Diode: het werkt principe, typen, 7 belangrijke toepassingen

INHOUD

• Definitie
• Diode symbool
• Belangrijke mogelijkheden
• Biasing-techniek van Diodes
• Belangrijke typen
• Toepassingen van diodes

Wat zijn diodes?

Definitie van diode:

"Een diode is een speciaal elektronisch element met twee elektroden die de anode en de kathode worden genoemd".

De meeste diodes zijn gemaakt van halfgeleiders zoals silicium, germanium of selenium.

Hoe werkt een diode?

Werkingsprincipe van diode:

De basiskenmerken van een diode zijn om elektrische stroom in slechts één richting te geleiden. Als de kathode negatief geladen is bij een spanning groter dan de anode, begint er een bepaalde stroom doorheen te stromen die 'voorwaartse doorbraak' wordt genoemd.

Wanneer de kathode + ve is opgeladen ten opzichte van de anode, zal deze geen stroom geleiden. Deze kunnen worden gebruikt als gelijkrichters, schakelaars en begrenzers.

De voorwaartse doorbraakspanning bedraagt ​​respectievelijk circa 0.6 Volt voor silicium, 0.3 Volt voor germanium en 1 Volt voor seleniummateriaal.

Als op het voorwaartse breekpunt een analoog signaal door de diode stroomt, is de signaalgolfvorm onnauwkeurig en vervormend. Alle signalen die worden gegenereerd zijn harmonische en integrale veelvouden als de ingangsfrequentie. Deze produceren over het algemeen signalen met microgolffrequentie met het juiste niveau en de juiste polariteit van de spanningstoepassing.

Symbool van diode:

Belangrijke kenmerken van diodes:

• Diode is een elektronische component met twee aansluitingen
• Het heeft een lagere weerstand in de ene richting en hoger in een andere richting
• De meeste diodes zijn gemaakt van silicium
• De spanningsval onder voorwaartse voorspanning is ongeveer 0.7 volt.
• In de omgekeerde richting zal het gebied van de uitputtingslaag toenemen.

Verschillende soorten diodes:

1. PN-junctiediode -

"Een diode is een PN-overgang met P-type aan de ene kant en N-type aan de andere kant".

2. Lichtgevende diode (LED) -

"LED is een halfgeleiderlichtbron die licht uitzendt als er stroom doorheen gaat".

3. Fotodiode -

"Dit is een op halfgeleider gebaseerde PN-junctiediode, die bij blootstelling aan licht een potentiaalverschil produceert"

4.   Schottky-diode -

 "Dit is ontworpen door de kruising van een halfgeleider met een metaal. Soms bekend als hot carrier diode ”.

5.   Tunneldiode -

" Een halfgeleiderdiode die door de tunneling effectief een negatieve weerstand heeft ”.

6.   Varactor diode -

 "Een diode met veranderende interne capaciteit met de veranderingen van de sperspanning ”.

7.   Zener diode -

"Een speciaal type diode, ontworpen om de stroom achteruit te laten lopen wanneer een sperspanning wordt aangelegd ”.

Wat zijn de ideale diodes?

In een ideale diode, wanneer deze in voorwaartse voorspanning staat, begint de stroom vrij uit het apparaat te stromen. In een ideale, meestal zonder spanningsval bij voorwaartse voorspanning. Alle andere spanningsbronnen vallen over de circuitweerstanden. Wanneer in tegengestelde richting voorgespannen, is er in een ideale diode nul stroom en zal deze een oneindige weerstand hebben.

Wat zijn praktische diodes?

In een praktische diode laten sommige weerstanden toe dat de stroom vloeit als deze voorwaarts instelt. Vanwege de aanwezigheid van de weerstanden, wordt enig vermogen gedissipeerd wanneer de stroom door de voorwaartse voorspanning begint te stromen. Wanneer het in omgekeerde richting is voorgespannen, kan het vanwege de hoge weerstand geleiden.

Een diode is normaal gesproken een PN-overgang.

1. Het is een barrièrepotentieel. Om dit probleem op te lossen door een extra spanning aan te leggen op de pn-overgang, kan deze kunnen geleiden.
2. Dus de stroom gaat door de pn-overgang wanneer het barrièrepotentieel wordt weggelaten.
3. Het is met twee metalen geleiders die bekend staat als pn-overgang.
4. Het proces van het toepassen van externe spanning is kanaalvoorspanning.

Voorwaartse bias:

• Een batterij verbonden + ve-pool met p-kant van pn-junctiediode en vervolgens -ve-terminal met de n-kant.
• Als we een externe spanning toepassen die groter is dan de potentiële barrière, begint deze de stroom te geleiden
• De diode is verbonden met een gelijkspanningsbron (V)
• De spanning over de diode wordt de voorwaartse karakteristiek van de pn-junctiediode genoemd
• Er vloeit geen diodestroom totdat A is bereikt omdat de externe spanning V_f  wordt tegengewerkt door een ingebouwde spanning waarvan de waarde 0 is.
• De spanning neemt echter toe tot boven A en de diodestroom neemt snel af.
• Als de voorwaartse stroom extern achterwaarts is, snijdt deze de spanningsas af op een punt waar V_k kan worden bepaald

Omgekeerde bias:

• Als er spanning wordt aangelegd op de pn-junctiediodes, is de ve-klem verbonden met de p-type halfgeleider. Evenzo is de + ve-terminal verbonden met het n-type.
• Gaten van p-zijde worden aangetrokken naar de -ve-terminal. Terwijl de vrije elektronen van de n-kant worden aangetrokken naar + ve terminal.
• De tegengestelde voorspanning neemt in stappen toe en de diodestroom wordt waargenomen.
• Wanneer de omgekeerde bias V toeneemt_BR de tegenstroom van de diode neemt zeer kort toe.

Schakeleigenschappen van diodes:

In voorwaartse voorspanning wanneer een kleine spanning wordt aangelegd, geleidt de diode die de afgesneden spanning overschrijdt die bekend staat als aan-toestand.

In tegengestelde voorspanning staan ​​alleen kleine spanningsstroombronnen met een omgekeerde aangelegde spanning die lager is dan de doorslagwaarde bekend als uit-toestand

Bij het schakelen van de eigenschap van een diode wordt geschakeld van voorwaartse voorspanning aan-toestand naar omgekeerde voorspanning uit-toestand of vice versa.

Toepassingen van diodes

correctie:

Een diode fungeert meestal als een gelijkrichter, waardoor een wisselstroombron wordt afgevlakt tot een constante stroomvoorziening. Dit kan deze taak bereiken door de stroom in de ene richting te belemmeren en door de andere richting te gaan.

Lichtemissie:  

LED zorgt voor een veel efficiëntere lichtbron. De lampen zijn duurder dan hun tegenhangers met gloeilampen, deels omdat ze extra stuurschakelingen nodig hebben om met wisselstroom te werken.

Inductieve ladingsdissipatie:

In deze toepassing worden diodes gebruikt, wanneer een inductieve belasting wordt uitgeschakeld, moet de opgeslagen energie ergens heen. Zonder de juiste circuitbescherming kan de opgeslagen energie leiden tot spanningspieken die over de schakelaar kunnen vlambogen en mogelijk een transistor overbelasten.Deze configuratie zorgt ervoor dat de stroom kan dissiperen over de inductor en deze wordt teruggevoerd naar de voeding en beschermt het circuit.

Detectie en controle:

Halfgeleiders kunnen gemakkelijk elektrische ladingen genereren op basis van de optische effecten. Over het algemeen zijn deze apparaten zo verpakt dat ze licht blokkeren om onbedoelde elektrische activiteit te voorkomen. Fotodiodes zijn gebouwd om dit effect te optimaliseren. Deze fotodiodes worden vaak gebruikt in het infraroodspectrum, zoals in afstandsbedieningen voor consumenten.

Voor meer elektronica gerelateerd artikel klik hier

Soumali Bhattacharya

Hallo, ik ben Soumali Bhattacharya. Ik heb de master Elektronica gedaan.
Ik ben momenteel geïnvesteerd op het gebied van elektronica en communicatie.
Mijn artikelen zijn gericht op de belangrijkste gebieden van de kernelektronica in een zeer eenvoudige maar informatieve benadering.
Ik ben een levendige leerling en probeer mezelf op de hoogte te houden van de nieuwste technologieën op het gebied van elektronica.

Laten we verbinding maken via LinkedIn –