LED و دیودهای لیزری

ال ای دی ها در هنگام تعصب مستقیم نور را منتشر می کنند و بسته به طول موج از آنها (نور مادون قرمز ، مرئی و ماوراء بنفش) ، قدرت خروجی ، اندازه و ماده مورد استفاده در خروجی متفاوت هستند. مقدار مستقیم تعصب مستقیم در محدوده 1.7 تا 4 ولت و دامنه طول موج آنها 40 نانومتر است. آنها اغلب برای اهداف روشنایی و اندازه گیری استفاده می شوند. برخلاف LED ها ، دیودهای لیزر محدوده باریک تری در حدود 1 نانومتر دارند و زمان واکنش سریع تری دارند و در ارتباطات فیبر نوری ، دی وی دی و دی وی دی ، بارکد خوان و موارد پزشکی استفاده می شوند.

عکسبرداری
در هنگام قرار گرفتن در معرض نور ، فوتودیودها قادر به تولید جریان هستند و جهت جهش در آنها از کاتد (C) تا آند (A) است. با افزایش شدت نور ، جریان عبور از دیود نیز افزایش می یابد ، و زمان پاسخ آنها به همان اندازه نانو ثانیه است. حساسیت آنها شبیه به ترانزیستورهای بالقوه است و علاوه بر این ، دارای خواص خطی هستند که آنها را برای استفاده با فوتومترهای ساده ایده آل می کند. آنها برای اندازه گیری ، سلولهای خورشیدی و ارتباط نوری استفاده می شوند.

دیود وکتور
دیودهای بردار به عنوان خازنهای کنترل ولتاژ استفاده می شوند. با افزایش ولتاژ بایاس معکوس روی دیود ، ظرفیت آن کاهش می یابد. این دیودها را می توان در مدارهای قفل شده مدار (PLL) و مدارهای قفل شده با فرکانس (FLL) ، کاربردهای عمومی RF و گیرنده های نظارتی یافت. پیوند در این دیودها دارای ظرفیت در مقیاس Pico Ford با تغییرات ولتاژ تعصب کم است.

دیود بهمن
دیودهای بهمن شبیه به دیودهای زنر هستند ، آنها با بایاس معکوس و ولتاژ تعصب معکوس بالاتر از ولتاژ تجزیه متصل می شوند. این دیودها ممکن است شبیه به دیودهای زنر باشد ، اما شکست در مکانیسم دیگری با نام اثر بهمن رخ می دهد. تفاوت دیگر این است که آنها ضرایب دمای معکوس دارند. آنها در مواردی مانند منابع انرژی ، محافظت در برابر تولید نویز RF و غیره استفاده می شوند.

انواع دیگری از این دیود مانند IMPATT ، Gunn ، تونل وجود دارد که برای اهداف خاص در فرکانس های بالا استفاده می شود ، به عنوان مثال در تقویت کننده ها و اسیلاتورها.

کاربرد دیودها در الکترونیک

دیود زنر نوع خاصی از دیود است که برخلاف دیودهای معمولی جریان را از دو جهت انتقال می دهد. این دیود قلب تنظیم کننده ولتاژ و مدارهای قدرت را تشکیل می دهد و ولتاژ مرجع تقویت کننده دیفرانسیل را تولید می کند. ویژگی اصلی Zener Diode جهت جریان از دو جهت است.این دیود عمدتاً از دو نیمه هادی متصل به یکدیگر تشکیل شده است. مشخصات این دو نیمکره متفاوت است. یکی از آنها یک الکترون را از دست داده است یا به عبارت دیگر دارای بار مثبت یا سوراخ دیگر (نیمه هادی از نوع p) و دیگری الکترونیک دیگر (نیمه هادی از نوع n) است. با اتصال این دو نیمه هادی به یکدیگر ، پیوند PN داریم که امکان انتقال الکترون و فضا را فراهم می کند. قبل از معرفی دیود زنر ، ابتدا تعصب مستقیم و تعصب معکوس را توضیح می دهیم.

هدایت مستقیم

هدف اصلی دیود ، برخلاف مقاومت ، انتقال جریان تنها در یک جهت است. جریان تنها هنگامی که دیود به جلو کج می شود از دیود عبور می کند. سوگیری مستقیم ، یعنی نیمه هادی مثبت یا آند (نوع p) به پایانه مثبت باتری و نیمه هادی منفی یا کاتد ، به پایانه منفی باتری. در این حالت ، تعدادی از الکترونهای نیمه هادی n به وسیله نیمه هادی p جذب می شوند و به طرف دیگر پیوند منتقل می شوند. به همین ترتیب ، سوراخ ها در نیمه هادی های نوع n جذب می شوند و راه خود را به طرف دیگر باز می کنند. این نفوذ حفره های p- نیمه هادی و الکترون های نیمه هادی n را کاهش می دهد. در نتیجه ، دو منطقه بدون بار شارژ وجود دارد و به آنها "منطقه تخلیه" گفته می شود.

هنگامی که دیود مستقیماً به منبع DC منتقل شود ، ولتاژ ناحیه تخلیه مقاومت می کند زیرا هر دو ولتاژ جریان را در جهات مخالف تولید می کنند که همیشه مخالف یکدیگر هستند. بنابراین ، منطقه دفع به عنوان مانعی برای انتقال جریان رفتار عمل می کند. با استفاده از یک ولتاژ بزرگ ، می توان "ولتاژ مانع" غلبه کرد. این ولتاژ بزرگ الکترونهای نیمه هادی از نوع n را به ناحیه تخلیه و سپس نیمه هادی از نوع p سوق می دهد. افزایش ولتاژ باعث می شود جریان به تدریج افزایش یابد. به این ترتیب ، عرض ناحیه تخلیه به تدریج کاهش می یابد تا کاملاً از بین برود و دیود اجازه جریان یابد.

هدایت معکوس

هنگامی که دیود معکوس متصل شد ، ترمینال مثبت باتری نیمه هادی نوع n و ترمینال منفی باتری نیمه هادی p را وصل کنید. بنابراین ، ترمینال منفی نیمه هادی از نوع P و ترمینال مثبت را جذب می کند. الکترونهای نیمه هادی از نوع n. در نتیجه ، عرض سطح تخلیه افزایش یافته و از جریان جلوگیری می کند. بنابراین ، دیود بایاس معکوس از مقاومت الکتریکی بالایی برخوردار است. با این حال ، به دلیل بارهای کم ، هنوز سوئیچ از پایانه به ترمینال ها وجود دارد و باعث می شود دیود جریان بسیار کمی از برخی از میکرو کاراها داشته باشد ، معروف به "جریان نشتی" است.

میدان الکتریکی تابعی از عرض سطح تخلیه است. بنابراین ، اگر ولتاژ تعصب معکوس را افزایش دهیم ، عرض ناحیه تخلیه و در نتیجه میدان الکتریکی افزایش می یابد. هنگامی که ولتاژ اعمال شده به یک مقدار معین برسد ، یک افزایش ناگهانی جریان رخ می دهد. به این ولتاژ ولتاژ تجزیه گفته می شود. در این مرحله ، افزایش اندک ولتاژ باعث افزایش چشمگیر جریان می شود.

افزایش ناگهانی جریان الکتریکی باعث خرابی اتصال می شود که نتیجه یکی از دو پدیده ، "فروپاشی ذنر" یا "فروپاشی زمین لغزش" است. خرابی زمین لغزش ناشی از شتاب ناقلان اقلیت نیمه هادی P و برخورد آنها با اتم ها و یون های موجود در منطقه تخلیه در نتیجه یک میدان الکتریکی قوی است. خرابی ذنر همچنین نتیجه شکستن مخاطبین در منطقه تخلیه و آزاد شدن الکترون های آن به دلیل وجود یک میدان قوی است. ولتاژی که در آن خرابی ذنر رخ می دهد "ولتاژ زنر" نامیده می شود و افزایش ناگهانی جریان "جریان زر" نامیده می شود.

در ولتاژ تجزیه ، دیود در صورت افزایش ولتاژ گرم می شود و می سوزد. به همین دلیل ، یک دیود استاندارد در ناحیه خرابی کار نمی کند زیرا در اثر اضافه زیاد ثابت آسیب دیده است.