Diode semiconductoare

Definiie Diodele semiconductoare sunt dispozitive electronice formate dintr-o jonctiune pn, la extremitile creia sunt fixate conductoare de legtur, n contact metalic cu regiunea p, respectiv n. Contactul la regiunea p se numete anod , iar cel la regiunea n catod, trecerea curentului direct, de la anod la catod este redat prin sensul sgeii din reprezentarea convenional. (Tab 1.1.)

Clasificarea diodelor

a ) dup natura materialului semiconductor folosit sunt :

diode cu siliciu

diode cu germaniu

b) dup tehnologia de fabricaie pot exista n principiu diode :

cu contact punctiform

aliatedifuzateepitaxiale

c ) dup utilizare se difereniaz urmtoarele tipuri de diode :

redresoare ( prescurtat DR), utilizate pentru conversia de energie din curent alternativ n curent continuu

de comutaie (DC), care realizeaz trecerea rapid de la starea de conducie la cea de blocare

de semnal (DS), utilizate n circuite de extragere a informaiilor coninute ntr-un semnal electric , care variaz n timp, ca de exemplu de detecie i amestec

stabilizatoare de tensiune sau diode Zener (DZ), care asigur ntre terminalele lor o tensiune constant , ntr-o gam de cureni specificat

varicap (DV), denumite i diode cu capacitate variabil, la care capacitatea variaz cu tensiunea aplicattraductoare, care cuprind: fotodiode (F), diode electroluminiscente (LED)

speciale , incluznd diode tunel , Schottky, Gunn

d ) dup putere, diodele se pot clasifica n diode:

de putere mic, pentru cureni medii redresai mai mici de 3A

de putere medie, pentru cureni cuprini ntre 3A i 30A

de putere, pentru cureni cuprini ntre 30A i 200A

de mare putere, pentru cureni peste 200AAspect fizic- Dispozitive semiconductoare

Tab1.1..Reprezentri convenionale Dioda redresoareDioda stabilizatoareDioda

tunelDioda varicapFotodiodaDioda elecroluminiscent

Dioda redresoareStructura fizicReprezentare convenionalCaracteristica static

Funcionare

Dioda redresoare polarizat direct ( cu plusul pe anod i minusul pe catod,UF > 0 ) intr n conducie pentru valori ale tensiunii de polarizare mai mari dect tensiunea de prag ( 0,2 -0,4V pentru diode cu Ge si 0,4 0,7V pentru diodele cu Si ) .Peste aceast valoare curentul crete foarte rapid cu tensiunea. n polarizare direct dioda prezint o rezistent foarte mic (fraciuni sau uniti de ohm).Dioda ideal n polarizare direct poate fi considerat comutator nchis .Dioda ideal se comport ca un comutator ideal comandat de tensiunea la borne.

La polarizare invers ( cu plusul pe catod i minusul pe anod , U F< 0 ) dioda permite trecerea unui curent rezidual foarte mic . Deoarece valoarea intensitii curentului rezidual este foarte mic, putem considera cu o bun aproximare c la polarizarea invers a diodei redresoare, ntre anod i catod nu circul curent electric. Dioda ideal n acest caz poate fi considerat comutator deschis.Marcare

Marcarea se face printr-o succesiune de litere i cifre imprimate pe capsula diodei . n cazul diodelor de mic putere este marcat catodul printr-o band colorat , iar n cazul diodelor de putere mare este marcat i simbolul diodei orientat n mod corespunztor.Utilizri

La construcia redresoarelor ce lucreaz cu semnale mari i frecvene mici, de obicei 50Hz.

La aplicarea unei tensiuni alternative, diodele vor funciona pe alternana pozitiv a acesteia , conducnd un curent mare proporional cu tensiunea aplicat , iar pe alternana negativ ele se vor bloca, lasnd s treac cureni att de mici nct pot fi considerai neglijabili. n felul acesta , pe diod se aplic o tensiune alternativ i n circuit apare un curent numai pe durata alternanei pozitive . Aceast operaie prin care se transform un semnal alternativ ntr-un semnal continuu poart numele de redresare. Defecte specifice

-Pentru practic este important posibilitatea de verificare a diodelor cu ohmetrul. O diod fr defect prezint o rezisten neglijabil dac este polarizat direct i o rezisten foarte mare dac este polarizat invers.

-Dioda scurtcircuitat prezint rezisten neglijabil n ambele sensuri.

-Dimpotriv, o diod ntrerupt are, pentru ambele sensuri, o rezisten infinit

Dioda stabilizatoare de tensiune ( Dioda Zener )

Structura fizicReprezentare convenionalCaracteristica static

FuncionarePentru a ndeplini funcia de stabilizare, dioda stabilizatoare trebuie s funcioneze n regim de polarizare invers. n acest regim dioda are proprietatea de a limita tensiunea, nct peste o anumit valoare, tensiunea la bornele diodei ramne practic constant n timp ce curentul variaz ntr-un domeniu mare de valori.

Dac dioda stabilizatoare este polarizat direct ( plus pe anod i minus pe catod) se comport ca o diod obinuit.

Date de catalog : parametrii specifici, valori limit

Mrimile ce caracterizeaz funcionarea unei diode stabilizatoare sunt urmtoarele :

-Tensiunea de stabilizare ( Uz) este tensiunea la care apare regimul de strpungere. n catalog se precizeaz valorile minim, nominal i maxim ale acestui parametru.

-Rezistena dinamic ( Rd) reprezint rezistena intern a diodei n regiunea de strpungere . Are valori dependente de curentul prin diod i tensiunea Uz, de aceea ea se specific pentru un anumit curent Iz.-Curentul maxim de stabilizare IZM-Puterea disipat maxim Pd max = 0,2 50 W-Coeficientul de temperatur al tensiunii de stabilizare (VZ) reprezint variaia procentual a tensiunii de stabilizare pentru o variaie a temperaturii diodei de .

Pentru tensiuni UZ < 6V coeficientul de temperatur al tensiunii este negativ, adic UZ scade cu creterea temperaturii ,iar pentru diode cu UZ > 6V, UZ crete cu temperatura. n aplicaiile n care se cere o bun stabilitate a tensiunii se utilizeaz diode cu tensiunea de stabilizare apropiat de valoarea de 6V.

Valori limit

-Puterea disipat maxim reprezint practic produsul ntre tensiunea de strpungere i curentul invers maxim.

-Curentul invers maxim este valoarea maxim a curentului pe care l poate suporta dioda fr a fi deteriorat .

Marcare

Pe capsula diodei se marcheaz catodul printr-o band colorat si codul diodei.

Unul dintre cele mai utilizate coduri pentru diodele Zener este prezentat n exemplul de mai jos.

Utilizri

La constructia stabilizatoarelor de tensiune . n cazul stabilizatoarelor parametrice dioda se monteaz n paralel cu rezistena de sarcin din circuit, deci orice variaie de curent care apare n circuit fie datorit variaiei tensiunii de alimentare, fie a rezistenei de sarcin este preluat de diod. Tensiunea la bornele diodei, care reprezint i tensiunea de ieire a montajului, rmne astfel constant.Se poate utiliza n stabilizatoarele electronice sau n alte circuite ca i bloc de furnizare a tensiunii de referin. n circuite de limitare, sunt utilizate pentru a mrgini domeniul de variaie al semnalelor la anumite valori precizate.Defecte posibile

Depistarea defectelor se face cu ohmmetrul, msurnd rezistena intern RD n regim de polarizare direct i Ri n regim de polarizare invers.

Diod scurtcircuitat RD = 0, Ri = 0

Diod ntrerupt RD = , Ri = Funcionarea ca stabilizator de tensiune

Dioda Varicap (Varactor)

Definiie: Este o diod cu jonciuni care funcioneaz n regim de polarizare invers pn la valoarea de strpungere.

Simbol

Marcaj

Se marcheaz catodul cu 1 3 inele colorate n funcie de tipul diodei.

Principiul de funcionare

Se polarizeaz invers. Se comport ca o capacitate de barier dependent de tensiunea continu de polarizare invers. Capacitatea este invers proporional cu tensiunea de polarizare.Se construiesc mai ales din Si

Capacitatea nominal Cnom = pF -zeci pF

Tensiunea maxim admisibil de polarizare invers Uinv max Utilizri

-Modulatoare pentru modulaia n frecven

-Circuite de reglaj automat al frecvenei

-n circuite de schimbare a frecvenei, n selectoare de canale TV

10 DZ 6V8

reprezint puterea reprezint tensiunea de stabilizare nominal

disipat UZ = 6,8V

PR = 10 W

Indic funcia diodei( diod Zener)

n codul diodei n locul literelor DZ pot fi i : PL, ZP,

_1302779988.unknown

_1302780789.unknown

_1302779945.unknown