyonel ve meslek gruplarının ortak çabasıdır. Belirli bir bina projesinin boyutuna, karmaşıklığına ve amacına bağlı olarak, proje ekibi şunları içerebilir:
    1. Projeye finansman sağlayan gayrimenkul geliştiricisi;
    Finansman sağlayan bir veya daha fazla finansal kuruluş veya diğer yatırımcılar;
    2. Yerel planlama ve yönetim organları;
    3. Proje boyunca ALTA / ACSM ve inşaat sörveyleri yapan servis;
    4. Çeşitli proje katılımcısı gruplarının çabalarını koordine eden bina yöneticileri;
    5. Binaları tasarlayan ve yapı belgelerini hazırlayan lisanslı mimarlar ve mühendisler;

    Yarı iletken diyot cihazı.

    Diyotun doğrudan ve ters bağlantısı, diyotun ileri ve geri voltajını, doğru ve ters akımlarını karakterize eder.

    Doğrudan bağlantı grafiği birinci kadranda çizilir. Bu, voltaj ne kadar yüksek olursa akımın o kadar büyük olduğunu gösterir. Ayrıca belli bir noktaya kadar gerilim akımdan daha hızlı büyür. Ancak daha sonra bir kırılma meydana gelir ve voltaj neredeyse değişmez ve akım artmaya başlar. Çoğu diyot için bu kırılma 0,5 ... 1 V aralığında gerçekleşir. Diyotta "düştüğü" söylenen bu voltajdır. Yani, ampulü Şekil l'deki ilk devreye göre bağlarsanız. 3 ve 9 V'luk bir pil voltajınız olacak, o zaman ampulün üzerine 9 V düşmeyecek, ancak 8,5 ve hatta 8 (diyot tipine bağlı olarak) düşecektir. Bunlar 0,5 ... 1 V, diyot boyunca voltaj düşüşüdür. Akımda 0,5 ... 1V'luk bir voltaja yavaş bir artış, bu bölümde diyottan geçen akımın pratik olarak ileri yönde bile akmadığı anlamına gelir.

    Tersine çevirme grafiği üçüncü kadranda çizilir. Buradan, önemli bir alanda akıntının neredeyse değişmediği ve ardından çığ gibi arttığı görülebilir. Bu ne anlama geliyor? Şek. 2'deki ikinci devreye göre ampulü yakarsanız. 3, o zaman yanmaz çünkü diyot ters yönde akım geçmez (daha doğrusu grafikte görüldüğü gibi geçer ama bu akım o kadar küçüktür ki lamba yanmaz). Ancak bir diyot voltajı süresiz olarak tutamaz. Voltajı örneğin birkaç yüz volta yükseltirseniz, bu yüksek voltaj diyotu "kırar" (grafikteki ters koldaki bükülmeye bakın) ve akım diyottan akar. Bu sadece bir "arıza" - bu geri döndürülemez bir süreçtir (diyotlar için). Yani, böyle bir "arıza" diyotun yanmasına yol açacak ve ya herhangi bir yönde akım geçişini tamamen durduracak ya da tam tersi - akımı her yönden geçirecektir.

    Şek. 3. Doğrudan bağlantı p-n-kavşağı

    Elektron 1, 2, 3'ün, anlık olarak elektriksel nötrlüğü kaybederek aşırı bir negatif yük elde eden p-katmanına yayılmasına izin verin. p-katmanı ile çıkışı arasında, p-tipi yarı iletkenin çift-elektron bağlarının en yakın yörüngelerinden dış devreye 4, 5, 6 elektronlarını fırlatan bir elektrik alanı ortaya çıkar. Ayrıca, elektronlar 1, 2, 3 delikler boyunca sağdan sağ kontağa difüzyon hareketine başlar.

    Elektronların 1, 2, 3 difüzyonu sırasında, n-katmanı da elektriksel nötrlüğü kaybederek aşırı bir pozitif yük elde eder. n-katmanı ile çıkışı arasında dış devreden 7, 8, 9 elektronlarını çeken bir elektrik alanı oluşur.Sonuç olarak, yapı boyunca olduğu gibi sol ve sağ kontaklarda bir doğru akım akar. İleri akım miktarı, p-n bağlantısının alanı tarafından belirlenir ve uygulanan ileri gerilime ve sınırlayıcı dirence bağlıdır.

    Şekil 4. Ters p-n bağlantısı

    P-n bağlantısının ters anahtarlama devresi, Şekil 4'te gösterilmektedir. Ters voltajın etkisi altında, ana taşıyıcılar 1 ve 2 bağlantı sınırlarından dışarı akar, böylece p-n bağlantısı genişler. Çoğunluk taşıyıcıları için güçlü bir yavaşlama alanı yaratılır, dolayısıyla taşıyıcı difüzyonu imkansızdır. Azınlık taşıyıcılar için geçişe etki eden alan hızlanıyor, bu nedenle taşıyıcı kayması meydana geliyor. Sürüklenme akımının üç bileşeni vardır: termal üretim akımı, termal akım ve kaçak akım.

    Termojenerasyon akımı, geçiş bölgesinde üretilen azınlık taşıyıcıları 5 ve 6 tarafından yaratılır ve Itg(T) = Itg(T0)eT sıcaklığına bağlıdır; burada T0, başlangıç ​​sıcaklık değeridir (250C); T - mevcut sıcaklık değeri; T - sıcaklık değişimi; - sıcaklık katsayısı. Termal üretim akımı, germanyum diyotlara kıyasla daha büyük bir p-n bağlantı genişliğine sahip olan silikon diyotlarda baskındır.

    Termal akım, birleşme noktasına bitişik yarı iletken katmanlarda üretilen azınlık taşıyıcıları 3 ve 4 tarafından üretilir. Germanyum p-n bağlantılarında termal akım hakimdir. It(T) = It(T0)eT sıcaklığına bağlıdır. Sıcaklığa bağlı akımları değerlendirmek için pratik bir kural vardır: sıcaklıkta 100C'lik bir artışla, ters akım 2 kat artar.

    Kaçak akım, katmanların yüzeyinde oluşan azınlık taşıyıcılar tarafından oluşturulur. Bu akım sıcaklığa bağlı değildir, çünkü yarı iletken kristalin yüzeyinin durumu tarafından belirlenir. Kaçak akımın ana özelliği, sürünme adı verilen zaman içindeki kararsızlığıdır.

    400C'ye kadar sıcaklıklarda azınlık taşıyıcılarının akımının toplam değeri, difüzyon akımından çok daha azdır: Ipr / Iar = 104 - 105. Bu orandan, asimetrik kademeli bir p-n bağlantısının valf özelliklerine sahip olduğu sonucu çıkar.

    Diyot, iki çıkışı (katot ve anot) olan bir p-n bağlantısına sahip yarı iletken bir cihazdır, elektrik sinyallerini stabilize etmek, düzeltmek, modüle etmek, algılamak, dönüştürmek ve sınırlamak için tasarlanmıştır. ters akım.

    Diyotlar işlevsel amaçlarına göre darbe, doğrultucu, üniversal, zener diyotlar, mikrodalga diyotlar, tünel diyotlar, varikaplar, anahtarlama diyotları vb. olarak ayrılır.

    Teorik olarak, bir diyotun akımın yalnızca bir yönde akmasına izin verdiğini biliyoruz. Ancak, pek çok kişi tam olarak nasıl yaptığını bilmiyor ve anlamıyor. Şematik olarak, bir diyot 2 bölgeden (yarı iletkenler) oluşan bir kristal olarak düşünülebilir. Kristalin bu bölgelerinden biri n-tipi iletkenliğe, diğeri ise p-tipi iletkenliğe sahiptir.

    Şekilde mavi dairelerle gösterilen n-tipi bölgede baskın olan delikler ve kırmızı ile p-tipi bölgede baskın olan elektronlar vardır. Bu iki alan, diyot katodunun ve anodun elektrotlarıdır:

    Katot, ana yük taşıyıcıları elektron olan bir diyotun negatif elektrotudur.

    Anot, ana yük taşıyıcıları delikler olan bir diyotun pozitif elektrotudur.

    Diyot elektrotların tel uçlarının lehimlendiği bölgelerin dış yüzeylerinde kontak metal katmanları biriktirilir. Bu tür bir cihaz yalnızca iki durumdan birinde olabilir:

    1. Kapalı - bu, akımı zayıf bir şekilde ilettiği zamandır;

    2. Açık, akımı iyi ilettiği zamandır.

    DC gerilim kaynağının polaritesi uygulanırsa diyot kapalı durumda olacaktır.

    Bu durumda n-tipi bölgeden gelen elektronlar, p-n bağlantısından uzaklaşarak güç kaynağının pozitif kutbuna doğru hareket etmeye başlayacak ve p-tipi bölgedeki delikler de p-n bağlantısından uzaklaşacaktır, negatif kutba doğru ilerliyor. Sonunda, bölgelerin sınırı genişleyecek, bu da elektronlar ve deliklerle birleşen bir bölge oluşturacak ve bu da akıma karşı büyük bir direnç sağlayacaktır.

    Bununla birlikte, diyotun her bir bölgesinde azınlık yük taşıyıcıları bulunur ve bölgeler arasında küçük bir elektron ve boşluk değişimi yine de meydana gelir. Bu nedenle, diyottan doğru akımdan çok daha az akım akacaktır ve bu akıma denir. diyot ters akım. Uygulamada, bir kural olarak, p-n bağlantısının ters akımı ihmal edilir ve bu nedenle p-n bağlantısının yalnızca tek taraflı iletkenliğe sahip olduğu ortaya çıkar.

    Devamını oku: