Azərbaycanca
Türkçe
Дыёд — шырокі клас двухполюсных прылад, якія аб'ядноўвае прыкмета палярнасці электраправоднасці. Дзеянне цвёрдацельных дыёдаў заснавана на ўласцівасцях p-n пераходу ці пераходаў метал-паўправаднік (глядзі ). Дзеянне (Кенатронаў, Лямпавых дыёдаў) заснавана на эфекце тэрмаэлектроннай эмісіі.
Класіфікацыя
 |  |  |  |
| Дыёд | Дыёд Шоткі | ||
 |  |  |  |
| Святлодыёд | Фотадыёд | Тырыстар |
Па прызначэнню i прынцыпу дзеяння вылучаюць наступныя тыпы дыёдаў:
- Высокачастотныя (імпульсныя) дыёды
- Стабілізатары напружання (апорныя дыёды)
- Фотадыёды
- Святлодыёды
- Лавіна-пралётныя дыёды
- Дыёды Гана (гл. )
- Дыёды Зенера (Стабiлiтроны)
- Тунэльны Дыёд
- Дыёды Шоткi (гл. Эфект Шоткі)
- Тырыстары
- Варыкапы
Па тэхналогіі вытворчасці вылучаюць:
- Сплаўныя
- Дыфузныя
- Эпітаксіальныя
- Кропкава-кантактныя
Прынцып дзеяння
Лямпавы дыёд
Лямпавы дыёд уяўляе сабою два электроды (катод і анод), што змешчаны ў беспаветраным балоне. Катод падаграваецца з дапамогай электрычнай спіралі. Падагрэты катод выпраменьвае электроны, якія збіраюцца каля яго ў электроннае воблака. Калі дыёд падключаны да сілкавання, катод прагрэты да пэўнай тэмпературы і патэнцыял катоду меншы за патэнцыял аноду (з улікам знаку) то некаторыя электроны, што адарваліся ад катоду, пачынаюць рухацца насустрач аноду. Гэтая колькасць тым больш, чым больш убытак патэнцыялу анод-катод. Такім чынам за кошт выпраменьвання электронаў і ўзнікае электрычны ток.
Калі ж патэнцыял катоду большы за патэнцыял аноду, электроны пакідаюць паверхню катоду, але пад уплывам электрастатычных сіл вяртаюцца назад. Але, калі катод добра прагрэты, нават у гэтым выпадку ток не заўсёды роўны нулю. Каб ніводны электрон не змог пакінуць паверхню, катод павінен мець патэнцыял большы на значэнне, якое называюць зачыняльнае напружанне.
Вольт-амперную характарыстыку лямпавага дыёду можна падзяліць на пяць частак:
- 1. Пры убытках патэнцыялу анод-катод, меншых за нуль, але большых за зачыняльнае напружанне ток павольна павялічваецца. Залежнасць экспанентная, але нярэдка ток на гэтым этапе не разглядаюць, бо ён вельмі малы.
- 2. Пры убытку патэнцыялу анод-катод большым за нуль вольт-амперная характарыстыка вакуумнага дыёду добра апісваецца законам Ленгмюра-Чайльда-Багуслаўскага (закон трох другіх):
- 3.Пры дасягненні току насычэння, прырост току запавольваецца.
Залежнасць току насычэння ад тэмпературы экспанентная і яе можна апісаць пры дапамозе закону Рычардсана-Дэшмана, што звязвае шчыльнасць току з рознасцю патэнцыялаў выхаду і тэмпературай:
- 4.Пры далейшым павышэнні напружання пачынае унасіць уклад эфект Шоткі — памяншэнне працы выхаду цвердых цел (у тым ліку і металаў) з павышэннем тэмпературы. Гэты эфект даволі значны пры напружнасцях каля паверхні катода, большых за 10 кВ/см. Увогуле з-за эфекту Шоткі ток павольна павялічваецца пры павышэнні напружання.
- 5.Пры напружнасцях каля 10^5 В/см да эфекту Шоткі дадаецца аўтаэлектронная эмісія, што звязана з прасачэннем электронаў праз патэнцыяльны бар'ер на паверхні цела. Гэта павялічвае ток значна больш, чым эфект Шоткі.
Асноўны мінус вакуумнага дыёду ў тым, што яго трэба праграваць на працягу даволі вялікага адрэзку часу. У залежнасці ад канструкцыі катод можа мець прамы напал, ці падагравацца спіраллю. Калі катод мае прамы напал, падаграваючы ток цячэ па самому катоду (адпаведна дыёд мае на адзін вывад менш).
Паўправадніковы дыёд
Калі два рэгіёны паўправадніка з электроннай і з дзірачнай тыпамі электраправоднасці сумяшчаюцца, паміж імі за кошт дыфузіі ўзнікае патэнцыяльны бар'ер (яшчэ яго называюць пераход). У гэтым бар'еры вольныя электроны з p вобласці пранікаюць у n вобласць, запаўняючы дзіркі. Такім чынам у зоне бар'еру атрымліваецца крэмній без вольных электронаў і дзірак — даволі добры дыэлектрык.
Палярнасць гэтага бар'еру (знак рознасці патэнцыялаў) такая, каб перашкаджаць праходу праз яго асноўных носьбітаў зараду, і дапамагаць праходу неасноўных. Бар'ер мае нейкую шырыню — модуль рознасці патэнцыялаў паміж рэгіёнамі.
Калі да дыёду падключыць сілкаванне ў прамым напрамку (гэта значыць станоўчую клему да p-рэгіёну, адмоўную да n) то электроны пачынаюць рухацца ад адмоўнай клемы да пераходу, а дзіркі — ад станоўчай да пераходу. Гэта змяншае шырыню бар'еру і такім чынам праз дыёд можа працякаць ток, які можна скласці з сумы электроннага і дзірачнага токаў.
Калі дыёд падключаны ў адваротным напрамку, носьбіты зараду рухаюцца ад пераходу, павялічваючы яго шырыню. Гэты працэс працягваецца пакуль рознасць патэнцыялаў на бар'еры не скампенсуе сілкаванне ці пакуль дыёд не пачне руйнавацца.
Калі сілкаванне не падключана бар'ер усё роўна ёсць. Таму, калі напружанне на дыёдзе невялікае, велічыня яго змяняецца недастаткова для праходу зарадаў. Гавораць, што дыёд не адчыніўся. Каб адчыніць паўправадніковы дыёд трэба падключыць напружанне каля аднаго вольта.
Дыёд Шоткі
Дзеянне дыёда Шоткі заснавана на існаванні бар'ера Шоткі — рознасці патэнцыялаў на пераходзе метал—паўправаднік, роўнага рознасці іх работы выхаду. Бар'ер узнікае з-за нерухомага прасторавага зараду ў паўправадніку. У адрозненні ад паўправадніковых дыёдаў на p—n-пераходзе, дыёды Шоткі маюць значна меншае напружанне адкрыцця (да 0,1—0,2 В). Аднак дыёды Шоткі хутка і незваротна выходзяць з строю пры перавышэнні максімальнага адваротнага напружання.
Ужыванне дыёдаў
Выпрамляльнікі
Дыёды, дзякуючы іх уласцівасці праводзіць ток толькі у адным напрамку, могуць быць выкарыстаны ў якасці выпрамляльнікаў. Такім чынам пры дапамозе электрычнай схемы дыёднага моста пераменны ток можа быць ператвораны ў імпульсны пастаянны. Потым, выкарыстоўваючы кандэнсатар, можна згладзіць пікі току.
Дэтэктары
Дыёды маюць нелінейную залежнасць току ад напружання. Гэтая іх уласцівасць ужываецца ў дыёдных дэтэктарах. Там дыёды разам з кандэнсатарамі вылучаюць з сігналу нізкачастотную мадуляцыю. Ужываецца частка ВАХ дыёда, блізкая да квадратычнай.
Літаратура
- А. М. Прохоров «Физическая Энциклопедия» Москва, 1988 (на рускай мове)
- Р. Маллер, Т. Кейминс «Элементы интегральных схем» Мир, 1989 ISBN 5-03-001100-5 (на рускай мове)
Аўтар: www.NiNa.Az
Дата публікацыі:
Dyyod shyroki klas dvuhpolyusnyh prylad yakiya ab yadnoyvae prykmeta palyarnasci elektrapravodnasci Dzeyanne cvyordacelnyh dyyoday zasnavana na ylascivascyah p n perahodu ci perahoday metal paypravadnik glyadzi Dzeyanne Kenatronay Lyampavyh dyyoday zasnavana na efekce termaelektronnaj emisii DyyodyKlasifikacyyaDyyod Dyyod ShotkiSvyatlodyyod Fotadyyod TyrystarPaznachenni nekatoryh dyyoday na shemah Pa pryznachennyu i pryncypu dzeyannya vyluchayuc nastupnyya typy dyyoday Vysokachastotnyya impulsnyya dyyody Stabilizatary napruzhannya apornyya dyyody Fotadyyody Svyatlodyyody Lavina pralyotnyya dyyody Dyyody Gana gl Dyyody Zenera Stabilitrony Tunelny Dyyod Dyyody Shotki gl Efekt Shotki Tyrystary Varykapy Pa tehnalogii vytvorchasci vyluchayuc Splaynyya Dyfuznyya Epitaksialnyya Kropkava kantaktnyyaPryncyp dzeyannyaLyampavy dyyod Prykladny VAH elektravakuumnaga dyyoda Lyampavy dyyod uyaylyae saboyu dva elektrody katod i anod shto zmeshchany y bespavetranym balone Katod padagravaecca z dapamogaj elektrychnaj spirali Padagrety katod vypramenvae elektrony yakiya zbirayucca kalya yago y elektronnae voblaka Kali dyyod padklyuchany da silkavannya katod pragrety da peynaj temperatury i patencyyal katodu menshy za patencyyal anodu z ulikam znaku to nekatoryya elektrony shto adarvalisya ad katodu pachynayuc ruhacca nasustrach anodu Getaya kolkasc tym bolsh chym bolsh ubytak patencyyalu anod katod Takim chynam za kosht vypramenvannya elektronay i yznikae elektrychny tok Lyampavy dyyod na shemah Kali zh patencyyal katodu bolshy za patencyyal anodu elektrony pakidayuc paverhnyu katodu ale pad uplyvam elektrastatychnyh sil vyartayucca nazad Ale kali katod dobra pragrety navat u getym vypadku tok ne zaysyody royny nulyu Kab nivodny elektron ne zmog pakinuc paverhnyu katod pavinen mec patencyyal bolshy na znachenne yakoe nazyvayuc zachynyalnae napruzhanne Volt ampernuyu haraktarystyku lyampavaga dyyodu mozhna padzyalic na pyac chastak 1 Pry ubytkah patencyyalu anod katod menshyh za nul ale bolshyh za zachynyalnae napruzhanne tok pavolna pavyalichvaecca Zalezhnasc ekspanentnaya ale nyaredka tok na getym etape ne razglyadayuc bo yon velmi maly 2 Pry ubytku patencyyalu anod katod bolshym za nul volt ampernaya haraktarystyka vakuumnaga dyyodu dobra apisvaecca zakonam Lengmyura Chajlda Baguslayskaga zakon troh drugih I AU32 displaystyle I AU 3 over 2 dd 3 Pry dasyagnenni toku nasychennya pryrost toku zapavolvaecca Zalezhnasc toku nasychennya ad temperatury ekspanentnaya i yae mozhna apisac pry dapamoze zakonu Rychardsana Deshmana shto zvyazvae shchylnasc toku z roznascyu patencyyalay vyhadu i temperaturaj j AT2exp eϕkT displaystyle j AT 2 exp e phi over kT dd 4 Pry dalejshym pavyshenni napruzhannya pachynae unasic uklad efekt Shotki pamyanshenne pracy vyhadu cverdyh cel u tym liku i metalay z pavyshennem temperatury Gety efekt davoli znachny pry napruzhnascyah kalya paverhni katoda bolshyh za 10 kV sm Uvogule z za efektu Shotki tok pavolna pavyalichvaecca pry pavyshenni napruzhannya 5 Pry napruzhnascyah kalya 10 5 V sm da efektu Shotki dadaecca aytaelektronnaya emisiya shto zvyazana z prasachennem elektronay praz patencyyalny bar er na paverhni cela Geta pavyalichvae tok znachna bolsh chym efekt Shotki Asnoyny minus vakuumnaga dyyodu y tym shto yago treba pragravac na pracyagu davoli vyalikaga adrezku chasu U zalezhnasci ad kanstrukcyi katod mozha mec pramy napal ci padagravacca spirallyu Kali katod mae pramy napal padagravayuchy tok cyache pa samomu katodu adpavedna dyyod mae na adzin vyvad mensh Paypravadnikovy dyyod Paypravadnikovy dyyod u shklyanym korpuse Kali dva regiyony paypravadnika z elektronnaj i z dzirachnaj typami elektrapravodnasci sumyashchayucca pamizh imi za kosht dyfuzii yznikae patencyyalny bar er yashche yago nazyvayuc perahod U getym bar ery volnyya elektrony z p voblasci pranikayuc u n voblasc zapaynyayuchy dzirki Takim chynam u zone bar eru atrymlivaecca kremnij bez volnyh elektronay i dzirak davoli dobry dyelektryk Palyarnasc getaga bar eru znak roznasci patencyyalay takaya kab perashkadzhac prahodu praz yago asnoynyh nosbitay zaradu i dapamagac prahodu neasnoynyh Bar er mae nejkuyu shyrynyu modul roznasci patencyyalay pamizh regiyonami Kali da dyyodu padklyuchyc silkavanne y pramym napramku geta znachyc stanoychuyu klemu da p regiyonu admoynuyu da n to elektrony pachynayuc ruhacca ad admoynaj klemy da perahodu a dzirki ad stanoychaj da perahodu Geta zmyanshae shyrynyu bar eru i takim chynam praz dyyod mozha pracyakac tok yaki mozhna sklasci z sumy elektronnaga i dzirachnaga tokay Kali dyyod padklyuchany y advarotnym napramku nosbity zaradu ruhayucca ad perahodu pavyalichvayuchy yago shyrynyu Gety praces pracyagvaecca pakul roznasc patencyyalay na bar ery ne skampensue silkavanne ci pakul dyyod ne pachne rujnavacca Kali silkavanne ne padklyuchana bar er usyo royna yosc Tamu kali napruzhanne na dyyodze nevyalikae velichynya yago zmyanyaecca nedastatkova dlya prahodu zaraday Gavorac shto dyyod ne adchyniysya Kab adchynic paypravadnikovy dyyod treba padklyuchyc napruzhanne kalya adnago volta Dyyod Shotki Dzeyanne dyyoda Shotki zasnavana na isnavanni bar era Shotki roznasci patencyyalay na perahodze metal paypravadnik roynaga roznasci ih raboty vyhadu Bar er uznikae z za neruhomaga prastoravaga zaradu y paypravadniku U adroznenni ad paypravadnikovyh dyyoday na p n perahodze dyyody Shotki mayuc znachna menshae napruzhanne adkryccya da 0 1 0 2 V Adnak dyyody Shotki hutka i nezvarotna vyhodzyac z stroyu pry peravyshenni maksimalnaga advarotnaga napruzhannya Uzhyvanne dyyodayVypramlyalniki Shema dyyodnaga mosta Dyyody dzyakuyuchy ih ulascivasci pravodzic tok tolki u adnym napramku moguc byc vykarystany y yakasci vypramlyalnikay Takim chynam pry dapamoze elektrychnaj shemy dyyodnaga mosta peramenny tok mozha byc peratvorany y impulsny pastayanny Potym vykarystoyvayuchy kandensatar mozhna zgladzic piki toku Detektary Dyyody mayuc nelinejnuyu zalezhnasc toku ad napruzhannya Getaya ih ulascivasc uzhyvaecca y dyyodnyh detektarah Tam dyyody razam z kandensatarami vyluchayuc z signalu nizkachastotnuyu madulyacyyu Uzhyvaecca chastka VAH dyyoda blizkaya da kvadratychnaj LitaraturaA M Prohorov Fizicheskaya Enciklopediya Moskva 1988 na ruskaj move R Maller T Kejmins Elementy integralnyh shem Mir 1989 ISBN 5 03 001100 5 na ruskaj move