Cosa hè un diodu?

Un diodu hè un cumpunente elettronicu à dui terminali, restringe u flussu currente in una direzzione è permette di flussu liberamente in a direzzione opposta. Hè assai usi in i circuiti elettronichi è pò esse usatu per custruisce rectifiers, inverter è generatori.

In questu articulu, avemu da piglià sguardu ciò chì hè un diodu è cumu funziona. Fighjemu ancu alcuni di i so usi cumuni in i circuiti elettronichi. Allora cuminciamu !

Cumu funziona un diodu?

Un diodu hè un dispositivu elettronicu chì si permette di u currente deve scorri in una direzzione. Di solitu si trovanu in i circuiti elettrici. Operanu nantu à a basa di u materiale semiconductor da quale sò fatti, chì pò esse sia di tipu N sia di tipu P. Sè u diodu hè N-tipu, passa solu currente quandu a tensione hè appiicata in a listessa direzzione cum'è a freccia di u diode, mentre chì i diodi di u P-tipu passanu solu currente quandu a tensione hè appiicata in a direzzione opposta di a so freccia.

U materiale semiconductor permette a corrente di flussu, creenduzona di depletion', questu hè a regione induve l'elettroni sò pruibiti. Dopu chì a tensione hè appiicata, a zona di deplezione righjunghji i dui estremità di u diodu è permette à u currente di scorri. Stu prucessu hè chjamatu "preghjudiziu in avanti».

Se a tensione hè applicata à perversi materiale semiconductor, bias inversa. Questu pruvucarà a zona di depletion per allargà da una sola estremità di u terminal è impedisce u currente di flussu. Questu hè perchè se a tensione hè stata appiicata nantu à a listessa strada cum'è a freccia nantu à un semiconductor di tipu P, u semiconductor di tipu P agisce cum'è un tipu N perchè permetterà l'elettroni di spustà in a direzzione opposta di a so freccia.

Flussu di corrente di diodu

A cosa serve i diodi?

I diodi sò usati per cunvertisce currente direttu à corrente alternante, mentre chì bluccà a cunduzzione inversa di carichi elettrichi. Stu cumpunente principale pò ancu esse truvatu in dimmers, muturi elettrici è pannelli solari.

I diodi sò usati in l'urdinatori per di difesa cumpunenti ilittronica di l'informatica da danni dovuti a picchi di energia. Riducenu o bloccanu a tensione in più di quella richiesta da a macchina. Riduce ancu u cunsumu di energia di l'urdinatore, risparmiendu energia è riducendu u calore generatu in u dispusitivu. I diodi sò usati in l'apparecchi high-end cum'è forni, lavastoviglie, forni à microonde è lavatrici. Iddi sunnu usati in sti dispusitivi a prutezzione contru danni a causa di picchi di energia causati da fallimenti di energia.

Applicazione di diodi

• currezzione
• Cum'è un switch
• Circuit d'isolazione di fonte
• Cum'è a tensione di riferimentu
• Mixer di frequenza
• Prutezzione di corrente inversa
• Prutezzione di polarità inversa
• Prutezzione di surge
• Detector di inviluppi AM o demodulatore (detettore di diodi)
• Cum'è una fonte di luce
• In u circuitu di sensori di temperatura pusitivu
• In u circuitu di sensori di luce
• Batteria solare o batteria fotovoltaica
• Cum'è un clipper
• Cum'è un retainer

Storia di u diodu

A parolla "diode" vene da Grecu a parolla "diodous" o "diodos". U scopu di un diodu hè di permette à l'electricità di flussu in una sola direzzione. Un diodu pò ancu esse chjamatu valvula elettronica.

Hè statu trovu Henry Joseph Round attraversu i so esperimenti cù l'electricità in u 1884. Sti esperimenti sò stati realizati cù un tubu di vetru vacuum, in u quale ci eranu elettrodi metallichi à i dui estremità. U catodu hà una piastra cù una carica positiva è l'anodu hà una piastra cù una carica negativa. Quandu u currente passava à traversu u tubu, s'illuminava, chì indicava chì l'energia passava per u circuitu.

Quale hà inventatu u diodu

Ancu s'è u primu diodu semiconductor hè statu inventatu in u 1906 da John A. Fleming, hè creditu à William Henry Price è Arthur Schuster per avè inventatu indipindente u dispusitivu in u 1907.

William Henry Preece è Arthur Schuster

Tipi di diodi

• Picculu diodu di signale
• Grande diodu di signale
• Stabilitron
• diode emettitore di luce (LED)
• Diodi DC
• diodu Schottky
• Diode Shockley
• diodi di ricuperazione di u passu
• diodu tunnel
• diodu Varactor
• diodu laser
• Diode di suppressione transitori
• Diodi drogati d'oru
• diodi super barriera
• Diode Peltier
• diodu di cristallu
• Diode avalanche
• Rectifier Controlled Silicon
• diodi di vacuum
• diodu PIN
• puntu di cuntattu
• Diode Hanna

Picculu diodu di signale

Un picculu diodu di signale hè un dispositivu semiconductor cù capacità di commutazione rapida è caduta di tensione di cunduzzione bassa. Fornisce un altu gradu di prutezzione contra i danni causati da a scarica elettrostatica.

Grande diodu di signale

Un grande diodu di signale hè un tipu di diodu chì trasmette signali à un livellu di putenza più altu ch'è un diodu di signale chjucu. Un grande diodu di signale hè tipicamente utilizatu per cunvertisce AC à DC. Un grande diodu di signale trasmette u signale senza perdita di energia è hè più prezzu di un condensatore elettroliticu.

Un condensatore di decoupling hè spessu usatu in cumminazione cù un grande diodu di signale. L'usu di stu dispusitivu influenza u tempu di risposta transitori di u circuitu. U condensatore di decoupling aiuta à limità i fluttuazioni di tensione causate da cambiamenti di impedenza.

Stabilitron

Un diodu Zener hè un tipu speciale chì conduce solu l'electricità in l'area direttamente sottu a caduta di tensione diretta. Questu significa chì quandu un terminale di un diode zener hè energizatu, permette a corrente di passà da l'altru terminal à u terminal energized. Hè impurtante chì stu dispusitivu hè usatu bè è hè grounded, altrimenti si pò dannu permanentementi u vostru circuit. Hè impurtante ancu chì stu dispusitivu hè utilizatu fora, postu chì falla si mette in una atmosfera umida.

Quandu u currente abbastanza hè appiicatu à u diodu zener, una caduta di tensione hè creata. Se sta tensione righjunghji o supera a tensione di rottura di a macchina, allora permette a corrente di flussu da un terminal.

diode emettitore di luce (LED)

Un diodu emettitore di luce (LED) hè fattu di un materiale semiconductor chì emette luce quandu una quantità sufficiente di corrente elettrica hè passata per ellu. Una di e proprietà più impurtanti di i LED hè chì cunvertisce l'energia elettrica in energia ottica assai efficace. I LED sò ancu usati cum'è indicatori luminosi per indicà i mira nantu à i dispositi elettronichi cum'è l'urdinatori, l'orologi, i radiu, i televisioni, etc.

U LED hè un primu esempiu di u sviluppu di a tecnulugia di microchip è hà permessu cambiamenti significativi in ​​u campu di l'illuminazione. I LED utilizanu almenu dui strati di semiconductor per generà luce, una junction pn per generà trasportatori (elettroni è buchi), chì sò poi mandati à i lati opposti di una capa "barriera" chì cattura i buchi da una parte è l'elettroni da l'altru. . L'energia di i trasportatori intrappulati si ricombina in una "resonance" chjamata elettroluminescenza.

U LED hè cunsideratu cum'è un tipu d'illuminazione efficace perchè emette pocu calore cù a so luce. Havi una vita più longa cà i lampi incandescenti, chì ponu durà sin'à 60 volte più longu, anu un rendimentu luminosu più altu è emettenu emissioni menu tossiche cà i lampi fluorescenti tradiziunali.

U più grande vantaghju di i LED hè u fattu chì necessitanu assai pocu putere per operare, secondu u tipu di LED. Avà hè pussibule di usà LED cù alimentazione chì varieghja da e cellule solari à e batterie è ancu a corrente alternata (AC).

Ci sò parechji tippi di LED è venenu in una varietà di culori cumpresi rossu, aranciu, giallu, verde, blu, biancu è più. Oghje, i LED sò dispunibuli cù un flussu luminosu di 10 à 100 lumens per watt (lm / W), chì hè quasi u listessu cum'è e fonti di luce convenzionali.

Diodi DC

Un diodu di corrente constante, o CCD, hè un tipu di diodu regulatore di tensione per l'alimentazione. A funzione principale di u CCD hè di riduce e perdite di putenza di output è di migliurà a stabilizazione di tensione riducendu e so fluttuazioni quandu a carica cambia. U CCD pò ancu esse usatu per aghjustà i livelli di putenza d'ingressu DC è per cuntrullà i livelli DC nantu à i rails di output.

diodu Schottky

I diodi Schottky sò ancu chjamati diodi di trasportu caldu.

U diodu Schottky hè statu inventatu da u duttore Walter Schottky in u 1926. L'invenzione di u diodu Schottky ci hà permessu di utilizà LED (diodi emittenti di luce) cum'è fonti di signali affidabili.

U diodu hà un effettu assai benefiziu quandu s'utilice in circuiti d'alta frequenza. U diodu Schottky hè custituitu principalmente di trè cumpunenti; P, N è junction metal-semiconductor. U disignu di stu dispusitivu hè cusì chì una transizione brusca hè furmata in u semiconductor solidu. Questu permette à i trasportatori di passà da u semiconductor à u metale. À u turnu, questu aiuta à riduce a tensione in avanti, chì à u turnu riduce a perdita di energia è aumenta a velocità di cunversione di i dispositi chì utilizanu diodi Schottky da un margine assai grande.

Diode Shockley

U diodu Shockley hè un dispositivu semiconductor cù una disposizione asimmetrica di elettrodi. U diodu cunducerà a corrente in una direzzione è assai menu se a polarità hè invertita. Se una tensione esterna hè mantinuta à traversu u diodu Shockley, allora sarà gradualmente bias in avanti mentre a tensione applicata aumenta, finu à un puntu chjamatu "tensione di cut-off" à quale ùn ci hè micca un currente apprezzabile cum'è tutti l'elettroni ricombinanu cù i buchi. . Al di là di a tensione di cutoff nantu à a rapprisintazioni gràfica di a caratteristica current-voltage, ci hè una regione di resistenza negativa. U Shockley agisce cum'è un amplificatore cù valori di resistenza negativa in questa gamma.

U travagliu di Shockley pò esse cumpresu megliu da sparghje in trè parti cunnisciute cum'è regioni, u currente in a direzzione inversa da u fondu à a cima hè 0, 1 è 2 rispettivamente.

In a regione 1, quandu una tensione pusitiva hè appiicata per u bias in avanti, l'elettroni diffondenu in u semiconductor n-tipu da u materiale p-tipu, induve una "zona di depletion" hè furmata per via di a sustituzione di i trasportatori di majuranza. A zona di depletion hè a regione induve i trasportatori di carica sò eliminati quandu una tensione hè applicata. A zona di deplezione intornu à a junction pn impedisce a corrente di scorri per u fronte di u dispusitivu unidirezionale.

Quandu l'elettroni entranu in u latu n da u latu p, una "zona di depletion" hè furmata in a transizione da u fondu à u cima finu à chì u percorsu di u pirtusu hè bluccatu. I buchi chì si movenu da u cima à u fondu ricombinanu cù l'elettroni chì si movenu da u fondu à a cima. Questu hè, trà e zoni di deplezione di a banda di cunduzzione è a banda di valenza, appare una "zona di ricumbinazione", chì impedisce u più flussu di i trasportatori principali attraversu u diode Shockley.

U flussu di corrente hè avà cuntrullatu da un unicu traspurtadore, chì hè u trasportatore minoritariu, vale à dì l'elettroni in questu casu per un semiconductor n-tipu è i buchi per un materiale p-type. Allora pudemu dì chì quì u flussu di u currente hè cuntrullatu da i trasportatori di a maiò parte (buchi è l'elettroni) è u flussu di corrente hè indipindente da a tensione applicata, finu à chì ci sò abbastanza trasportatori liberi per cunduce.

In a regione 2, l'elettroni emessi da a zona di depletion ricombinanu cù i buchi in l'altra parte è creanu novi trasportatori di maiurità (elettroni in un materiale p-type per un semiconductor n-type). Quandu sti buchi entranu in a zona di depletion, cumpiendu u percorsu attuale attraversu u diodu Shockley.

In a regione 3, quandu una tensione esterna hè appiicata per a polarità inversa, una regione di carica spaziale o una zona di depletion appare in a junction, custituita da trasportatori majuranza è minoritari. I coppie elettroni-buchi sò siparati per l'appiecazione di una tensione à traversu elli, risultatu in una corrente di deriva à traversu u Shockley. Questu provoca una piccula quantità di corrente per scorri à traversu u diodu Shockley.

diodi di ricuperazione di u passu

Un diodu di ricuperazione di u passu (SRD) hè un dispositivu semiconductor chì pò furnisce un statu di cunduzzione fissu è incondizionatamente stabile trà u so anodu è u catodu. A transizione da u statu off à u statu on pò esse causatu da impulsi di tensione negativa. Quandu u SRD si cumporta cum'è un diodu perfettu. Quandu hè spenta, l'SRD hè principarmenti non-conductive cù qualchì corrente di fuga, ma in generale ùn hè micca abbastanza per causà una perdita di energia significativa in a maiò parte di l'applicazioni.

A figura sottu mostra e forme d'onda di ricuperazione per i dui tipi di SRD. A curva superiore mostra u tipu di ricuperazione rapida, chì emette una grande quantità di luce quandu entra in u statu off. In cuntrastu, a curva più bassa mostra un diodu di ricuperazione ultra-rapida ottimizzata per u funziunamentu d'alta velocità è chì mostra solu radiazioni visibili insignificanti durante a transizione on-to-off.

Per accende l'SRD, a tensione di l'anodu deve superà a tensione di u sogliu di a macchina (VT). U SRD si spegnerà quandu u putenziale di l'anodu hè menu o uguale à u putenziale di catodu.

diodu tunnel

Un diodu di tunnel hè una forma di ingegneria quantistica chì piglia dui pezzi di un semiconductor è unisce un pezzu cù l'altru latu di fronte. U diodu di u tunnel hè unicu in chì l'elettroni passanu attraversu u semiconductor invece di intornu. Questu hè unu di i mutivi principali per quessa chì stu tipu di tecnica hè cusì unicu, perchè nisuna altra forma di trasportu di l'elettroni finu à questu puntu hè stata capace di rializà una tale faza. Unu di i mutivi perchè i diodi di u tunnel sò cusì populari hè chì occupanu menu spaziu chè altre forme di ingegneria quantistica è ponu ancu esse usatu in parechje applicazioni in parechji spazii.

diodu Varactor

Un diodu varactor hè un semiconductor utilizatu in una capacità variabile regulata in tensione. U diode varactor hà duie cunnessione, una in u latu anodu di a junction PN è l'altru in u latu cathode di a junction PN. Quandu applicà una tensione à un varactor, permette à un campu elettricu di furmà chì cambia a larghezza di a so capa di depletion. Questu hà da cambià in modu efficace a so capacità.

diodu laser

Un diodu laser hè un semiconductor chì emette una luce coherente, chjamata ancu luce laser. U diodu laser emette fasci di luce paralleli diretti cù una divergenza bassa. Questu hè in cuntrastu cù altre fonti di luce, cum'è i LED cunvinziunali, chì a luce emessa diverge significativamente.

I diodi laser sò usati per u almacenamentu otticu, stampanti laser, scanners di codici à barre è cumunicazioni in fibra ottica.

Diode di suppressione transitori

Un diodu di soppressione di tensione transitoria (TVS) hè un diodu cuncepitu per pruteggiri contr'à e surge di tensione è altri tipi di transitori. Hè ancu capace di separà a tensione è u currente per impedisce chì i transitori di alta tensione entrenu in l'elettronica di u chip. U diodu TVS ùn cunducerà micca durante u funziunamentu normale, ma solu cunducerà durante u transitu. Durante u transitu elettricu, u diodu TVS pò operà sia cù picchi dv / dt veloci è grandi picchi dv / dt. U dispusitivu si trova di solitu in i circuiti di input di i circuiti di microprocessori, induve processa signali di commutazione d'alta velocità.

Diodi drogati d'oru

I diodi d'oru ponu esse truvati in condensatori, rettificatori è altri dispositi. Questi diodi sò principarmenti usati in l'industria di l'elettronica perchè ùn anu micca bisognu di assai voltage per cunduce l'electricità. I diodi dopati cù l'oru ponu esse fatti da materiali semiconduttori p-type o n-type. U diodu dopatu d'oru cunduce l'electricità in modu più efficau à alte temperature, in particulare in diodi n-type.

L'oru ùn hè micca un materiale ideale per i semiconduttori di doping perchè l'atomi d'oru sò troppu grande per esse facilmente inseriti in cristalli semiconduttori. Questu significa chì di solitu l'oru ùn si diffonde micca bè in un semiconductor. Una manera di aumentà a dimensione di l'atomi d'oru per pudè sparghje hè di aghjunghje argentu o indiu. U metudu più cumuni usatu per dope semiconduttori cù l'oru hè l'usu di borohydrure di sodiu, chì aiuta à creà una lega d'oru è d'argentu in u cristallu semiconductor.

I diodi dopati cù l'oru sò comunmente usati in l'applicazioni d'alta frequenza. Questi diodi aiutanu à riduce a tensione è u currente ricuperendu l'energia da a volta EMF di a resistenza interna di u diodu. I diodi dopati d'oru sò usati in macchine cum'è rete di resistori, laser è diodi di tunnel.

diodi super barriera

I diodi super barriera sò un tipu di diodu chì pò esse usatu in applicazioni d'alta tensione. Questi diodi anu una bassa tensione in avanti à alta frequenza.

I diodi di super barriera sò un tipu di diodu assai versatile chì ponu operare in una larga gamma di frequenze è tensioni. Sò usati principarmenti in i circuiti di commutazione di l'energia per i sistemi di distribuzione di energia, i rettificatori, l'inverter di motori è l'alimentazione.

U diodu superbarrier hè principalmente cumpostu di diossidu di siliciu cù ramu aghjuntu. U diodu superbarrier hà parechje opzioni di cuncepimentu, cumpresu u diodu superbarrier di germanium planar, diode superbarrier di giunzione è diode superbarrier isolante.

Diode Peltier

U diodu Peltier hè un semiconductor. Pò esse usatu per generà un currente elettricu in risposta à l'energia termale. Stu dispusitivu hè sempre novu è ùn hè micca capitu bè, ma pare chì puderia esse utile per cunvertisce u calore in electricità. Questu pò esse usatu per riscaldatori d'acqua o ancu in vitture. Questu permetterà l'usu di u calore generatu da un mutore di combustione interna, chì hè di solitu energia persa. Puderia ancu permette à u mutore di funziunà in modu più efficau, postu chì ùn averia micca bisognu di pruducia tanta putenza (cusì aduprendu menu carburante), ma invece un diodu Peltier cunvertisce u calore di scarti in putenza.

diodu di cristallu

I diodi di cristalli sò comunmente usati per filtri di banda stretta, oscillatori o amplificatori cuntrullati di tensione. U diodu di cristallu hè cunsideratu una applicazione speciale di l'effettu piezoelectric. Stu prucessu aiuta à generà signali di tensione è currente utilizendu e so proprietà intrinseche. I diodi di cristalli sò ancu cumunu cumminati cù altri circuiti chì furnisce l'amplificazione o altre funzioni specializate.

Diode avalanche

Un diodu di avalanche hè un semiconductor chì genera una avalanche da un unicu elettroni da a banda di cunduzzione à a banda di valenza. Hè utilizatu cum'è un rettificatore in circuiti d'energia DC d'alta tensione, cum'è detector di radiazione infrarossa, è cum'è macchina fotovoltaica per a radiazione ultravioletta. L'effettu d'avalanche aumenta a caduta di tensione in avanti à traversu u diodu in modu chì pò esse fattu assai più chjucu cà a tensione di ruptura.

Rectifier Controlled Silicon

U Silicon Controlled Rectifier (SCR) hè un tiristore à trè terminali. Hè statu cuncepitu per agisce cum'è un interruttore in i forni di micru per cuntrullà u putere. Pò esse attivatu da corrente o tensione, o da i dui, secondu u paràmetru di a porta. Quandu u pin di a porta hè negativu, permette à u currente di scorri à traversu u SCR, è quandu hè pusitivu, impedisce u currente di flussu attraversu u SCR. U locu di u pin di porta determina se u currente passa o hè bluccatu quandu hè in u locu.

diodi di vacuum

I diodi di vacuum sò un altru tipu di diode, ma à u cuntrariu di l'altri tipi, sò usati in tubi vacuum per regulà u currente. I diodi di vacuum permettenu u currente di flussu à una tensione constante, ma anu ancu una griglia di cuntrollu chì cambia quella tensione. Sicondu a tensione in a reta di cuntrollu, u diodu di vacuum permette o ferma u currente. I diodi di vacuum sò usati cum'è amplificatori è oscillatori in i ricevitori è trasmettitori di radiu. Servinu ancu cum'è rettificatori chì cunverte AC à DC per l'usu di i dispositi elettrici.

diodu PIN

I diodi PIN sò un tipu di diodu di junction pn. In generale, i PIN sò un semiconductor chì mostra una bassa resistenza quandu una tensione hè appiicata. Sta bassa resistenza aumenterà cum'è a tensione applicata aumenta. I codici PIN anu una tensione di soglia prima di diventà conduttivi. Cusì, s'ellu ùn hè micca applicatu una tensione negativa, u diodu ùn passa micca currente finu à questu valore. A quantità di corrente chì scorri à traversu u metallu dependerà di a diffarenza potenziale o di a tensione trà i dui terminali, è ùn ci sarà micca fuga da un terminal à l'altru.

Diode Point Contact

Un diodu puntuale hè un dispositivu unidirezionale capace di migliurà un signalu RF. Point-Contact hè ancu chjamatu transistor non-junction. Hè custituitu di dui fili attaccati à un materiale semiconductor. Quandu sti fili si toccanu, un "puntu di pizzicu" hè creatu induve l'elettroni ponu attraversà. Stu tipu di diodu hè utilizatu in particulare cù radiu AM è altri dispusitivi per attivà à detect signali RF.

Diode Hanna

U diodu Gunn hè un diodu custituitu di dui junctions pn anti-paralleli cù una altezza di barriera asimmetrica. Questu risultatu in una forte suppressione di u flussu di l'elettroni in a direzzione avanti, mentre chì u currente scorri sempre in a direzzione inversa.

Sti dispusitivi sò cumunimenti usati cum'è generatori di micru. Sò stati inventati versu u 1959 da J. B. Gann è A. S. Newell à u Royal Post Office in u Regnu Unitu, da quale vene u nome: "Gann" hè l'abbreviazione di i so nomi, è "diode" perchè anu travagliatu nantu à i dispositi di gas (Newell hà travagliatu prima). à l'Istitutu Edison di Comunicazioni). Bell Laboratories, induve hà travagliatu nantu à i dispositi semiconduttori).

A prima applicazione à grande scala di diodi Gunn hè stata a prima generazione di l'equipaggiu radio UHF militare britannicu, chì hè entrata in usu versu u 1965. I radii AM militari anu ancu fattu un usu estensivu di diodi Gunn.

A caratteristica di u diodu Gunn hè chì u currente hè solu 10-20% di quellu di un diodu di siliciu convenzionale. Inoltre, a caduta di tensione in u diodu hè di circa 25 volte menu di un diodu convenzionale, tipicamenti 0 mV à a temperatura di l'ambienti per XNUMX.

Video Tutorial

Cosa hè un diodu - Tutorial Elettronica Per Principianti

cunchiusioni

Speremu chì avete amparatu ciò chì hè un diodu. Sè site interessatu à amparà di più nantu à cumu funziona stu cumpunente maravigghiusu, verificate i nostri articuli nantu à a pagina diodi. Avemu fiducia chì vi applicà tuttu ciò chì avete amparatu sta volta ancu.