Elektronske
komponente
Diode
Princip rada
Elektronske komponente
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Diode
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Univerzitet u Nišu, Elektronski fakultet
Katedra za mikroelektroniku
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Z. Priji´c – predavanja 2014.
Fotodiode
Završne napomene
Diode
Elektronske
komponente
Definicija
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Dioda je naziv za poluprovodniˇcku komponentu koja ima
dva prikljuˇcka, anodu i katodu. Elektriˇcni simbol diode:
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
D
Prekidaˇcke diode
Zener diode
Anoda
Katoda
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Uobiˇcajena slovna oznaka za diodu u elektriˇcnim šemama
je D.
U poluprovodniˇckoj tehnologiji dioda predstavlja pn spoj.
Izvod anode je na p–oblasti, a katode na n–oblasti1 .
1
Videti: Poluprovodniˇcka svojstva silicijuma — pn spoj
Završne napomene
Sadržaj
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Elektronske
komponente
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Elektronske
komponente
Diode
Direktna polarizacija
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Direktna polarizacija diode predstavlja dovod¯enje spoljašnjeg napona na njene prikljuˇcke tako da je pozitivan kraj
napona na anodi, a negativan na katodi.
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
D1
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
VF
ID
Završne napomene
Diode
Elektronske
komponente
Direktna polarizacija
Diode
Princip rada
◮
◮
Spoljašnji napon generiše elektriˇcno polje koje je
suprotnog smera od ugrad¯enog elektriˇcnog polja pn
spoja.
Pod dejstvom tog polja elektroni iz n–oblasti se kre´cu
ka pn spoju i pri tom nailaze na deo osiromašene
oblasti koji se sastoji od pozitivnih donorskih jona
koje neutralizuju.
◮
S druge strane, šupljine iz p–oblasti se takod¯e kre´cu
ka pn spoju i pri tom nailaze na deo osiromašene
oblasti koji se sastoji od negativnih akceptorskih jona,
koje takod¯e neutralizuju.
◮
Na taj naˇcin se ukupna osiromašena oblast sužava, pa
se samim tim smanjuje i ugrad¯eno elektriˇcno polje!
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Diode
Elektronske
komponente
Direktna polarizacija
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Elektronske
komponente
Diode
Direktna polarizacija
Diode
Princip rada
◮
◮
◮
Smanjenje ugrad¯enog elektriˇcnog polja omogu´cava
da više šupljina iz p–oblasti pred¯e u n–oblast, a da
više elektrona iz n–oblasti pred¯e u p–oblast. Ovaj
proces se naziva injekcija manjinskih nosilaca.
Na granicama (sada sužene) osiromašene oblasti
pojavljuju se natkoncentracije elektrona i šupljina,
koje su znatno ve´ce od ravnotežnih vrednosti.
Pojava natkoncentracija manjinskih nosilaca uzrokuje
pojavu difuzione struje koja je znatno ve´ca nego što
je to bilo u stanju termiˇcke ravnoteže. Balans se
održava uz pomo´c spoljašnjeg napona VF koji daje
struju kroz diodu ID :
ID = IDiff − IDrift .
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Elektronske
komponente
Diode
Direktna polarizacija
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
pn(xn)
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
np(-xp)
Prekidaˇcke diode
pn(x)
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
np(x)
pn0
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
np0
Završne napomene
p-oblast
-xp 0
xn
n-oblast
np (−xp ) i pn (xn ) su natkoncentracije nosilaca na granicama
osiromašene oblasti. np0 i pn0 su ravnotežne vrednosti2 .
2
Definicije su pojednostavljene.
Elektronske
komponente
Diode
Direktna polarizacija
Diode
Princip rada
◮
◮
◮
Tokom difuzije unutar p– i n–oblasti dolazi do
rekombinacije, pa se natkoncentracije np (x) i pn (x)
smanjuju i, ako su oblasti dovoljno dugaˇcke, padaju
na ravnotežne vrednosti.
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Spoljašnji izvor dodaje dovoljno elektrona da bi se
ovakav proces održavao.
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
Ukupna struja kroz diodu je:
LE diode
Fotodiode

VF
ID = IS e Vt − 1
‹
Završne napomene
!!!
(1)
Struja IS naziva se inverzna struja zasi´cenja (reverse
saturation current) diode i zavisi od površine pn
spoja, koncentracije primesa i temperature.
Diode
Elektronske
komponente
Direktna polarizacija: strujno–naponska karakteristika
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Elektronske
komponente
Diode
Direktna polarizacija: napon vo¯
denja diode
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
◮
◮
◮
Znaˇcajna struja poˇcinje da protiˇce kroz diodu tek
kada spoljašnji napon VF postane blizak vrednosti
ugrad¯enog napona pn spoja Vbi !
Nakon toga, struja eksponencijalno raste i za male
promene napona VF dobijaju se velike promene struje.
Za primenu u elektronskim kolima definiše se napon
vod
¯enja diode VD (diode forward voltage). Tipiˇcno, na
sobnoj temperaturi se uzima:
VD = 0.7 V
Pri direktnoj polarizaciji dioda provodi struju kada je napon
na njoj ve´ci od 0.7 V.
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Sadržaj
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Elektronske
komponente
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Elektronske
komponente
Diode
Inverzna polarizacija
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Inverzna polarizacija diode predstavlja dovod¯enje spoljašnjeg napona na njene prikljuˇcke tako da je negativan kraj
napona na anodi, a pozitivan na katodi.
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
D1
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
VR
IS
Završne napomene
Diode
Elektronske
komponente
Inverzna polarizacija
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
◮
◮
◮
◮
Spoljašnji napon generiše elektriˇcno polje koje je
istog smera kao ugrad¯eno elektriˇcno polje diode.
Pod dejstvom tog polja šupljine iz p–oblasti napuštaju
okolinu pn spoja ostavljaju´ci za sobom negativne
akceptorske jone.
S druge strane, elektroni iz n–oblasti takod¯e
napuštaju okolinu pn spoja ostavljaju´ci za sobom
pozitivne donorske jone.
Na taj naˇcin se ukupna širina osiromašene oblasti
pove´cava. ⇒ Pove´cava se i vrednost ugrad¯enog
elektriˇcnog polja koje spreˇcava difuziono kretanje
nosilaca naelektrisanja izmed¯u p– i n– oblasti.
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Diode
Elektronske
komponente
Inverzna polarizacija
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Elektronske
komponente
Diode
Inverzna polarizacija
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Jedino se, pod uticajem ugrad¯enog elektriˇcnog polja, kre´cu
malobrojni termalno generisani nosioci naelektrisanja, pa
je ukupna struja kroz diodu jednaka driftovskoj struji IDrift ,
odnosno inverznoj struji zasi´cenja3 IS :
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
ID = −IDrift = −IS .
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Na sobnoj temperaturi tipiˇcno je reda veliˇcine nA i može
se smatrati nezavisnom od vrednosti spoljašnjeg napona
inverzne polarizacije VR .
Može se smatrati da pri inverznoj polarizaciji dioda ne provodi struju. Uobiˇcajeno se kaže da je dioda zakoˇcena.
3
Inverzna struja zasi´cenja naziva se još i struja curenja (leakage
current).
Fotodiode
Završne napomene
Sadržaj
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Elektronske
komponente
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Diode
Elektronske
komponente
Proboj: Zenerov proboj
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
◮
◮
Pove´canje spoljašnjeg napona inverzne polarizacije
dovodi vrednost ugrad¯enog elektriˇcnog polja do
granice pri kojoj je ono u mogu´cnosti da raskine
kovalentne veze unutar kristalne rešetke u blizini
osiromašene oblasti. Na taj naˇcin se generišu parovi
elektron–šupljina.
Generisani elektroni bivaju prevuˇceni na n–, a
šupljine na p– stranu spoja, pove´cavaju´ci naglo struju
kroz diodu! Ovaj proces se naziva Zenerov proboj
(Zener breakdown).
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Diode
Elektronske
komponente
Proboj: Lavinski proboj
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
◮
◮
◮
Pri još višim vrednostima inverzne polarizacije, može
se dogoditi da manjinski nosioci koji prolaze kroz
osiromašenu oblast dostignu dovoljnu kinetiˇcku
energiju da u sudarima sa atomima kristalne rešetke
raskidaju kovalentne veze izmed¯u njih.
Na ovaj naˇcin se generišu novi slobodni nosioci koji,
opet, imaju dovoljnu kinetiˇcku energiju da u
sudarima sa drugim atomima kristalne rešetke
raskidaju kovalentne veze izmed¯u njih i stvaraju još
slobodnih nosilaca.
Rezultat je opet naglo pove´canje struje kroz diodu.
Proces je kumulativan i zato se naziva lavinski proboj
(avalanche breakdown).
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Elektronske
komponente
Diode
Strujno–naponska karakteristika pri inverznoj polarizaciji i lavinskom
proboju
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
IS
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
ID
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
proboj
-60
-50
VB
-40
-30
VR (V)
-20
-10
0
Diode
Elektronske
komponente
Probojni napon
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
◮
◮
Spoljašnji napon inverzne polarizacije pri kome
nastupa proboj naziva se probojni napon (breakdown
voltage) VB .
Proboj nije destruktivna pojava, sve dok je struja kroz
diodu u opsegu dozvoljene sa stanovišta disipacije
snage. To znaˇci da se smanjenjem spoljašnjeg napona
inverzne polarizacije ispod vrednosti VB struja kroz
diodu smanjuje na vrednost struje IS .
Diode se normalno ne polarišu tako da rade u oblasti proboja! Izuzetak su Zener diode4 ! Dioda je usmeraˇcka komponenta jer provodi struju samo pri direktnoj polarizaciji.
4
Videti pod: Tipovi dioda
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Sadržaj
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Elektronske
komponente
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Elektronske
komponente
Diode
Uticaj temperature
Diode
Promena strujno–naponske karakteristike diode sa temperaturom pri direktnoj polarizaciji:
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
0,40
0,35
Radna taˇcka
T=25°C
T=50°C
T=75°C
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
0,30
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
ID (A)
0,25
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
0,20
Završne napomene
0,15
0,10
0,05
0,00
0,4
0,5
0,6
0,7
VF (V)
0,8
0,9
1,0
Elektronske
komponente
Diode
Uticaj temperature
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Pri direktnoj polarizaciji, porast temperature uzrokuje smanjenje vrednosti napona vod¯enja diode, sa približno konstantnim temperaturnim koeficijentom:
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
dVD
dT
Šotkijeve diode
≃ −2 mV ◦C−1 .
Pri inverznoj polarizaciji dolazi do porasta inverzne struje
zasi´cenja diode. Vrednost inverzne struje zasi´cenja se približno udvostruˇcuje na svakih 10 ◦C porasta temperature!
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Elektronske
komponente
Diode
Uticaj temperature
Diode
Promena strujno–naponske karakteristike diode sa temperaturom pri inverznoj polarizaciji:
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
0
Tipovi dioda
-10
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
-20
Zener diode
TVS diode (informativno)
-30
Šotkijeve diode
Varikap diode
ID (nA)
-40
LE diode
Fotodiode
-50
-60
-70
Završne napomene
T=25°C
T =50°C
T =75°C
-80
-90
-100
-10
-8
-6
-4
VR (V)
-2
0
Sadržaj
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Elektronske
komponente
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Elektronske
komponente
Diode
Radna taˇcka (Quiescent Point)
Diode
Princip rada
Postavljanjem otpornika u kolo diode mogu´ce je ograniˇciti
struju kroz nju pri direktnoj polarizaciji:
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
ID1 =
VF − VD1
R1
=−
1
R1
VD1 +
VF
R1
Diode
Elektronske
komponente
Radna taˇcka i radna prava (Load Line)
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Diode
Elektronske
komponente
Radna taˇcka i radna prava (Load Line)
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Presek radne prave i strujno–naponske karakteristike diode
definiše radnu taˇcku Q. U radnoj taˇcki dioda ima statiˇcku
otpornost:
VDQ
.
RD1 =
IQ
Promenom vrednosti otpornika R1 menja se, za poznatu
vrednost VF , nagib radne prave, pa time i pozicija radne
taˇcke na strujno–naponskoj karakteristici diode.
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Sadržaj
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Elektronske
komponente
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Tipovi dioda
Elektronske
komponente
Ispravljaˇcke diode
Pretvaranje naizmeniˇcnih signala u jednosmerne. Polutalasno (half–wave) ispravljanje:
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Tokom pozitivne poluperiode dioda provodi, dok je tokom
negativne poluperiode zakoˇcena.
Elektronske
komponente
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode: Polutalasno ispravljanje
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
vin
vout
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Tipovi dioda
Elektronske
komponente
Ispravljaˇcke diode: Punotalasno (full–wave) ispravljanje
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Tokom pozitivne poluperiode provode diode D1 i D2 , a diode D3 i D4 su zakoˇcene. Tokom negativne poluperiode
provode diode D3 i D4 , dok su diode D1 i D2 zakoˇcene.
Elektronske
komponente
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode: Punotalasno ispravljanje
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
vin
vout
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Tipovi dioda
Elektronske
komponente
Ispravljaˇcke diode: Punotalasno ispravljanje
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
ˇ etiri diode se nalaze u jednom ku´cištu (U1 ) i nazivaju se
C
Grecov spoj. Kondenzator C se naziva rezervoar (reservoir
capacitor), kondenzator za poravnanje napona (smoothing
capacitor) ili filtarski kondenzator. Tipiˇcno se koriste elektrolitski kondenzatori.
Elektronske
komponente
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode: Punotalasno ispravljanje
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
C=1,5µF
Prekidaˇcke diode
Zener diode
Vr(pp)
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
C=4,7µF
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
C=10µF
Tipovi dioda
Elektronske
komponente
Ispravljaˇcke diode: Punotalasno ispravljanje
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Osnovno kolo punotalasnog mrežnog ispravljaˇca:
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
F1 je osiguraˇc (fuse), a T1 je mrežni transformator.
Sadržaj
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Elektronske
komponente
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Tipovi dioda
Elektronske
komponente
Prekidaˇcke diode
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Diode koje u elektronskim kolima prelaze iz provodnog u
neprovodno stanje i obratno, najˇceš´ce pod dejstvom impulsne pobude, nazivaju se prekidaˇcke (switching) diode. Na
taj naˇcin ove diode ostvaruju funkciju elektronskog prekidaˇca koji na odred¯eni naˇcin razdvaja ili spaja pojedine delove kola.
Za prekidaˇcke diode je od suštinskog znaˇcaja brzina prekidanja. Prelazak diode iz provodnog u neprovodno stanje
nije trenutan. Da bi struja kroz inverzno polarisanu diodu
prestala da teˇce, potrebno je da prod¯e odred¯eno vreme koje
se naziva vreme oporavka (reverse recovery time) trr .
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Tipovi dioda
Elektronske
komponente
Prekidaˇcke diode
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Tipovi dioda
Elektronske
komponente
Prekidaˇcke diode
Znaˇcajna primena prekidaˇckih dioda je u zaštiti elektronskih prekidaˇca od uticaja induktivnog optere´cenja:
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Tipovi dioda
Elektronske
komponente
Prekidaˇcke diode
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Ostale primene:
◮
Diodna logiˇcka kola.
◮
Zaštita od inverzne polarizacije naponskih regulatora.
◮
Prebacivanje sa mrežnog na baterijsko napajanje.
◮
...
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Neke konvencionalne prekidaˇcke diode: 1N4148, 1N419.
Vreme oporavka je od nekoliko ns do nekoliko desetina ns.
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Sadržaj
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Elektronske
komponente
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Elektronske
komponente
Tipovi dioda
Zener diode.
Diode
Princip rada
Zener diode su silicijumske diode koje su tehnološki optimizovane tako da pri inverznoj polarizaciji rade u oblasti
proboja. Elektriˇcni simboli Zener diode:
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Anoda
Katoda
Anoda
Katoda
Anoda
Katoda
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
◮
Pri direktnoj polarizaciji strujno–naponska
karakteristika Zener diode je identiˇcna
strujno–naponskoj karakteristici standardne diode.
◮
Pri inverznoj polarizaciji, u oblasti proboja
strujno–naponska karakteristika Zener diode ima
oštro koleno.
Fotodiode
Završne napomene
Tipovi dioda
Elektronske
komponente
Zener diode.
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Pri naponu VZ struja kroz Zener diodu ´ce biti IZ .
Tipovi dioda
Elektronske
komponente
Zener diode.
Regulacija napona pomo´cu Zener diode:
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Oblast regulacije je opseg struja kroz Zener diodu za koje se
Zenerov napon može smatrati približno konstantnim. Zener diode se standardno koriste u oblasti inverzne polarizacije, tj. Zenerovog proboja! Proizvode se sa razliˇcitim vrednostima VZ (npr. 5.1 V, 6.2 V, 12 V, itd.)
Sadržaj
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Elektronske
komponente
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Elektronske
komponente
Tipovi dioda
TVS diode.
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Diode koje su posebno namenjene zaštiti elektronskih kola
od uticaja naponskih tranzijenata nazivaju se TVS (Transient
Voltage Suppresion) diode. Realizuju se kao silicijumski
pn spojevi, sa posebno optimizovanom geometrijom i profilima primesa. TVS diode mogu biti unidirekcione (a) i
bidirekcione (b), a odgovaraju´ci elektriˇcni simboli su:
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
(a)
(b)
Tipovi dioda
Elektronske
komponente
TVS diode.
Koncept primene TVS dioda:
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Tranzijent je najˇceš´ce izazvan eksterno, indukcijom ili elektrostatiˇckim pražnjenjem, a predstavlja opasnost po elektronsko kolo jer je VTMAX ≫ VIN . Uloga TVS diode je da prilikom nailaska naponskog tranzijenta provede, spuštaju´ci
na taj naˇcin napon na ulazu kola na vrednost svog napona
proboja pri inverznoj polarizaciji.
Tipovi dioda
Elektronske
komponente
TVS diode.
Zaštita USB magistrale:
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Sadržaj
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Elektronske
komponente
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Elektronske
komponente
Tipovi dioda
Šotkijeve diode
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Šotkijeve (Schottky) diode se tehnološki realizuju kao spoj
metala i dopiranog poluprovodnika. Elektriˇcni simbol Šotkijeve diode:
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
Anoda
Katoda
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Zbog prisustva metala, ugrad¯ena potencijalna barijera kod
Šotkijeve diode je manja nego kod diode zasnovane na pn
spoju. Zbog toga je napon provod¯enja pri direktnoj polarizaciji u opsegu 0.3 V–0.4 V!
Završne napomene
Elektronske
komponente
Tipovi dioda
Šotkijeve diode
Diode
Strujno–naponska karakteristika Šotkijeve diode BAT42 pri
direktnoj polarizaciji:
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
40
Radna taˇcka
Tipovi dioda
35
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
30
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
25
Varikap diode
I (mA)
LE diode
Fotodiode
20
Završne napomene
15
10
5
0
0
0,1
0,2
0,3
V F (V)
0,4
0,5
Tipovi dioda
Elektronske
komponente
Šotkijeve diode: Inverzna struja zasi´cenja Šotkijeve diode BAT42
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Inverzne struje zasi´cenja kod Šotkijevih dioda su znatno
ve´ce nego kod dioda na bazi pn spoja, što ograniˇcava njihove primene na višim temperaturama.
Primene su kod prekidaˇckih izvora napajanja, kao i u digitalnim prekidaˇckim kolima (high-speed switching).
Sadržaj
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Elektronske
komponente
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Elektronske
komponente
Tipovi dioda
Varikap diode
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Varikap diode (varaktori) su silicijumske diode koje su tehnološki realizovane tako da se sa promenom napona inverzne
polarizacije dobija što ve´ca promena kapacitivnosti. Elektriˇcni simbol varikap diode:
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
Anoda
Katoda
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
U praksi, varikap dioda radi u režimu inverzne polarizacije
i to kao kondenzator promenljive kapacitivnosti.
Elektronske
komponente
Tipovi dioda
Varikap diode
Diode
Postojanje osiromašene oblasti na pn spoju rezultuje pojavom kapacitivnosti koja se može izraziti relacijom koja opisuje kapacitivnost kondenzatora sa ravnim oblogama površine A i med¯usobnog rastojanja Wd , izmed¯u kojih je dielektrik dielektriˇcne konstante ǫs :
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Cj =
ǫs A
Wd
Zener diode
.
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Primenom spoljašnjeg napona inverzne polarizacije VR , osiromašena oblast se širi:
v
u
1
t 2ǫs 1
+
(Vbi + |VR |) .
Wd =
q NA ND
Promenom širine osiromašene oblasti menja se i kapacitivnost.
Završne napomene
Elektronske
komponente
Tipovi dioda
Varikap diode
Diode
Zavisnost kapacitivnosti varikap diode BB109G od napona
inverzne polarizacije:
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
70
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
60
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
50
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
40
C (pF)
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
30
20
10
0
0
5
10
15
V R (V)
20
25
Tipovi dioda
Elektronske
komponente
Varikap diode
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Varikap diode se primenjuju u kolima za podešavanje uˇcestanosti (tuning circuits) koja su osnova za izbor kanala kod
radio, TV i satelitskih prijemnika, kao i kod mobilnih telefona. Uˇcestanost koja se podešava naziva se rezonantna
uˇcestanost i na njoj se vrši prijem signala odred¯enog emitera.
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Sadržaj
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Elektronske
komponente
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Elektronske
komponente
Tipovi dioda
LE diode
Diode
Diode koje emituju svetlost (Light Emiting Diodes - LED)
pripadaju grupi optoelektronskih komponenata. Elektriˇcni
simbol LE diode:
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Anoda
Katoda
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Emisija svetlosti se dešava prilikom direktne polarizacije diode i ova pojava se naziva elektroluminiscencija. Suština
pojave je u rekombinaciji elektrona iz provodne zone sa
šupljinama u valentnoj zoni, prilikom koje se višak energije otpušta u obliku fotona. LE diode se izrad¯uju od poluprovodniˇckih jedinjenja (GaAs, GaAsP, AlGaP, SiC, itd.). U
zavisnosti od jedinjenja i konstrukcije diode, svetlost koja
se emituje može imati razliˇcitu talasnu dužinu, pa se proizvode ultraljubiˇcaste, infracrvene, kao i diode koje emituju
vidljivu svetlost.
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Elektronske
komponente
Tipovi dioda - LE diode
Diode
UV
IC
vidljiva svetlost
Princip rada
10
400
500
600
700
10
6
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Napon direktne polarizacije pri kome LE diode provode je
razliˇcit za razliˇcite talasne dužine svetlosti. Jaˇcina svetlosti
zavisi od struje kroz diodu.
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Svetlost
infracrvena
crvena
narandžasta
žuta
zelena
plava
bela
ultraljubiˇcasta
VF(typ) (V)
1,2
1,8
2,0
2,1
2,2
3,5
3,5
3,6
IF(typ) (mA)
20–100
10–20
10–20
10–20
10–20
20–30
20–30
20
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Elektronske
komponente
Tipovi dioda
LE diode: Strujno–naponska karakteristika pri direktnoj polarizaciji
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
25
Inverzna polarizacija
plava
zelena
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
20
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
15
TVS diode (informativno)
I (mA)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
10
Završne napomene
crvena
5
žuta
0
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
2,4
V F (V)
2,6
2,8
3,0
3,2
3,4
3,6
Tipovi dioda
Elektronske
komponente
LE diode: Osnovno kolo
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
U kolo LE diode se obavezno stavlja otpornik, koji ograniˇcava struju kroz diodu!
Elektronske
komponente
Tipovi dioda
LE diode: Osnovno kolo
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Vrednost otpornika se izraˇcunava na osnovu tipiˇcnih vrednosti pada napona i struje kroz diodu iz tehniˇckih specifikacija proizvod¯aˇca.
Primer: Za VF = 5 V, VD1 = 1.8 V i IF = 10 mA je:
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
R1 =
VF − VD1
IF
=
5 − 1, 8
0, 01
LE diode
= 320 Ω .
(2)
U praksi se uzima najbliža standardna vrednost, npr. R1 =
330 Ω.
Fotodiode
Završne napomene
Elektronske
komponente
Tipovi dioda
LE diode
Diode
Princip rada
Standardne LE diode u okruglim ku´cištima preˇcnika 5 mm:
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
infracrvena
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
katoda
Sadržaj
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Elektronske
komponente
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Elektronske
komponente
Tipovi dioda
Fotodiode
Diode
Fotodiode spadaju u grupu optoelektronskih komponenata,
a njihova osnovna karakteristika je da im se inverzna struja
zasi´cenja menja sa promenom intenziteta upadne svetlosti.
Elektriˇcni simbol fotodiode:
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Anoda
Katoda
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Kada fotodioda nije osvetljena kroz nju teˇce inverzna struja
zasi´cenja I0 koja se naziva struja mraka (dark current). Pod
dejstvom upadne svetlosti, unutar pn spoja dolazi do generacije parova elektron–šupljina, pa se inverzna struja kroz
diodu pove´cava. Struja koja potiˇce usled dejstva upadne
svetlosti naziva se struja osvetljaja (light current) ili fotostruja IP .
Završne napomene
Elektronske
komponente
Tipovi dioda
Fotodiode: Fotonaponski režim
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
◮
◮
Gustina fluksa svetlosnog zraˇcenja naziva se
iradijansa Ee (mW cm−2 ).
Struja IP se menja u zavisnosti od iradijanse Ee
upadne svetlosti, tako da je pad napona na otporniku:
VOUT = V = (I0 + IP )RL
Tipovi dioda
Elektronske
komponente
Fotodiode: Fotonaponski režim
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
◮
Pad napona VOUT teži da pozitivno polariše diodu!
Zbog toga kroz diodu poˇcinje da teˇce struja u smeru
suprotnom od smera fotostruje.
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
◮
Kada struja I postane jednaka nuli, tada je napon na
diodi:
IP (Ee )
+1 .
VP (Ee ) = Vt ln
I0
Fotodioda se ponaša kao izvor jednosmernog napona, pa
se pojava naziva fotonaponski efekat. Fotodioda radi u fotonaponskom (photovoltaic) režimu. Napon VP (Ee ) naziva se
fotonapon.
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Elektronske
komponente
Tipovi dioda
Fotodiode: Fotoprovodni režim
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
◮
U ovom sluˇcaju je:
VOUT = (I0 + IP )RL
pa je odziv fotodiode na upadnu svetlost linearan,
pod uslovom da se vrednost napona inverzne
polarizacije izabere tako da je uvek ispunjen uslov
VR > VOUT .
(3)
Tipovi dioda
Elektronske
komponente
Fotodiode: Fotoprovodni režim
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
U ovakvoj konfiguraciji fotodioda radi u fotoprovodnom
(photoconductive) režimu. U fotoprovodnom režimu je odziv fotodiode na upadnu svetlost brži nego u fotonaponskom režimu jer je, zbog inverzne polarizacije, kapacitivnost pn spoja manja. Tipiˇcno vreme odziva fotodiode na
impulsnu svetlosnu pobudu je reda veliˇcine nanosekunde.
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Tipovi dioda
Elektronske
komponente
Fotodiode: Fotoprovodni režim
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Detektor objekta na kratkim rastojanjima (proximity sensor). Infracrvena LE dioda D1 i fotodioda D2 u fotoprovodnom režimu.
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Završne napomene
Elektronske
komponente
Dodatna literatura
Diode
Princip rada
Direktna polarizacija
Inverzna polarizacija
Proboj
Uticaj temperature
Radna taˇcka
Tipovi dioda
Studenti se upu´cuju na rukopis pod naslovom:
"Uvod u poluprovodniˇcke komponente i njihovu primenu".
Mole se studenti prve godine da proˇcitaju Predgovor ovog
rukopisa, u kome je naznaˇceno koji deo materijala se odnosi na predmet ELEKTRONSKE KOMPONENTE.
Ispravljaˇcke diode
Prekidaˇcke diode
Zener diode
TVS diode (informativno)
Šotkijeve diode
Varikap diode
LE diode
Fotodiode
Završne napomene
Download

Elektronske komponente - Katedra za mikroelektroniku