منو
 کاربر Online
549 کاربر online
تاریخچه ی: دیود پیوندی

در حال مقایسه نگارشها

نگارش واقعی نگارش:1
از پیوند دو نوع نیم رسانای n و p یک قطعه الکترونیکی به نام دیود بوجود می‌آید که در انواع مختلفی در سیستمهای مخابرات نوری ، نمایشگرهای دیجیتالی ، باتری‌های خورشیدی و ... مورد استفاده قرار می‌گیرد.

دید کلی

دیود یک قطعه ‌الکترونیکی است که ‌از به هم چسباندن دو نوع ماده n و p (هر دو از یک جنس ، سیلیسیم یا ژرمانیم) ساخته می‌شود. چون دیود یک قطعه دو پایانه ‌است، اعمال ولتاژ در دو سر پایانه‌هایش سه حالت را پیش می‌آورد.


  • دیود بی بایاس یا بدون تغذیه که ولتاژ دو سر دیود برابر صفر است و جریان خالص بار در هر جهت برابر صفر است.

  • بایاس مستقیم یا تغذیه مستقیم که ولتاژ دو سر دیود بزرگتر از صفر است که ‌الکترونها را در ماده n و حفره‌ها را در ماده p تحت فشار قرار می‌دهد تا یونهای مرزی با یکدیگر ترکیب شده و عرض ناحیه تهی کاهش یابد. (گرایش مستقیم دیود)

  • تغذیه یا بایاس معکوس که ولتاژ دو سر دیود کوچکتر از صفر است، یعنی ولتاژ به دو سر دیود طوری وصل می‌شود که قطب مثبت آن به ماده n و قطب منفی آن به ماده p وصل گردد و به علت کشیده شدن یونها به کناره عرض ناحیه تهی افزایش می‌یابد (گرایش معکوس دیود).

انواع دیودهای پیوندی



دیودهای نور گسل

در دیودی که بایاس مستقیم دارد، الکترونهای نوار رسانش از پیوندگاه عبور کرده و به داخل حفره‌ها می‌افتند. این الکترونها به هنگام صعود به نوار رسانش انرژی دریافت کرده بودند که به هنگام برگشت به نوار ظرفیت انرژی دریافتی را مجددا تابش می‌کنند. در دیودهای یکسوساز این انرژی به صورت گرما پس داده می‌شود، ولی دیودهای نور گسل LED این انرژی را به صورت فوتون تابش می‌کنند.

فوتودیودها

انرژی گرمایی باعث تولید حامل‌های اقلیتی‌ در دیود می‌گردد. با افزایش دما جریان دیود در بایس معکوس افزایش می‌یابد. انرژی نوری هم همانند انرژی گرمایی باعث بوجود آمدن حاملهای اقلیتی ‌می‌گردد. کارخانه‌های سازنده با تعبیه روزنه‌ای کوچک برای تابش نور به پیوندگاه دیودهایی را می‌سازند که فوتودیود نامیده می‌شوند. وقتی نور خارجی به پیوندگاه یک فوتودیود که بایس مستقیم دارد فرود آید، زوجهای الکترون _ حفره در داخل لایه تهی بوجود می‌آیند. هرچه نور شدیدتر باشد، مقدار حاملهای اقلیتی ‌نوری افزایش یافته، در نتیجه جریان معکوس بزرگتر می‌شود. به ‌این دلیل فوتودیودها را آشکارسازهای نوری گویند.

وراکتور

نواحی p و n در دو طرف لایه تهی را می‌توان مانند یک خازن تخت موازی در نظر گرفت، ظرفیت این خازن تخت موازی را ظرفیت خازن انتقال یا ظرفیت پیوندگاه گویند. ظرفیت خازن انتقال CT هر دیود با افزایش ولتاژ معکوس کاهش می‌یابد. دیودهای سیلسیم که برای این اثر ظرفیتی طراحی و بهینه شده‌اند، دیود با ظرفیت متغییر یا وارکتور نام دارند. وراکتور موازی با یک القاگر تشکیل یک مدار تشدید را می‌دهد که با تغییر ولتاژ معکوس وراکتور می‌توانیم فرکانس تشدید را تغییر بدهیم.

دیودهای شاتکی

دیود شاتکی یک وسیله تک‌قطبی است که در آن به جای استفاده ‌از دو نوع نیمه ‌هادی p و n متصل به هم ، معمولا از یک نوع نیم ‌هادی سیلیسیم نوع n با یک اتصال فلزی مانند طلا – نقره یا پلاتین استفاده می‌شود. در هر دو ماده ‌الکترون حامل اکثریت را تشکیل می‌دهد. وقتی که دو ماده به هم متصل می‌شوند، الکترونها در ماده سیلیسیم نوع n فورا به داخل فلز نفوذ می‌کنند و یک جریان سنگینی از بارهای اکثریت بوجود می‌آید. دیود شاتکی لایه تهی ذخیره بار ندارد. کاربرد این دیود در فرکانس‌های خیلی بالاست.

دیودهای زنر

این دیود سیلیسیم برای کار در ناحیه شکست طراحی و بهینه شده است، گاهی آن را دیود شکست هم می‌گویند. با تغییر میزان آلایش ، کارخانه‌های سازنده می‌توانند دیودهای زنری بسازند که ولتاژ شکست آنها از دو تا دویست ولت تغییر کند. با اعمال ولتاژ معکوس که ‌از ولتاژ شکست زنر بگذرد، وسیله‌ای خواهیم داشت که مانند یک منبع ولتاژ ثابت عمل می‌کند.

وقتی غلظت آلایش در دیود خیلی زیاد باشد، لایه تهی بسیار باریک می‌شود. میدان الکتریکی در لایه تهی بسیار شدید است. میدان چنان شدید است که ‌الکترونها را از مدارهای ظرفیت خارج می‌کند. ایجاد الکترونهای آزاد به ‌این روش را شکست زنر می‌نامیم.

کاربردها

قطعات پیوندی p - n در صنعت الکترونیک از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند. به عنوان مثال دیودهای نور افشان LED در نمایشگرهای دیجیتالی و گسیلنده‌های نور قرمز GaAs و InP بویژه برای سیستمهای مخابرات نوری مناسب هستند. آرایش لیزر نیم رسانا ، آشکارساز نوری را می‌توان در سیستم دیسک فشرده برای خواندن اطلاعات دیجیتال از دیسک چرخان مورد استفاده قرار داد.

کاربرد بسیار مهم پیوندها به عنوان باتری‌های خورشیدی است که ‌انرژی نوری جذب شده را به انرژی ‌الکتریکی مفید تبدیل می‌کنند. دیودهای با ظرفیت متغیر در تولید رمونی‌ها ، مخرب فرکانس‌های مایکروویو و فیلترهای فعال است. دیودهای زنر به عنوان مرجع در مدارهایی که نیازمند مقدار معینی از ولتاژ هستند، استفاده می‌شوند.

مباحث مرتبط با عنوان


دیودهای پیوندی

دیدکلی :

دیور یک قطعه الکترونیکی است که از بهم چسباندن دو نوع ماده n و p هر دو از یک جنس سیلسیم یا ژرمانیم ساخته می شود چون دیور یک قطعه دو پایانه است اعمال ولتاژ در دو سر پایانه هایش سه حالت را پیش می آورد . دیور بی بایس یا بدون تغذیه که ولتاژ دو سر دیور برابر صفر است و جریان خالص بار در هر جهت برابر صفر است . با یس مستقیم یا تغذیه مستقیم که ولتاژ دو سر دیور بزرکتر از صفر است که الکترونها را در ماده n و حفره ها را در ماده p تحت فشار قرار می دهد تا یونهای مرزی با یکدیگر ترکیب شده و عرض ناحیه تهی کاهش یابد و تغذیه یا بایس معکوس که ولتاژ دو سر دیور کوچکتر از صفر است . یعنی ولتاژ به دو سر دیور طوری وصل می شود که قطب مثبت آن به ماده n و قطب منفی آن به ماده p وصل گردد و به علت کشیده شدن یونها به کناره عرض ناحیه تهی افزایش می یابد .

انواع دیودها

  • دیورهای نور گسل : در دیوری که بایس مستقیم دارد الکترونهای نوار رسانش از پیوندگاه عبور کرده و به داخل حفره ها می افتند انرژی را که این الکترون ها به هنگام صعود به نوار رسانش دریافت کرده بودند به هنگام برگشت به نوار ظرفیت انرژی دریافتی را مجددا تابش می کنند در دیورهای یکسوساز این انرژی به صورت گرما پس داده می شود ولی دیورهای نور گسل LED این انرژی را به صورت فوتون تابش می کنند .
  • فتو دیورها : انرژی گرمایی باعث تولید حامل های اقلیمی در دیور می گردد با افزایش دما جریان دیور در بایس معکوس افزایش می یابد انرژی نوری هم همانند انرژی گرمایی باعث به وجود آمدن حاملهای اقلیمی می گردد . کارخانه های سازنده با تعبیه روزنه ای کوچک برای تابش نور به پیوندگاه دیورهایی را می سازند که فتو دیور نامیده می شوند وقتی نور خارجی به پیوندگاه یک فتو دیور که بایس مستقیم دارد فرود آید زوجهای الکترون حفره در داخل لایه تهی به وجود می آیند هرچه نور شدید تر باشد مقدار حاملهای اقلیمی نوری افزایش یافته در نتیجه جریان معکوس بزرگتر می شود به این دلیل فتو دیورها را آشکارسازهای نوری گویند .
  • وراکتور : نواحی p وn را در دو طرف لایه تهی را میتوان مانند یک خازن تخت موازی در نظر گرفت ظرفیت این خازن تخت موازی را ظرفیت خازن انتقال یا ظرفیت پیوندگاه گویند . ظرفیت خازن انتقال CT هر دیور با افزایش ولتاژ معکوس کاهش می یابد دیورهای سیلسیم که برای این اثر ظرفیتی طراحی و بهینه شده اند دیور با ظرفیت متغییر با وارکتور نام دارند . وراکتور موازی با یک القاگر تشکیل یک مدار تشدید را می دهد ، که با تغییر ولتاژ معکوس وراکتور می توانیم فرکانس تشدید را تغییر بدهیم .
  • دیورهای شاتکی : دیور شاتکی یک وسیله تک قطبی است که در آن بجای استفاده از دو نوع نیمه هادی p و n متصل بهم معمولا از یک نوع نیمه هادی سیلسیم نوع n با یک اتصال فلزی مانند طلا – نقره یا پلاتین استفاده می شود در هر دو ماده الکترون حامل اکثریت را تشکیل می دهد . وقتی که دو ماده بهم متصل می شوند الکترونها در ماده سیلسیم نوع n فورا به داخل فلز نفوذ کرده و یک جریان سنگینی از بارهای اکثریت به وجود می آید . دیور شاتکی لایه تهی ذخیره بار ندارد . کابرد این دیور در فرکانس های خیلی بالاست .
  • دیور های زنر : این دیور سیلسیم برای کار در ناحیه شکست طراحی و بهینه شده اند گاهی آن را دیور شکست هم می گویند با تغییر میزان آلایش کارخانه های سازنده می توانند دیور زنری بسازند که ولتاژ شکست آنها از دو تا دویست ولت تغییر کند با اعمال ولتاژ معکوس که از ولتاژ شکست زنر بگذرد وسیله ای خواهیم داشت که مانند یک منبع ولتاژ ثابت عمل می کند وقتی غلظت آلایش در دیور خیلی زیاد باشد لایه تهی بسیار باریک می شود . میدان الکتریکی در لایه تهی بسیار شدید است میدان چنان شدید است که الکترونها را از مدارهای ظرفیت خارج می کند ایجاد الکترون های آزاد به این روش را شکست زنر می نامیم .

کابردها :

قطعات پیوندی p-n در صنعت الکترونیک از اهمیت ویژه ای برخوردارند به عنوان مثال دیورهای نور افشان LED در نمایشگرهای دیجیتالی گسیلتده های نور قرمزGaAs و Inp به ویژه برای سیستم های مخابرات نوری مناسب هستند ، آرایش نیر – نیمه رسانا – آشکار ساز نوری را می توان در سیستم دیسک فشرده برای خواندن اطلاعات دیجیتال از دیسک چرخان مورد استفاده قرار داد . کاربرد بسیار مهم پیوند ها به عنوان باطریهای خورشیدی است که انرژی نوری جذب شده را به الکتریکی مفید تبدیل می کنند . دیورهای با ظرفیت متغییر در تولید رمونی ها – ضرب فرکانس های مایکروویو و فیلتر های فعال است . دیورهای زنر به عنوان مربع در مدارهایی که نیازمند مقدار معینی از ولتاژ هستند استفاده می شود.


تاریخ شماره نسخه کاربر توضیح اقدام
 یکشنبه 18 بهمن 1383 [04:37 ]   2   حسین خادم      جاری 
 پنج شنبه 03 دی 1383 [09:09 ]   1   حسین خادم      v  c  d  s 


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..