다양한 유형의 다이오드 및 용도에 대한 개요

다이오드는 한 방향으로 만 전류를 전달할 수있는 2 단자 전기 장치입니다. 다이오드는 전류가 한 방향으로 흐르도록 허용되는 단방향 전류 특성으로도 알려져 있습니다. 기본적으로 다이오드는 라디오 감지기 내에서 또는 내부에서 파형을 정류하는 데 사용됩니다. 전원 공급 장치 . 또한 다이오드의 '단방향'결과가 필요한 다양한 전기 및 전자 회로에 사용할 수 있습니다. 대부분의 다이오드는 Si (실리콘)와 같은 반도체로 만들어 지지만 경우에 따라 Ge (게르마늄)도 사용됩니다. 때때로 요약하는 것이 유익합니다. 다른 유형의 다이오드가 존재합니다. . 일부 유형은 겹칠 수 있지만 다양한 정의를 통해 필드 범위를 좁히고 다양한 유형의 다이오드에 대한 개요를 제공 할 수 있습니다.

다른 유형의 다이오드는 무엇입니까?

다이오드에는 여러 유형이 있으며 전자 설계에 사용할 수있는 다이오드, 즉 역방향 다이오드, BARRITT 다이오드, 건 다이오드, 레이저 다이오드, 발광 다이오드, 금 도핑 다이오드 , 크리스탈 다이오드 , PN 접합, Shockley 다이오드 , 스텝 복구 다이오드, 터널 다이오드, 버 랙터 다이오드 및 제너 다이오드.

다이오드 유형

다이오드에 대한 자세한 설명

에 대해 자세히 이야기하겠습니다. 다이오드의 작동 원리.

역방향 다이오드

이러한 유형의 다이오드는 백 다이오드라고도하며 극도로 구현되지 않았습니다. 역방향 다이오드는 터널 다이오드와 유사한 동작을하는 PN 접합 다이오드입니다. 양자 터널링의 시나리오는 전류 주로 역 경로의 전도에 중요한 책임을집니다. 에너지 밴드 그림을 통해 다이오드의 정확한 작동을 알 수 있습니다.

역방향 다이오드의 작동

최상위 레벨에있는 밴드를 전도 밴드라고하고 하위 레벨 밴드를 원자가 밴드라고합니다. 전자에 에너지를 적용하면 에너지를 얻고 전도대쪽으로 이동하는 경향이 있습니다. 전자가 원자가에서 전도대로 들어갈 때 원자가 밴드의 위치에 구멍이 남습니다.

제로 바이어스 조건에서, 점유 원자가 대역은 점유 전도대와 반대입니다. 역 바이어스 조건에서 P 영역은 N 영역에 해당하는 위쪽으로 이동합니다. 이제 P 섹션의 점유 대역은 N 섹션의 빈 대역과 대조됩니다. 따라서 전자는 P 섹션의 점유 대역에서 N 섹션의 빈 대역으로 터널링을 시작합니다.

따라서 이것은 전류 흐름이 역 바이어스에서도 발생한다는 것을 의미합니다. 순방향 바이어스 조건에서 N 영역은 P 영역에 해당하는 위쪽으로 이동합니다. 이제 N 섹션의 점유 대역은 P 섹션의 빈 대역과 대조됩니다. 따라서 전자는 N 섹션의 점유 대역에서 P 섹션의 빈 대역으로 터널링을 시작합니다.

이러한 유형의 다이오드에서는 네거티브 저항 영역이 형성되며 이는 주로 다이오드의 작동에 사용됩니다.

역방향 다이오드

BARITT 다이오드

이 다이오드의 확장 된 용어는 BARITT 다이오드 인 Barrier Injection Transit Time 다이오드입니다. 마이크로파 애플리케이션에 적용 할 수 있으며보다 널리 사용되는 IMPATT 다이오드와 많은 비교가 가능합니다. 이 링크는 무엇인가에 대한 명확한 설명을 보여줍니다. BARRITT 다이오드 및 그 작업 및 구현.

건 다이오드

건 다이오드는 PN 접합 다이오드이며, 이런 종류의 다이오드는 두 개의 단자가있는 반도체 장치입니다. 일반적으로 마이크로파 신호를 생성하는 데 사용됩니다. 아래 링크를 참조하십시오 Gunn 다이오드 작동 , 특성 및 응용.

건 다이오드

레이저 다이오드

레이저 다이오드는 일관된 빛을 생성하기 때문에 일반 LED (발광 다이오드)와 유사한 공정이 없습니다. 이 다이오드는 DVD, CD 드라이브 및 PPT 용 레이저 광 포인터와 같은 다양한 용도로 광범위하게 사용됩니다. 이 다이오드는 다른 유형의 레이저 발생기보다 저렴하지만 LED보다 훨씬 비쌉니다. 그들은 또한 부분적인 삶을 가지고 있습니다.

레이저 다이오드

발광 다이오드

LED라는 용어는 발광 다이오드를 나타내며 가장 표준적인 다이오드 유형 중 하나입니다. 다이오드가 포워딩 바이어스로 연결되면 전류가 접합부를 통해 흐르고 빛을 생성합니다. 또한 LED와 OLED를 바꾸는 많은 새로운 LED 개발이 있습니다. LED에 대해 알아야 할 주요 개념 중 하나는 IV 특성입니다. LED의 특성에 대해 자세히 살펴 보겠습니다.

발광 다이오드의 특성

LED가 빛을 내기 전에 이것은 전류 기반 다이오드이기 때문에 다이오드를 통해 전류의 흐름이 필요합니다. 여기에서 빛의 세기는 다이오드를 가로 질러 흐르는 전류의 순방향과 정비례합니다.

다이오드가 순방향 바이어스에서 전류를 전도하면 추가 전류 흐름으로부터 다이오드를 보호하기 위해 전류 제한 직렬 저항이 있어야합니다. 이 연결은 극도의 전류 흐름을 허용하고 장치를 태우기 때문에 즉각적인 손상을 일으키는 LED에 대한 전원 공급 장치 사이에 직접적인 연결이 없어야합니다.

LED 작동

모든 유형의 LED 장치는 PN 접합을 통해 자체 순방향 전압 손실을 유지하며 이러한 제약은 사용되는 반도체 유형에 의해 알려져 있습니다. 이것은 일반적으로 20mA의 전류 값에 대한 포워딩 전류의 해당 양에 대한 전압 강하량을 결정합니다.

대부분의 시나리오에서 직렬 연결 저항이있는 최소 전압 레벨에서 LED의 기능, Rs는 향상된 밝기가 필요한 경우 일반적으로 5mA ~ 30mA의 보호 레벨로 전류의 순방향 양을 제한하는 데 사용됩니다. .

다양한 LED는 UV 스펙트럼의 해당 영역에서 빛을 생성하므로 다른 수준의 빛 강도를 생성합니다. 반도체의 특정 선택은 광자 방출의 전체 파장에 의해 알 수 있으므로 이에 상응하는 광이 생성됩니다. LED의 색상은 다음과 같습니다.

따라서 LED의 정확한 색상은 방출 된 파장의 거리로 알 수 있습니다. 그리고 파장은 제조 공정에서 PN 접합에 사용되는 특정 반도체 구성으로 알려져 있습니다. 따라서 LED에서 나오는 발광 색상은 사용되는 클로 어 플라스틱 때문이 아니라는 것이 분명했습니다. 또한 전류 공급에 의해 조명되지 않을 때 빛의 밝기를 향상시킵니다. 다양한 반도체, 기체 및 금속 물질의 조합으로 아래와 같은 LED를 생성 할 수 있습니다.

• 적외선 인 갈륨 비소 (GaAs)
• 갈륨 비소 인화물 (GaAsP)은 적색에서 적외선 및 주황색까지 다양합니다.
• 알루미늄 갈륨 비소 인화물 (AlGaAsP)은 밝은 빨간색, 주황색 유형의 빨간색, 주황색 및 노란색 색상이 증가했습니다.
• 갈륨 인화물 (GaP)은 빨간색, 노란색 및 녹색 색상으로 존재합니다.
• 알루미늄 갈륨 인화물 (AlGaP) – 대부분 녹색
• 녹색과 에메랄드 녹색으로 제공되는 질화 갈륨 (GaN)
• 자외선에 가까운 질화 갈륨 (GaInN), 청색과 녹색, 청색의 혼합색
• 기판으로 청색으로 사용 가능한 실리콘 카바이드 (SiC)
• 아연 셀레 나이드 (ZnSe)는 파란색으로 존재합니다.
• 자외선 인 알루미늄 갈륨 질화물 (AlGaN)

포토 다이오드

광 다이오드는 빛을 감지하는 데 사용됩니다. 빛이 PN 접합에 부딪히면 전자와 정공을 생성 할 수 있습니다. 일반적으로 광 다이오드는 빛에서 발생하는 소량의 전류 흐름도 간단히 알아볼 수있는 역 바이어스 조건에서 작동합니다. 이 다이오드는 전기 생산에도 사용할 수 있습니다.

포토 다이오드

PIN 다이오드

이 유형의 다이오드는 구조가 특징입니다. 표준 P 형 및 N 형 영역이 있지만 두 영역 사이의 영역, 즉 진성 반도체는 도핑이 없습니다. 진성 반도체 영역은 고갈 영역의 영역을 증가시키는 효과가있어 스위칭 애플리케이션에 유용 할 수 있습니다.

PIN 다이오드

N 및 P 형 영역의 음전하 및 양전하 캐리어는 그에 따라 고유 영역으로 이동합니다. 이 영역이 전자 구멍으로 완전히 채워지면 다이오드가 전도되기 시작합니다. 역 바이어스 상태에있는 동안 다이오드의 넓은 고유 레이어는 고전압 레벨을 방지하고 견딜 수 있습니다.

증가 된 주파수 레벨에서 PIN 다이오드는 선형 저항기 역할을합니다. 이 다이오드는 선형 저항으로 작동합니다. 부적절한 역 복구 시간 . 이것이 과도하게 충전 된 'I'영역이 빠른 사이클시 방전 할 시간이 충분하지 않은 원인입니다. 그리고 최소 주파수 레벨에서 다이오드는 방전 및 끄기에 충분한 시간이있는 정류기 다이오드로 작동합니다.

PN 접합 다이오드

표준 PN 접합은 오늘날 사용되는 일반 또는 표준 유형의 다이오드로 생각할 수 있습니다. 이것은 전기 영역에있는 다양한 유형의 다이오드 중에서 가장 두드러집니다. 그러나 이러한 다이오드는 RF (무선 주파수) 또는 신호 다이오드라고하는 다른 저 전류 애플리케이션에 사용하기위한 소 신호 유형으로 적용될 수 있습니다. 다른 유형은 고전압 및 고전류 애플리케이션을 위해 계획 될 수 있으며 일반적으로 정류기 다이오드라고합니다. PN 접합 다이오드에서는 바이어스 조건이 없어야합니다. 주로 세 가지 바이어스 조건이 있으며 이는 적용된 전압 수준에 따라 다릅니다.

• 순방향 바이어스 – 여기서 양극 및 음극 단자는 P 및 N 유형의 다이오드에 연결됩니다.
• 역 바이어스 – 여기서 양극 및 음극 단자는 다이오드의 N 및 P 유형에 연결됩니다.
• 제로 바이어스 – 다이오드에 외부 전압이 적용되지 않기 때문에 이것을 '0'바이어스라고합니다.

PN 접합 다이오드의 순방향 바이어스

순방향 바이어스 조건에서 배터리 양극 및 음극 에지가 P 및 N 유형에 연결될 때 PN 접합이 발생합니다. 다이오드가 포워딩 바이어스에서 기능 할 때 접합부의 내부 및 적용된 전기장은 반대 경로에 있습니다. 이러한 전기장이 합산되면 결과 출력의 크기 수준은 적용된 전기장의 크기보다 작습니다.

PN 접합 유형 다이오드의 순방향 바이어스

이 연결로 인해 저항 경로가 최소화되고 공핍 영역이 더 얇아집니다. 공핍 영역의 저항은인가 전압의 값이 클수록 무시할 수 있습니다. 예를 들어, 실리콘 반도체에서인가 된 전압 값이 0.6V 일 때 공 핍층의 저항 값은 완전히 무시할 수있는 수준이되어 전류가 막히지 않게됩니다.

PN 접합 다이오드의 역 바이어스

여기서 연결은 배터리 양극 및 음극 에지가 N 형 및 P 형 영역에 연결된다는 것입니다. 이것은 역 바이어스 된 PN 접합을 형성합니다. 이 상황에서 적용되는 전기장과 내부 전기장은 비슷한 방향입니다. 두 전기장이 합산되면 결과적인 전기장 경로는 내부 전기장 경로의 경로와 유사합니다. 이것은 더 두껍고 향상된 저항성 공핍 영역을 개발합니다. 공핍 영역은인가 된 전압 수준이 점점 더 높아질 때 더 많은 감도와 두께를 경험합니다.

PN 접합 유형 다이오드의 역 바이어스

PN 접합 다이오드의 V-I 특성

또한 PN 접합 다이오드의 V-I 특성을 인식하는 것이 훨씬 더 중요합니다.

다이오드가 '0'바이어스 조건에서 작동하면 다이오드에 외부 전압이 적용되지 않습니다. 이것은 전위 장벽이 전류 흐름을 제한한다는 것을 의미합니다.

다이오드가 포워딩 바이어스 조건에서 작동하면 전위 장벽이 더 얇아집니다. 실리콘 타입 다이오드에서는 전압 값이 0.7V 일 때, 게르마늄 타입 다이오드는 전압 값이 0.3V 일 때 전위 장벽의 폭이 줄어들어 다이오드를 통해 전류가 흐르게됩니다.

PN 접합 다이오드의 VI 특성

이 경우 전류 값이 점진적으로 증가하고 결과 곡선은 적용된 전압 레벨이 전위 장벽을 초과하기 때문에 비선형입니다. 다이오드가이 전위 ​​장벽을 넘어 서면 다이오드는 정상 상태에서 기능하고, 곡선의 모양은 전압 값이 상승함에 따라 점차적으로 날카 로워집니다 (선형이됩니다).

다이오드가 역 바이어스 조건에서 작동 할 때 전위 장벽이 증가합니다. 접합부에 소수 전하 캐리어가 있기 때문에 역 포화 전류의 흐름을 허용합니다. 인가 전압의 수준이 증가하면 소수 전하 캐리어는 대부분의 전하 캐리어에 영향을 미치는 상승 된 운동 에너지를 보유합니다. 이 단계에서 다이오드 고장이 발생하여 다이오드가 손상 될 수 있습니다.

쇼트 키 다이오드

쇼트 키 다이오드는 일반 Si PN 접합 다이오드보다 순방향 전압 강하가 낮습니다. 낮은 전류에서 전압 강하는 0.15 ~ 0.4V 사이 일 수 있지만 a-Si 다이오드의 경우 0.6V입니다. 이 성능을 얻기 위해 금속 대 반도체 접촉이있는 일반 다이오드와 비교하기 위해 다른 방식으로 설계되었습니다. 이 다이오드는 정류기 애플리케이션, 클램핑 다이오드 및 RF 애플리케이션에서 광범위하게 사용됩니다.

쇼트 키 다이오드

단계 복구 다이오드

스텝 복구 다이오드는 매우 HF (고주파)에서 펄스를 생성하는 데 사용되는 마이크로파 다이오드 유형입니다. 이 다이오드는 작동을위한 매우 빠른 턴 오프 특성을 갖는 다이오드에 의존합니다.

단계 복구 다이오드

터널 다이오드

터널 다이오드는 그 성능이 그날의 다른 장치를 능가하는 마이크로파 애플리케이션에 사용됩니다.

터널 다이오드

전기 영역에서 터널링은 전도대에서 원자가 대까지 공핍 영역의 최소 너비를 통해 전자가 직접 이동하는 것을 의미합니다. PN 접합 다이오드에서 공핍 영역은 전자와 정공 모두로 인해 발생합니다. 이러한 양전하 및 음전하 캐리어로 인해 내부 전기장이 공핍 영역에서 발생합니다. 이것은 외부 전압의 반대 경로에 힘을 생성합니다.

터널링 효과를 사용하면 순방향 전압 값이 최소 일 때 순방향 전류 값이 더 커집니다. 순방향 및 역방향 바이어스 조건에서 모두 작동 할 수 있습니다. 높은 수준 때문에 도핑 , 역방향 바이어스에서도 작동 할 수 있습니다. 장벽 잠재력이 감소함에 따라 항복 전압 역방향으로도 감소하고 거의 0에 도달합니다. 이 최소 역 전압으로 다이오드는 항복 상태에 도달 할 수 있습니다. 이 네거티브 저항 영역 때문에 형성됩니다.

Varactor 다이오드 또는 Varicap 다이오드

버 랙터 다이오드는 반도체 마이크로파 고체 상태 장치이며 전압을 제어하여 달성 할 수있는 가변 커패시턴스가 선택되는 곳에 사용됩니다. 이 다이오드는 정맥류 다이오드라고도합니다. 가변 커패시턴스의 o / p는 정상적인 PN 접합 다이오드에 의해 나타날 수 있습니다. 그러나이 다이오드는 다른 유형의 다이오드이므로 선호하는 커패시턴스 변화를 제공하기 위해 선택됩니다. 이 다이오드는 커패시턴스의 높은 범위의 변화를 허용하도록 정밀하게 설계되고 향상되었습니다.

버 랙터 다이오드

제너 다이오드

제너 다이오드는 안정적인 기준 전압을 제공하는 데 사용됩니다. 결과적으로 방대한 양으로 사용됩니다. 역 바이어스 조건에서 작동하며 특정 전압에 도달하면 고장 나는 것을 발견했습니다. 전류의 흐름이 저항에 의해 제한되면 안정된 전압이 생성되도록 활성화됩니다. 이 유형의 다이오드는 전원 공급 장치에서 기준 전압을 제공하는 데 널리 사용됩니다.

제너 다이오드

제너 다이오드 패키지에는 다양한 방법이 있습니다. 이들 중 일부는 전력 손실 수준을 높이기 위해 사용되는 반면 다른 것들은 에지 마운트 설계에 사용됩니다. 일반 제너 다이오드 유형 최소한의 유리 덮개로 구성됩니다. 이 다이오드의 한쪽 가장자리에는 음극으로 표시되는 밴드가 있습니다.

제너 다이오드는 포워딩 바이어스 조건에서 작동 할 때 다이오드와 유사한 방식으로 작동합니다. 역방향 바이어스에서는 최소한의 누설 전류 . 항복 전압까지 역 전압이 증가하면 다이오드에 전류 흐름이 생성됩니다. 전류 값은 최대 값에 도달하고 직렬 저항에 의해 캡처됩니다.

제너 다이오드의 응용

제너 다이오드의 광범위한 응용 분야가 있으며 그중 몇 가지는 다음과 같습니다.

• 최소 부하 값에서 전압 레벨을 조절하기위한 전압 제한기로 사용됩니다.
• 과전압 보호가 필요한 애플리케이션에 사용
• 사용 클리핑 회로

다양한 응용 분야에서 결정적으로 구현되는 몇 가지 다른 유형의 다이오드는 다음과 같습니다.

• 레이저 다이오드
• 눈사태 다이오드
• 과도 전압 억제 다이오드
• 금 도핑 다이오드
• 정전류 유형 다이오드
• 펠티에 다이오드
• 실리콘 제어 정류기 다이오드

모든 다이오드에는 고유 한 장점과 용도가 있습니다. 이들 중 일부는 여러 도메인의 다양한 애플리케이션에서 널리 사용되는 반면 소수는 일부 애플리케이션에서만 사용됩니다. 따라서 이것은 다른 유형의 다이오드와 그 용도에 관한 것입니다. 이 개념을 더 잘 이해했거나 전기 프로젝트를 구현하려면 아래 의견 섹션에 의견을 남겨 귀중한 제안을 해주시기 바랍니다. 여기에 질문이 있습니다. 이것은 다이오드의 기능 ?