Կիսահաղորդչային սարքերօգտագործվել են ռադիոտեխնիկայում նույնիսկ մինչև վակուումային խողովակների գյուտը։ Ռադիոյի գյուտարար Ա.

Սա առաջինն էր կիսահաղորդչային դիոդ- դետեկտոր. Հետագայում ստեղծվեցին դետեկտորներ՝ օգտագործելով բնական և արհեստական ​​բյուրեղային կիսահաղորդիչներ (գալենա, ցինկիտ, խալկոպիրիտ և այլն)։

Նման դետեկտորը բաղկացած էր կիսահաղորդչային բյուրեղից, որը զոդված էր պահարանի բաժակի մեջ և պողպատե կամ վոլֆրամի զսպանակից՝ սրածայր ծայրով (նկ. 1): Բյուրեղի վրա ծայրի դիրքը հայտնաբերվել է փորձարարական եղանակով՝ հասնելով ռադիոկայանի հաղորդման ամենաբարձր ծավալին։

Բրինձ. 1. Կիսահաղորդչային դիոդ՝ դետեկտոր։

1922 թվականին Նիժնի Նովգորոդի ռադիոլաբորատորիայի աշխատակից Օ. Վ.

Սա իսկական սենսացիա էր, բայց գիտական ​​գիտելիքների բացակայությունը և անհրաժեշտ փորձարարական սարքավորումների բացակայությունն այն ժամանակ թույլ չտվեցին խորապես ուսումնասիրել կիսահաղորդիչում տեղի ունեցող գործընթացների էությունը և ստեղծել կիսահաղորդչային սարքեր, որոնք կարող են մրցակցել էլեկտրոնային խողովակի հետ:

Կիսահաղորդչային դիոդ

Կիսահաղորդչային դիոդներնշվում է խորհրդանիշով, որն ընդհանուր գծերով պահպանվել է առաջին ռադիոների ժամանակներից (նկ. 2.6):

Բրինձ. 2. Կիսահաղորդչային դիոդի նշանակում և կառուցվածք:

Այս խորհրդանիշի եռանկյունու վերին մասը ցույց է տալիս ամենամեծ հաղորդունակության ուղղությունը (եռանկյունը խորհրդանշում է դիոդի անոդը, իսկ կապարի գծերին ուղղահայաց կարճ գիծը նրա կաթոդն է)։

Նույն խորհրդանիշը նշանակում է կիսահաղորդչային ուղղիչներ, որոնք բաղկացած են, օրինակ, մի քանի դիոդներից, որոնք միացված են հաջորդաբար, զուգահեռ կամ խառը (ուղղիչ սյուներ և այլն):

Դիոդային կամուրջներ

Կամուրջների ուղղիչները հաճախ օգտագործվում են ռադիոսարքավորումների սնուցման համար: Նույն դիոդային միացման դիագրամի ուրվագիծը (քառակուսի, որի կողմերը ձևավորվում են դիոդային նշաններով) վաղուց դարձել է ընդհանուր ընդունված, հետևաբար, նման ուղղիչները նշանակելու համար սկսեց օգտագործվել պարզեցված խորհրդանիշ՝ քառակուսի մեկի խորհրդանիշով։ դիոդ ներսում (նկ. 3):

Բրինձ. 3. Դիոդային կամրջի նշանակում:

Կախված շտկված լարման արժեքից, կամրջի յուրաքանչյուր թեւ կարող է բաղկացած լինել մեկ, երկու կամ ավելի դիոդներից: Ուղղված լարման բևեռականությունը չի նշվում գծապատկերների վրա, քանի որ այն հստակորեն որոշվում է քառակուսու ներսում գտնվող դիոդի նշանով:

Կամուրջները կառուցվածքայինորեն համակցված են մեկ բնակարանում և պատկերված են առանձին՝ ցույց տալով, որ դրանք պատկանում են մեկ ապրանքի՝ դիրքային նշանակման մեջ: Դիոդների դիրքային նշանակման կողքին, ինչպես բոլոր մյուս կիսահաղորդչային սարքերը, սովորաբար նշվում է դրանց տեսակը:

Դիոդային նշանի հիման վրա կառուցվում են հատուկ հատկություններով կիսահաղորդչային դիոդների խորհրդանիշներ: Ցանկալի խորհրդանիշը ձեռք բերելու համար օգտագործվում են հատուկ նիշեր կամ բուն խորհրդանիշի վրա, կամ դրա անմիջական հարևանությամբ, և դրանցից մի քանիսի վրա ուշադրությունը կենտրոնացնելու համար հիմնական նշանը տեղադրվում է շրջանագծի մեջ՝ մարմնի խորհրդանիշ: կիսահաղորդչային սարքի.

Թունելի դիոդներ

Ուղիղ փակագիծ հիշեցնող նշանը նշանակում է թունելի դիոդների կաթոդը (նկ. 4ա): Դրանք պատրաստված են կիսահաղորդչային նյութերից՝ շատ բարձր անմաքրության պարունակությամբ, ինչի արդյունքում կիսահաղորդիչը վերածվում է կիսամետալի։ Ընթացիկ լարման բնութագրիչի անսովոր ձևի պատճառով (այն ունի բացասական դիմադրության հատված), թունելի դիոդներն օգտագործվում են էլեկտրական ազդանշաններ ուժեղացնելու և առաջացնելու համար և անջատիչ սարքերում: Այս դիոդների կարևոր առավելությունն այն է, որ դրանք կարող են աշխատել շատ բարձր հաճախականություններով:

Բրինձ. 4. Թունելի դիոդը և դրա նշանակումը:

Թունելային դիոդների մի տեսակ հակադարձ դիոդներ են, որոնցում pn հանգույցում ցածր լարման դեպքում հաղորդունակությունը հակառակ ուղղությամբ ավելի մեծ է, քան դեպի առաջ:

Նման դիոդները օգտագործվում են հակադարձ կապով: Հակադարձ դիոդի խորհրդանիշում կաթոդի գծիկը պատկերված է երկու գծիկներով, որոնք դիպչում են դրան իրենց միջինով (նկ. 4.6):

Zener դիոդներ

Կիսահաղորդչային zener դիոդները, որոնք նույնպես գործում են ընթացիկ-լարման բնութագրիչի հակառակ ճյուղի վրա, ուժեղ տեղ են գրավել սնուցման սարքերում, հատկապես ցածր լարման:

Սրանք հարթ սիլիցիումային դիոդներ են, որոնք արտադրված են հատուկ տեխնոլոգիայով: Երբ դրանք միացվում են հակառակ ուղղությամբ և որոշակի լարման դեպքում, հանգույցը «կոտրվում է», և հետագայում, չնայած հանգույցի միջոցով հոսանքի ավելացմանը, դրա վրա լարումը մնում է գրեթե անփոփոխ:

Բրինձ. 5. Zener դիոդը և դրա նշանակումը դիագրամների վրա:

Այս հատկության շնորհիվ zener դիոդները լայնորեն օգտագործվում են որպես անկախ կայունացնող տարրեր, ինչպես նաև տրանզիստորային կայունացուցիչներում հղման լարման աղբյուրներ:

Փոքր հղման լարումներ ստանալու համար զեներ դիոդները միացվում են դեպի առաջ, մեկ զեներ դիոդի կայունացման լարումը հավասար է 0,7... 0,8 Վ: Նույն արդյունքները ստացվում են, երբ սովորական սիլիկոնային դիոդները միացվում են առաջ ուղղությամբ: .

Ցածր լարումները կայունացնելու համար մշակվել և լայնորեն կիրառվում են հատուկ կիսահաղորդչային դիոդներ՝ ստաբիստորներ։ Նրանց տարբերությունը zener դիոդներից այն է, որ նրանք գործում են ընթացիկ-լարման բնութագրիչի ուղղակի ճյուղի վրա, այսինքն, երբ միացված են առաջ (հաղորդիչ) ուղղությամբ:

Դիագրամում զեներ դիոդը ցույց տալու համար հիմնական նշանի կաթոդային գծիկը լրացվում է դեպի անոդի նշանն ուղղված կարճ գծիկով (նկ. 5ա): Հարկ է նշել, որ ինսուլտի գտնվելու վայրը անոդի նշանի նկատմամբ պետք է անփոփոխ լինի՝ անկախ գծապատկերի վրա zener diode նշանի դիրքից:

Սա լիովին վերաբերում է երկանոդային (երկկողմանի) զեներ դիոդի խորհրդանիշին (նկ. 5.6), որը կարող է միացված լինել էլեկտրական շղթային ցանկացած ուղղությամբ (իրականում սրանք երկու նույնական զեներ դիոդներ են, որոնք միացված են մեջքի մեջ) .

Varicaps

Էլեկտրոն-անցք հանգույցը, որի վրա կիրառվում է հակադարձ լարում, ունի կոնդենսատորի հատկություններ: Այս դեպքում դիէլեկտրիկի դերը խաղում է բուն pn հանգույցը, որում քիչ ազատ լիցքակիրներ կան, իսկ թիթեղների դերը խաղում են կիսահաղորդչի հարակից շերտերը՝ տարբեր նշանների էլեկտրական լիցքերով՝ էլեկտրոններ և անցքեր. Փոխելով pn հանգույցի վրա կիրառվող լարումը, կարող եք փոխել դրա հաստությունը և, հետևաբար, կիսահաղորդչի շերտերի միջև հզորությունը:

Բրինձ. 6. Վարիկապներ և դրանց նշանակումը սխեմաների վրա:

Այս երևույթն օգտագործվում է հատուկ կիսահաղորդչային սարքերում. վարիկապահ[անգլերեն բառերից տարբեր(կարող) - փոփոխական և գլխարկ(acitor) - կոնդենսատոր]: Varicaps-ը լայնորեն օգտագործվում է տատանողական սխեմաների թյունինգի համար, հաճախականության ավտոմատ կառավարման սարքերում, ինչպես նաև որպես հաճախականության մոդուլատորներ տարբեր գեներատորներում:

Varicap-ի պայմանական գրաֆիկական նշանակումը (տես նկ. 6, ա) հստակ արտացոլում է դրանց էությունը. ներքևի զուգահեռ գծերը ընկալվում են որպես կոնդենսատորի խորհրդանիշ: Kick և փոփոխական կոնդենսատորներ, վարիկապները հաճախ պատրաստվում են բլոկների տեսքով (դրանք կոչվում են մատրիցներ) ընդհանուր կաթոդով և առանձին անոդներով։ Օրինակ Նկ. 6.6-ը ցույց է տալիս երկու վարիկապների մատրիցայի նշանակումը, և Նկ. 6,c - երեքից:

Տրիստորներ

Դիոդի հիմնական խորհրդանիշի հիման վրա պայմանական թրիստորային նշանակումներ(հունարենից Թիրա- դուռ և անգլերեն (resi) խանութ- ռեզիստոր): Սրանք դիոդներ են, որոնք սիլիցիումի փոփոխական շերտեր են էլեկտրական հաղորդունակությամբ p և p տեսակներով: Տրիստորում կա չորս այդպիսի շերտ, այսինքն՝ այն ունի երեք pn հանգույց (pppp կառուցվածք):

Տրիստորներլայն կիրառություն են գտել տարբեր փոփոխական լարման կարգավորիչներում, հանգստացնող գեներատորներում, անջատիչ սարքերում և այլն:

Բրինձ. 7. Տիրիստորը և դրա նշանակումը սխեմաների վրա:

Կառուցվածքի միայն արտաքին շերտերից կապարներով թրիստորները կոչվում են dynistorimn և նշանակվում են դիոդային նշանով, որը հատվում է կաթոդի գծին զուգահեռ գծի հատվածով (Նկար 7, ա): Նույն տեխնիկան օգտագործվել է սիմետրիկ դինիստորի նշանակման կառուցման ժամանակ (նկ. 7, բ), երկու ուղղություններով հոսանք անցկացնելիս (միացումից հետո):

Լրացուցիչ (երրորդ) ելքով թրիստորները (կառույցի ներքին շերտերից մեկից) կոչվում են թրիստորներ։ Այս սարքերի նշանակման մեջ կաթոդի երկայնքով հսկողությունը ցուցադրվում է կաթոդի խորհրդանիշին կցված կոտրված գծով (նկ. 7, գ), անոդի երկայնքով՝ անոդը խորհրդանշող եռանկյունու կողմերից մեկը երկարացնող գծով (Նկար 7, գ). 7, դ).

Սիմետրիկ (երկուղղորդ) տրիիստորի խորհրդանիշը ստացվում է սիմետրիկ դինիստորի խորհրդանիշից՝ ավելացնելով երրորդ տերմինալը (նկ. 7, (5):

Ֆոտոդիոդներ

Հիմնական մասը ֆոտոդիոդմի հանգույց է, որը գործում է հակառակ կողմնակալության պայմաններում: Նրա մարմինն ունի պատուհան, որով լուսավորվում է կիսահաղորդչային բյուրեղը։ Լույսի բացակայության դեպքում pn հանգույցի միջոցով հոսանքը շատ փոքր է. այն չի գերազանցում սովորական դիոդի հակառակ հոսանքը:

Բրինձ. 8. Ֆոտոդիոդներ և դրանց ներկայացումը դիագրամների վրա:

Երբ բյուրեղը լուսավորված է, հանգույցի հակադարձ դիմադրությունը կտրուկ նվազում է, և դրա միջով հոսանքը մեծանում է: Նման կիսահաղորդչային դիոդը գծապատկերում ցույց տալու համար դիոդի հիմնական նշանը դրվում է շրջանագծի մեջ, իսկ կողքին (վերևի ձախ, անկախ նշանի դիրքից) պատկերված է ֆոտոէլեկտրական էֆեկտի նշանը՝ երկու թեք զուգահեռ։ սլաքներն ուղղված դեպի խորհրդանիշը (նկ. 8ա):

Նմանապես, դժվար չէ խորհրդանիշ կառուցել ցանկացած այլ կիսահաղորդչային սարքի համար, որը փոխում է իր հատկությունները օպտիկական ճառագայթման ազդեցության տակ: Որպես օրինակ Նկ. 8.6-ը ցույց է տալիս ֆոտոդինիստորի նշանակումը:

LED-ներ և LED ցուցիչներ

Կիսահաղորդչային դիոդները, որոնք լույս են արձակում, երբ հոսանքն անցնում է pn հանգույցով, կոչվում են LED: Նման դիոդները միացված են առաջի ուղղությամբ: LED-ի պայմանական գրաֆիկական խորհրդանիշը նման է ֆոտոդիոդի խորհրդանիշին և տարբերվում է նրանով, որ օպտիկական ճառագայթումը ցույց տվող սլաքները տեղադրված են շրջանագծի աջ կողմում և ուղղված են հակառակ ուղղությամբ (նկ. 9):

Բրինձ. 9. LED-ները և դրանց ներկայացումը գծապատկերների վրա:

Ցածր լարման սարքավորումներում թվեր, տառեր և այլ նիշեր ցուցադրելու համար հաճախ օգտագործվում են LED նիշերի ցուցիչներ, որոնք որոշակի ձևով դասավորված և թափանցիկ պլաստիկով լցված լույս արձակող բյուրեղների հավաքածու են:

ESKD ստանդարտները նման ապրանքների համար խորհրդանիշներ չեն տրամադրում, բայց գործնականում հաճախ օգտագործում են Նկ. 10 (յոթ հատվածի ցուցիչի խորհրդանիշ թվերը և ստորակետը ցուցադրելու համար):

Բրինձ. 10. LED հատվածի ցուցիչների նշանակում:

Ինչպես տեսնում եք, նման գրաֆիկական նշումը հստակ արտացոլում է ցուցիչում լույս արձակող տարրերի (հատվածների) իրական գտնվելու վայրը, չնայած դա առանց թերության չէ. էլեկտրական միացումում (ցուցանիշները արտադրվում են ինչպես բոլոր հատվածների համար ընդհանուր անոդային տերմինալով, այնպես էլ ընդհանուր կաթոդային տերմինալով):

Այնուամենայնիվ, դա սովորաբար առանձնահատուկ դժվարություններ չի առաջացնում, քանի որ ցուցիչի (ինչպես նաև միկրոսխեմաների) ընդհանուր ելքի միացումը նշված է դիագրամում:

Optocouplers

Լույս արտանետող բյուրեղները լայնորեն օգտագործվում են օպտոկապլերների մեջ՝ հատուկ սարքեր, որոնք օգտագործվում են էլեկտրոնային սարքերի առանձին մասերը միացնելու համար այն դեպքերում, երբ անհրաժեշտ է դրանց գալվանական մեկուսացումը: Դիագրամներում օպտոկապլերները պատկերված են, ինչպես ցույց է տրված Նկ. տասնմեկ.

Լույսի արտանետիչի (LED) օպտիկական կապը ֆոտոդետեկտորի հետ ցուցադրվում է երկու զուգահեռ սլաքներով, որոնք ուղղահայաց են օպտոկոուլլերի առաջատար գծերին: Ֆոտոդետեկտորը օպտոկապլերի մեջ կարող է լինել ոչ միայն ֆոտոդիոդ (նկ. 11, ա), այլ նաև ֆոտոդիմադրություն (նկ. 11,6), ֆոտոդինիստոր (նկ. 11, գ) և այլն: Սիմվոլների փոխադարձ կողմնորոշումը: էմիտերը և ֆոտոդետեկտորը կարգավորված չեն:

Բրինձ. 11. Optocouplers (optocouplers) նշանակումը.

Անհրաժեշտության դեպքում, օպտոկցավորիչի բաղադրիչները կարող են պատկերվել առանձին, սակայն այս դեպքում օպտիկական միացման նշանը պետք է փոխարինվի օպտիկական ճառագայթման և ֆոտոէլեկտրական էֆեկտի նշաններով, իսկ մասերի պատկանելությունը օպտիկազուգորդին պետք է ցուցադրվի դիրքում: նշանակումը (նկ. 11, դ):

Գրականություն՝ Վ.Վ. Ֆրոլով, ռադիո շղթաների լեզու, Մոսկվա, 1998:

Ռադիոտեխնիկայի հենց սկզբում առաջին ակտիվ տարրը վակուումային խողովակն էր: Բայց արդեն անցյալ դարի քսանականներին ռադիոսիրողների կողմից կրկնվելու համար հասանելի առաջին սարքերը հայտնվեցին և շատ տարածված դարձան: Սրանք դետեկտորային ընդունիչներ են: Ավելին, դրանք արտադրվում էին արդյունաբերական մասշտաբով, էժան էին և ընդունում էին երկու կամ երեք հայրենական ռադիոկայաններ, որոնք աշխատում էին միջին և երկար ալիքների տիրույթներում:

Հենց դետեկտորային ընդունիչներում առաջին անգամ կիրառվեց ամենապարզ կիսահաղորդչային սարքը, որը սկզբում կոչվում էր դետեկտոր և միայն ավելի ուշ ստացավ իր ժամանակակից անվանումը՝ դիոդ։

Դիոդը մի սարք է, որը բաղկացած է կիսահաղորդչի միայն երկու շերտից: Սա «p» շերտ է` դրական, իսկ շերտ «n»` բացասական: Երկու կիսահաղորդչային շերտերի սահմանին « p-n” անցում. Անոդը «p» շրջանն է, իսկ կաթոդը՝ «n» շրջանը։ Ցանկացած դիոդ ունակ է հոսանք անցկացնել միայն անոդից դեպի կաթոդ: Սխեմատիկ դիագրամների վրա այն նշված է հետևյալ կերպ.

Ինչպե՞ս է աշխատում կիսահաղորդչային դիոդը:

«n» տիպի կիսահաղորդիչների մեջ կան ազատ էլեկտրոններ, մինուս նշանով մասնիկներ, իսկ «p» տիպի կիսահաղորդչում կան դրական լիցք ունեցող իոններ, դրանք սովորաբար կոչվում են «անցքեր»։ Եկեք միացնենք դիոդը հոսանքի աղբյուրին հակառակ միացումով, այսինքն՝ անոդին մինուս կկիրառենք, իսկ կաթոդին՝ պլյուս։ Ներգրավումը տեղի է ունենում տարբեր բևեռականությունների լիցքերի միջև և դրական լիցքավորված իոնները քաշվում են դեպի մինուս, իսկ բացասական էլեկտրոնները շարժվում են դեպի էներգիայի աղբյուրի գումարածը: «P-n» հանգույցում չկան լիցքակիրներ և չկան էլեկտրոնների շարժում: Էլեկտրոնների շարժում չկա՝ էլեկտրական հոսանք չկա: Դիոդը փակ է:

Երբ դիոդը ուղղակիորեն միացված է, տեղի է ունենում հակառակ գործընթացը: Միաբևեռ լիցքերի ետ մղման արդյունքում բոլոր կրիչները խմբավորվում են երկու կիսահաղորդչային կառույցների միջև անցումային գոտում։ Մասնիկների միջև առաջանում է էլեկտրական անցումային դաշտ և էլեկտրոնների և անցքերի վերահամակցում։ Էլեկտրական հոսանքը սկսում է հոսել p-n հանգույցով: Գործընթացն ինքնին կոչվում է «էլեկտրոն-անցք անցում»: Այս դեպքում դիոդը բաց է:

Միանգամայն բնական հարց է առաջանում՝ ինչպես կարելի է տարբեր հատկություններով կառուցվածքներ ստանալ մեկ կիսահաղորդչային նյութից, այսինքն՝ «n» տիպի կիսահաղորդչից և «p» տիպի կիսահաղորդիչից։ Դրան կարելի է հասնել էլեկտրաքիմիական պրոցեսի միջոցով, որը կոչվում է դոպինգ, այսինքն՝ կիսահաղորդչի մեջ ներմուծելով այլ մետաղների կեղտեր, որոնք ապահովում են հաղորդունակության ցանկալի տեսակը: Էլեկտրոնիկայի մեջ հիմնականում օգտագործվում են երեք կիսահաղորդիչներ. Սա գերմանիում (Ge), սիլիցիում (Si)Եվ գալիումի արսենիդ (GaAs). Սիլիցիումը, իհարկե, առավել տարածված է, քանի որ նրա պաշարները երկրի ընդերքում իսկապես հսկայական են, ուստի սիլիցիումի վրա հիմնված կիսահաղորդչային սարքերի արժեքը շատ ցածր է:

Սիլիցիումի հալվածքին չնչին քանակությամբ մկնդեղ ավելացնելիս ( Ինչպես) մենք ստանում ենք կիսահաղորդիչ» nտեսակ և դոպինգ սիլիցիում հազվագյուտ հողային տարրի ինդիումով ( Մեջ), մենք ստանում ենք կիսահաղորդիչ» էջ" տիպ. Դոպինգի կիսահաղորդչային նյութերի համար շատ հավելումներ կան։ Օրինակ, ոսկու ատոմների ներմուծումը կիսահաղորդչի կառուցվածքում մեծացնում է դիոդների, տրանզիստորների և ինտեգրալ սխեմաների աշխատանքը, իսկ գալիումի արսենիդի բյուրեղի մեջ փոքր քանակությամբ տարբեր կեղտերի ավելացումը որոշում է LED-ի գույնը:

Դիոդների տեսակները և դրանց շրջանակը:

Կիսահաղորդչային դիոդների ընտանիքը շատ մեծ է: Արտաքնապես դրանք շատ նման են, բացառությամբ որոշ խմբերի, որոնք տարբերվում են կառուցվածքով և մի շարք պարամետրերով։ Կիսահաղորդչային դիոդների ամենատարածված փոփոխություններն են.

Հարկ է նաև նշել, որ դիոդի յուրաքանչյուր տեսակ ունի ենթախմբեր: Օրինակ, ուղղիչ սարքերի շարքում կան նաև գերարագ դիոդներ: Կարող է կոչվել որպես Ուլտրա-արագ ուղղիչ , HyperFast ուղղիչ եւ այլն։ Օրինակ - Ուլտրաարագ ցածր բաց թողնվող դիոդ STTH6003TV/CW(անալոգային VS-60CPH03) Սա բարձր մասնագիտացված դիոդ է, որն օգտագործվում է, օրինակ, ինվերտերի տիպի եռակցման մեքենաներում։ Schottky դիոդները արագ են, բայց չեն կարող դիմակայել բարձր հակադարձ լարման, ուստի դրա փոխարեն օգտագործվում են ծայրահեղ արագ ուղղիչ դիոդներ, որոնք կարող են դիմակայել բարձր հակադարձ լարման և հսկայական առաջընթաց հոսանքների: Ավելին, դրանց կատարումը համեմատելի է Schottky դիոդների հետ:

Կիսահաղորդչային դիոդների պարամետրերը.

Կիսահաղորդչային դիոդներն ունեն բազմաթիվ պարամետրեր և դրանք որոշվում են որոշակի սարքում կատարվող գործառույթով: Օրինակ, միկրոալիքային տատանումներ առաջացնող դիոդներում շատ կարևոր պարամետր է գործառնական հաճախականությունը, ինչպես նաև անջատման հաճախականությունը, որի դեպքում արտադրությունը ձախողվում է: Բայց ուղղիչ դիոդների համար այս պարամետրը բացարձակապես կարևոր չէ:

Միացման և անջատման դիոդներում կարևոր է միացման արագությունը և վերականգնման ժամանակը, այսինքն՝ լրիվ բացման և լրիվ փակման արագությունը: Բարձր հզորության դիոդներում էներգիայի սպառումը կարևոր է: Դա անելու համար դրանք տեղադրվում են հատուկ ռադիատորների վրա: Բայց ցածր հոսանքի սարքերում աշխատող դիոդները ռադիատորների կարիք չունեն:

Բայց կան պարամետրեր, որոնք կարևոր են համարվում բոլոր տեսակի դիոդների համար, մենք թվարկում ենք դրանք.

Ու պող. - թույլատրելի լարումը դիոդի վրա, երբ հոսանքը հոսում է դրա միջով դեպի առաջ ուղղությամբ: Դուք չպետք է գերազանցեք այս լարումը, քանի որ դա կհանգեցնի դրա վնասմանը:

U arr. - թույլատրելի լարումը դիոդի վրա փակ վիճակում: Այն նաև կոչվում է խզման լարում: Փակ վիճակում, երբ p-n հանգույցով հոսանք չի անցնում, տերմինալներում առաջանում է հակադարձ լարում։ Եթե ​​այն գերազանցի թույլատրելի արժեքը, դա կհանգեցնի pn հանգույցի ֆիզիկական «խաթարման»: Արդյունքում դիոդը կվերածվի սովորական հաղորդիչի (այրվի):

Schottky դիոդները շատ զգայուն են ավելորդ հակադարձ լարման նկատմամբ, որը շատ հաճախ ձախողվում է այդ պատճառով: Սովորական դիոդները, օրինակ, սիլիկոնային ուղղիչները, ավելի դիմացկուն են հակադարձ լարման ավելցուկին: Երբ այն փոքր-ինչ գերազանցում է, անցնում են ռեժիմի շրջելի անսարքություն. Եթե ​​դիոդային բյուրեղը ժամանակ չունի գերտաքանալու համար՝ ավելորդ ջերմության առաջացման պատճառով, ապա արտադրանքը կարող է երկար ժամանակ աշխատել:

Ես պող. - դիոդի առաջընթաց հոսանք. Սա շատ կարևոր պարամետր է, որը պետք է հաշվի առնել դիոդները անալոգներով փոխարինելիս կամ տնական սարքեր նախագծելիս: Առաջադիմական հոսանքի մեծությունը տարբեր փոփոխությունների համար կարող է հասնել տասնյակ և հարյուրավոր ամպերի: Ջերմությունը հեռացնելու համար ռադիատորի վրա տեղադրվում են հատկապես հզոր դիոդներ, որոնք առաջանում են հոսանքի ջերմային ազդեցության շնորհիվ։ Ուղղակի միացման P-N հանգույցը նույնպես ցածր դիմադրություն ունի: Փոքր գործառնական հոսանքների դեպքում դրա ազդեցությունը նկատելի չէ, բայց մի քանիից մինչև տասնյակ ամպերի հոսանքների դեպքում դիոդի բյուրեղը նկատելիորեն տաքանում է: Օրինակ, ինվերտորային եռակցման մեքենայի մեջ ուղղիչ դիոդային կամուրջը պետք է տեղադրվի ռադիատորի վրա:

ես եմ. - դիոդի հակադարձ հոսանք: Հակադարձ հոսանքը այսպես կոչված փոքրամասնության կրիչի հոսանքն է: Այն ձևավորվում է, երբ դիոդը փակ է: Հակադարձ հոսանքի քանակը շատ փոքր է, և դեպքերի ճնշող մեծամասնությունում այն ​​հաշվի չի առնվում։

U կայուն – կայունացման լարում (զեներ դիոդների համար): Այս պարամետրի մասին ավելին կարդացեք zener diode-ի մասին հոդվածում:

Բացի այդ, պետք է նկատի ունենալ, որ տեխնիկական գրականության մեջ նշված բոլոր պարամետրերը տպագրված են « առավելագույնը« Այստեղ նշված է այս պարամետրի առավելագույն թույլատրելի արժեքը: Հետեւաբար, ձեր դիզայնի համար դիոդի տեսակը ընտրելիս պետք է հաշվել առավելագույն թույլատրելի արժեքներին:

Դիոդը կիսահաղորդչային հիմքի վրա նախագծված սարքերի տեսակներից մեկն է: Այն ունի մեկ p-n հանգույց, ինչպես նաև անոդ և կաթոդային տերմինալներ։ Շատ դեպքերում այն ​​նախատեսված է մուտքային էլեկտրական ազդանշաններով մոդուլյացիայի, ուղղման, փոխակերպման և այլ գործողությունների համար:

Գործողության սկզբունքը.

1. Էլեկտրականությունգործում է կաթոդի վրա, ջեռուցիչը սկսում է փայլել, իսկ էլեկտրոդը սկսում է էլեկտրոններ արձակել:
2. Երկու էլեկտրոդների միջևառաջանում է էլեկտրական դաշտ.
3. Եթե ​​անոդը դրական ներուժ ունի, այնուհետև այն սկսում է էլեկտրոններ ներգրավել դեպի իրեն, և ստացված դաշտը կատալիզատոր է այս գործընթացի համար։ Այս դեպքում առաջանում է արտանետման հոսանք:
4. Էլեկտրոդների միջևառաջանում է բացասական տարածական լիցք, որը կարող է խանգարել էլեկտրոնների շարժմանը։ Դա տեղի է ունենում, եթե անոդի ներուժը չափազանց թույլ է: Այս դեպքում էլեկտրոնների մի մասը չի կարողանում հաղթահարել բացասական լիցքի ազդեցությունը, և նրանք սկսում են շարժվել հակառակ ուղղությամբ՝ նորից վերադառնալով կաթոդ։
5. Բոլոր էլեկտրոնները, որը հասել է անոդին և չի վերադարձել կաթոդ, որոշել կաթոդի հոսանքի պարամետրերը։ Հետեւաբար, այս ցուցանիշը ուղղակիորեն կախված է դրական անոդային ներուժից:
6. Բոլոր էլեկտրոնների հոսքը, որոնք կարողացել են հասնել անոդին, կոչվում է անոդային հոսանք, որի ցուցիչները դիոդում միշտ համապատասխանում են կաթոդի հոսանքի պարամետրերին։ Երբեմն երկու ցուցանիշները կարող են զրո լինել, դա տեղի է ունենում այն ​​իրավիճակներում, երբ անոդը բացասական լիցք ունի: Այս դեպքում էլեկտրոդների միջև առաջացող դաշտը ոչ թե արագացնում է մասնիկները, այլ, ընդհակառակը, դանդաղեցնում է դրանք և վերադարձնում կաթոդ։ Դիոդն այս դեպքում մնում է կողպված վիճակում, ինչը հանգեցնում է բաց միացման:

Սարք

Ստորև բերված է դիոդի կառուցվածքի մանրամասն նկարագրությունը, այս տեղեկատվության ուսումնասիրությունը անհրաժեշտ է այս տարրերի շահագործման սկզբունքները հետագա հասկանալու համար.

1. Շրջանակվակուումային գլան է, որը կարող է պատրաստվել ապակուց, մետաղից կամ ամուր կերամիկական տարատեսակ նյութերից:
2. Մխոցի ներսումկա 2 էլեկտրոդ։ Առաջինը տաքացվող կաթոդն է, որը նախատեսված է ապահովելու էլեկտրոնների արտանետման գործընթացը։ Դիզայնի մեջ ամենապարզ կաթոդը փոքր տրամագծով թելն է, որը տաքանում է շահագործման ընթացքում, սակայն այսօր ավելի տարածված են անուղղակի տաքացվող էլեկտրոդները։ Դրանք մետաղից պատրաստված բալոններ են և ունեն հատուկ ակտիվ շերտ, որը կարող է էլեկտրոններ արձակել։
3. Կաթոդի ներսում անուղղակի ջերմությունԿա կոնկրետ տարր՝ մետաղալար, որը փայլում է էլեկտրական հոսանքի ազդեցության տակ, այն կոչվում է ջեռուցիչ։
4. Երկրորդ էլեկտրոդանոդն է, անհրաժեշտ է ընդունել այն էլեկտրոնները, որոնք ազատվել են կաթոդից։ Դա անելու համար այն պետք է ունենա պոտենցիալ, որը դրական է երկրորդ էլեկտրոդի համեմատ: Շատ դեպքերում անոդը նույնպես գլանաձեւ է:
5. Երկու էլեկտրոդներըվակուումային սարքերը լիովին նույնական են կիսահաղորդչային տարատեսակ տարրերի թողարկիչին և հիմքին:
6. Դիոդային բյուրեղ պատրաստելու համարԱռավել հաճախ օգտագործվում է սիլիցիում կամ գերմանիում: Նրա մասերից մեկը p տիպի էլեկտրահաղորդիչ է և ունի էլեկտրոնների պակաս, որը ձևավորվում է արհեստական ​​մեթոդով։ Բյուրեղի հակառակ կողմը նույնպես ունի հաղորդունակություն, սակայն այն n-տիպի է և ունի էլեկտրոնների ավելցուկ։ Երկու շրջանների միջև կա սահման, որը կոչվում է p-n հանգույց:

Ներքին կառուցվածքի նման առանձնահատկությունները դիոդներին տալիս են իրենց հիմնական հատկությունը՝ միայն մեկ ուղղությամբ էլեկտրական հոսանք անցկացնելու ունակություն:

Նպատակը

Ստորև բերված են դիոդների կիրառման հիմնական ոլորտները, որոնցից պարզ է դառնում դրանց հիմնական նպատակը.

1. Դիոդային կամուրջներիրար միացված են 4, 6 կամ 12 դիոդներ, դրանց թիվը կախված է շղթայի տեսակից, որը կարող է լինել միաֆազ, եռաֆազ կիսակամուրջ կամ եռաֆազ լրիվ կամուրջ։ Նրանք կատարում են ուղղիչի գործառույթներ. այս տարբերակը առավել հաճախ օգտագործվում է ավտոմոբիլային գեներատորներում, քանի որ նման կամուրջների ներդրումը, ինչպես նաև դրանց հետ խոզանակ հավաքող միավորների օգտագործումը հնարավորություն է տվել զգալիորեն նվազեցնել այս սարքի չափերը և բարձրացնել դրա հուսալիությունը. Եթե ​​միացումը կատարվում է հաջորդաբար և մեկ ուղղությամբ, դա մեծացնում է նվազագույն լարումը, որն անհրաժեշտ է ամբողջ դիոդային կամուրջը բացելու համար:
2. Դիոդային դետեկտորներստացվում են այս սարքերը կոնդենսատորների հետ համատեղելով։ Սա անհրաժեշտ է, որպեսզի հնարավոր լինի մեկուսացնել ցածր հաճախականության մոդուլյացիան տարբեր մոդուլացված ազդանշաններից, ներառյալ ռադիոազդանշանի ամպլիտուդային մոդուլացված բազմազանությունը: Նման դետեկտորները շատ կենցաղային տեխնիկայի դիզայնի մի մասն են, ինչպիսիք են հեռուստացույցները կամ ռադիոները:
3. Սպառողների պաշտպանությունը սխալ բևեռականությունից, երբ միացնում են շղթայի մուտքերը տեղի ունեցող գերբեռնումներից կամ անջատիչներից էլեկտրաշարժիչ ուժի խզումից, որը տեղի է ունենում ինքնահոսքի ժամանակ, որը տեղի է ունենում, երբ ինդուկտիվ բեռն անջատված է: Առաջացող ծանրաբեռնվածություններից սխեմաների անվտանգությունն ապահովելու համար օգտագործվում է շղթա, որը բաղկացած է մի քանի դիոդներից, որոնք միացված են մատակարարման ավտոբուսներին հակառակ ուղղությամբ: Այս դեպքում մուտքը, որին պաշտպանված է պաշտպանությունը, պետք է միացված լինի այս շղթայի կեսին: Շղթայի նորմալ շահագործման ընթացքում բոլոր դիոդները փակ վիճակում են, բայց եթե նրանք հայտնաբերել են, որ մուտքային ներուժը դուրս է եկել թույլատրելի լարման սահմաններից, պաշտպանիչ տարրերից մեկն ակտիվանում է: Դրա շնորհիվ այս թույլատրելի պոտենցիալը սահմանափակվում է թույլատրելի մատակարարման լարման շրջանակներում՝ պաշտպանիչ սարքի վրա լարման ուղղակի անկման հետ միասին:
4. Անջատիչներ, որոնք ստեղծվել են դիոդների հիման վրա, օգտագործվում են բարձր հաճախականություններով ազդանշաններ փոխելու համար։ Նման համակարգը վերահսկվում է ուղղակի էլեկտրական հոսանքի, բարձր հաճախականության տարանջատման և կառավարման ազդանշանի մատակարարման միջոցով, որը տեղի է ունենում ինդուկտիվության և կոնդենսատորների շնորհիվ:
5. Դիոդային կայծային պաշտպանության ստեղծում. Օգտագործվում են շունտ-դիոդային պատնեշներ, որոնք ապահովում են անվտանգություն՝ սահմանափակելով լարումը համապատասխան էլեկտրական շղթայում։ Դրանց հետ համատեղ օգտագործվում են հոսանք սահմանափակող ռեզիստորներ, որոնք անհրաժեշտ են ցանցով անցնող էլեկտրական հոսանքը սահմանափակելու և պաշտպանվածության աստիճանը բարձրացնելու համար։

Այսօր էլեկտրոնիկայի մեջ դիոդների օգտագործումը շատ տարածված է, քանի որ գործնականում ոչ մի ժամանակակից էլեկտրոնային սարքավորում չի կարող անել առանց այդ տարրերի:

Ուղղակի դիոդային միացում

Դիոդի p-n հանգույցը կարող է ազդել արտաքին աղբյուրներից մատակարարվող լարման վրա: Ցուցանիշները, ինչպիսիք են մեծությունը և բևեռականությունը, կազդեն նրա վարքի և դրա միջոցով անցկացվող էլեկտրական հոսանքի վրա:

Ստորև մենք մանրամասնորեն դիտարկում ենք այն տարբերակը, որի դեպքում դրական բևեռը միացված է p-տիպի շրջանին, իսկ բացասական բևեռը` n-ի: Այս դեպքում ուղղակի անցումը տեղի կունենա.

1. Լարման տակարտաքին աղբյուրից p-n հանգույցում կստեղծվի էլեկտրական դաշտ, որի ուղղությունը հակառակ կլինի ներքին դիֆուզիոն դաշտին։
2. Դաշտային լարումըզգալիորեն կնվազի, ինչը կառաջացնի պատնեշի շերտի կտրուկ նեղացում։
3. Այս գործընթացների ազդեցության տակզգալի թվով էլեկտրոններ կկարողանան ազատորեն տեղաշարժվել p-տարածաշրջանից դեպի n-տարածաշրջան, ինչպես նաև հակառակ ուղղությամբ։
4. Դրեյֆ ընթացիկ ցուցիչներըայս գործընթացի ընթացքում մնում են նույնը, քանի որ դրանք ուղղակիորեն կախված են միայն pn հանգույցի տարածքում գտնվող փոքրամասնության լիցքավորված կրիչների քանակից:
5. Էլեկտրոններունեն դիֆուզիայի բարձր մակարդակ, ինչը հանգեցնում է փոքրամասնության կրիչների ներարկմանը: Այսինքն, n-տարածքում կնկատվի անցքերի քանակի ավելացում, իսկ p-ռեգիոնում կարձանագրվի էլեկտրոնների կոնցենտրացիայի ավելացում։
6. Հավասարակշռության բացակայություն և փոքրամասնությունների կրողների քանակի ավելացումստիպում է նրանց խորանալ կիսահաղորդչի մեջ և խառնվել նրա կառուցվածքի հետ, ինչը, ի վերջո, հանգեցնում է նրա էլեկտրական չեզոքության հատկությունների ոչնչացմանը:
7. ԿիսահաղորդիչՄիևնույն ժամանակ, այն ի վիճակի է վերականգնել իր չեզոք վիճակը, դա տեղի է ունենում միացված արտաքին աղբյուրից գանձումների ստացման պատճառով, ինչը նպաստում է արտաքին էլեկտրական միացումում ուղղակի հոսանքի առաջացմանը:

Դիոդային հակադարձ միացում

Այժմ մենք կքննարկենք միացման մեկ այլ եղանակ, որի ընթացքում փոխվում է արտաքին աղբյուրի բևեռականությունը, որից փոխանցվում է լարումը.

1. Ուղղակի կապից հիմնական տարբերությունն այն էոր ստեղծված էլեկտրական դաշտը կունենա այնպիսի ուղղություն, որը լիովին համընկնում է ներքին դիֆուզիոն դաշտի ուղղության հետ։ Համապատասխանաբար, արգելապատնեշը այլեւս չի նեղանա, այլ ընդհակառակը կընդլայնվի։
2. Դաշտ, որը գտնվում է pn հանգույցում, արագացնող ազդեցություն կունենա մի շարք փոքրամասնությունների լիցքակիրների վրա, այդ իսկ պատճառով դրեյֆ հոսանքի ցուցանիշները կմնան անփոփոխ: Այն կորոշի ստացված հոսանքի պարամետրերը, որն անցնում է pn հանգույցով:
3. Քանի որ դուք աճում եք հակադարձ լարում, հանգույցով հոսող էլեկտրական հոսանքը ձգտելու է հասնել առավելագույն արժեքների։ Այն ունի հատուկ անվանում՝ հագեցվածության հոսանք։
4. Էքսպոնենցիալ օրենքի համաձայն, ջերմաստիճանի աստիճանական բարձրացմամբ կբարձրանան նաեւ հագեցվածության հոսանքի ցուցանիշները։

Առաջ և հետադարձ լարում

Դիոդի վրա ազդող լարումը բաժանվում է երկու չափանիշների համաձայն.

1. Առաջադիմական լարում- սա այն ժամանակ է, երբ դիոդը բացվում է, և ուղիղ հոսանքը սկսում է անցնել դրա միջով, մինչդեռ սարքի դիմադրությունը չափազանց ցածր է:
2. Հակադարձ լարում- սա այն մեկն է, որն ունի հակադարձ բևեռականություն և ապահովում է, որ դիոդը փակվի դրա միջով անցնող հակադարձ հոսանքով: Միեւնույն ժամանակ, սարքի դիմադրության ցուցանիշները սկսում են կտրուկ եւ զգալիորեն աճել:

Pn հանգույցի դիմադրությունը անընդհատ փոփոխվող ցուցիչ է, որը հիմնականում ազդում է ուղիղ լարման վրա, որը կիրառվում է անմիջապես դիոդի վրա: Եթե ​​լարումը մեծանում է, ապա միացման դիմադրությունը համամասնորեն կնվազի:

Սա հանգեցնում է դիոդով անցնող առաջընթաց հոսանքի պարամետրերի ավելացմանը: Երբ այս սարքը փակ է, գործնականում ամբողջ լարումը կիրառվում է դրա վրա, այդ իսկ պատճառով դիոդով անցնող հակադարձ հոսանքը աննշան է, և անցումային դիմադրությունը հասնում է առավելագույն պարամետրերի:

Դիոդի աշխատանքը և դրա ընթացիկ-լարման բնութագրերը

Այս սարքերի ընթացիկ-լարման բնութագրիչը հասկացվում է որպես կոր գիծ, ​​որը ցույց է տալիս p-n հանգույցով հոսող էլեկտրական հոսանքի կախվածությունը դրա վրա գործող լարման ծավալից և բևեռականությունից:

Նման գրաֆիկը կարելի է նկարագրել հետևյալ կերպ.

1. Ուղղահայաց առանցք.Վերին տարածքը համապատասխանում է առաջընթաց ընթացիկ արժեքներին, ստորին տարածքը հակադարձ ընթացիկ պարամետրերին:
2. Հորիզոնական առանցք.Աջ կողմում գտնվող տարածքը նախատեսված է առաջնային լարման արժեքների համար. տարածքը ձախ կողմում հակադարձ լարման պարամետրերի համար:
3. Ընթացիկ-լարման բնութագրի ուղիղ ճյուղարտացոլում է էլեկտրական հոսանքի անցումը դիոդով: Այն ուղղված է դեպի վեր և անցնում է ուղղահայաց առանցքի մոտ, քանի որ այն ներկայացնում է առաջընթաց էլեկտրական հոսանքի աճը, որը տեղի է ունենում համապատասխան լարման բարձրացման ժամանակ:
4. Երկրորդ (հակադարձ) ճյուղհամապատասխանում է և ցուցադրում է էլեկտրական հոսանքի փակ վիճակը, որը նույնպես անցնում է սարքի միջով: Նրա դիրքն այնպիսին է, որ գործնականում անցնում է հորիզոնական առանցքին զուգահեռ: Որքան կտրուկ է այս ճյուղը մոտենում ուղղահայացին, այնքան բարձր են որոշակի դիոդի ուղղիչ հնարավորությունները:
5. Ըստ ժամանակացույցի կարող եք տեսնելոր p-n հանգույցով հոսող առաջային լարման ավելացումից հետո տեղի է ունենում էլեկտրական հոսանքի դանդաղ աճ։ Սակայն աստիճանաբար կորը հասնում է մի տարածքի, որտեղ նկատելի է թռիչք, որից հետո տեղի է ունենում դրա ցուցանիշների արագացված աճ։ Դա պայմանավորված է դիոդի բացման և առաջընթաց լարման ժամանակ անցկացնող հոսանքի շնորհիվ: Գերմանից պատրաստված սարքերի համար դա տեղի է ունենում 0,1 Վ-ից մինչև 0,2 Վ լարման դեպքում (առավելագույն արժեքը 1 Վ), իսկ սիլիկոնային տարրերի համար պահանջվում է ավելի բարձր արժեք 0,5 Վ-ից մինչև 0,6 Վ (առավելագույն արժեքը 1,5 Վ):
6. Ցուցադրված է ընթացիկ աճըկարող է հանգեցնել կիսահաղորդչային մոլեկուլների գերտաքացման: Եթե ​​ջերմության հեռացումը, որը տեղի է ունենում բնական պրոցեսների և ռադիատորների աշխատանքի պատճառով, պակաս է դրա արձակման մակարդակից, ապա մոլեկուլների կառուցվածքը կարող է ոչնչացվել, և այս գործընթացը անշրջելի կլինի: Այդ պատճառով կիսահաղորդչային նյութի գերտաքացումից խուսափելու համար անհրաժեշտ է սահմանափակել առաջընթաց հոսանքի պարամետրերը: Դա անելու համար շղթայում ավելացվում են հատուկ դիմադրիչներ, որոնք սերիական միացված են դիոդների հետ:
7. Հետազոտելով հակառակ ճյուղըկարող եք նկատել, որ եթե p-n հանգույցում կիրառվող հակադարձ լարումը սկսում է աճել, ապա ընթացիկ պարամետրերի աճը գործնականում աննկատ է: Այնուամենայնիվ, այն դեպքերում, երբ լարումը հասնում է թույլատրելի նորմերը գերազանցող պարամետրերի, կարող է առաջանալ հակադարձ հոսանքի հանկարծակի ցատկ, որը կբարձրացնի կիսահաղորդիչը և կնպաստի p-n հանգույցի հետագա խզմանը:

Դիոդների հիմնական անսարքությունները

Երբեմն այս տեսակի սարքերը ձախողվում են, դա կարող է առաջանալ այս տարրերի բնական մաշվածության և ծերացման կամ այլ պատճառներով:

Ընդհանուր առմամբ, կան ընդհանուր անսարքությունների 3 հիմնական տեսակ.

1. Անցումային խզումհանգեցնում է նրան, որ դիոդը, կիսահաղորդչային սարքի փոխարեն, ըստ էության դառնում է ամենատարածված դիրիժորը: Այս վիճակում այն ​​կորցնում է իր հիմնական հատկությունները և սկսում է էլեկտրական հոսանք անցնել բացարձակապես ցանկացած ուղղությամբ: Նման խափանումը հեշտությամբ հայտնաբերվում է ստանդարտի միջոցով, որը սկսում է ազդանշան տալ և դիոդում ցույց է տալիս դիմադրության ցածր մակարդակ:
2. Երբ կոտրված էտեղի է ունենում հակառակ գործընթացը. սարքը, ընդհանուր առմամբ, դադարում է էլեկտրական հոսանքի անցումը ցանկացած ուղղությամբ, այսինքն, այն ըստ էության դառնում է մեկուսիչ: Ընդմիջումը ճշգրիտ որոշելու համար անհրաժեշտ է օգտագործել բարձրորակ և սպասարկվող զոնդերով թեստեր, հակառակ դեպքում նրանք երբեմն կարող են կեղծ ախտորոշել այս անսարքությունը: Ալյումինե կիսահաղորդչային սորտերի մեջ նման խզումը չափազանց հազվադեպ է:
3. Արտահոսք, որի ընթացքում կոտրվում է սարքի կորպուսի ամրությունը, ինչի արդյունքում այն ​​չի կարողանում նորմալ գործել։

p-n հանգույցի խզում

Նման խափանումները տեղի են ունենում այն ​​իրավիճակներում, երբ հակադարձ էլեկտրական հոսանքը սկսում է հանկարծակի և կտրուկ աճել, դա տեղի է ունենում այն ​​պատճառով, որ համապատասխան տեսակի լարումը հասնում է անընդունելի բարձր արժեքների:

Սովորաբար կան մի քանի տեսակներ.

1. Ջերմային անսարքություններ, որոնք պայմանավորված են ջերմաստիճանի կտրուկ բարձրացմամբ և դրան հաջորդող գերտաքացումով։
2. Էլեկտրական անսարքություններ, առաջացող անցման վրա հոսանքի ազդեցության տակ։

Ընթացիկ լարման բնութագրիչի գրաֆիկը թույլ է տալիս տեսողականորեն ուսումնասիրել այդ գործընթացները և դրանց միջև եղած տարբերությունը:

Էլեկտրական վթար

Էլեկտրական խափանումների հետևանքները անդառնալի չեն, քանի որ դրանք չեն ոչնչացնում բյուրեղը: Հետեւաբար, լարման աստիճանական նվազմամբ հնարավոր է վերականգնել դիոդի բոլոր հատկությունները և գործառնական պարամետրերը:

Միևնույն ժամանակ, այս տեսակի խզումները բաժանվում են երկու տեսակի.

1. Թունելի վթարներտեղի են ունենում, երբ բարձր լարումն անցնում է նեղ հանգույցներով, ինչը թույլ է տալիս առանձին էլեկտրոններին սահել դրա միջով: Նրանք սովորաբար առաջանում են, եթե կիսահաղորդչային մոլեկուլները պարունակում են մեծ քանակությամբ տարբեր կեղտեր: Նման խափանման ժամանակ հակադարձ հոսանքը սկսում է կտրուկ և արագ աճել, իսկ համապատասխան լարումը գտնվում է ցածր մակարդակի վրա։
2. Ավալանշային վթարների տեսակներըհնարավոր են ուժեղ դաշտերի ազդեցության շնորհիվ, որոնք ունակ են արագացնել լիցքակիրները մինչև առավելագույն մակարդակ, ինչի պատճառով նրանք ատոմներից դուրս են մղում մի շարք վալենտային էլեկտրոններ, որոնք այնուհետև թռչում են հաղորդիչ տարածք: Այս երևույթն իր բնույթով ձնահոսքի նման է, ինչի պատճառով էլ վթարի այս տեսակը ստացել է իր անվանումը։

Ջերմային խզում

Նման անսարքության առաջացումը կարող է առաջանալ երկու հիմնական պատճառով՝ անբավարար ջերմության հեռացում և p-n հանգույցի գերտաքացում, որը տեղի է ունենում դրա միջով էլեկտրական հոսանքի չափազանց բարձր տեմպերով հոսելու պատճառով:

Անցումային և հարակից տարածքներում ջերմաստիճանի բարձրացումն առաջացնում է հետևյալ հետևանքները.

1. Ատոմային թրթռումների աճ, ներառված է բյուրեղի մեջ։
2. Հարվածելէլեկտրոնները հաղորդման գոտում:
3. Ջերմաստիճանի կտրուկ բարձրացում.
4. Ոչնչացում և դեֆորմացիաբյուրեղային կառուցվածքներ.
5. Ամբողջական ձախողումև ռադիոյի ամբողջ բաղադրիչի քայքայումը:

Մենք հաճախ ենք լսում, որ այս կամ այն ​​սարքը աշխատում է դիոդներով։ Ինչ է դիոդը:

Դիոդը էլեկտրոնային տարր է, որը լավ է փոխանցում հոսանքը մեկ ուղղությամբ, բայց ցույց է տալիս ուժեղ դիմադրություն, երբ փորձում է հոսանք անցնել դրա միջով հակառակ ուղղությամբ:

Ինչպես են աշխատում ժամանակակից դիոդները

Ներկայումս օգտագործվում են գերմանից կամ սիլիցիումից պատրաստված կիսահաղորդչային տիպի դիոդներ։ Նման դիոդը երկու մասի բաժանված ափսե է: Մի մասում արհեստականորեն ստեղծվում է էլեկտրոնների պակաս։ Սա p-տիպի հաղորդունակությամբ շրջան է (դրական բառից)։ Դիոդի դրական տերմինալը կոչվում է անոդ:

Մյուս մասում էլեկտրոնների ավելցուկ կա։ Սա n-տիպի հաղորդունակությամբ շրջան է (բացասական բառից): Դիոդի բացասական տերմինալը կոչվում է կաթոդ:

Այս տարածքների միջև սահմանը կոչվում է p-n հանգույց:

Ինչպե՞ս է աշխատում դիոդը:

Եթե ​​հոսանքի աղբյուրի դրական բևեռը միացնեք դիոդի անոդին, իսկ բացասական բևեռը՝ կաթոդին, ապա այդպիսի շղթայով էլեկտրական հոսանք կհոսի։ Եթե ​​սխեման ներառում է նաև լամպ, այն կլուսավորվի: Ի՞նչ կանի դիոդը, եթե սնուցման աղբյուրի դրական և բացասական տերմինալները հակադարձվեն: Այն ուժեղ դիմադրություն կապահովի հոսանքի նկատմամբ: Հոսանքն այնքան կթուլանա, որ լամպը չի վառվի։

Ինչի համար են դիոդները:

Դիոդների հիմնական կիրառումը փոփոխական հոսանքի փոխակերպումն է ուղղակի հոսանքի: Դիոդը բոլոր էլեկտրամատակարարման հիմնական կառուցվածքային տարրն է, ներառյալ այն, որն այժմ գտնվում է ձեր համակարգչում:

Դիոդները լայնորեն կիրառվում են նաև տրամաբանական սխեմաներում, որոնցում անհրաժեշտ է ապահովել հոսանքի անցումը ցանկալի ուղղությամբ։ Նման սխեմաները օգտագործվում են անալոգային տիպի սարքերում:

Բոլորս էլ շատ լավ գիտենք, թե ինչ է կիսահաղորդչային դիոդը, բայց մեզանից քչերը գիտեն դիոդի աշխատանքի սկզբունքի մասին, այսօր հատկապես սկսնակների համար կբացատրեմ դրա աշխատանքի սկզբունքը։ Ինչպես հայտնի է, դիոդը լավ է անցնում հոսանքը մի կողմից, բայց շատ վատ հակառակ ուղղությամբ: Դիոդն ունի երկու տերմինալ՝ անոդ և կաթոդ: Ոչ մի էլեկտրոնային սարք չի կարող անել առանց դիոդների օգտագործման: Դիոդն օգտագործվում է փոփոխական հոսանքը ուղղելու համար, չորս դիոդից բաղկացած դիոդային կամրջի օգնությամբ կարելի է փոփոխական հոսանքը վերածել ուղղակի հոսանքի, կամ օգտագործելով վեց դիոդ՝ եռաֆազ լարումը վերածել միաֆազի, օգտագործվում են դիոդներ։ մի շարք սնուցման սարքերում, աուդիո-վիդեո սարքերում, գրեթե ամենուր: Այստեղ դուք կարող եք տեսնել որոշ լուսանկարներ:

Դիոդի ելքում դուք կարող եք նկատել սկզբնական լարման մակարդակի անկում 0,5-0,7 վոլտով: Ավելի ցածր լարման էլեկտրամատակարարման սարքերի համար օգտագործվում է Schottky դիոդ, այդպիսի դիոդի վրա նկատվում է լարման ամենափոքր անկումը `մոտ 0,1 Վ: Schottky դիոդները հիմնականում օգտագործվում են ռադիոհաղորդիչ և ընդունող սարքերում և հիմնականում բարձր հաճախականություններով աշխատող այլ սարքերում: Դիոդի շահագործման սկզբունքն առաջին հայացքից բավականին պարզ է. դիոդը կիսահաղորդչային սարք է, որն ունի էլեկտրական հոսանքի միակողմանի հաղորդունակություն:

Հոսանքի աղբյուրի դրական բևեռին միացված դիոդային տերմինալը կոչվում է անոդ, իսկ բացասական տերմինալը՝ կաթոդ։ Դիոդային բյուրեղը հիմնականում պատրաստված է գերմանից կամ սիլիցիումից, որի մի շրջանն ունի n-տիպի էլեկտրական հաղորդունակություն, այսինքն՝ անցքի շրջան, որը պարունակում է արհեստականորեն ստեղծված էլեկտրոնների պակաս, մյուսը՝ n-տիպի հաղորդունակություն, այսինքն՝ պարունակում է. էլեկտրոնների ավելցուկ, նրանց միջև սահմանը կոչվում է n-n հանգույց, n-ը լատիներեն դրական բառի առաջին տառն է, n-ը բացասական բառի առաջին տառն է: Եթե ​​դիոդի անոդին կիրառվի դրական լարում, իսկ կաթոդին` բացասական, ապա դիոդը կանցնի հոսանքը, սա կոչվում է ուղիղ միացում, այս դիրքում դիոդը բաց է, եթե հակառակը կիրառվում է, Դիոդը հոսանքը չի անցնի, այս դիրքում դիոդը փակ է, սա կոչվում է հակադարձ միացում:

Դիոդի հակադարձ դիմադրությունը շատ բարձր է և սխեմաներում այն ​​համարվում է դիէլեկտրիկ (մեկուսիչ): Կիսահաղորդչային դիոդի աշխատանքը ցուցադրելու համար դուք կարող եք հավաքել պարզ միացում, որը բաղկացած է էներգիայի աղբյուրից, բեռից (օրինակ, շիկացած լամպից կամ ցածր էներգիայի էլեկտրական շարժիչից) և հենց կիսահաղորդչային դիոդից: Շղթայի բոլոր բաղադրամասերը միացնում ենք շարքով, պլյուսը մատակարարում ենք հոսանքի աղբյուրից դիոդի անոդին, հաջորդաբար՝ դիոդին, այսինքն՝ լամպի մի ծայրը միացնում ենք դիոդի կաթոդին, և միացրեք նույն լամպի մյուս ծայրը էներգիայի աղբյուրի մինուսին: Մենք դիտում ենք լամպի փայլը, այժմ մենք շրջում ենք դիոդը, լամպը այլևս չի փայլի, քանի որ դիոդը հետ է միացված, անցումը փակ է: Հուսով եմ, որ սա ինչ-որ կերպ կօգնի ձեզ ապագայում, նորեկներ - Ա. Կասյան (AKA):