그만큼 마이크로 컨트롤러 기반 프로젝트 또는 다른 전자 및 전기 프로젝트는 요소로 분류되는 전기 및 전자의 일부 기본 구성 요소를 사용하여 설계됩니다. 에너지를 저장하거나 소산하는 요소를 수동 요소라고하며, 에너지 흐름을 공급하거나 제어 할 수있는 요소를 활성 요소라고합니다. 이러한 기본 요소는 다음과 같습니다. 전기 저항기 , 인덕터, 다양한 유형의 다이오드 크리스탈 다이오드, 건 다이오드, 펠티에 다이오드, 제너 다이오드, 터널 다이오드, 버 랙터 다이오드 등을 포함합니다. 변압기, 커패시터, 반도체, 트랜지스터, 사이리스터, 집적 회로, 광전자 장치 , 진공관, 센서, 멤 리스터, 변환기, 감지기, 안테나 등. 이 기사에서는 가장 자주 사용되는 구성 요소 크리스탈 다이오드에 대해 설명합니다.
크리스탈 다이오드
게르마늄 크리스탈 다이오드
반도체 다이오드 또는 P-N 접합 다이오드는 전류가 한 방향으로 만 흐르게하고 다른 방향으로 전류의 흐름을 차단하는 2 단자 장치입니다. 이 두 단자는 양극과 음극입니다. 양극 전압이 음극 전압보다 크면 다이오드가 전도를 시작합니다. 크리스탈 다이오드는 Cat’s-whisker 다이오드 또는 포인트 접촉 다이오드 또는 크리스탈이라고도합니다. 이 다이오드 마이크로파 반도체 장치는 제 2 차 세계 대전 중에 개발되어 마이크로파 수신기 및 감지기 .
크리스탈 다이오드 회로 작동
크리스탈 다이오드의 작동은 반도체 크리스탈과 포인트 사이의 접촉 압력에 따라 달라집니다. 두 개의 섹션으로 구성되어 있습니다. 하나의 섹션이있는 N 형 실리콘의 작은 직사각형 결정과 결정을 눌러 다른 섹션을 형성하는 Cat whisker 와이어라고하는 미세한 베릴륨-구리, 청동-인광체 및 텅스텐 와이어입니다. 크리스탈 주변에 P 형 영역을 형성하기 위해 크리스탈 다이오드 또는 점 접촉 다이오드를 제조하는 동안 고양이 수염에서 실리콘 크리스탈로 큰 전류가 전달됩니다. 따라서 PN 접합이 형성되고 일반 PN 접합과 유사하게 작동합니다.
포인트 접점 다이오드
그러나 크리스탈 다이오드의 특성은 PN 접합 다이오드의 특성과 다릅니다. 순방향 바이어스 조건에서 점 접촉 다이오드의 저항은 일반 PN 접합 다이오드에 비해 높습니다. 역 바이어스 조건에서, 포인트 접촉 다이오드의 경우 다이오드를 통한 전류 흐름은 접합 다이오드의 경우처럼 수정에 적용되는 전압과 무관하지 않습니다. 캣 위스커와 크리스탈 사이의 커패시턴스는 다이오드 양쪽 사이의 접합 다이오드 커패시턴스에 비해 적습니다. 따라서 커패시턴스로 인한 리액턴스가 높고 고주파에서 매우 작은 커패시턴스 전류가 회로에 흐릅니다.
크리스탈 다이오드의 회로도 기호
일반적으로 양극 전압이 음극 전압보다 클 때 P-N 접합 다이오드 또는 반도체 다이오드가 전도된다는 것을 알고 있습니다. 회로는 대략적인 모델, 단순화 된 모델 및 이상적인 모델의 세 가지 방법으로 실현 될 수 있습니다. 각 모델에서 작동하는 크리스탈 다이오드 회로는 다음과 같습니다. 순방향 전압 Vf를 적용하면 Vf 대 If로 다이오드의 특성이 그림에 표시됩니다.
대략적인 모델
크리스탈 다이오드 회로의 대략적인 모델은 직렬 연결된 이상적인 다이오드, 순방향 저항 Rf 및 전위 장벽 Vo로 구성됩니다. 실제 다이오드는 전위 장벽 Vo 및 내부 강하 VfRf를 극복해야합니다. 내부 저항 Rf를 통해 흐르는 전류로 인해 다이오드 양단에 전압 강하가 나타납니다.
대략적인 모델
다이오드는 적용된 순방향 전압 Vf가 전위 장벽 전압 Vo를 초과하는 경우에만 전도를 시작합니다.
단순화 된 모델
이 모델에서는 내부 저항 Rf는 고려되지 않습니다. 따라서 등가 회로는 전위 장벽 Vo로만 구성됩니다. 다이오드 회로 분석의 경우이 모델이 가장 많이 사용됩니다.
단순화 된 모델
이상적인 모델
이 모델에서는 내부 저항 Rf와 전위 장벽 Vo를 모두 고려하지 않습니다. 실제로 이상적인 다이오드는 없으며 일부 다이오드 회로 분석을위한 이상적인 다이오드가 있다고 가정합니다.
이상적인 모델
크리스탈 다이오드 애플리케이션
이 다이오드는 크리스탈 라디오 수신기와 같은 많은 애플리케이션에 사용됩니다. 이 기사에서 가장 자주 사용되는 크리스탈 다이오드 응용 크리스탈 다이오드 정류기 및 크리스탈 다이오드 검출기와 같은 것은 아래에 언급되어 있습니다.
크리스탈 다이오드 정류기
독일의 물리학자인 Ferdinand Braun은 1874 년에 전기와 전해질을 전도하는 결정의 특성을 연구하면서 금속과 일부 결정질 물질의 접촉점에서 정류 효과를 발견했습니다. 최고 순도의 재료를 사용할 수 없을 때, 개발 된 황화 납 기반 점 접촉 정류기.
크리스탈 다이오드 정류기
크리스탈 다이오드는 AC를 DC로 변환하는 정류기로 사용할 수 있습니다. 일반 다이오드와 유사하게 한 방향으로 만 전도되고 역방향의 전류 흐름을 차단하므로 반파, 전파, 브리지 정류기 회로 .
크리스탈 다이오드 검출기
1900 년대에는 주로 크리스털 라디오 세트에서 신호 탐지기로 사용되었습니다. 크리스탈 표면은 미세한 금속 프로브와 접촉합니다. 따라서 점 접촉 다이오드는 설명이 포함 된 이름을 고양이 수염 탐지기 . 이들은 구식이며 양극 역할을하는 얇고 날카로운 금속 와이어와 음극 역할을하는 반도체 결정으로 구성됩니다. cat ’s whisker wire라고 불리는이 양극 얇은 금속 와이어가 음극 결정에 눌려집니다. 이 크리스탈 다이오드 검출기는 1900 년대 초에 개발되었으며 반도체 재료 최상의 전파 감지를 위해 수동으로 조정되는 크리스탈 음극.
이들은 주로 1906 년에 광물 결정 galena 또는 석탄 조각을 사용하여 개발되었지만 최근 다이오드의 대부분은 실리콘, 셀레늄 및 게르마늄을 사용하여 개발되고 있습니다. 이 다이오드는 전류 흐름을 한 방향으로 만 허용하므로 DC 전압은 정류 된 캐리어 신호에 의해 제공되어 헤드폰을 구동합니다. 1946 년 실바니아는 상업용 크리스탈 다이오드 1N34에서 처음으로 게르마늄 사용을 개척했습니다.
크리스탈 다이오드의 수동 조정
우선 진동으로 인해 곧 손실 될 수있는 표면 전체를 검색하여 민감한 지점을 식별해야합니다. 따라서 전체 표면을 민감하게 만들고 민감한 지점을 찾지 않기 위해이 광물을 N- 도핑 된 반도체로 대체했습니다.
1906 년 과학자 G.W. Pickard는 뾰족한 금속 접촉을 사용하여 반도체 내에 국부적 인 P 형 영역을 생성하여이 장치를 완성했습니다. 전기적, 기계적 안정성을 위해 전체 포인트 접촉 다이오드는 금속 포인트를 제자리에 고정하여 원통형 몸체에 캡슐화했습니다. 접합 다이오드 및 현대 반도체와 같은 많은 다이오드가 있지만 여전히 이러한 크리스탈 다이오드는 마이크로파 주파수 감지기 낮은 커패시턴스 때문에.
이 기사를 읽은 후 크리스탈 다이오드에 대한 간단한 아이디어를 얻었 으면합니다. 이 주제에 대한 기술적 도움이 필요하면 전기 및 전자 프로젝트 , 다른 독자가 지식을 향상 시키도록 장려하기 위해 아이디어, 의견 및 제안을 게시 할 수 있습니다.
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