Tipuri de diode semiconductoare

Tipuri de diode semiconductoare

1.Generalitati:

In circuitele electronice diodele semiconductoare au o larga intrebuintare, indepinind diverse functii. Diodele existente se pot clasifica in:

diode redresoare;

diode stabilizatoare de tensiune;

diode speciale;

fotodiode.

Din categoria diodelor speciale fac parte: diodele detectoare de frecventa ultrainalta, diodele amestecatoare si diodele video-detectoare, diodele parametrice, si diodele tunel.

2.Diode redresoare:

Diodele redresoare sunt diodele folosite pentru transformarea tensiunilor alternative in tensiuni continue. Ele au un domeniu restrans de frecvente de lucru. Astfel, de exemplu, pentru redresoarele alimentate la retea, frecventa de lucru este de 50 Hz.

In redresoarele speciale, de obicei de inalta tensiune, diodele redreseaza oscilatii de inalta frecventa, care nu depasesc insa 10-20 kHz. In procesul de redresare a tensiunilor alternative apar pierderi in diode. La redresoarele din seleniu pierderile in conductie inversa sunt importante, putand sa reziste 25% din pierderile totale.

Daca temperatura doidei creste, atunci curentul invers creste, iar tensiunea in regim de conductie scade, efectul cel mai important fiind cresterea curentului invers. Diodele din siliciu au un domeniu mult mai larg de temperaturi de functionare decat diodele din germaniu, deoarece curentul invers al diodelor din siliciu este mult mai mic decat curentul invers al diodelor de germaniu.

Parametrii dodelor redresoare sunt:

curentul direct pentru o anumita tensiune directa;

curentul invers pentru o anumita tensiune inversa;

curentul maxim admisibil in regim de conductie directa;

tensiunea inversa maxima;

domeniul frecventelor de lucru;

capacitatea diodei, de obicei in regim de conductie inversa;

putere disipatal;

domeniul temperaturilor de lucru.

3.Diode stabilizatoare:

Diodele stabilizatoare sunt diodele care lucreaza in domenilu tensiunilor inverse, pentru care curentul prezinta o crestere brusca. Aceste diode se mai numesc si diode Zener, dupa numele celui care a studiat primul fenomenul din aceasta regiune, cu toate ca alaturi de efectul Zener un rol important il joca fenomnul de multiplicare prin avalansa al purtatorilor de sarcina.

Diodele stabilizatoare se utilizeaza in circuitele electronice ca surse de tensiune constanta, indiferent de curenyul care trece prin aceasta. Tensiune constanta care apare la bornele diodei se numeste tensiune de stabilizare. In realitate, tensiunea de stabilizare nu este constanta si are o usosra variatie cu curentul ce trece prin doda.

Parmetrii care caracterizeaza diodele stabilizatoare sunt:

tensiunea de stabilizare U_S;

rezistenta dinamica;

coeficientul de calitate;

coeficientul de demperatura al tensiunii de stabilizare;

curentul maxim de stabilizare;

domeniul de temperaturi de lucru;

putere maxima disipita.

4.Diode de impulsuri:

Diodele de impulsuri sunt diodele special construite pentru a lucra in regim de comutatie. In prezent in tehnica impulsurilor se folosesc diferite tipuri de diode. Dintre acestea cele mai raspandite sunt diodele cu contact punctiform. Ele sunt construite dintr-un cristal semiconductor, pe suprafata carua se creaza un contact punctiform cu ajutorul uniu varf metali ascutit, de obicei din wolfram. Dupa asamblarea mecanica prin dioda se trece un curent scurt dar puternic de curent, care formeaza o regiune in jurul varfului metalic in care tipul semiconductorului se schimba. Se formeaza astfel o micro jonctiune de suprafata foarte mica (~10^-4 mm²) si grosime foarte mica (~10^-6 cm). Ca urmare capacitatea acestei diode este foarte mica. Diodele pentru frecvente foarte inalte sunt de obicei diode cu contact punctiform.

Din punct de vedere constructiv, diodele de impulsuri de pot prezenta sub doua variante: cu corp din sticla, sau cu corp din sticla si cu capete sudate din metal.

Caracteristica unei diode de impulsuri nu se deosebeste cu nimic de caracteristica generala a unei diode.

Cei mai importanti parametrii ai diodelor de impulsuri sunt parametri speciali legati de regimul de comutatie. Acesti parametrii sunt:

capacitatea jonctiunii la o polarizare de 0 V;

capacitatea jonctiunii in regim de conductie inversa;

timpul de comutatie inversa din regim de conductie directa, in regim de conductie inversa;

sarcina acumulata in regim de conductie directa.

5.Diode detectoare de frecventa ultrainalta:

Diode detectoare de frecvente ultrainalte sunt destinate sa lucreze in gama undelor metalice, decimetrice si chiar centimetrice in schema de conversiune a frecventei si de detectie, transformand impulsurile in oscilatii de inalta frecventa in impulsuri video, majoritatea diodelor sint realizate cu contacte punctiforme. La contrucia acestor diode s-au adoptat constructii specifice domeniului frecventelor ultrainate la care lucreza aceste dispozitive pentru realizarea unor capacitati. Constructiv aceste diode de realizeaza sub doua variante: sub forma de capsula sau sub forma coaxiala.

Diodele de tip capsula au la un capat o flansa, iar la celalalt capat un varf metalic.

Diodele de tip coaxial sunt realizate sub forma unui cilindru metalic care reprezinta una din borne, iar cealalta borna este un varf dispus coaxial pe un suport izolator, in interiorul cilindrului exterior.

6.Dioda parametrica:

Diodele parametrice sunt destinate sa functioneze in amplificatoarele parametrice. La amplificatoarele parametrice amplificarea se realizeza prin variarea unui parametru reactiv din circuitl acestuia. Functionarea amplificatoarelor parametrice poate fi intel  easa cu ajutorul unui circuit acordat derivatiei.

Parametrii specifici diodelor parametrice sunt:

domeniul tensiunilor pentru care dioda are o capacitate variabila;

capacitatea tensiunii la 0 V polarizare;

capacitatea jonctiunii la tensiunea maxima inversa;

capacitatea corpului diodei;

inductanta serie;

rezistenta serie;

frecventa de taiere.

7.Dioda tunel:

Dioda tunel a fost obtinuta exoerimental in mod intamplator, in cercetarile de elaborare a jonctiunilor pn cu un grad foarte mare de dotare, de catre profesorul Esaki de la universatea din Tokio in anul 1958. Caracteristic diodei tunel este faptul ca cele doua regiuni ale jonctiunii pn au o dotare mai mare de 10¹⁹ atomi de impuritati acceptoare respectiv donoare, intr-un cm³.

Parametrii diodei tunel:

tensiunea si curentul punctului de maxim al caracteristicii;

tensiunea si curentul punctului de minim al caracteristicii;

rezistenta negativa R=DU/Dl=ctga