31 diode i razlike u primjeni
TRANSCRIPT
![Page 1: 31 Diode i razlike u primjeni](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020715/551f548d4a795970108b4ea0/html5/thumbnails/1.jpg)
Diode i razlike u primjeni
![Page 2: 31 Diode i razlike u primjeni](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020715/551f548d4a795970108b4ea0/html5/thumbnails/2.jpg)
Općenito o diodama
• diode su nelinearni poluvodički elementi koji se sastoje od anode i katode
• posjeduju ispravljačka svojstva• njihov rad zasnovan je na P – N spoju
![Page 3: 31 Diode i razlike u primjeni](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020715/551f548d4a795970108b4ea0/html5/thumbnails/3.jpg)
P – N spoj• poluvodič tipa N je onaj kod kojega kao
nosioci vodljivosti prevladavaju elektroni, a on se dobiva tako da germaniju ili siliciju dodajemo nečistoće (P, As ili Sb)
• poluvodič tipa P je onaj kod kojega kao nosioci vodljivosti prevladavaju šupljine, a one nastaju
• spajanjem n- i p-tipa poluvodiča nastaje pn-spoj
![Page 4: 31 Diode i razlike u primjeni](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020715/551f548d4a795970108b4ea0/html5/thumbnails/4.jpg)
• u blizini samog kontakta elektroni iz n-poluvodiča ‘prelaze’ u p-poluvodič i tamo se 'poništavaju' s dijelom šupljina, a šupljine iz p-poluvodiča ‘prelaze’ u n-poluvodič i tamo se 'poništavaju’ s dijelom elektrona (sl. a)
• time nastaje područje sa znatnim manjkom nosioca naboja koje se još zove i područje osiromašenja (sl. b)
![Page 5: 31 Diode i razlike u primjeni](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020715/551f548d4a795970108b4ea0/html5/thumbnails/5.jpg)
• ako priključimo bateriju na pn-spoj, i to '+' pol na n-poluvodič a '-' pol na p-poluvodič, područje osiromašenja će se proširiti
• baterija će u n-poluvodiču privući elektrone, a u p-poluvodiču privući šupljine, pa će preostali elektroni/šupljine zato lakše ‘prelaziti’
• a ako n-poluvodič spojimo na '-' pol baterije, a na p-poluvodič '+' pol područje osiromašenja će se suziti, jer će baterija u n-poluvodiču 'pogurati' elektrone, a u p-poluvodiču šupljine, ka pn-kontaktu
![Page 6: 31 Diode i razlike u primjeni](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020715/551f548d4a795970108b4ea0/html5/thumbnails/6.jpg)
• dakle, dobili smo da s jednom polarizacijom baterije kroz diodu teče vrlo mala struja, dok s obrnutom polarizacijom teče velika struja (sl. c) što je upravo ispravljačko svojstvo.
![Page 7: 31 Diode i razlike u primjeni](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020715/551f548d4a795970108b4ea0/html5/thumbnails/7.jpg)
Karakteristike diode
• mali pad napona u propusnom smjeru• vrlo mala zaporna struja• visoki probojni napon• velika dopuštena gustoća struje u propusnom
smjeru
![Page 8: 31 Diode i razlike u primjeni](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020715/551f548d4a795970108b4ea0/html5/thumbnails/8.jpg)
Strujno naponska karakteristika diode
• Idealna strujno naponska karakteristika poluvodičke diode bi bila u slučaju propusne polarizacije kada struja ne ovisi o diodi već o teretu, a napon na diodi je 0
• U slučaju nepropusne polarizacije struja Id=0 i napon na diodi jednak je naponu izvora
![Page 9: 31 Diode i razlike u primjeni](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020715/551f548d4a795970108b4ea0/html5/thumbnails/9.jpg)
• Kod stvarne diode karakteristika se razlikuje po tome što u slučaju propusne polarizacije je potreban određeni minimalni napon da se razori P – N prijelaz
• Taj napon se kreće od 0,3 za Ge do 0,6 za Si• Nakon tog postignutog napona struja kroz
diodu određena je samo teretom• U slučaju nepropusne polarizacije ipak teče
neka mala struja kroz diodu koja je rezultat sadržaja, nečistoća u kristalu poluvodiča ili nekih drugih parametara
![Page 10: 31 Diode i razlike u primjeni](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020715/551f548d4a795970108b4ea0/html5/thumbnails/10.jpg)
Vrste dioda
• Ispravljačka dioda• Zener dioda• Svjetleća (LED) dioda• Tunelska (Esakijeva) dioda• Varikap dioda
![Page 11: 31 Diode i razlike u primjeni](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020715/551f548d4a795970108b4ea0/html5/thumbnails/11.jpg)
Ispravljačka dioda Kod ispravljačke diode imamo:1.poluvalno ispravljanje• poluvalno ispravljanje dobivamo korištenjem
jedne diode koja je priključena na izmjenični napon
• poluvalno ispravljanje naziva se zato što preko diode prelazi samo jedna poluperioda, a druga ne prolazi
• ovo ispravljanje nije praktično zato što polovina snage (ili napona) nije iskorištena
![Page 12: 31 Diode i razlike u primjeni](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020715/551f548d4a795970108b4ea0/html5/thumbnails/12.jpg)
2. punovalno ispravljanje:• korištenjem četri diode dobivamo Greatz-ov
spoj i na izlazu iz Greatz-ova spoja dobivamo istosmjerni napon koji se sastoji od dvije poluperiode (prenosimo i pozitivnu i negativnu poluperiodu)
![Page 13: 31 Diode i razlike u primjeni](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020715/551f548d4a795970108b4ea0/html5/thumbnails/13.jpg)
• princip rada ovakvog spoja dioda se zasniva na tome da prenosimo i pozitivnu i negativnu poluperiodu tako da jednu i drugu stranu izmjeničnog izvora priključujemo na po dvije diode koje su suprotno polarizirane
• na taj način dopuštamo prolaz izmjeničnog ulaznog signala bez obzira da li je negativan ili pozitivan
• izlazni priključci Uist (+ i -) su uvijek , tj. u vrijeme trajanja obje poluperiode na istom polaritetu
![Page 14: 31 Diode i razlike u primjeni](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020715/551f548d4a795970108b4ea0/html5/thumbnails/14.jpg)
• ovaj istosmjerni napon nije u potpunosti ispravljen te je potrebno dodati ravnanje (“peglanje”) izlaznog napona
• dodavanjem kondezatora paralelno izlaze iz Greatz-ova spoja (između + i -) dobivamo manje valovit istosmjerni napon na izlazu iz ispravljača
• kondezator odnosno njegov kapacitivni otpor ovisi od frekvenciji priključenog napona (što je ta frekvencija manja XC je veći)
![Page 15: 31 Diode i razlike u primjeni](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020715/551f548d4a795970108b4ea0/html5/thumbnails/15.jpg)
Zener dioda (stabilizator napona)
• To je zehnološki izveden P – N spoj sa velikim sadržajem manjinskih nosioca naboja, tj. sa velikim onečišćenjem P i N poluvodiča
• Zahvaljujući velikom broju manjinskih nosioca naboja pri nepropusnoj polarizaciji naboja ta količina naboja je dovoljna da razori P – N barijeru, pa kažemo da je nastao Zenerov proboj
![Page 16: 31 Diode i razlike u primjeni](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020715/551f548d4a795970108b4ea0/html5/thumbnails/16.jpg)
• Taj proboj nije destruktivan i za njega je karakteristično da se dešava pri nekom naponu koji se naziva Zenerov napon i čija vrijednost ovisi o tehnološkoj izvedbi diode (može biti od 1 do nekoliko stotina volta)
• Svojstva ove diode su da pri Zenerovom proboju ona postaje vodljiva, pri čemu napon na diodi postaje konstantan, za velike promjene struje
• Ta osobina se koristi u svrhu dobivanja stabilnog napona i to tako da se Zenerova dioda spoji paralelno teretu
![Page 17: 31 Diode i razlike u primjeni](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020715/551f548d4a795970108b4ea0/html5/thumbnails/17.jpg)
• Na taj način se dobiva stabilan izvor napona, a stabilizacija se naziva paralelna stabilizacija
• Prednost ovakve stabilizacije je jednostavan spoj i niska cijena, a nedostatak mala snaga od nekoliko desetaka W
![Page 18: 31 Diode i razlike u primjeni](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020715/551f548d4a795970108b4ea0/html5/thumbnails/18.jpg)
Svijetleća (LED) dioda• je dioda koja emitira nekoherentnu svjetlost• uz odgovarajući napon propusno polariziranog
PN – spoja (uz visoke gustoće struje) dio energije dobiven rekombinacijom elektrona i šupljina u barijeri pretvara se u koherentno svjetlo
• pošto može emitirati svjetlost različitih boja koristi se u signalnim svjetlima, alfa numeričkim pokazivačima, za dobivanje svjetlosnih impulsa...
![Page 19: 31 Diode i razlike u primjeni](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020715/551f548d4a795970108b4ea0/html5/thumbnails/19.jpg)
Nekoliko slika LED dioda
![Page 20: 31 Diode i razlike u primjeni](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020715/551f548d4a795970108b4ea0/html5/thumbnails/20.jpg)
Tunelska (Esakijeva) dioda• je poluvodički element koji se po karakteristici
i radu bitno razlikuje od običnih poluvodičkih dioda
• ona ima vrlo tanki PN – spoj izrađen od jako dopiranih, tj. degeneriranih poluvodiča
• Fermijev nivo takvih poluvodiča tipa N nalazi se u vodljivom pojasu, a tipa P u valencijskom pojasu
![Page 21: 31 Diode i razlike u primjeni](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020715/551f548d4a795970108b4ea0/html5/thumbnails/21.jpg)
• na vrlo uskoj barijeri takvog PN – spoja javlja se efekt tuneliranja, tj. elektroni i šupljine prolaze kroz barijeru iako im je energija manja od visine barijere, ukoliko se na drugoj strani barijere mogu pojaviti s istom energijom, tj. na istom energetskom nivou
• to znači da se tuneliranje javlja kad s jedne strane barijere postoje elektroni, a s druge šupljine na istom energetskom nivou
• upotrebljava se za stvaranje oscilacija na vrlo visokim frekvencijama
![Page 22: 31 Diode i razlike u primjeni](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020715/551f548d4a795970108b4ea0/html5/thumbnails/22.jpg)
• ova dioda može se upotrijebiti i kao vrlo brza sklopka, tj. povišenjem struje preko vrijednosti Ip napon se vrlo brzo poveća s vrijednosti Up na vrijednost veću od Uv, odnosno smanjenjem struje ispod vrijednosti Iv napon se vrlo brzo smanji sa Uv na vrijednost manju od Up
![Page 23: 31 Diode i razlike u primjeni](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020715/551f548d4a795970108b4ea0/html5/thumbnails/23.jpg)
Varikap dioda• je dioda kod koje se kapacitet mijenja s
promjenom napona, tj. to je dioda s naponski upravljanim kapacitetom
• kapacitet je posljedica osiromašenog sloja u pn-spoju
• upotrebljava se u modulatorima, najčešće radi u nepopropusnom području
• kapacitet se kreće između 10 i 200 pF, a probojni naponi su oko 40 V,
![Page 24: 31 Diode i razlike u primjeni](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020715/551f548d4a795970108b4ea0/html5/thumbnails/24.jpg)
• kapacitivne diode se koriste za ugađanje tirajnih krugova i za automatsku regulaciju frekvencije u radiotehnici
![Page 25: 31 Diode i razlike u primjeni](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020715/551f548d4a795970108b4ea0/html5/thumbnails/25.jpg)
Zaključak
• Diode su veoma korisne i mogu imati mnoge primjene u elektrotehnici i elektronici
• Postoje mnoge vrste dioda, ali smo ovdje obradili samo nekoliko tipova
![Page 26: 31 Diode i razlike u primjeni](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020715/551f548d4a795970108b4ea0/html5/thumbnails/26.jpg)
Literatura
• Tehnička enciklopedija, sv.3, Zagreb, JLZ, 1969.• Tehnička enciklopedija, sv.4, Zagreb, JLZ, 1973.• Tehnička enciklopedija, sv.10, Zagreb, JLZ, 1986.• Krstić, Vladimir. Mala škola elektronike, Beograd, TK,
1975.• Seminarski rad: http://adria.fesb.hr/~vjeramaz
/seminarski-word.doc (3.1.2010.)• http://eskola.hfd.hr/pitanja_odgovori/show_answ.php
?pitanje=/9/dioda.html (28.12.2009.)
![Page 27: 31 Diode i razlike u primjeni](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020715/551f548d4a795970108b4ea0/html5/thumbnails/27.jpg)
KRAJ
SRETNO!