Dioda - ZSMEiE

Diody

Miłosz Andrzejewski IE

Dioda jest elementem elektronicznym wyposażonym w
dwie elektrody - anodę i katodę. Cechą charakterystyczną jest
wyłącznie jednokierunkowy przepływ prądu od anody do
katody. W praktyce, w zależności od sposobu wykonania,
występuje większa lub mniejsza różnica między rezystancją
mierzoną przy przepływie prądu w kierunku od anody do
katody (kierunek przewodzenia - mała rezystancja) a
mierzoną przy przepływie prądu w kierunku od katody do
anody (kierunek zaporowy - duża rezystancja).
Anoda

- "w górę", hodós - "ścieżka") - rodzaj elektrody przez
który ładunek ujemny opuszcza dany układ
elektryczny lub do układu jest dostarczany ładunek
dodatni. W zależności od charakteru układu (kierunku
przepływającego przez nie prądu elektrycznego),
anoda może być elektrodą dodatnią lub ujemną i
występuje zawsze w parze z elektrodą jej przeciwną
pod względem znaku, czyli katodą.
Katoda

Katoda (gr. kata - "w dół", hodós - "ścieżka") - elektroda z której do układu
dostaje się ładunek ujemny, lub jest absorbowany ładunek dodatni. W
zależności od charakteru układu lub urządzenia elektrycznego (kierunku
przepływającego przez nie prąd elektrycznego), katoda może być elektrodą
dodatnią lub ujemną. Katoda występuje zawsze w parze z elektrodą jej
przeciwną pod względem znaku, czyli anodą.
Rodzaje Diod:











Dioda próżniowa
Dioda półprzewodnikowa
Dioda Schottky’ego
Dioda uniwersalna
Dioda prostownicza
Dioda impulsowa
Dioda pojemnościowa
Dioda Tunelowa
Dioda elektroluminescencyjna
Dioda Zenera
Dioda Gunna
Dioda Krzemowa







Dioda germanowa
Dioda stałoprądowa
Dioda PIN
Dioda ładunkowa
Dioda wsteczna
Laser półprzewodnikowy
Dioda lawinowa
Dioda próżniowa

Najprostszy rodzaj lampy elektronowej. Posiada tylko dwie
elektrody - anodę i katodę. Katoda jest źródłem elektronów, a
anoda ich odbiorcą. Emisja z katody zachodzi pod wpływem
wysokiej temperatury (emisja termoelektronowa)- katoda jest
żarzona najczęściej za pomocą prądu elektrycznego. Cechą
charakterystyczną diody jest jednokierunkowy przepływ prądu
elektrycznego: w kierunku od anody do katody
Dioda półprzewodnikowa

Dioda półprzewodnikowa to dwukońcówkowy element półprzewodnikowy.
Zbudowana jest z dwóch warstw półprzewodnika, odmiennie
domieszkowanych - typu n i typu p, tworzących razem złącze p-n, lub z
połączenia półprzewodnika z odpowiednim metalem - dioda Schottky'ego.
Końcówka dołączona do obszaru n nazywa się katodą, a do obszaru p anodą. Element ten charakteryzuje się jednokierunkowym przepływem prądu
- od anody do katody, w drugą stronę prąd nie płynie (zawór elektryczny).
Dioda Schottky'ego

Dioda Schottky'ego - dioda półprzewodnikowa, w której w miejsce złącz pn zastosowano złącze metal-półprzewodnik. Charakteryzuje się małą
pojemnością złącza, dzięki czemu typowy czas przełączania wynosi tylko
około 100 ps. Diody te znajdują zastosowanie w układach działających przy
dużej częstotliwości. Diody Schottky'ego mają również mniejszy spadek
napięcia w kierunku przewodzenia (UF = 0,3 V) niż diody krzemowe (UF =
0,6-0,7 V). Zwykle maksymalne napięcie wsteczne jest niewielkie i nie
przekracza 100 V.
Dioda uniwersalna







Diody uniwersalne są to diody germanowe i
krzemowe charakteryzujące się niewielkim
zakresem napięć (do 100 V) i prądów (do 100
mA) oraz częstotliwością pracy ograniczoną
do kilkudziesięciu megaherców. Przeznaczone
są głownie do stosowania w układach
detekcyjnych i prostowniczych małej mocy.
Parametry statyczne:
napięcie statyczne UF przy określonym IF
prąd wsteczny IR przy określonym UR
Parametry dynamiczne:
pojemność diody przy określonej
częstotliwości i określonym napięciu
wstecznym
sprawność detekcji
Dioda prostownicza

Dioda prostownicza to rodzaj diody
przeznaczonej głównie do prostowania prądu
przemiennego, której głównym zastosowaniem
jest dostarczenie odpowiednio dużej mocy prądu
stałego.
Dioda impulsowa

Dioda impulsowa - dioda, która charakteryzuje się
bardzo dużą szybkością pracy - rzędu nanosekund lub
mikrosekund przy wyższych napięciach. W zależności
od zastosowania mogą to być diody prostownicze,
diody detekcyjne, diody zabezpieczające itp.
Dioda pojemnościowa

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, z jakiego
wykonywane są diody pojemnościowe, to zazwyczaj krzem lub
arsenek galu.
Dioda tunelowa

Dioda tunelowa, rzadziej dioda Esakiego dioda półprzewodnikowa, która dla pewnego
zakresu napięć polaryzujących charakteryzuje się
ujemną rezystancją dynamiczną.
Dioda elektroluminescencyjna

Dioda elektroluminescencyjna, dioda świecąca, LED (ang. light-emitting diode) –
dioda zaliczana do półprzewodnikowych przyrządów optoelektronicznych,
emitujących promieniowanie w zakresie światła widzialnego i podczerwieni.
Dioda Zenera

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 woltów) podstawową rolę odgrywa
zjawisko Zenera, w zakresie od 5 do 8 woltów zjawisko Zenera i przebicie
lawinowe, a powyżej 8 woltów - 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).
Dioda Gunna


Dioda Gunna - dioda półprzewodnikowa stosowana w układach
elektronicznych o bardzo wysokich częstotliwościach pracy. Jej działanie
opiera się zależności prędkości elektronów od natężenia pola elektrycznego
(tzw. zjawisko Gunna) i wytworzeniu konduktancji ujemnej.
Diody Gunna wykonane z arsenku galu mogą pracować do częstotliwości 200
GHz, natomiast z azotku galu działają nawet do 3 THz.
Dioda krzemowa

Dioda krzemowa pracuje przy małych prądach mając napięcie progowe nie
przekraczające 0,7 V, przy czym diody mocy posiadają napięcie progowe co najmniej
1V. Jeśli napięcie zaporowe przekroczy wartość katalogową wówczas dioda niszczy się.
Dioda krzemowa znalazła obecnie szerokie zastosowanie.
Dioda germanowa


Dioda germanowa to dioda półprzewodnikowa wykonana z kryształu
germanu. Odznacza się niskim spadkiem napięcia w kierunku przewodzenia
(0,2 V) i małą odpornością na wysoką temperaturę.
Ze względu na prostotę produkcji powszechnie stosowana do lat 70.
Całkowicie wyparta z układów mocy przez diody krzemowe. Germanowe
diody ostrzowe są rozwinięciem detektora kryształkowego.
Dioda stałoprądowa

Dioda stałoprądowa jest to tranzystor polowy złączowy (JFET), w którym źródło i
bramka są ze sobą połączone.
Dioda PIN

Dioda PIN (od ang. p-type, intrinsic, n-type
semiconductor) to półprzewodnik ze złączem
warstw typu p-n z wbudowaną pomiędzy nimi
warstwą wewnętrzną (niedomieszkowaną najlepiej warstwa półprzewodnika samoistnego),
stosowany jako rezystor w układach wysokiej
częstotliwości.
Dioda ładunkowa

Dioda ładunkowa posiada trzy warstwy, w której zmiana rezystancji odbywa
się gwałtownie przy niewielkiej zmianie ładunku między materiałami P i N.
Pozwala to na uformowanie impulsów prądu posiadających bardzo strome
zbocza co pozwala otrzymać wiele częstotliwości harmonicznych przebiegu
podstawowego. Jest to dioda stosowana w powielaczach częstotliwości dla
.
zakresu wielkich częstotliwości
Dioda wsteczna

Dioda wsteczna (odwrócona, zwrotna, jednotunelowa) - dioda półprzewodnikowa,
której charakterystyka jest bardzo zbliżona do idealnego zaworu (jeśli pracuje w
kierunku polaryzacji zaporowej). Z tego powodu jest stosowana do detekcji i mieszania
sygnałów.
Laser półprzewodnikowy

Laser półprzewodnikowy (laser diodowy, dioda laserowa) - laser, którego obszarem
czynnym jest półprzewodnik. Najczęściej laser półprzewodnikowy ma postać złącza pn i obszar czynny jest pompowany przez przepływający przez złącze prąd elektryczny.
Dioda lawinowa

Dioda lawinowa, odmiana diody która po przekroczeniu napięcia przebicia nie ulega
uszkodzeniu i zaczyna przewodzić prąd, używana jest w telekomunikacji do tłumienia
przepięć.
Symbole diód
Charakterystyka prądowonapięciowa typowej diody
uniwersalnej

Na wykresie
zaznaczono obszary, w
których dioda znajduje
się w stanie przebicia
(breakdown), jest
spolaryzowana w
kierunku zaporowym
(reverse) oraz
przewodzenia
(forward). Na rysunku
nie została zachowana
skala − dla typowej
diody napięcie
przewodzenia vd jest
małe w stosunku do
wartości bezwzględnej
napięcia przebicia vbr.
Złącze p-n

Złączem p-n nazywane jest złącze dwóch półprzewodników niesamoistnych o
różnych typach przewodnictwa: p i n.

W obszarze typu n (negative) nośnikami większościowymi są elektrony
(ujemne). Atomy domieszek (donory) pozostają unieruchomione w siatce
krystalicznej. Analogicznie w obszarze typu p (positive) nośnikami
większościowymi są dziury o ładunku elektrycznym dodatnim. Atomy
domieszek są tu akceptorami. W półprzewodnikach obu typów występują także
nośniki mniejszościowe przeciwnego znaku niż większościowe; koncentracja
nośników mniejszościowych jest dużo mniejsza niż większościowych. Obszar o
mniejszej koncentracji domieszek znajdujący się pomiędzy kontaktem złącza a
warstwą zubożoną nazywany jest bazą