Диоды в ближний: Светодиодный ближний или дальний свет

Содержание

Можно ли ставить led лампу в линзу?

Содержание:

На все эти вопросы и на многие другие Вы получите ответ в данной статье. По этому присаживайтесь поудобней и поехали. Ключевой особенностью для формирования правильного светового потока в линзе является угол рассеивания источника света, в данном случае автомобильной LED лампы. Так как светодиоды по своей конструкции размещаются с двух сторон от центральной платы, не исключается теневой засвет как раз таки от этой же самой платы. В данном случае нужно использовать лампы с максимальным углом рассеивания света. Также рекомендуется обратить внимание на светодиоды оборудованы кристаллами CREE и COB. Часто покупатели думают : «Как так то? светодиод выдает 4000-5000 Lm, а светит как галогенная лампа, а то и еще хуже, ведь ксенон со своими 3000-3500Lm светит гораздо ярче». Дабы избежать подобных недоразумений предлагаю конкретно разобраться с каждым типом светодиода в линзе, охарактеризовать и наглядно показать, как какой тип диода ведет себя в линзованной фаре.

CSP диод

Данный тип светодиода идеально подойдет для рефлекторной оптики, так как в точности повторяет расположения нити накала галогенной лампы, тем самым не будет заслепливать встречный транспорт, в рефлекторной фаре он светит так:

Как видно по фото свето-теневая граница четкая и ровная без не сфокусированных просветов. Что касается света такой лампы в линзе, выглядит это так

Как видно по данной фотографии — свет рассеянный, нету максимально яркого пучка в центре свечения, как это есть в галогенной лампе. Вывод — данный тип светодиода не самое лучшее решения для линзы, он идеально подойдет для противотуманной фары и для рефлекторной оптики.

COB диод

С данным типом светодиода ситуация поинтересней, в том плане, что угол рассеивания у него больше чем у CSP, но не насколько хорош для формирования максимальной яркости, минусом такого светодиода является его слабая теплопроводность, простыми словами склонен к перегреву, так же такой светодиод в птф и в рефлекторную оптику на ближний свет устанавливать не рекомендуется. Так как COB кристал не фокусируется в фаре и издает ломаный свет во всех направлениях. Рекомендуется использовать данный светодиод в дальнем свете автомобиля. На данном фото наглядно представлено как светит COB с линзе по сравнению с галогенном. 

Не плохая яркость, но нету сфокусированного центра свечения как у галогена.

CREE диод

Такой тип максимально приближен к ксеноновой яркости света, а в некоторых случаях даже превосходит ее, но об этом чуть позже. Достигается максимальная яркость за счет использования полусверической формы светодиода, что в свою очередь способна выдать максимальный угол рассеивания света, данный тип светодиода является фаворитом в установке под линзу. Так же он предпочитается мастерами нашего установочного центра. Хоть и цена на качественную лампу с данным типом диода дороже обычных, но тот яркий свет того стоит, примеры света данного светодиода представлены на этих фотографиях

 

По данным фотографиям можно сделать вывод, что данный тип диода светит гораздо ярче чем галоген, также соблюдена правильность фокусирования света. Достигается правильность и яркость света за счет установки «правильных» светодиодов, да-да именно так, не все светодиоды с кристаллом CREE способны выдать максимальный угол рассева. Самым лучшим представителем данной линейки LED ламп является ALED серии Х для линз

Данный тип ламп специально разработан под линзу, имеет максимально узкую плату и максимально выпуклые сферические светодиоды. В совокупности этих факторов такой светодиод наилучшим образом подойдет для линзованной оптики любого автомобиля. Послужит идеальным решением для тех кому надоел old school ксенон, для тех кто хочет идти в ногу со временем и использовать высокие технологии для своего автомобиля.

Высвечиваем будущее опытными фарами Фольксвагена — ДРАЙВ

  • Войти
  • Регистрация
  • Забыли пароль?
  • user
  • Выход
Найти ДРАЙВ
  • Наши
    тест-драйвы
  • Наши
    видео
  • Цены и
    комплектации
  • Сообщество
    DRIVE2
  • Новости
  • Наши тест-драйвы
  • Наши видео
  • Поиск по сайту
  • Полная версия сайта
  • Войти
  • Выйти
  • Acura
  • Alfa Romeo
  • Aston Martin
  • Audi
  • Bentley
  • Bilenkin Classic Cars
  • BMW
  • Brilliance
  • Cadillac
  • Changan
  • Chery
  • CheryExeed
  • Chevrolet
  • Chrysler
  • Citroen
  • Daewoo
  • Datsun
  • Dodge
  • Dongfeng
  • DS
  • FAW
  • Ferrari
  • FIAT
  • Ford
  • Foton
  • GAC
  • Geely
  • Genesis
  • Great Wall
  • Haima
  • Haval
  • Hawtai
  • Honda
  • Hummer
  • Hyundai
  • Infiniti
  • Isuzu
  • JAC
  • Jaguar
  • Jeep
  • KIA
  • Lada
  • Lamborghini
  • Land Rover
  • Lexus
  • Lifan
  • Maserati
  • Mazda
  • Mercedes-Benz
  • MINI
  • Mitsubishi
  • Nissan
  • Opel
  • Peugeot
  • Porsche
  • Ravon
  • Renault
  • Rolls-Royce
  • Saab
  • SEAT
  • Skoda
  • Smart
  • SsangYong
  • Subaru
  • Suzuki
  • Tesla
  • Toyota
  • Volkswagen
  • Volvo
  • Zotye
  • УАЗ
  • Kunst!
  • Тесты шин
  • Шпионерия
  • Автомобизнес
  • Техника
  • Наши дороги
  • Гостиная
  • Автоспорт
  • Авторские колонки
  • Acura
  • Alfa Romeo
  • Aston Martin
  • Audi
  • Bentley
  • BCC
  • BMW
  • Brilliance
  • Cadillac
  • Changan
  • Chery
  • CheryExeed
  • Chevrolet
  • Chrysler
  • Citroen
  • Daewoo
  • Datsun
  • Dodge
  • Dongfeng
  • DS
  • FAW
  • Ferrari
  • FIAT
  • Ford
  • Foton
  • GAC
  • Geely
  • Genesis
  • Great Wall
  • Haima
  • Haval
  • Hawtai
  • Honda
  • Hummer
  • Hyundai
  • Infiniti
  • Isuzu
  • JAC
  • Jaguar
  • Jeep
  • KIA
  • Lada
  • Lamborghini
  • Land Rover
  • Lexus
  • Lifan
  • Maserati
  • Mazda
  • Mercedes-Benz
  • MINI
  • Mitsubishi
  • Nissan
  • Opel
  • Peugeot
  • Porsche
  • Ravon
  • Renault
  • Rolls-Royce
  • Saab
  • SEAT
  • Skoda
  • Smart
  • SsangYong
  • Subaru
  • Suzuki
  • Tesla
  • Toyota
  • Volkswagen
  • Volvo
  • Zotye
  • УАЗ

Светодиодные лампы для автомобиля

0

Корзина

📱 +7 (925) 533-02-99

  • Каталог
  • Новости
  • Статьи
  • 3D
  • Комментарии
  • Автомобильные лампы
    • h2
    • h4
    • h5
    • H6 — (DR20)
    • H7
    • H8
    • H9
    • h21
    • h23
    • h25
    • h26 — (PSX24W)
    • h37 — (880,881)
    • HB1 — (9004)
    • HB3 — (9005)
    • HB4 — (9006)
    • HB5 — (9007)
    • HIR2 — (9012)
    • W5W — (T10)
    • WY5W
    • T4W — (BA9S)
    • T4.7
    • T5
    • C5W
    • W16W — (T15)
    • W21W — (7440, T20)
    • WY21W
    • W21/5W — (7443, T20)
    • P13W
    • P21W — (1156)
    • PY21W
    • P21/4W — (1157)
    • P21/5W
    • P27W — (3156)
    • P27/7W — (3157)
    • R5W
    • R10W
    • RY10W
    • Двухцветные лампы
    • Ходовые огни
    • Модули
  • Дополнительный свет
    • Авто прожекторы
    • Светодиодные фары
  • Аксессуары
    • Резисторы-обманки
    • Коннекторы-патроны
    • Реле поворотников
    • Лазерные эмблемы
    • Светодиодные эмблемы
    • Камеры
    • Ленты
  • Ксенон
    • Комплекты
    • Лампы
    • Блоки розжига
    • Фонари ксеноновые
    • Ксеноновые линзы
      • Для автомобилей
      • Для мотоциклов
  • Лампы для дома
    • E27
    • E14
    • GU10
    • T8
    • G4
    • MR16
    • G9
    • Для растений
    • Светильники
  • Фонари
    • Светодиодные фонари
    • Батареи аккумуляторы
      • 18650
      • 16340 (CR123A)
      • 26650
      • AAA (10440)
    • Зарядные устройства
    • Ксеноновые фонари
  • Светодиодные ленты
    • Ленты
    • Ленты эконом класса
    • Ленты торцевого свечения
    • Аксессуары
    • Блоки питания
    • Контроллеры
      • Инфракрасные
      • Радиоканальные
      • WiFi
  • Видеонаблюдение
  • Подарки
  • Новинки
  • Акции
  • Каталог
  • Новости
  • Статьи
  • 3D
  • Комментарии
+7 (925) 533-02-99
  • Автомобильные лампы
    • h2
    • h4
    • h5
    • H6 — (DR20)
    • H7
    • H8
    • H9
    • h21
    • h23
    • h25
    • h26 — (PSX24W)
    • h37 — (880,881)
    • HB1 — (9004)
    • HB3 — (9005)
    • HB4 — (9006)
    • HB5 — (9007)
    • HIR2 — (9012)
    • W5W — (T10)
    • WY5W
    • T4W — (BA9S)
    • T4.7
    • T5
    • C5W
    • W16W — (T15)
    • W21W — (7440, T20)
    • WY21W
    • W21/5W — (7443, T20)
    • P13W
    • P21W — (1156)
    • PY21W
    • P21/4W — (1157)
    • P21/5W
    • P27W — (3156)
    • P27/7W — (3157)
    • R5W
    • R10W
    • RY10W
    • Двухцветные лампы
    • Ходовые огни
    • Модули
  • Дополнительный свет
    • Авто прожекторы
    • Светодиодные фары
  • Аксессуары
    • Резисторы-обманки
    • Коннекторы-патроны
    • Реле поворотников
    • Лазерные эмблемы
    • Светодиодные эмблемы
    • Камеры
    • Ленты
  • Ксенон
    • Комплекты
    • Лампы
    • Блоки розжига
    • Фонари ксеноновые
    • Ксеноновые линзы
      • Для автомобилей
      • Для мотоциклов
  • Лампы для дома
    • E27
    • E14
    • GU10
    • T8
    • G4
    • MR16
    • G9
    • Для растений
    • Светильники
  • Фонари
    • Светодиодные фонари
    • Батареи аккумуляторы
      • 18650
      • 16340 (CR123A)
      • 26650
      • AAA (10440)
    • Зарядные устройства
    • Ксеноновые фонари
  • Светодиодные ленты
    • Ленты
    • Ленты эконом класса
    • Ленты торцевого свечения
    • Аксессуары
    • Блоки питания
    • Контроллеры
      • Инфракрасные
      • Радиоканальные
      • WiFi
  • Видеонаблюдение
  • Подарки
  • Новинки
  • Акции
    • Автомобильные лампы
      • h2
      • h4
      • h5
      • H6 — (DR20)
      • H7
      • H8
      • H9
      • h21
      • h23
      • h25
      • h26 — (PSX24W)
      • h37 — (880,881)
      • HB1 — (9004)
      • HB3 — (9005)
      • HB4 — (9006)
      • HB5 — (9007)
      • HIR2 — (9012)
      • W5W — (T10)
      • WY5W
      • T4W — (BA9S)
      • T4.7
      • T5
      • C5W
      • W16W — (T15)
      • W21W — (7440, T20)
      • WY21W
      • W21/5W — (7443, T20)
      • P13W
      • P21W — (1156)
      • PY21W
      • P21/4W — (1157)
      • P21/5W
      • P27W — (3156)
      • P27/7W — (3157)
      • R5W
      • R10W
      • RY10W
      • Двухцветные лампы
      • Ходовые огни
      • Модули
    • Дополнительный свет
      • Авто прожекторы
      • Светодиодные фары
    • Аксессуары
      • Резисторы-обманки
      • Коннекторы-патроны
      • Реле поворотников
      • Лазерные эмблемы
      • Светодиодные эмблемы
      • Камеры
      • Ленты
    • Ксенон
      • Комплекты
      • Лампы
      • Блоки розжига
      • Фонари ксеноновые
      • Ксеноновые линзы
        • Для автомобилей
        • Для мотоциклов
    • Лампы для дома
      • E27
      • E14
      • GU10
      • T8
      • G4
      • MR16
      • G9
      • Для растений
      • Светильники
    • Фонари
      • Светодиодные фонари
      • Батареи аккумуляторы
        • 18650
        • 16340 (CR123A)
        • 26650
        • AAA (10440)
      • Зарядные устройства
      • Ксеноновые фонари
    • Светодиодные ленты
      • Ленты
      • Ленты эконом класса
      • Ленты торцевого свечения
      • Аксессуары
      • Блоки питания
      • Контроллеры
        • Инфракрасные
        • Радиоканальные
        • WiFi
    • Видеонаблюдение
    • Подарки
    • Новинки
    • Акции
      

    0

    Корзина

Типы диодов, функциональные схемы, работа и характеристики

Диоды широко используются в различных областях, начиная с разработки электроники и заканчивая производством и ремонтом. Они бывают разных типов и передают электрический ток в зависимости от свойств и характеристик этого конкретного диода. В основном это диоды с P-N переходом, светочувствительные диоды, стабилитроны, диоды Шоттки, варакторные диоды. К светочувствительным диодам относятся светодиоды, фотодиоды и фотоэлектрические элементы.Некоторые из них кратко описаны в этой статье.

1. P-N переходной диод

P-N переход — это полупроводниковый прибор, который образован полупроводниковым материалом P-типа и N-типа. P-тип имеет высокую концентрацию дырок, а N-тип — высокую концентрацию электронов. Диффузия дырок — от p-типа к n-типу, а диффузия электронов — от n-типа к p-типу.

Донорные ионы в области n-типа становятся положительно заряженными, когда свободные электроны переходят от n-типа к p-типу.Следовательно, на N-стороне соединения создается положительный заряд. Свободные электроны через переход являются отрицательными акцепторными ионами, заполняя дырки, тогда отрицательный заряд, установленный на p-стороне перехода, показан на рисунке.

Электрическое поле, образованное положительными ионами в области n-типа и отрицательными ионами в областях p-типа. Эта область называется диффузионной. Поскольку электрическое поле быстро выметает свободные носители, следовательно, область обеднена свободными носителями.Встроенный потенциал V bi из-за Ê формируется на стыке, как показано на рисунке.

Функциональная схема PN-диода:

Функциональная схема PN-диода

Прямые характеристики PN-перехода:

Когда положительная клемма батареи подключена к P-типу, а отрицательная клемма подключена к N-типу, называется прямое смещение PN перехода показано на рисунке ниже.

Прямые характеристики P-N перехода

Если это внешнее напряжение становится больше, чем значение потенциального барьера, приблизительно 0.7 В для кремния и 0,3 В для Ge, потенциальный барьер пересекается, и ток начинает течь из-за движения электронов через переход, то же самое для дырок.


Характеристики прямого смещения P-N перехода

Обратные характеристики P-N перехода:

Когда положительное напряжение подается на n-часть диода, а отрицательное напряжение на p-часть диода, считается, что он находится в состоянии обратного смещения.

Схема обратной характеристики P-N перехода

Когда положительное напряжение подается на N-часть диода, электроны движутся к положительному электроду, а приложение отрицательного напряжения к p-части заставляет отверстия двигаться к отрицательному электроду.В результате электроны пересекают переход, чтобы объединиться с дырками на противоположной стороне перехода, и наоборот. В результате образуется обедненный слой, имеющий путь с высоким импедансом и высоким потенциальным барьером.

Характеристики обратного смещения P-N перехода

Применение диода P-N перехода:

Диод P-N перехода — это двухконтактное устройство, чувствительное к полярности, диод проводит при прямом смещении, а диод не проводит при обратном смещении. Благодаря этим характеристикам, диод с P-N переходом используется во многих приложениях, таких как

  1. Выпрямители в источниках питания постоянного тока
  2. Цепи демодуляции
  3. Отсечные и фиксирующие сети

2.Фотодиод

Фотодиод — это своего рода диод, который генерирует ток, пропорциональный энергии падающего света. Это преобразователь света в напряжение / ток, который находит применение в системах безопасности, конвейерах, системах автоматического переключения и т. Д. Фотодиод похож на светодиод по конструкции, но его p-n переход очень чувствителен к свету. Переход p-n может быть открыт или упакован с окном для проникновения света в переход P-N. В состоянии прямого смещения ток проходит от анода к катоду, а в состоянии с обратным смещением фототок течет в обратном направлении.В большинстве случаев упаковка фотодиода аналогична упаковке светодиода с анодными и катодными выводами, выступающими из корпуса.

Фотодиод

Существует два типа фотодиодов — фотодиоды PN и PIN. Разница в их производительности. ПИН-фотодиод имеет внутренний слой, поэтому он должен иметь обратное смещение. В результате обратного смещения ширина обедненной области увеличивается, а емкость p-n перехода уменьшается. Это позволяет генерировать больше электронов и дырок в обедненной области.Но одним из недостатков обратного смещения является то, что он генерирует ток шума, который может снизить отношение сигнал / шум. Поэтому обратное смещение подходит только в приложениях, требующих более высокой пропускной способности. Фотодиод PN идеален для приложений с низким освещением, поскольку работает без смещения.

Фотодиод работает в двух режимах: фотоэлектрический и фотопроводящий. В фотоэлектрическом режиме (также называемом режимом нулевого смещения) фототок от устройства ограничивается, и нарастает напряжение. Фотодиод теперь находится в состоянии прямого смещения, и через p-n переход начинает течь «темновой ток».Этот поток темнового тока происходит против направления фототока. Темновой ток возникает при отсутствии света. Темновой ток — это фототок, индуцированный фоновым излучением, плюс ток насыщения в устройстве.

Режим фотопроводимости возникает при обратном смещении фотодиода. В результате этого ширина обедненного слоя увеличивается и приводит к уменьшению емкости p-n перехода. Это увеличивает время отклика диода.Чувствительность — это отношение генерируемого фототока к энергии падающего света. В фотопроводящем режиме диод генерирует только небольшой ток, называемый током насыщения, или обратным током вдоль своего направления. В этом состоянии фототок остается прежним. Фототок всегда пропорционален люминесценции. Несмотря на то, что фотопроводящий режим быстрее, чем фотогальванический режим, электронный шум выше в фотопроводящем режиме. Фотодиоды на основе кремния генерируют меньше шума, чем фотодиоды на основе германия, поскольку кремниевые фотодиоды имеют большую ширину запрещенной зоны.

3. Стабилитрон

Стабилитрон — это тип диода, который обеспечивает протекание тока в прямом направлении, аналогично выпрямительному диоду, но в то же время он может допускать обратное течение тока даже при напряжении выше пробивное значение стабилитрона. Обычно это напряжение на один-два вольта выше номинального напряжения стабилитрона и известно как напряжение стабилитрона или точка лавины. Стабилитрон был назван так в честь Кларенса Зенера, открывшего электрические свойства диода.Стабилитроны находят применение в регулировании напряжения и для защиты полупроводниковых приборов от колебаний напряжения. Стабилитроны широко используются в качестве опорного напряжения и в качестве регуляторов шунта для регулирования напряжения на цепях.

Стабилитрон использует свой p-n переход в режиме обратного смещения для создания эффекта Зенера. Во время эффекта Зенера или пробоя Зенера стабилитрон поддерживает напряжение, близкое к постоянному значению, известному как напряжение Зенера. Обычный диод также имеет свойство обратного смещения, но если напряжение обратного смещения будет превышено, на диод будет воздействовать большой ток и он будет поврежден.С другой стороны, стабилитрон специально разработан так, чтобы иметь пониженное напряжение пробоя, называемое напряжением Зенера. Стабилитрон также демонстрирует свойство управляемого пробоя и позволяет току поддерживать напряжение на стабилитроне, близкое к напряжению пробоя. Например, стабилитрон на 10 вольт будет падать на 10 вольт в широком диапазоне обратных токов.

Когда стабилитрон смещен в обратном направлении, его p-n переход будет испытывать лавинный пробой, и стабилитрон будет проводить в обратном направлении.Под действием приложенного электрического поля валентные электроны будут ускоряться, чтобы сбивать и высвобождать другие электроны. Это заканчивается эффектом лавины. Когда это происходит, небольшое изменение напряжения приведет к большому току. Пробой стабилитрона зависит от приложенного электрического поля, а также от толщины слоя, на который подается напряжение. Стабилитрон требует подключенного последовательно к нему токоограничивающего резистора, чтобы ограничить ток, протекающий через стабилитрон. Обычно ток стабилитрона составляет 5 мА.Например, если стабилитрон 10 В используется с источником питания 12 вольт, 400 Ом (близкое значение 470 Ом) идеально подходит для поддержания тока стабилитрона на уровне 5 мА. Если напряжение питания 12 вольт, то на стабилитроне 10 вольт и на резисторе 2 вольт. При 2 В на резисторе 400 Ом ток через резистор и стабилитрон будет 5 мА. Поэтому, как правило, резисторы 220 Ом на 1 кОм используются последовательно с стабилитроном в зависимости от напряжения питания. Если ток через стабилитрон недостаточен, выход будет нерегулируемым и будет меньше номинального напряжения пробоя.Следующая формула полезна для определения тока через стабилитрон:

Зенер = (VIn — V Out) / R Ом

Значение резистора R должно удовлетворять двум условиям.

  1. Оно должно быть низким, чтобы пропускать достаточный ток через стабилитрон.
  2. Номинальная мощность резистора должна быть достаточно высокой для защиты стабилитрона.

Фото предоставлено:

  • Стабилитрон от wikimedia
  • Функциональная схема P-N-переходного диода от Куэра

ВИ-характеристики PN-переходного диода в трех режимах смещения

P-N-переходной диод появился в 1950 году.Это самый важный и основной строительный блок электронного устройства. Диод с PN-переходом представляет собой устройство с двумя выводами, которое формируется, когда одна сторона диода с PN-переходом сделана из p-типа и легирована материалом N-типа. PN-переход — это основа для полупроводниковых диодов. Различные электронные компоненты, такие как BJT, JFET, MOSFET (полевые транзисторы металл-оксид-полупроводник), светодиоды, аналоговые или цифровые ИС, поддерживают полупроводниковую технологию. Основная функция полупроводникового диода заключается в том, что он позволяет электронам полностью проходить через него в одном направлении.Наконец, он действует как выпрямитель. В этой статье дается краткая информация о диоде с PN-переходом, диоде с PN-переходом в прямом смещении и обратном смещении, а также о характеристиках VI диода с PN-переходом

Что такое диод с PN-переходом?

Существует три возможных состояния смещения и две рабочие области для типичного диода с PN-переходом: нулевое смещение, прямое смещение и обратное смещение.

Когда на диод с PN-переходом не подается напряжение, электроны будут диффундировать на P-сторону, а дырки — на N-сторону через переход, и они объединятся.Следовательно, акцепторный атом, близкий к P-типу, и донорный атом, расположенный рядом с N-стороной, остается неиспользованным. Эти носители заряда создают электронное поле. Это препятствует дальнейшей диффузии носителей заряда. Таким образом, движение области не известно как область истощения или пространственный заряд.

PN-переходный диод

Если мы применим прямое смещение к PN-переходному диоду, это означает, что отрицательная клемма подключена к материалу N-типа, а положительная клемма подключена к материалу P-типа через диод, который имеет эффект уменьшение ширины диода PN перехода.

Если мы применим обратное смещение к диоду с PN-переходом, это означает, что положительный вывод подключен к материалу N-типа, а отрицательный вывод подключен к материалу P-типа через диод, что приводит к увеличению ширина PN-переходного диода и отсутствие заряда может проходить через переход

VI Характеристики PN-переходного диода

PN-переходный диод с нулевым смещением

В переходе с нулевым смещением потенциально обеспечивает более высокую потенциальную энергию для отверстий на выводах сторон P и N. .Когда контакты переходного диода закорочены, несколько основных носителей заряда на стороне P с большим количеством энергии, чтобы преодолеть потенциальный барьер, чтобы пройти через область обеднения. Таким образом, с помощью основных носителей заряда в диоде начинает течь ток, который обозначается как прямой ток. Таким же образом неосновные носители заряда на N-стороне движутся через область обеднения в обратном направлении, и это называется обратным током.


Нулевой диод PN-перехода

Потенциальный барьер препятствует движению электронов и дырок через переход и позволяет неосновным носителям заряда дрейфовать через PN-переход.Однако потенциальный барьер помогает неосновным носителям заряда P-типа и N-типа дрейфовать через PN-переход, тогда равновесие будет установлено, когда основные носители заряда равны и оба движутся в обратных направлениях, так что конечный результат равен нулю. ток, протекающий в цепи. Говорят, что это соединение находится в состоянии динамического равновесия.

Когда температура полупроводника увеличивается, неосновные носители заряда бесконечно генерируются, и поэтому ток утечки начинает расти.Но электрический ток не может течь, так как к PN-переходу не подключен внешний источник.

PN-переходный диод в прямом смещении

Когда PN-переходный диод подключен в прямом смещении, подавая положительное напряжение на материал P-типа и отрицательное напряжение на клемму N-типа. Если внешнее напряжение становится больше, чем значение потенциального барьера (оценка 0,7 В для Si и 0,3 В для Ge, сопротивление потенциальных барьеров будет преодолено, и начнется протекание тока.Потому что отрицательное напряжение отталкивает электроны рядом с переходом, давая им энергию для объединения и пересечения с дырками, выталкиваемыми в направлении, противоположном переходу, положительным напряжением.

PN Соединительный диод в прямом смещении

Результат этого на характеристической кривой нулевого тока, протекающего до встроенного потенциала, на статических кривых называется «током перегиба», а затем протекает большой ток через диод с небольшим увеличением. во внешнем напряжении, как показано ниже.

VI характеристики диода с PN переходом при прямом смещении

Характеристики VI диода с PN переходом при прямом смещении нелинейны, то есть не являются прямой линией. Эта нелинейная характеристика показывает, что во время работы N-перехода сопротивление не является постоянным. Наклон диода с PN-переходом при прямом смещении показывает, что сопротивление очень низкое. Когда к диоду прикладывается прямое смещение, это вызывает путь с низким импедансом и позволяет проводить большой ток, который известен как бесконечный ток.Этот ток начинает течь выше точки перегиба с небольшим внешним потенциалом.

PN-переходный диод VI Характеристики при смещении пересылки

Разность потенциалов на PN-переходе поддерживается постоянной за счет действия слоя обеднения. Максимальный ток, который должен проводиться, поддерживается нагрузочным резистором неполным, потому что, когда диод с PN-переходом проводит больше тока, чем нормальные характеристики диода, дополнительный ток приводит к рассеиванию тепла, а также к повреждению устройства.

PN переходной диод в обратном смещении

Когда PN переходный диод подключен в состоянии обратного смещения, положительное (+ Ve) напряжение подключается к материалу N-типа, а отрицательное (-Ve) напряжение подключается к Материал P-типа.

Когда к материалу N-типа прикладывается напряжение + Ve, оно притягивает электроны около положительного электрода и уходит от перехода, в то время как отверстия на конце P-типа также притягиваются от перехода рядом с переходом. отрицательный электрод.

PN-переходный диод в обратном смещении

При этом типе смещения ток через диод PN-перехода равен нулю. Тем не менее, утечка тока из-за неосновных носителей заряда течет в диоде, что может быть измерено в UA (микроампер). Поскольку потенциал обратного смещения к диоду с PN-переходом в конечном итоге увеличивается и приводит к пробою обратного напряжения на PN-переходе, током диода с PN-переходом управляет внешняя цепь. Обратный пробой зависит от уровней легирования областей P&N.Кроме того, с увеличением обратного смещения диод закорачивается из-за перегрева в цепи, и максимальный ток цепи течет в диоде с PN переходом.

VI Характеристики диода с PN переходом при обратном смещении

В этом типе смещения характеристическая кривая диода показана в четвертом квадранте рисунка ниже. Ток в этом смещении низкий до тех пор, пока не произойдет пробой, и поэтому диод выглядит как разомкнутая цепь. Когда входное напряжение обратного смещения достигает напряжения пробоя, обратный ток сильно возрастает.

Характеристики VI диода с PN переходом при обратном смещении

Таким образом, речь идет о диоде с PN переходом в условиях нулевого смещения, прямого смещения и обратного смещения, а также о характеристиках VI диода с PN переходом. Мы надеемся, что вы лучше понимаете эту концепцию. Кроме того, любые сомнения относительно этой статьи или проектов в области электроники, пожалуйста, оставьте свой отзыв, оставив комментарий в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос, какой диод используется в фототранзисторе?

Фото:

Введение в диоды

  • Раздел 2.0 Введение в диоды.
  • • Обозначения диодных схем.
  • • Ток через диоды.
  • • Конструкция диода.
  • • PN-переход.
  • • Прямое и обратное смещение.
  • • Характеристики диода.
  • Раздел 2.1 Кремниевые выпрямители.
  • • Маркировка полярности.
  • • Параметры выпрямителя.
  • Раздел 2.2 Диоды Шоттки.
  • • Конструкция диода Шоттки.
  • • Потенциал соединения Шоттки.
  • • Высокоскоростное переключение.
  • • Выпрямители мощности Шоттки.
  • • Ограничения по току Шоттки.
  • • Защита от перенапряжения.
  • Раздел 2.3 Малосигнальные диоды.
  • • Конструкция малосигнального диода.
  • • Формирование волны.
  • • Обрезка.
  • • Зажим / восстановление постоянного тока.
  • • Приложения HF.
  • • Защитные диоды.
  • Раздел 2.4 Стабилитроны.
  • • Конструкция стабилитрона.
  • • Обозначения схем Зенера.
  • • Эффект Зенера.
  • • Эффект лавины.
  • • Практические стабилитроны.
  • Раздел 2.5 Светодиоды.
  • • Работа светодиода.
  • • Световое излучение.
  • • Цвета светодиодов.
  • • Расчеты цепей светодиодов.
  • • Светодиодные матрицы.
  • • Тестирование светодиодов.
  • Раздел 2.6 Лазерные диоды.
  • • Лазерный луч.
  • • Основы атома.
  • • Конструкция лазерного диода.
  • • Лазерная накачка.
  • • Управление лазерным диодом.
  • • Лазерные модули.
  • • Лазерная оптика.
  • • Классы лазерных диодов.
  • Раздел 2.7 Фотодиоды.
  • • Основы фотодиодов.
  • • Приложения.
  • • Конструкция лазерного диода.
  • • Лазерная накачка.
  • • Управление лазерным диодом.
  • • Лазерные модули.
  • • Лазерная оптика.
  • • Классы лазерных диодов.
  • Раздел 2.8 Проверка диодов.
  • • Неисправности диодов.
  • • Проверка диодов с помощью омметра.
  • • Определение соединений диодов.
  • • Выявление неисправных диодов.
  • Раздел 2.9. Тест диодов.
  • • Проверьте свои знания о диодах.

Рисунок 2.0.1. Диоды

Введение

Диоды — одни из самых простых, но наиболее полезных из всех полупроводниковых устройств. Многие типы диодов используются в широком диапазоне приложений.Выпрямительные диоды — жизненно важный компонент в источниках питания, где они используются для преобразования сетевого напряжения переменного тока в постоянное. Стабилитроны используются для стабилизации напряжения, предотвращения нежелательных изменений в подаче постоянного тока в цепи и для подачи точных опорных напряжений для многих схем. Диоды также можно использовать для предотвращения катастрофического повреждения оборудования с батарейным питанием, когда батареи подключены с неправильной полярностью.

Сигнальные диоды также широко используются при обработке сигналов в электронном оборудовании; они используются для получения аудио- и видеосигналов из передаваемых радиочастотных сигналов (демодуляция), а также могут использоваться для формирования и изменения форм сигналов переменного тока (ограничение, ограничение и восстановление постоянного тока).Диоды также встроены во многие цифровые интегральные схемы, чтобы защитить их от опасных скачков напряжения.

Рис. 2.0.2 Обозначения диодной цепи

Светодиоды

излучают многоцветный свет в очень широком спектре оборудования от простых индикаторных ламп до огромных и сложных видеодисплеев. Фотодиоды также производят электрический ток из света.

Диоды изготавливаются из полупроводниковых материалов, в основном кремния, с добавлением различных соединений (комбинации более чем одного элемента) и металлов в зависимости от функции диода.Ранние типы полупроводниковых диодов были сделаны из селена и германия, но эти типы диодов были почти полностью заменены более современными конструкциями кремния.

На рис. 2.0.1 показаны следующие диоды с общим проводом на концах:

1. Три силовых выпрямителя (мостовой выпрямитель для использования с сетевым (линейным) напряжением и два выпрямительных диода сетевого напряжения).

2. Точечный диод (в стеклянной капсуле) и диод Шоттки.

3. Кремниевый малосигнальный диод.

4. Стабилитроны в корпусе из стекла или черной смолы.

5. Подборка светодиодов. Против часовой стрелки от красного: желтый и зеленый светодиоды, инфракрасный фотодиод, теплый белый светодиод 5 мм и синий светодиод высокой яркости 10 мм.

Обозначения диодных цепей

Диод — это односторонний провод. Он имеет два вывода: анод или положительный вывод и катод или отрицательный вывод. В идеале диод будет пропускать ток, когда его анод сделан более положительным, чем его катод, но предотвращать протекание тока, когда его анод более отрицательный, чем его катод.В условных обозначениях схем, показанных на рис. 2.0.2, катод показан в виде стержня, а анод — в виде треугольника. На некоторых принципиальных схемах анод диода может также обозначаться буквой «а», а катод — буквой «к».

В каком направлении течет диодный ток?

Обратите внимание на рис. 2.0.2, что обычный ток течет от положительной (анодной) клеммы к отрицательной (катодной) клемме, хотя движение электронов (электронный поток) происходит в противоположном направлении, от катода к аноду.

Конструкция кремниевого диода

Рис. 2.0.3 Кремниевый планарный диод

Современные кремниевые диоды обычно производятся с использованием одной из различных версий планарного процесса, который также используется для изготовления транзисторов и интегральных схем. Многослойная конструкция, используемая в методах Silicon Planar, дает ряд преимуществ, таких как предсказуемые характеристики и надежность, а также является преимуществом для массового производства.

Упрощенный планарный кремниевый диод показан на рис.2.0.3. Использование этого процесса для кремниевых диодов позволяет получить два слоя кремния с различным легированием, которые образуют «PN переход». Нелегированный или «собственный» кремний имеет решеточную структуру из атомов, каждый из которых имеет четыре валентных электрона, но кремний P-типа и кремний N-типа легируют путем добавления относительно очень небольшого количества материала, имеющего атомную структуру с тремя валентными электронами (например, бор или алюминий), чтобы получить P-тип, или пять валентных электронов (например, мышьяк или фосфор), чтобы получить кремний N-типа.Эти легированные версии кремния известны как «примесный» кремний. Кремний P-типа теперь имеет нехватку валентных электронов в своей структуре, что также можно рассматривать как избыток «дырок» или носителей положительного заряда, тогда как слой N-типа легирован атомами, имеющими пять электронов в его валентной оболочке и поэтому имеет избыток электронов, которые являются носителями отрицательного заряда.

Диод PN переход

Рис. 2.0.4 Слой истощения диода

Когда кремний P- и N-типа соединяются вместе во время производства, создается переход, где встречаются материалы P-типа и N-типа, и отверстия, расположенные рядом с переходом в кремнии P-типа, притягиваются к отрицательно заряженному материалу N-типа на другой стороне перехода.Кроме того, электроны, близкие к переходу в кремнии N-типа, притягиваются к положительно заряженному кремнию P-типа. Таким образом, вдоль перехода между кремнием P- и N-типа создается небольшой естественный потенциал между полупроводниковым материалом P и N с отрицательно заряженными электронами, теперь на стороне P-типа перехода, и положительно заряженными дырками на стороне N соединение. Этот слой носителей заряда противоположной полярности накапливается до тех пор, пока его не станет достаточно, чтобы предотвратить свободное движение любых дальнейших дырок или электронов.Из-за этого естественного электрического потенциала на переходе между слоями P и N в PN-переходе образовался очень тонкий слой, который теперь обеднен носителями заряда и поэтому называется обедненным слоем. Поэтому, когда диод подключен к цепи, ток не может течь между анодом и катодом, пока анод не станет более положительным, чем катод, с помощью прямого потенциала или напряжения (V F ), по крайней мере, достаточного для преодоления естественного обратного потенциала соединение.Это значение зависит в основном от материалов, из которых сделаны слои P и N диода, и от количества используемого легирования. Различные типы диодов имеют естественный обратный потенциал в диапазоне примерно от 0,1 В до 2 или 3 В. Кремниевые диоды с PN переходом имеют потенциал перехода от 0,6 В до 0,7 В

Диод прямой проводимости

Рис. 2.0.5 Диод вперед
Проводимость

Когда напряжение, приложенное к аноду, становится более положительным, чем на катоде, на величину, превышающую потенциал обедненного слоя, начинается прямая проводимость от анода к обычному катоду, как показано на рис.2.0.5.

По мере увеличения напряжения, приложенного между анодом и катодом, прямой ток сначала медленно увеличивается, поскольку носители заряда начинают пересекать обедненный слой, а затем быстро возрастает примерно по экспоненте. Следовательно, сопротивление диода, когда он «включен» или проводит в режиме «прямого смещения», не равно нулю, а очень мало. Поскольку прямая проводимость увеличивается после преодоления потенциала истощения по примерно следующей экспоненциальной кривой, прямое сопротивление (V / I) незначительно изменяется в зависимости от приложенного напряжения.

Диод с обратным смещением

Рис. 2.0.6 Обратный диод
Смещенный

Когда диод смещен в обратном направлении (анод подключен к отрицательному напряжению, а катод — к положительному), как показано на рис. 2.0.6, положительные отверстия притягиваются к отрицательному напряжению на аноде и от перехода. Точно так же отрицательные электроны притягиваются от перехода к положительному напряжению, приложенному к катоду. Это действие оставляет большую площадь в переходе без каких-либо носителей заряда (положительных дырок или отрицательных электронов) по мере расширения обедненного слоя.Поскольку область перехода теперь обеднена носителями заряда, она действует как изолятор, и по мере того, как более высокие напряжения применяются с обратной полярностью, обедненный слой становится еще шире, чем больше носителей заряда удаляется от перехода. Диод не будет проводить при приложенном обратном напряжении (обратном смещении), за исключением очень небольшого «обратного тока утечки» (I R ), который в кремниевых диодах обычно меньше 25 нА. Однако, если приложенное напряжение достигает значения, называемого «обратным напряжением пробоя» (V RRM ), ток в обратном направлении резко возрастает до точки, где, если ток не ограничен каким-либо образом, диод будет разрушен.

I / V характеристики диода

Рис 2.0.7. Типичный диод I / V
Характеристика

Работа диодов, описанная выше, также может быть описана специальным графиком, называемым «характеристической кривой». Эти графики показывают взаимосвязь между фактическими токами и напряжениями, связанными с различными клеммами устройства. Понимание этих графиков помогает понять, как работает устройство.

Для диодов характеристическая кривая называется ВАХ, поскольку она показывает взаимосвязь между напряжением, приложенным между анодом и катодом, и результирующим током, протекающим через диод.Типичная ВАХ показана на рис. 2.0.7.

Оси графика показывают как положительные, так и отрицательные значения и поэтому пересекаются в центре. Пересечение имеет нулевое значение как для тока (ось Y), так и для напряжения (ось X). Оси + I и + V (верхняя правая область графика) показывают круто возрастающий ток после области начального нулевого тока. Это прямая проводимость диода, когда анод положительный, а катод отрицательный. Первоначально ток не течет, пока приложенное напряжение не превысит потенциал прямого перехода.После этого ток резко возрастает примерно по экспоненте.

Оси -V и -I показывают состояние обратного смещения (нижняя левая область графика). Здесь можно увидеть, что очень небольшой ток утечки увеличивается с увеличением обратного напряжения. Однако, как только достигается обратное напряжение пробоя, обратный ток (-I) резко возрастает.

Начало страницы

Полупроводниковые диоды Вопросы и ответы

Что такое диод с PN переходом?

Название PN-переход означает переход, называемый PN-переходом, образованный введением в одну сторону собственного полупроводникового кристалла примесей акцептора (образующих полупроводник p-типа) и донорных примесей с другой стороны (образующих n- типа полупроводник) с двумя активными выводами (di означает два), один вывод действует как анод (p-тип), а другой как катод (n-тип).

Что такое переходная емкость диода?

Увеличение или уменьшение непокрытого заряда на переходе в области обедненного слоя может рассматриваться как емкостной эффект и называется емкостью перехода. По обе стороны от области обеднения комбинация заряженных ионов (акцепторные атомы в p-области, принимая диффузные электроны из n-области, становятся положительно заряженными, а донорные атомы, принимая диффузные дырки из области p-типа, становятся положительно заряженными), действует как конденсатор с параллельными пластинами.Любое изменение приложенного напряжения вызывает соответствующее изменение заряда, накопленного в области истощения. Следовательно, емкость перехода задается как C j = dq j / dv j , где dq j — это изменение заряда, накопленного в области истощения, из-за изменения напряжения, приложенного к переходу dv j .

Что такое диффузионная емкость или емкость времени прохождения?

Скорость изменения инжектированного заряда, хранящегося рядом с переходом вне области истощения, с приложенным напряжением называется диффузией, или временем прохождения, или накопительной емкостью.

Cd = dQ / dV

dQ — это изменение введенного запаса неосновного заряда рядом с переходом вне области истощения. Для простоты предположим, что p материал сильно легирован по сравнению с n материалом. В таком случае инжектированный ток электронов на сторону p пренебрежимо мал по сравнению с током инжектированных дырок на сторону n через переход. Следовательно, дырочный ток в пересчете на общий инжектированный заряд равен

.

I = Q / t, где t — срок службы отверстий

Следовательно, диффузионная емкость диода равна

.

C d = dQ / dV = t * (dI / dV) = t / r d

C d = t * I / (η * V t )

Что такое статическое и динамическое сопротивление диода?

Статическое сопротивление диода — это отношение напряжения на диоде к току через диод.Он меняется в зависимости от точки смещения на характеристической кривой V-I диода.

Статическое сопротивление r с = V / I

Динамическое сопротивление диода в определенной точке смещения (V, I) определяется как величина, обратная крутизне характеристики V-I диода, соответствующей этому напряжению на диоде и току через диод.

Динамическое сопротивление r d = dV / dI

Статическое сопротивление диода зависит от точки смещения, тогда как динамическое сопротивление диода постоянно в широком диапазоне точек смещения.

Динамическое сопротивление диода

Что такое напряжение обратного пробоя (VBD) диода?

Напряжение обратного пробоя (VBD) диода определяется как напряжение обратного смещения на диоде, при котором он начинает сильно проводить ток. При напряжениях, превышающих напряжение обратного пробоя, токи диодов увеличиваются даже при небольшом изменении напряжения обратного смещения. Должен быть предусмотрен достаточный теплоотвод для отвода тепла, рассеиваемого на диодном переходе для напряжений, превышающих напряжение обратного пробоя; иначе это приведет к необратимому повреждению диода

Какие механизмы обратного пробоя в диоде?

В диоде есть два механизма обратного пробоя.Их

  • Лавина
  • Стабилитрон

Что такое высокочастотные диоды?

Диоды, поддерживающие высокочастотное переключение, называются высокочастотными диодами. Следующие диоды относятся к числу высокочастотных диодов:

  • PIN диод
  • диод Шоттки
  • Туннельный диод.

Почему в светодиодах используются полупроводники с прямой запрещенной зоной ?.

В полупроводниках с прямой запрещенной зоной большая часть энергии, высвобождаемой после рекомбинации электрона в зоне проводимости с дыркой в ​​валентной зоне, будет в форме световой энергии, тогда как в полупроводниках с непрямой запрещенной зоной большая часть энергии, высвобождаемой после рекомбинации электрона в зоне проводимости, будет с дыркой в ​​валентной зоне будет в форме тепловой энергии. Следовательно, в светодиодах используются полупроводники с прямой запрещенной зоной.Некоторые из полупроводников с прямой запрещенной зоной, используемых в производстве светодиодов, представляют собой полупроводники с прямой запрещенной зоной, антимонид галлия (GaSb), арсенид галлия (GaAs), фосфид индия (InP) и т. Д.

Что такое дрейфовый ток?

Поток носителей заряда под действием приложенного электрического поля называется дрейфовым током . Величина дрейфового тока зависит от подвижности, концентрации, величины приложенного электрического поля и площади поперечного сечения, через которую протекает ток.Уравнение для плотности дрейфового тока для электронов и дырок дается

Дж n = q * μ n * n * E,

для отверстий J p = q * μ p * p * E

Где μn, μp — подвижности электронов и дырок, n, p — концентрации электронов и дырок, E — приложенное электрическое поле.

Какой ток диффузии?

Поток носителей заряда из-за наличия градиента концентрации из-за диффузии называется диффузионным током.Этот диффузионный ток течет со стороны высокой концентрации на сторону с низкой концентрацией. Диффузионный ток — чисто статистическое явление. Плотность диффузионного тока прямо пропорциональна градиенту концентрации (градиент концентрации — это скорость, с которой концентрация носителей изменяется в зависимости от расстояния dp / dx или dn / dx) и определяется выражением

Jn = Dn * q * dn / dx для электронов

Jp = -Dp * q * dp / dx для отверстий

Где Dn, Dp — константы диффузии для дырок и электронов, q — заряд электрона, dp / dx, dn / dx — градиент концентрации дырок и электронов.

Какое время хранения, время прямого и обратного восстановления диода?

Время прямого восстановления диода определяется как разница во времени между 10% -ной точкой конечного напряжения диода и временем, когда напряжение на диоде достигает 90% и остается в пределах 10% от конечного значения.

Термины запоминание и время перехода используются, когда диод внезапно переключается с прямого смещения на обратное.

Время хранения определяется как временной интервал между приложением обратного смещения и временем, когда сохраненный неосновной заряд становится нулевым.

Время перехода определяется как время, за которое переходная емкость диода заряжается от нуля (это происходит, когда накопленный неосновной заряд становится равным нулю) до приложенного обратного смещения.

Общее время, прошедшее между приложением обратного смещения до полного заряда диода до приложения обратного смещения, называется временем обратного восстановления. Это сумма времени хранения и времени перехода.

Что такое текущее уравнение диода?

Текущее уравнение диода равно

I d = I do * (exp (V / Vt) -1)

где

Ido — обратный ток насыщения,

В — напряжение на диоде,

Вт — напряжение, эквивалентное температуре.

Если V отрицательно и V >> Vt exp (V / Vt) стремится к нулю и Ic = -Ico.

Что такое обратный ток насыщения в диоде?

Это ток, протекающий через диод, когда диод смещен в обратном направлении с напряжением более 5 * Vt (0,13 В при комнатной температуре), где Vt — напряжение, эквивалентное температуре, которая составляет 26 милливольт при комнатной температуре. Обратный ток насыщения — это ток неосновных носителей, возникающий в результате потока неосновных носителей с любой стороны перехода (электроны с p-стороны на n-сторону и дырки с n-стороны на p-сторону).Это функция концентрации неосновных носителей с обеих сторон, то есть электронов в полупроводнике p-типа и дырок в полупроводнике n-типа, времени жизни носителей и константы диффузии.

Как обратный ток зависит от температуры?

Обратный ток насыщения диода является чувствительной функцией от температуры и быстро увеличивается с повышением температуры. Это связано с тем, что обратный ток насыщения увеличивается с увеличением проводимости кремниевого материала, используемого при производстве транзистора.Проводимость, в свою очередь, зависит от концентрации свободных электронов и дырок, которая увеличивается с ростом температуры из-за увеличения тепловой энергии электронов (из-за повышения температуры). Приблизительно обратный ток насыщения удваивается на каждые 10 ° C повышения температуры. Если I co1 — обратный ток насыщения при температуре T 1 , то при температуре T 2 обратный ток насыщения равен

I co2 = I co1 * 2 (T2-T1) / 10

Что такое уравнение неразрывности?

Уравнение неразрывности определяет функциональную зависимость концентраций носителей для приложенного напряжения (или) тока на входе в полупроводниковом корпусе со временем и расстоянием.В его основе лежит закон сохранения заряда. Уравнение неразрывности для отверстий имеет вид

p / t = ((p 0 -p) / t p ) (1 / q) * 9p0003 х

Где p — концентрация отверстий, которая является функцией расстояния и времени, p 0 = g * t p, g — количество отверстий, образовавшихся на единицу объема из-за теплового образования, Jp — дырочный ток. 2)

Что такое закон соединения?

Закон соединения гласит, что в полупроводниковом стержне с двумя точками при потенциалах В 1 и В 2 с концентрациями P 1 и P 2 , затем P 1 и P 2 связаны с V 1 и V 2 на

P 1 = P 2 * exp (( V2- V1) / V t), Где V t эквивалент напряжения T температура

Объясните значение η в уравнении тока диода?

При выводе текущего уравнения для диода предполагается, что генерация носителей и рекомбинация в области пространственного заряда незначительны.Такое предположение справедливо для германия, но не для кремния. Следовательно, чтобы учесть их, в текущее уравнение вводится коэффициент η .

Какое значение η для германия и кремния?

Генерацией и рекомбинацией носителей в области пространственного заряда можно пренебречь для германия, но не для кремния. Следовательно,

η = 1 для германия

η = 2 для кремния

Нарисуйте VI характеристики диода?

VI характеристика диода

Какие диоды будут работать при обратном смещении?

Ниже приведены некоторые диоды, работающие в режиме обратного смещения

.

а) Стабилитрон

б) ПИН-диод

в) Варакторный диод

Что такое длина диффузии электронов и дырок?

Среднее расстояние, которое проходит дырка или электрон, прежде чем он рекомбинирует с электроном или дыркой, впоследствии называется диффузионной длиной дырок или электронов.Это обозначается как Lp (дырки) и Ln (электроны). Единица измерения — метры.

Определите время жизни носителя дырок (или) выборов в полупроводнике?

Среднее время жизни дырки (или) электрона неосновного носителя до рекомбинации называется временем жизни носителя.

Какова связь между временем жизни постоянной диффузии и длиной диффузии в диоде?

Длина диффузии Lp = Корень (Dp * Tp)

Где Lp = диффузионная длина отверстий в метрах

Dp = Константа диффузии отверстий в м2 / с

Tp = Срок службы несущей в отверстии, сек

Какая связь Эйнштейна между постоянной диффузии и подвижностью?

Связь Эйнштейна между постоянной диффузии и подвижностью равна

Где D p , D n — константы диффузии для дырок и электронов; µ n , µ p — подвижности электронов и дырок, V t — напряжение, эквитантное температуре.-19 кулонов

При комнатной температуре 27 градусов Цельсия (300 К) это примерно равно 26 милливольт.

Что такое инжекция неосновных носителей низкого уровня в диоде?

Термин инжекция неосновных носителей на низком уровне используется, когда концентрация инжектируемых неосновных носителей (дырки в материале n, электроны в материале p) очень меньше по сравнению с концентрацией основных носителей, т. Е. Уровнем легирования. Например, дырки вводятся в полупроводник n-типа из-за некоторого возбуждения, скажем, условие инжекции низкого уровня электрического поля выполняется, когда вводимая концентрация дырок << концентрация электронов.

Какой диффузионный ток преобладает над общим током при инжекции неосновных носителей низкого уровня?

В предположении низкого уровня инжекции диффузионный ток преобладает над дрейфовым.

Какое электрическое поле на разомкнутом диоде?

В разомкнутом диоде полный ток, протекающий через переход, будет равен нулю. Следовательно, должно существовать электрическое поле для управления дрейфующим током для противодействия диффузионному току, поскольку чистый ток, текущий через переход, должен быть равен нулю.Приравнивание плотности дырочного тока к нулю

Jp = -Dp * q * dp / dx + q * μ p * p * E

Переставляя термины, мы получаем E oc = ( Dp / P * μ p) * dp / dx , из отношения Эйнштейна Отсюда Eoc / P) * dp / dx.

Что такое крутой переход или ступенчатый переход?

PN-переход, в котором легирование резко меняется с акцептора на донор, определяется как резкий переход. Изменение плотности заряда в резком переходе с Na = Nd показано ниже

ступенчатый переход

Изменение плотности заряда с расстоянием в резком переходе

Что такое линейный переход?

PN-переход, в котором легирование резко меняется с акцептора на донор, определяется как резкий переход.Изменение плотности заряда в резком переходе с Na = Nd показано ниже

линейный PN переход

Изменение плотности заряда в зависимости от расстояния в линейном переходе

Какая связь между емкостью и напряжением обратного смещения?

Емкость диода обратного смещения уменьшается с увеличением напряжения обратного смещения. Когда напряжение обратного смещения увеличивается, ширина обедненного слоя увеличивается, что приводит к уменьшению емкости.

C = ε * A / W

Где W = ширина истощающего слоя.м)

, где k — постоянная величина, а Vj — встроенный потенциал, V — напряжение обратного смещения

Где m = 1/2 для крутого перехода

м = 1/3 для линейного перехода.

Как действует действие на проникновение в область истощения?

Повторное обеднение в диоде с PN-переходом больше проникает в слаболегированный полупроводник (P или N). Исходя из принципа нейтральности заряда, это можно понять следующим образом:

Рассмотрим полупроводниковый переход с материалом типа P с концентрацией легирования Na и материал типа N с концентрацией легирования Nd.Пусть Wp и Wn — ширина слоя истощения в материалах типа P и N. Тогда, согласно закону сохранения заряда, общий непокрытый заряд при повторном соединении истощения должен быть равен нулю. Соответственно

-Na * Wp * Ap + Nd * Wn * An = 0;

Если площадь поперечных сечений одинакова с обеих сторон

Na * Wp = Nd * Wn

Из приведенного выше уравнения, если Na >> Nd, то Wp << Wn, следовательно, обеднение проникает больше в слаболегированный материал типа N.

Что такое кусочно-линейные характеристики?

Нелинейные характеристики диода могут быть аппроксимированы кусочно-линейными характеристиками, то есть соотношение между напряжением и током определяется двумя выражениями, где каждое выражение является линейным для уникального интервала диапазона напряжений. Кусочные характеристики диода представлены ниже.

кусочные характеристики диода

шт. Характеристики диода

I = 0 для V <0.7

I = V / Rd для V> 0,7

Каковы идеальные характеристики диода?

Вот идеальные характеристики диода:

a) Напряжение включения должно быть нулевым.

б) Динамическое сопротивление диода должно быть нулевым

c) Емкость диода должна быть равна нулю

d) Напряжение пробоя должно быть бесконечным и т. Д.

Работа диода — Energy Education

Рис. 1. p-n переход диода вместе с его соответствующими схематическими и реальными компонентами. [1] Катод и анод диода помечены так, что обычный ток течет от анода к катоду через диод.

Принцип работы диода может быть трудным для понимания, поскольку он основан на довольно продвинутой квантовой механике. Однако на простейшем уровне работу диода можно понять, глядя на поток положительных зарядов (или «дырок») и отрицательных зарядов (электронов). Технически полупроводниковый диод упоминается как p-n переход .Эти p-n переходы также важны для работы фотоэлементов. Для правильной работы диода требуется процесс, известный как легирование. Полупроводники могут быть легированы материалами так, чтобы они имели избыток легко смещаемых электронов — обычно это называется областью отрицательной или n-типа . Кроме того, они могут быть легированы элементами, которые создают избыток дырок, которые легко поглощают эти электроны — обычно называемые положительной областью или p-типа . [2] [3] Отрицательная и положительная области диода также являются катодом и анодом компонента соответственно (см. Рисунок 1).

Различия между этими двумя материалами и их взаимодействие на очень коротких расстояниях (менее миллиметра) приводят к образованию диода при соединении двух типов. Соединение этих двух типов создает p-n-переход, а область между двумя сторонами называется обедненной областью, поскольку электроны из области n-типа диффундируют и заполняют некоторые дыры в области p-типа.Это создает отрицательные ионы в области p-типа и оставляет положительные ионы в области n-типа (см. Рисунок 2). [4] Он по-разному реагирует на электрические поля в зависимости от направления электрического поля. Это приводит к полезному поведению электроники в зависимости от того, каким образом приложено напряжение (или электрическое поле), это называется смещением.

Смещение

Диод (PN переход) в электрической цепи позволяет току легче течь в одном направлении, чем в другом.Прямое смещение означает подачу напряжения на диод, позволяющее легко протекать току, в то время как обратное смещение означает подачу напряжения на диод в противоположном направлении. Напряжение с обратным смещением не вызывает протекания заметного тока. Это полезно для изменения переменного тока на постоянный. У него есть и другие применения для управления электронными сигналами.

Обратное смещение

Рис. 2. Обратносмещенный p-n-переход с черными кружками, представляющими легко перемещаемые электроны, и белыми кружками, представляющими «электронно-дефицитные» дыры.«В таком соединении с обратным смещением, как этот, электроны покидают черные кружки и движутся к внешней цепи, оставляя больше положительных ионов, в то время как электроны из внешней цепи« заполняют дыры », создавая больше отрицательных ионов.

Если на диод подается напряжение таким образом, что половина диода n-типа была подключена к положительной клемме источника напряжения, а половина p-типа была подключена к отрицательной клемме, электроны из внешней цепи создаст больше отрицательных ионов в области p-типа, «заполняя дыры», и больше положительных ионов будет создано в области n-типа, поскольку электроны смещаются к положительному выводу источника напряжения (см. рисунок 2).Следовательно, область обеднения будет увеличиваться, и напряжение между областями p-типа и n-типа также будет увеличиваться, поскольку общий заряд на каждой стороне перехода увеличивается по величине до тех пор, пока напряжение на диоде не станет равным приложенному напряжению и не будет противодействовать ему и не будет отменено. его, прекратив ток через цепь. Этот процесс происходит почти мгновенно и практически не приводит к протеканию тока через цепь, когда напряжение подается в этом направлении через диод. Это известно как p-n-переход с обратным смещением. [5]

Прямое смещение

Рис. 3. Частично и полностью смещенный в прямом направлении p-n переход. Обратите внимание, что для сжатия обедненной области требуется минимальное напряжение.

Когда на диод подается напряжение в противоположном направлении, область обеднения начинает сокращаться (см. Рисунок 3). В диоде с обратным смещением электроны и дырки будут отводиться от перехода, но сценарий с прямым смещением гарантирует, что электроны и дырки движутся к переходу, поскольку они отталкиваются от положительных и отрицательных выводов источника напряжения соответственно. . [1] [6] При достаточно большом приложенном напряжении и дырки, и электроны преодолеют область истощения и встретятся рядом с переходом, где они могут объединиться в непрерывный процесс, замыкая цепь и позволяя течь току. .

Прямое напряжение и напряжение пробоя

Существует минимальное пороговое напряжение, необходимое для преодоления области истощения, которое для большинства кремниевых диодов составляет значительные 0,7 вольт. Кроме того, напряжение обратного смещения действительно индуцирует через диод небольшой ток, называемый током утечки, которым можно пренебречь для большинства целей.Наконец, достаточно большое обратное напряжение приведет к полному электрическому пробою диода и позволит току течь через диод в обратном направлении. [1]

Для получения дополнительной информации о диодах см. Все о схемах или гиперфизике.

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

Электронно-дырочная рекомбинация | Статья о рекомбинации электронов и дырок в The Free Dictionary

Рекомбинация электронов и дырок

Процесс, в котором электрон, который был возбужден из валентной зоны в зону проводимости полупроводника, возвращается в пустое состояние в валентном состоянии. полоса, известная как дыра. См. Зонная теория твердых тел

Свет с энергией фотонов, превышающей ширину запрещенной зоны, может поглощаться кристаллом, возбуждая электроны из заполненной валентной зоны в пустую зону проводимости (рис. a ). Состояние, в котором электрон удаляется из заполненной валентной зоны, называется дыркой. Это аналог пузыря в жидкости. Отверстие можно рассматривать как мобильное и имеющее положительный заряд. Возбужденные электроны и дырки быстро теряют энергию (примерно за 10 -12 с) из-за возбуждения решеточных фононов (колебательных квантов).Возбужденные электроны падают почти до дна зоны проводимости, а дырки поднимаются до верха валентной зоны, а затем в гораздо более длительном временном масштабе (от 10 -9 до 10 -6 с) электрон падает через запрещенную зону в пустое состояние, представленное дыркой. Это известно как рекомбинация электронов и дырок. При этом выделяется энергия, примерно равная ширине запрещенной зоны. Электронно-дырочная рекомбинация является излучательной, если выделяемая энергия является светом, и безызлучательной, если это тепло. См. Phonon

Рекомбинация электронов и дырок, генерируемых оптическим поглощением ( a ) и ( b ) смещенным вперед pn переход

Для рекомбинации электрон-дырка требуется возбужденный полупроводник, в котором есть и электроны, и дырки занимают такой же объем кристалла. Это состояние может быть создано чисто электрическими средствами путем прямого смещения перехода pn . Ток, проходящий через диод pn в электронах в секунду, равен скорости электронно-дырочной рекомбинации (рис. б ). Основное применение этого явления — светодиоды. См. Светоизлучающий диод, Люминесценция, Полупроводниковый диод

Эффективная излучательная рекомбинация между свободными электронами и дырками имеет место только в полупроводниках с прямой запрещенной зоной. Во время оптического перехода импульс сохраняется, и поскольку фотон уносит ничтожно малый импульс, переходы происходят только между состояниями зоны проводимости и валентной зоны, имеющими одинаковый импульс.Это легко выполняется в полупроводниках с прямой запрещенной зоной, поскольку электроны и дырки собираются в зоне проводимости в минимуме и валентной зоне в максимуме, и оба экстремума имеют одинаковый импульс. Однако для полупроводников с непрямой запрещенной зоной минимум зоны проводимости и максимум валентной зоны имеют очень разные импульсы, и, следовательно, оптические переходы между свободными электронами и дырками запрещены. Излучательная электронно-дырочная рекомбинация возможна в полупроводниках с непрямой запрещенной зоной, когда переходу способствуют решеточные фононы и примеси. См. Кристалл

Помимо применения в светодиодах и в работе лазеров, излучательная рекомбинация, особенно при низких температурах (примерно 2 К или -456 ° F), была очень важным инструментом для изучения взаимодействия электронов и дырки в кристаллах полупроводников. См. Exciton

С излучательной рекомбинацией конкурируют процессы безызлучательной рекомбинации — многофононное излучение и оже-рекомбинация.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.