AŤ TO JISKŘÍ

Polovodičová dioda

27. listopadu 2007 v 17:40 | Michal Žoldák |  prvky elektrických obvodů
Polovodičová dioda je elektrotechnická součástka, jejímž úkolem v elektrickém obvodu je propouštět elektrický proud jedním směrem.

Stavba polovodičové diody

Polovodičová dioda se skládá ze dvou příměsových polovodičů - jeden polovodič je typu N (katoda) a druhý polovodič je typu P (anoda). Na rozhraní polovodičů vznikne přechod P-N (hradlová vrstva), který v ideálním případě propouští proud pouze jedním směrem.
Základem diody bývá křemíková nebo germaniová destička, obohacená z jedné strany o prvek s pěti valenčními elektrony (fosfor, arsen), z druhé strany o prvek s třemi valenčními elektrony (bor, hliník, gallium, indium). Vzájemným silovým působením mezi částicemi se na přechodu P-N vytvoří vnitřní elektrické pole.

Druhy polovodičových diod

Kromě základního druhu polovodičové diody existují diody se speciálním chováním přechodu P-N:
  • Fotodioda - dopadající světelné nebo jiné záření způsobí v oblasti přechodu P-N vytvoření dvojice elektron - kladná díra, a tím podle způsobu zapojení dojde ke zvýšení vodivosti nebo ke zvýšení napětí na přechodu P-N
  • LED - rekombinace v oblasti přechodu P-N způsobují vydávání světelného záření
  • Varikap - změnou napětí na diodě v závěrném směru se mění její kapacita, varikap je vyroben tak, aby tato změna byla co nejvýraznější
  • Zenerova dioda - má nízké napětí při kterém v závěrném směru dochází k nedestruktivnímu průrazu, a dá se tak ve vhodném zapojení využít ke stabilizaci napětí
  • Tunelová dioda - její voltampérová charakteristika obsahuje oblast záporného diferenciálního odporu
Dále se diody dělí podle schopnosti snést různou zátěž nebo podle frekvence střídavého proudu (vysoko- a nízkofrekvenční diody), pro který se určeny.

Parametry polovodičové diody

  • Prahové napětí - elektrické napětí, při kterém dojde ke zrušení hradlové vrstvy
  • Průrazné napětí - elektrické napětí, které způsobí při zapojení v závěrném směru zničení přechodu P-N a průchod proudu diodou
  • VA charakteristika - závislost proudu protékajícího diodou na napětí mezi vývody
  • Maximální zatížení - největší možný výkon elektrického proudu nepoškozující diodu
  • Maximální proud - největší proud, který může procházet diodou
  • Teplotní rozmezí - rozmezí teplot, při kterých může dioda pracovat

Polovodičová dioda v elektrickém obvodu

Elektrotechnická značka

Soubor:ZnackaPolovodicoveDiody.jpg

Propustný směr

Při zapojení kladného pólu zdroje k anodě (typ P) a záporného pólu zdroje ke katodě (typ N) se přechod P-N v diodě, bránící průchodu částic, zmenší nebo úplně zruší. Diodou protéká elektrický proud, elektrický odpor diody může být velmi nízký.
Soubor:PropustnySmer.jpg

Závěrný směr

Při zapojení kladného pólu zdroje ke katodě (typ N) a záporného pólu k anodě(typ P) se přechod P-N v diodě rozšíří, elektrický odpor diody se zvětší. Elektrický proud v ideálním případě neprochází. Ve skutečnosti diodou prochází proud způsobený minoritními nosiči nábojů, tento proud je však velmi malý.
Soubor:ZavernySmer.jpg

Dioda ve střídavém obvodu

Zapojením diody do obvodu střídavého proudu dojde k jednocestnému usměrnění střídavého proudu. Proud může diodou procházet pouze v jednom směru, tzn. pouze v jedné polovině periody. Takový proud se nazývá tepavý.
Soubor:TepavyProud.jpg

Grätzovo zapojení

K dvojcestnému usměrnění střídavého proudu se používají čtyři diody zapojené podle schématu:
Soubor:GraetzovoZapojeni.jpg
Střídavý proud prochází v jedné polovině periody první dvojicí diod (1 a 2), v druhé polovině periody druhou dvojicí diod (3 a 4), přičemž směr proudu vystupujícího z můstku je stále stejný. Velikost proudu se na výstupu mění.
Soubor:UsmernenyProud.jpg

Použití polovodičové diody

  • Usměrňovací dioda - usměrnění střídavého proudu (samostatně nebo jako součást usměrňovače)
  • Stabilizační (Zenerova) dioda - vyrovnávání průběhu proudu ve stabilizačních obvodech
  • LED dioda - signalizace průchodu proudu (s nízkým nárokem na spotřebu) nebo zdroj světla např. v optických myších
  • Fotodioda - součást fotobuněk, polovodičových detektorů záření nebo slunečních článků
 

Buď první, kdo ohodnotí tento článek.

Anketa

Jak se vám líbí moje stránky??

super
dobrý
de to
nic moc
hrůza

Nový komentář

Přihlásit se
  Ještě nemáte vlastní web? Můžete si jej zdarma založit na Blog.cz.
 

Aktuální články

Reklama