Elettronica di base - Diodi per usi speciali

Ci sono pochi diodi progettati per servire alcuni scopi speciali. Ce ne sono molti di questi tipi come diodi di soppressione della tensione transitoria, diodi drogati con oro, diodi super barriera, diodi a contatto puntuale, diodi Peltier ecc. Ma oltre a questi, ci sono pochi diodi prominenti, che hanno molte applicazioni. Esaminiamoli.

Diodo Varactor

Un diodo a giunzione ha due potenziali su entrambi i lati dove la regione di esaurimento può agire come un dielettrico. Quindi esiste una capacità. Il diodo Varactor è un diodo in custodia speciale che viene azionato in polarizzazione inversa, in cui la capacità di giunzione viene variata.

Il diodo Varactor è anche chiamato come Vari Cap o Volt Cap. La figura seguente mostra un diodo Varactor collegato in polarizzazione inversa.

Se la tensione inversa applicata viene aumentata, il width della regione dielettrica increases, quale reduces il junction capacitance. Quando la tensione inversa diminuisce, la larghezza del dielettrico diminuisce, il che aumenta la capacità. Se questa tensione inversa è completamente nulla, allora ilcapacitance sarà al suo maximum.

La figura seguente mostra vari simboli utilizzati per il diodo Varactor che ne rappresenta la funzione.

Sebbene tutti i diodi abbiano questa capacità di giunzione, il diodo Varactor è principalmente fabbricato per sfruttare questo effetto e aumentare le variazioni di questa capacità di giunzione.

Applicazioni del diodo Varactor

Questo diodo ha molte applicazioni come:

• Viene utilizzato come condensatore variabile di tensione.
• Viene utilizzato nel circuito del serbatoio LC variabile.
• Usato come controllo automatico della frequenza.
• Usato come modulatore di frequenza.
• Usato come sfasatore RF.
• Utilizzato come moltiplicatore di frequenza nei circuiti dell'oscillatore locale.

Diodo a tunnel

Se la concentrazione di impurità di una normale giunzione PN è molto aumentata, questo Tunnel diodeè formato. È anche conosciuto comeEsaki diode, dopo il suo inventore.

Quando la concentrazione di impurità in un diodo aumenta, l'ampiezza della regione di svuotamento diminuisce, estendendo una forza extra ai portatori di carica per attraversare la giunzione. Quando questa concentrazione viene ulteriormente aumentata, a causa della minore larghezza della regione di svuotamento e dell'aumentata energia dei portatori di carica, penetrano attraverso la potenziale barriera, invece di scavalcarla. Questa penetrazione può essere intesa comeTunneling e da qui il nome, Tunnel diode.

I diodi Tunnel sono dispositivi a bassa potenza e devono essere maneggiati con cura poiché vengono facilmente influenzati dal calore e dall'elettricità statica. Il diodo Tunnel ha caratteristiche VI specifiche che ne spiegano il funzionamento. Diamo uno sguardo al grafico sottostante.

Considera che il diodo è inserito forward-biased condition. All'aumentare della tensione diretta, la corrente aumenta rapidamente e aumenta fino a un punto di picco, chiamato comePeak Current, denotato da I_P. La tensione a questo punto è chiamata comePeak Voltage, denotato da V_P. Questo punto è indicato daA nel grafico sopra.

Se la tensione viene ulteriormente aumentata oltre V_P, quindi la corrente inizia a diminuire. Diminuisce fino a un punto, chiamato comeValley Current, denotato da I_V. La tensione a questo punto è chiamata comeValley Voltage, denotato da V_V. Questo punto è indicato daB nel grafico sopra.

Se la tensione viene aumentata ulteriormente, la corrente aumenta come in un normale diodo. Per valori maggiori di tensione diretta, la corrente aumenta ulteriormente.

Se consideriamo che il diodo è in reverse-biased condition, quindi il diodo funge da eccellente conduttore all'aumentare della tensione inversa. Il diodo qui agisce come in una regione di resistenza negativa.

Applicazioni del diodo Tunnel

Esistono molte applicazioni per diodi tunnel come:

• Utilizzato come dispositivo di commutazione ad alta velocità
• Utilizzato come dispositivo di archiviazione della memoria
• Utilizzato negli oscillatori a microonde
• Utilizzato negli oscillatori di rilassamento

Diodo Schottky

Questo è un tipo speciale di diodo in cui una giunzione PN viene sostituita da una giunzione semiconduttrice metallica. Il semiconduttore di tipo P in un normale diodo a giunzione PN è sostituito da un metallo e il materiale di tipo N è unito al metallo. Questa combinazione non ha una regione di esaurimento tra di loro. La figura seguente mostra il diodo Schottky e il suo simbolo.

Il metallo utilizzato in questo diodo Schottky può essere oro, argento, platino o tungsteno ecc. Inoltre, per il materiale semiconduttore diverso dal silicio, viene utilizzato principalmente arseniuro di gallio.

Operazione

Quando non viene applicata alcuna tensione o quando il circuito è corretto, gli elettroni nel materiale di tipo N hanno un livello di energia inferiore a quelli nel metallo. Se il diodo viene quindi polarizzato in avanti, questi elettroni nel tipo N guadagnano energia e si muovono con un'energia maggiore. Quindi questi elettroni sono chiamati comeHot Carriers.

La figura seguente mostra un diodo Schottky collegato in un circuito.

Vantaggi

Ci sono molti vantaggi del diodo Schottky come:

• È un dispositivo unipolare e quindi non si formano correnti inverse.
• La sua resistenza in avanti è bassa.
• Le cadute di tensione sono molto basse.
• La rettifica è veloce e facile con il diodo Schottky.
• Non è presente alcuna regione di esaurimento e quindi nessuna capacità di giunzione. Quindi, il diodo raggiunge rapidamente la posizione OFF.

Applicazioni

Esistono molte applicazioni del diodo Schottky come:

• Usato come diodo rivelatore
• Usato come raddrizzatore di potenza
• Utilizzato nei circuiti mixer RF
• Utilizzato nei circuiti di alimentazione
• Utilizzato come diodi di serraggio