Verskil tussen weergawes van "Diode"

7 grepe bygevoeg ,  10 jaar gelede
geen wysigingsopsomming nie
(→‎Geskiedenis: spelfout)
No edit summary
[[Lêer:Diode-photo.JPG|thumb|right|270px|Soorte diodes]]
 
'n '''Diode''' is 'n elektriese komponent wat die rigting van die beweegingbeweging van elektriese lading beperk. 'n Diode laat die vloei van stroom toe in een rigting deur die komponent maar nie in die teenoorgestelde rigting nie. Elektriese stroombane wat nodig het dat stroom net in een rigting vloei maak gebruik van diodes.
 
Ou diodes sluit "kat-snorbaard" kristalle en vakuumbuis toestelle in. Moderne diodes word van [[halfgeleier]]s vervaardig soos [[silikon]] en [[germanium]].
 
== Geskiedenis ==
Termiese diodes en halfgeleier diodes het in parrallelparallel ontwikkel. [[Fredrick Gurhrie]] het die prinsiep van termiese diodes beskryf in 1873. [[Karl Ferdinand Braun]] het die prinsiep van kristal diodes beskruifbeskryf in 1874.
 
Die termiese diode was herontdek deur [[Tomas Edison]] op [[Februarie 13]], 1880. Hy het a pattent uitgeneem in 1883, maar het nie die idee verder ontwikkel nie. Braun het 'n pattentpatent op die kristal diode uitgeneem in 1899. Die eerste radio ontvangers was van 'n kristal diode gebruik gemaak het is deur [[Greenleaf Whittier Pickard]] vervaardig in 1900. Die eerste termiese diodes is in BritanjeBrittanje gepatenteer deur [[John Ambrose Flemming]] op [[November 16]], [[1904]]. Pickard het die pattentpatent vir die silikon crystal -kristal-diode ontvang op [[November 20]], [[1906]].
Termiese diodes en halfgeleier diodes het in parrallel ontwikkel. [[Fredrick Gurhrie]] het die prinsiep van termiese diodes beskryf in 1873. [[Karl Ferdinand Braun]] het die prinsiep van kristal diodes beskruif in 1874.
 
Die termiese diode was herontdek deur [[Tomas Edison]] op [[Februarie 13]], 1880. Hy het a pattent uitgeneem in 1883, maar het nie die idee verder ontwikkel nie. Braun het 'n pattent op die kristal diode uitgeneem in 1899. Die eerste radio ontvangers was van 'n kristal diode gebruik gemaak het is deur [[Greenleaf Whittier Pickard]] vervaardig in 1900. Die eerste termiese diodes is in Britanje gepatenteer deur [[John Ambrose Flemming]] op [[November 16]], [[1904]]. Pickard het die pattent vir die silikon crystal diode ontvang op [[November 20]], [[1906]].
 
Daardie tyd het sulke toestelle bekend gestaan as gelykrigters. In 1919 het [[William Henry Eccles]] die term diode geskep van die Griekse wortels ''di'', wat 'twee' beteken, en ''ode'', wat 'pad' beteken.
Termiesediodes is vakuumbuis toestelle, wat bestaan uit 'n aantal elektrodes omhul in 'n glas vakuumbuis.
 
In vakuumbuis diodes vloei stroom deur die [[katode]], 'n [[filament]] wat behandel is met 'n mengsel van [[barium]] en [[strontium]] [[oksied]]es. Die stroom verhit die filament, wat termiese emissie van elektrone binne die vakuumbuis veroorsaak. Tydens meevoorspanning is die metaal elektrode, wat die [[anode]] genoem word, positief, dus word die elektrone aangetrek na die anode. WaneerWanneer die spannings polariteit omgekeer word (truvoorspanning), word elektrone nie maklik van die onverhitte anode afgeskei nie, daar vloei dus net 'n baie klein lekstroom.
 
Vir die meeste van die 20ste eeu is vakuumbuis diodes gebruik vir analoog toepassings en as geleikrigters in kragbronne. Vandag word vakuumbuis diodes slegs in gespisialiseerdegespesialiseerde toepassing, soonsoos geleikrigters in buiskitaar en hotrostel versterkers, en gespisialiseerdegespesialiseerde hoëspanning toestelle gebuikgebruik.
 
== Halfgeleier diodes ==
Moderne diodes is gebaseer op die [[halfgeleier]] [[pn-voegvlak]]. In pn-voegvlak diodes kan gewone stroom van die p-tipe kant (die anode) na die n-tiepe kant (die katode), maar nie in die teenoorgestelde rigting nie. Die [[Schottky diode]] word gevorm deur die kontak van 'n metaal en 'n halfgeleier in plaas van 'n pn-voegvlak.
 
'n Halfgeleier diode stoom-spanning, of I-V, eienskap kurwe word toegeskruif aan die sperlaag wat ontstaan by die pn-voegvlak tussen die verskillende halfgeleiers. WaneerWanneer die halfgeleier die eerste keer geskep word versprei die geleidendsband (mobile) elektrone van die N-doteerde gebied na die P-doteerde gebied waar daar 'n groot aantal 'holtes' (plekke vir elektrone waar geen elektornelektron teenwoordig is nie) is waarmee die elektrone herkombineer. Waneer 'n elektron met die holtes herkombineer verdwyn die holte en is die elektron nie meer mobiel nie. Die gebied om die pn-voegvlak word uitgeput van lading en tree op as 'n [[isolator]]. Hierdie gebied staan bekend as die sperlaag.
 
Hierdie gebied kan nie oneiendigoneindig groei nie. Elke elektron-holte paar wat herkombineer vorm 'n positief-gelaaide doteerde ioon in die N-doteerde gebied en 'n negetiefnegatief-gelaaide doteerde ioon in die P-doteerde gebied. Soos herkombinasie plaasvind vorm meer iooneione. Dit veroorsaak 'n toename in die elektriese veld oor die spergebied wat teen die herkombinasie van elektonelektron-holte pare werk totdat 'n ewewig bereik word en die sperlaar nie verder groei nie. Op hierdie punt is daar 'n ingeboude spanningsverskil oor die sperlaag.
 
WaneerWanneer 'n eksterne spanning van dieselfedieselfde polariteit as die ingeboude spanning oor die diode geplaas word sal die sperlaag aanhou optree as a isolator was stroom vloei verhoed. Dit staan bekend as teenvoorspanning van die diode. WaneerWanneer die eksterne spanning se polariteit die ingeboude spanning teenstaan kan herkombinasie weer plaasvind wat veroorsaak dat die stroom deur die diode drasties toeneem. Dit staan bekend as meevoorspanning van die diode. Die ingeboude spanning vir silikon diodes is ingeveerongeveer 0.6 V. Dus sal daar 'n spanningsval van ongeveer 0.6 V oor die diode wees waneerwanneer daar 'n eksterne stroom deur die diode vloei.
 
[[Lêer:TiepeseDiodeSpanningsStroomKurve.svg|frame|right|I-V eienskap van 'n pn-voegvlak diode (nie volgens skaal).]]
Die spanningsval oor 'n geleidende diode binne die gespesifiseerde stoom is ongeveer 0.6 tot 0.7 [[volt]] vir silikon diodes. Die waarde verskil vir ander tiepe diodes. [[Schottky diode]]s se spanningsval kan so laag as 0.2 V wees en [[lig-emissie diode]]s (LEDs) se spanningsval kan so hoog as 1.4 V of meer wees. Blou LEDs se spanningsval kan selfs 4.0 V wees.
 
In die teenvoorspanning gebied van die I-V eienskap grafiek is die stroom deur die diode baie klein (in die µA omgewing) vir alle voorspannings tot die deurslagspanning bereik word. Na hierdie punt vind [[elektronestorting]] plaas wat veroorsaak dat die diode beskadig word saam met 'n skielike toename in die stroom. [[Zener diode]]s en [[stortdiode]]s word vervaardig om 'n opsetlikke deurslagspunt te hê na 'n voorafbepaalde trustroom sodat die truspanning vasgepen word by 'n bekende waarde. HiedieHierdie toestelle het wel 'n maksimum limiet op die stroom en drywing vermoë in die elektronestortings gebied.
 
=== Shockley diode vergelyking ===
Die ''Shockley ideale diode vergelyking'' (vernoem na [[William Shockley|William Bradford Shockley]]), ook bekandbekend as die diode wet, beskryf die I-V eienskap van 'n ideale diode in beide meevoorspanning en teenvoorspanning (of geen voorspanning). Die vergelyking is afgelyafgelei met die aannames dat die eenigsteenigste processeprosesse wat aanleiding gee tot stroom deur die diode drifstroom, diffusiestroom en termiese herkombinasie-generasie is. Dit word ook aangeneem dat die herkombinasie-generasie stroom in die sperlaag niksbeduidend is. Dit beteken dat die verelykingvergelyking elektronestorting buite rekening laat. Die nie-ideale effek van interne weerstand by hoë meevoorspanning word ook buite rekening gelaat, sowel as afwyking van die ideale as gevolg van herkombinasie-generasie in die sperlaag by lae meevoorspanning.
 
Die ''Shockley ideale diode vergelyking'' (vernoem na [[William Shockley|William Bradford Shockley]]), ook bekand as die diode wet, beskryf die I-V eienskap van 'n ideale diode in beide meevoorspanning en teenvoorspanning (of geen voorspanning). Die vergelyking is afgely met die aannames dat die eenigste processe wat aanleiding gee tot stroom deur die diode drifstroom, diffusiestroom en termiese herkombinasie-generasie is. Dit word ook aangeneem dat die herkombinasie-generasie stroom in die sperlaag niksbeduidend is. Dit beteken dat die verelyking elektronestorting buite rekening laat. Die nie-ideale effek van interne weerstand by hoë meevoorspanning word ook buite rekening gelaat, sowel as afwyking van die ideale as gevolg van herkombinasie-generasie in die sperlaag by lae meevoorspanning.
 
:<math>I=I_\mathrm{S} \left( e^{V_\mathrm{D}/(n V_\mathrm{T})}-1 \right),\,</math>
:''n'' die ''emissiekoëffisiënt'' is.
 
Die emissiekoëffisiënt ''n'' word bepaal deur die vervaardegingproses en halfgeleiermateriaal van die diode en wissel tussen 1 en 2. In die meeste gevalle is die waarde naby 1 en word dus weggelaat. Die ''termiese spanning'' ''V''<sub>T</sub> is ongeveelongeveer 25.2 mV teen kamertemperatuur (25<sup>o</sup>C of 298K) en is 'n bekende konstante waarde gedefineergedefinieer deur:
 
:<math>V_\mathrm{T} = \frac{k T}{e},</math>
 
== Tipe halfgeleier diodes ==
 
{|- align = "center"
| [[Lêer:Diode symbol.svg|100px]]
Daar is 'n verskeie tipe halfgeleier voegvlak diodes:
; Normale (pn-voegvlak) diodes
: Hierdie diode werk soos hierdohierbo beskryf word. Die diode word gewoonlik van gedoteerde [[silikon]] of [[germanium]] vervaardig. Germanium diodes is bitter skaars.
; Gouddoteerdediodes
: As 'n doteermiddel reageer [[goud]] of [[platinum]] as 'n sentrum vir herkombinasie wat minderheidsdraers vinniger laat herkombineer. Dit laat die diode toe om teen hoë frekwensies te werk, teen die koste van 'n hoër meevoorspanningval. 'n Tipiese voorbeeld is die 1N914.
: Waneer 'n diode gevorm word uit 'n derektebandgappingshalfgeleier, soos galliumarsenied, word [[foton]]e vrygestel waneer herkombinasie van ladingdraers plaasvind. Die halgeleiermateriaal bepaal die [[golflength]], en dus kleur, van die foton. Ligemissiediodes wat strek tussen [[infrarooi]] to beina [[ultraviolet]] kan vervaardig word. Die voorspanning van ligemissiediodes word bepaal deur die golflengte van die photone: 1.2 V vir rooi, 2.4 V vir violet. Die eerste ligemissiediodes was rooi en geel. Hoëfrekwensie diodes is intussen ontwikkel. Alle diodes is monochromaties (eenkleurig). Wit ligemissiediodes is in werklikheid 'n kombinasie van drie verskillende kleure, of 'n blou ligemiessiediode met 'n geel bedekking. Ligemessiediodes word saam met fotodiodes of fototransistors gebruik om optiese-isolators te vorm.
; [[Laserdiode]]s
: 'n Laserdiode word gevorm deur 'n ligemissiediode tiepe structuurstruktuur wat 'n optiese resonansieholte bevat. Die resonansieholte word gevorm deur die parallelevlakke van die laserdiode te poleer. Laserdiodes word gebruik in optiese stoormedia en hoëspoed optiese kommunikasie.
; [[Schottky-diode]]s
: Schottky-diodes word gevorm deur 'n metaal na halfgeleir voegvlak. Die meevoorspanningsval van 'n Schottky-diode is laer as die van 'n pn-voegvlak diode. Die meevoorspanningsval van Schottky-diodes by 'n heenstroom van ongeveer 1 mA is in die omgewing van 0.15 V tot 0.45 V. Dit maak Schottky-diodes ideaal vir gebruik in vaspenningstroombane en om transistor versadiging te voorkom. Schottky-diodes word ook gebruik as laeverlies geleikrigters hoewel die trulekstroom groter is as die van pn-voegvlak diodes. Schottky-diodes is meerderheidsdraer toestelle en ly dus nie aan die minderheidsdraer opbergruimte probleme van die meeste normal diodes nie. Schottky-diodes se voegvlapkapasitansie is ook laer as die van pn-voegvlak diodes wat lei tot die vermoë van Schottky-diodes om teen hoër frekwensies te kan skakel. Dit maak Schottky-diodes ideaal vir gebruik in hoëspoed en radio frekwensie stroombane.
: Hierdie diode werk net soos 'n voegvlakdiode, maar die konstruksie is eenvoudiges. 'n Geleier uit die groep-3 metale met 'n skerp punt word in kontak gebring met 'n n-tiepe halfgeleier. Van die metaal migreer na die halfgeleier en vorm 'n klein p-tiepe gebied naby die kontak.
; Katsnorbaard- of kristaldiodes
: Hiedie diodes word gevorm deur 'n dun of skep metaal geleirgeleier in kontak te bring met 'n halfgeleierkrital soos [[galeniet]] of [[steenkool]]. Die geleier vorm die katode en die kristal die anode van die diode.
; 'Varicap'
: Hiedie diodes word as spannigsbeheerde [[kapasitor]]s gebruik. Hierdie diodes is belangrik in fase-sluit-lus en frekwensie-sluit-lus stroombane wat instemstroombane toelaat om vinnig te sluit. Hierdie diodes word ook gebruik as verstelbare ossilators waar 'n goedkoop en stabiele kristalossilator gebruik word as 'n verwysings frekwensie vir 'n spanningbeheerde ossilator.
 
== Bronnelys ==
 
:''Hierdie artikel is groottendeels 'n vertaling van die Engelse Wikipedia artikel "[[:en:Diode|Diode]]".
 
*[http://www.pat2pdf.org/patents/pat307031.pdf Patentafskrif vir die elektriese indikator]
*[http://www.avtechpulse.com/faq.html/IV.5/ ''The Unusual Diode FAQ''],
 
 
[[Kategorie:Elektroniese komponente]]
Anonieme gebruiker