Një diodë është një nga llojet e pajisjeve të projektuara në bazë gjysmëpërçuese. Ka një kryqëzim pn, si dhe terminale anodë dhe katodë. Në shumicën e rasteve, është projektuar për modulim, korrigjim, konvertim dhe veprime të tjera me sinjale elektrike hyrëse.

Parimi i funksionimit:

1. Elektricitet vepron në katodë, ngrohësi fillon të shkëlqejë dhe elektroda fillon të lëshojë elektrone.
2. Midis dy elektrodave krijohet një fushë elektrike.
3. Nëse anoda ka një potencial pozitiv, atëherë ai fillon të tërheqë elektronet në vetvete, dhe fusha që rezulton është një katalizator për këtë proces. Në këtë rast, gjenerohet një rrymë emetimi.
4. Midis elektrodave formohet një ngarkesë hapësinore negative që mund të ndërhyjë në lëvizjen e elektroneve. Kjo ndodh nëse potenciali i anodës është shumë i dobët. Në këtë rast, disa nga elektronet nuk janë në gjendje të kapërcejnë ndikimin e ngarkesës negative dhe fillojnë të lëvizin në drejtim të kundërt, duke u kthyer përsëri në katodë.
5. Të gjitha elektronet, e cila arriti në anodë dhe nuk u kthye në katodë, përcaktoni parametrat e rrymës së katodës. Prandaj, ky tregues varet drejtpërdrejt nga potenciali pozitiv i anodës.
6. Rrjedha e të gjitha elektroneve, të cilat ishin në gjendje të arrinin në anodë, quhet rryma e anodës, treguesit e së cilës në diodë korrespondojnë gjithmonë me parametrat e rrymës së katodës. Ndonjëherë të dy treguesit mund të jenë zero; kjo ndodh në situata kur anoda ka një ngarkesë negative. Në këtë rast, fusha që lind midis elektrodave nuk i përshpejton grimcat, por, përkundrazi, i ngadalëson ato dhe i kthen ato në katodë. Dioda në këtë rast mbetet në një gjendje të bllokuar, gjë që çon në një qark të hapur.

Megjithëse këto gabime janë të rralla, duhet të mbani mend se të gjitha këto janë mundësi, si dhe një diodë që ndërpritet dhe nuk funksionon kur kalon një rrymë e madhe. Ju gjithashtu duhet të mbani mend se dioda është bërë nga materiale që thyhen lehtësisht. E vetmja gjë që i mban së bashku është trupi i diodës.

Nëse trupi i diodës zgjerohet, lidhja hapet. Gjithashtu: Si funksionon një kondensator. Në këto faqe do të gjeni shumë materiale të dobishme për "elektronikën në përgjithësi". Në këtë tension të vogël pozitiv, praktikisht nuk ka rrymë përpara. Me një tension pozitiv në terminalet e saj, themi se dioda është e anuar përpara. Një diodë është e anuar përpara kur voltazhi i saj është kudo në anën pozitive të tensionit të burimit.

Pajisja

Më poshtë është një përshkrim i strukturës së diodës; studimi i këtij informacioni është i nevojshëm për të kuptuar më tej parimet e funksionimit të këtyre elementeve:

Themi se dioda është e kundërt. Në drejtim të kundërt rryma është shumë afër zeros, gjithmonë pak negative, nën boshtin e tensionit. Ekziston një pjesë e vogël e rrymës që rrjedh kur dioda është e kundërt. Ne e quajmë këtë rrymë të ngopjes së kundërt. Në shumicën e situatave kjo është aq afër zeros sa mund të injorohet.

Në disa raste, rryma e kundërt e ngopjes bëhet e rëndësishme dhe ju i jepni një emër të tingullit të keq: rrymë rrjedhjeje. Një diodë e njëanshme e kundërt nuk mund të zgjasë përgjithmonë. Gjatë prishjes, rryma rritet ndjeshëm dhe bëhet shumë e lartë në drejtim negativ.

1. Kornizëështë një cilindër vakumi që mund të bëhet prej qelqi, metali ose lloje të materialeve qeramike të qëndrueshme.
2. Brenda cilindrit ka 2 elektroda. E para është një katodë e nxehtë, e cila është krijuar për të siguruar procesin e emetimit të elektroneve. Katoda më e thjeshtë në dizajn është një filament me një diametër të vogël, i cili nxehet gjatë funksionimit, por sot elektrodat e ngrohura në mënyrë indirekte janë më të zakonshme. Ata janë cilindra prej metali dhe kanë një shtresë të veçantë aktive të aftë për të emetuar elektrone.
3. Brenda katodës ngrohje indirekte Ekziston një element specifik - një tel që shkëlqen nën ndikimin e rrymës elektrike, quhet ngrohës.
4. Elektroda e dytëështë anoda, është e nevojshme të pranohen elektronet që janë lëshuar nga katoda. Për ta bërë këtë, duhet të ketë një potencial që është pozitiv në lidhje me elektrodën e dytë. Në shumicën e rasteve, anoda është gjithashtu cilindrike.
5. Të dyja elektrodat pajisjet e vakumit janë plotësisht identike me emetuesin dhe bazën e shumëllojshmërisë së elementeve gjysmëpërçues.
6. Për të bërë një kristal diodë Më shpesh përdoret silikoni ose germaniumi. Një nga pjesët e tij është përçues elektrik i tipit p dhe ka një mungesë elektronesh, e cila formohet me një metodë artificiale. Ana e kundërt e kristalit gjithashtu ka përçueshmëri, por është e tipit n dhe ka një tepricë elektronesh. Ekziston një kufi midis dy rajoneve, i cili quhet kryqëzim p-n.

Karakteristikat e tilla të strukturës së brendshme u japin diodave pronësinë e tyre kryesore - aftësinë për të kryer rrymë elektrike vetëm në një drejtim.

Falë dy elektrodave të saj, ajo quhet diodë. Më pas, dioda konsiderohet të jetë e njëanshme përpara. Në këtë gjendje, lartësia e pengesës së mundshme në kryqëzim zvogëlohet me një sasi të barabartë me tensionin e specifikuar të paragjykimit. Duke supozuar se rryma që rrjedh nëpër diodë do të jetë shumë e madhe, dioda mund të përafrohet si një ndërprerës me qark të shkurtër. Në këtë gjendje, një vlerë e barabartë me tensionin e paragjykimit të kundërt rrit lartësinë e pengesës së mundshme në kryqëzim. Megjithatë, procesi nuk mund të vazhdojë pafundësisht, kështu që një rrymë e vogël vazhdon të rrjedhë në diodë, e quajtur rrymë e kundërt e ngopjes.

Qëllimi

Më poshtë janë fushat kryesore të aplikimit të diodave, nga të cilat bëhet i qartë qëllimi i tyre kryesor:

1. Urat diodike janë 4, 6 ose 12 dioda të lidhura me njëra-tjetrën, numri i tyre varet nga lloji i qarkut, i cili mund të jetë njëfazor, trefazor gjysmë urë ose trefazor me urë të plotë. Ata kryejnë funksionet e ndreqësve, ky opsion përdoret më shpesh, pasi futja e urave të tilla, si dhe përdorimi i njësive të kolektorit të furçave me to, ka bërë të mundur uljen e konsiderueshme të madhësisë së kësaj pajisjeje dhe rritjen e saj. besueshmëria. Nëse lidhja bëhet në seri dhe në një drejtim, kjo rrit tensionin minimal të nevojshëm për të zhbllokuar të gjithë urën diodike.
2. Detektorë diodë fitohen duke kombinuar këto pajisje me kondensatorë. Kjo është e nevojshme në mënyrë që të jetë e mundur të izolohet modulimi me frekuencë të ulët nga sinjale të ndryshme të moduluara, duke përfshirë shumëllojshmërinë e moduluar me amplitudë të sinjalit radio. Detektorë të tillë janë pjesë e dizajnit të shumë pajisjeve shtëpiake, si televizorët apo radiot.
3. Sigurimi i mbrojtjes së konsumatorëve nga polariteti i pasaktë gjatë ndezjes së hyrjeve të qarkut nga mbingarkesat e ndodhura ose çelsat nga prishja nga forca elektromotore që ndodh gjatë vetë-induksionit, e cila ndodh kur ngarkesa induktive është e fikur. Për të siguruar sigurinë e qarqeve nga mbingarkesat që ndodhin, përdoret një zinxhir i përbërë nga disa dioda të lidhura me autobusët e furnizimit në drejtim të kundërt. Në këtë rast, hyrja në të cilën sigurohet mbrojtja duhet të lidhet në mes të këtij zinxhiri. Gjatë funksionimit normal të qarkut, të gjitha diodat janë në gjendje të mbyllur, por nëse zbulojnë se potenciali i hyrjes ka shkuar përtej kufijve të lejuar të tensionit, aktivizohet një nga elementët mbrojtës. Për shkak të kësaj, ky potencial i lejueshëm është i kufizuar brenda tensionit të lejuar të furnizimit në kombinim me një rënie të drejtpërdrejtë të tensionit në pajisjen mbrojtëse.
4. Çelësat, të krijuara në bazë të diodave, përdoren për të ndërruar sinjale me frekuenca të larta. Një sistem i tillë kontrollohet duke përdorur rrymë elektrike të drejtpërdrejtë, ndarje me frekuencë të lartë dhe furnizimin e një sinjali kontrolli, i cili ndodh për shkak të induktivitetit dhe kondensatorëve.
5. Krijimi i mbrojtjes nga shkëndijat e diodës. Përdoren barriera të diodës shunt, të cilat ofrojnë siguri duke kufizuar tensionin në qarkun elektrik të lidhur. Në kombinim me to, përdoren rezistorë kufizues të rrymës, të cilat janë të nevojshme për të kufizuar rrymën elektrike që kalon nëpër rrjet dhe për të rritur shkallën e mbrojtjes.

Përdorimi i diodave në elektronikë sot është shumë i përhapur, pasi praktikisht asnjë lloj modern i pajisjeve elektronike nuk mund të bëjë pa këto elemente.

Kjo rrymë është e papërfillshme; një diodë mund të përafrohet si një ndërprerës i hapur-mbyllur. Karakteristikat e tensionit aktual të diodës shpjegohen me ekuacionet e mëposhtme. Oriz. - Gjendja e zhvendosjes përpara. Oriz. - Gjendja e paragjykimit të kundërt. Tabeloni rrymat e ndryshme përpara të marra për tensione të ndryshme përpara.

• Për të marrë një grafik në domenin e kundërt, zëvendësoni voltmetrin me një nanoampmetër.
• Një voltmetër ka një rezistencë më të ulët të ngarkesës në krahasim me një diodë.
• Rryma funksionon përgjatë një gjatësi të shkurtër rezistence.
• Merrni një fletë grafike dhe ndajeni në 4 pjesë të barabarta.
• Shënoni origjinën në qendër të fletës së grafikut.
• Në këtë rast, eksperimenti nuk i kalon leximet e diodës.

Rezultatet: nxënësit munden.

Lidhja direkte me diodë

Kryqëzimi p-n i diodës mund të ndikohet nga voltazhi i furnizuar nga burime të jashtme. Tregues të tillë si madhësia dhe polariteti do të ndikojnë në sjelljen e tij dhe rrymën elektrike të përcjellë përmes tij.

Karakteristikat I-V dhe dioda ndreqës

Cilat janë papastërtitë trevalente dhe pesëvalente? Papastërtitë trivalente që formojnë tipin p: alumini, galiumi, bor dhe indium. . Kthejeni polaritetin e tensionit dhe ai vepron si një qark i shkurtër. Cili është ekuacioni i rrymës së diodës? Shprehja e rezistencës dinamike?

Çfarë nënkuptohet me gjysmëpërçues të brendshëm? Cila është rendi i hendekut të energjisë në një gjysmëpërçues të pastër? Çfarë është një gjysmëpërçues i jashtëm? Çfarë është një gjysmëpërçues i dopuar? Cilat janë dy llojet e ndryshme të papastërtive? Cilat janë bartësit e ngarkesës në një gjysmëpërçues të pastër? Cili është ndikimi i temperaturës në përçueshmërinë e një gjysmëpërçuesi? Çfarë nënkuptohet me pjerrësi të drejtë? Çfarë do të thotë paragjykim i kundërt? Çfarë është zbërthimi i kundërt? Cilat janë materialet gjysmëpërçuese të përdorura? Sa elektrone valence janë të pranishme në çdo atom gjysmëpërçues?

Më poshtë shqyrtojmë në detaje opsionin në të cilin poli pozitiv lidhet me rajonin e tipit p, dhe poli negativ me rajonin e tipit n. Në këtë rast, do të ndodhë ndërrimi i drejtpërdrejtë:

1. Nën tension nga një burim i jashtëm, një fushë elektrike do të formohet në kryqëzimin p-n dhe drejtimi i saj do të jetë i kundërt me fushën e brendshme të difuzionit.
2. Tensioni në terren do të ulet ndjeshëm, gjë që do të shkaktojë një ngushtim të mprehtë të shtresës penguese.
3. Nën ndikimin e këtyre proceseve një numër i konsiderueshëm elektronesh do të mund të lëvizin lirshëm nga rajoni p në rajonin n, si dhe në drejtim të kundërt.
4. Drift treguesit aktual gjatë këtij procesi mbeten të njëjta, pasi ato varen drejtpërdrejt vetëm nga numri i transportuesve të ngarkuar pakicë të vendosur në rajonin e kryqëzimit pn.
5. Elektronet kanë një nivel të rritur të difuzionit, gjë që çon në injektimin e bartësve minoritarë. Me fjalë të tjera, në rajonin n do të ketë një rritje të numrit të vrimave, dhe në rajonin p do të regjistrohet një përqendrim i shtuar i elektroneve.
6. Mungesa e ekuilibrit dhe rritja e numrit të bartësve të minoritetit bën që ato të futen thellë në gjysmëpërçues dhe të përzihen me strukturën e tij, gjë që përfundimisht çon në shkatërrimin e vetive të tij të neutralitetit elektrik.
7. Gjysmëpërçues në të njëjtën kohë, ai është në gjendje të rivendosë gjendjen e tij neutrale, kjo ndodh për shkak të marrjes së ngarkesave nga një burim i jashtëm i lidhur, i cili kontribuon në shfaqjen e rrymës direkte në qarkun e jashtëm elektrik.

Lidhja e kundërt e diodës

Cila është rezistenca statike e diodës? Cila është rezistenca dinamike e një diode? Shkruani ekuacionin për rrymën e diodës. Kur rryma rrjedh vetëm në një drejtim dhe rënia e tensionit nëpër diodë është gjithmonë 7 V, voltazhi në anodë duhet të jetë rreth 6 V më i lartë se voltazhi në katodë. Ne themi se dioda është në paragjykim përpara.

Kur ndizet, dioda mund të testohet duke matur rënien e tensionit. Tensioni në anodë duhet të jetë 7 V më i lartë se në katodë. A është tensioni i njëjtë me diodën, i shkurtër. Kur ndizet, dioda jo vetëm që krijon një rënie të tensionit 7V, por gjithashtu mund të ndajë dy tensione të ndryshme. Tensioni në katodë nuk duhet të jetë voltazhi që vjen nga anoda. Mund të vijë edhe nga një burim tjetër tensioni. Në përgjithësi, voltazhi në katodë është më i lartë se anoda, voltazhi vjen nga diku tjetër dhe dioda i mban tensionet të ndara.

Tani do të shqyrtojmë një metodë tjetër të ndezjes, gjatë së cilës ndryshon polariteti i burimit të jashtëm nga i cili transmetohet voltazhi:

1. Dallimi kryesor nga lidhja direkte është se se fusha elektrike e krijuar do të ketë një drejtim që përputhet plotësisht me drejtimin e fushës së brendshme të difuzionit. Prandaj, shtresa e pengesës nuk do të ngushtohet më, por, përkundrazi, do të zgjerohet.
2. Fusha e vendosur në kryqëzimin pn, do të ketë një efekt përshpejtues në një numër transportuesish të ngarkesave minoritare, për këtë arsye, treguesit e rrymës së lëvizjes do të mbeten të pandryshuar. Ai do të përcaktojë parametrat e rrymës që rezulton që kalon nëpër kryqëzimin pn.
3. Ndërsa rriteni tension i kundërt, rryma elektrike që rrjedh nëpër kryqëzim do të tentojë të arrijë vlerat maksimale. Ka një emër të veçantë - rrymë ngopjeje.
4. Sipas ligjit eksponencial, me një rritje graduale të temperaturës, do të rriten edhe treguesit e rrymës së ngopjes.

Tensioni përpara dhe mbrapa

Çfarë është një diodë "përpara"?

Si gjithmonë në elektronikë, nxehtësia është një çështje e madhe. Nëse keni dyshime, kontrolloni me kujdes të gjitha pikat e saldimit në tabelë dhe ndani ato. Kur një diodë është e keqe, zgjidhni një lloj më të madh nëse është e mundur. Diodë, një komponent elektronik që lejon që rryma të rrjedhë në një drejtim. Diodat më të përdorura në qarqet moderne elektronike janë diodat e bëra nga materiali gjysmëpërçues. Dioda më e thjeshtë e pikës së kontaktit të germaniumit u krijua në ditët e para të radios. Në diodat moderne të germaniumit, një kabllo dhe një pllakë e vogël xhami janë montuar brenda një tubi të vogël qelqi dhe lidhen me dy tela që janë ngjitur në skajet e tubit.

Tensioni që ndikon në diodë ndahet sipas dy kritereve:

1. Tensioni përpara- kjo është kur dioda hapet dhe rryma direkte fillon të kalojë përmes saj, ndërsa rezistenca e pajisjes është jashtëzakonisht e ulët.
2. Tensioni i kundërt- kjo është ajo që ka polaritet të kundërt dhe siguron që dioda të mbyllet me rrymë të kundërt që kalon nëpër të. Në të njëjtën kohë, treguesit e rezistencës së pajisjes fillojnë të rriten ndjeshëm dhe ndjeshëm.

Rezistenca e një kryqëzimi pn është një tregues që ndryshon vazhdimisht, i ndikuar kryesisht nga tensioni i përparmë i aplikuar drejtpërdrejt në diodë. Nëse voltazhi rritet, atëherë rezistenca e kryqëzimit do të ulet proporcionalisht.

Diodat e bashkimit përbëhen nga një bashkim i dy llojeve të ndryshme të materialit gjysmëpërçues. Një diodë Zener është një lloj i veçantë diodë që përdor silikon në të cilin voltazhi në kryqëzim është i pavarur nga rryma që kalon nëpër të. Për shkak të kësaj veçorie, diodat Zener përdoren si rregullatorë të tensionit. Nga ana tjetër, në diodat që lëshojnë dritë, voltazhi i aplikuar në kryqëzimin e gjysmëpërçuesve rezulton në emetimin e energjisë së dritës.

Aktualisht përdoren tre qasje për të zgjidhur problemet e diodave. Përafrimi i parë është një diodë ideale, në të cilën dioda konsiderohet të mos ketë rënie të tensionit kur lidhet me tela në drejtim pozitiv, kështu që në këtë përafrim të parë dioda do të konsiderohet të jetë e lidhur me qark të shkurtër në drejtim pozitiv. Në të kundërt, një diodë ideale sillet si një qark i hapur kur polarizimi i saj është i kundërt. Në një përafrim të dytë, ne konsiderojmë se dioda ka një rënie të tensionit nën polarizimin përpara. Qasja e dytë përdoret më shpesh.

Kjo çon në një rritje të parametrave të rrymës së përparme që kalon nëpër diodë. Kur kjo pajisje është e mbyllur, praktikisht i gjithë voltazhi aplikohet në të, për këtë arsye rryma e kundërt që kalon nëpër diodë është e parëndësishme dhe rezistenca e tranzicionit arrin parametrat e pikut.

Funksionimi i diodës dhe karakteristikat e saj të tensionit aktual

Megjithëse ka një gamë të gjerë llojesh, vetëm disa veçori ndryshojnë nga pamja e tyre. Kjo nuk ka të bëjë me madhësinë sepse kjo është një funksion i fuqisë që ata mund të shpërndajnë. Është tipike të gjesh një aylo në trup që tregon katodën. Për ata, lloji specifik i të cilëve përcaktohet nga një seri shkronjash dhe numrash, katoda shënohet nga një unazë në trup pranë atij terminali. Ngjyrat, dhe në to katoda korrespondon me terminalin më të afërt me gjurmën më të trashë të ngjyrave. Majat e hermionit zakonisht mbyllen në xhami.

Anoda e këtyre diodave është më e gjatë se katoda dhe zakonisht sipërfaqja e kapsulës pranë katodës është e sheshtë. Një mënyrë praktike për të përcaktuar katodën është përdorimi i një njehsori në një ohmmetër midis terminaleve të tij. Nëse përdorim modalitetin e testimit të diodës duke përdorur multicasterin, marrim vlerën e tensionit të bërrylit të pajisjes.

Karakteristika e rrymës-tensionit të këtyre pajisjeve kuptohet si një vijë e lakuar që tregon varësinë e rrymës elektrike që rrjedh nëpër kryqëzimin p-n nga vëllimi dhe polariteti i tensionit që vepron në të.

Një grafik i tillë mund të përshkruhet si më poshtë:

1. Boshti vertikal: Zona e sipërme korrespondon me vlerat e rrymës së përparme, zona e poshtme me parametrat e rrymës së kundërt.
2. Boshti horizontal: Zona në të djathtë është për vlerat e tensionit përpara; zona në të majtë për parametrat e tensionit të kundërt.
3. Dega e drejtpërdrejtë e karakteristikës së tensionit aktual pasqyron kalimin e rrymës elektrike nëpër diodë. Ai drejtohet lart dhe shkon në afërsi me boshtin vertikal, pasi përfaqëson rritjen e rrymës elektrike përpara që ndodh kur rritet tensioni përkatës.
4. Dega e dytë (e kundërt). korrespondon dhe shfaq gjendjen e mbyllur të rrymës elektrike që gjithashtu kalon nëpër pajisje. Pozicioni i tij është i tillë që shkon praktikisht paralel me boshtin horizontal. Sa më e pjerrët kjo degë i afrohet vertikales, aq më të larta janë aftësitë korrigjuese të një diode të veçantë.
5. Sipas orarit mund të shihni që pas një rritje të tensionit përpara që rrjedh nëpër kryqëzimin p-n, ndodh një rritje e ngadaltë e rrymës elektrike. Sidoqoftë, gradualisht, kurba arrin një zonë në të cilën vërehet një kërcim, pas së cilës ndodh një rritje e përshpejtuar e treguesve të saj. Kjo është për shkak të hapjes së diodës dhe rrymës përcjellëse në tensionin përpara. Për pajisjet e bëra nga germanium, kjo ndodh në një tension prej 0,1V deri në 0,2V (vlera maksimale 1V), dhe për elementët e silikonit kërkohet një vlerë më e lartë nga 0,5V në 0,6V (vlera maksimale 1,5V).
6. Rritja aktuale është treguar mund të çojë në mbinxehje të molekulave gjysmëpërçuese. Nëse heqja e nxehtësisë që ndodh për shkak të proceseve natyrore dhe funksionimit të radiatorëve është më e vogël se niveli i lëshimit të saj, atëherë struktura e molekulave mund të shkatërrohet dhe ky proces do të jetë i pakthyeshëm. Për këtë arsye, është e nevojshme të kufizohen parametrat e rrymës së përparme për të parandaluar mbinxehjen e materialit gjysmëpërçues. Për ta bërë këtë, në qark shtohen rezistorë të veçantë, të lidhur në seri me diodat.
7. Eksplorimi i degës së kundërt mund të vëreni se nëse tensioni i kundërt i aplikuar në kryqëzimin p-n fillon të rritet, atëherë rritja e parametrave aktualë është praktikisht e padukshme. Sidoqoftë, në rastet kur voltazhi arrin parametra që tejkalojnë standardet e lejueshme, mund të ndodhë një kërcim i papritur në rrymën e kundërt, e cila do të mbinxehë gjysmëpërçuesin dhe do të kontribuojë në prishjen e mëvonshme të kryqëzimit p-n.

Pasi bashkohen dy materiale, elektronet dhe zbrazëtitë që gjenden në ose afër rajonit të "kryqëzimit" kombinohen, dhe kjo rezulton në mungesën e bartësve në rajonin afër kryqëzimit. Ky rajon i joneve negative dhe pozitive të zbuluara quhet rajoni i varfërimit për shkak të mungesës së bartësve. Ekzistojnë tre mundësi për aplikimin e tensionit në terminalet e diodës.

• Nuk ka polarizim.
• Polarizimi i drejtpërdrejtë.
• Polarizimi është i kundërt.

Në mungesë të një tensioni të paragjykuar të aplikuar, rrjedha neto e ngarkesës në çdo drejtim është zero për një diodë gjysmëpërçuese. Gjendja e polarizimit të kundërt. Numri i joneve negative që gjenden në materialin e tipit P do të rritet gjithashtu për shkak të elektroneve të injektuara nga fundi negativ, të cilat do të zënë zbrazëtitë. Rryma në kushtet e polarizimit të kundërt quhet rrymë e kundërt e ngopjes. Kur polarizohet në drejtim të kundërt, mund të konsiderohet si një qark i hapur.

Defektet bazë të diodës

Ndonjëherë pajisjet e këtij lloji dështojnë, kjo mund të ndodhë për shkak të amortizimit dhe vjetërsimit natyror të këtyre elementeve ose për arsye të tjera.

Në total, ekzistojnë 3 lloje kryesore të gabimeve të zakonshme:

Kur arrihet tensioni i shkëputjes së kundërt, ka një rritje të papritur të rrymës që mund të shkatërrojë pajisjen. Kjo diodë ka një gamë të gjerë aplikimesh: qarqe ndreqës, kufizues, kapëse niveli, mbrojtje nga qarku i shkurtër, demodulues, mikser, gjeneratorë, bllokim dhe anashkalim në fotofibra, etj.

Kur përdorni një diodë në një qark, duhet të merren parasysh konsideratat e mëposhtme. Tensioni maksimal i kundërt i aplikuar në një komponent, duke përsëritur ose duke mos e tejkaluar maksimumin që do të mbështesë. Rryma maksimale direkte që mund të kalojë përmes një komponenti, duke u përsëritur ose jo, duhet të jetë më e madhe se maksimumi që do të mbështesë.

1. Zbërthimi i tranzicionitçon në faktin se dioda, në vend të një pajisje gjysmëpërçuese, bëhet në thelb përçuesi më i zakonshëm. Në këtë gjendje, ai humbet vetitë e tij themelore dhe fillon të kalojë rrymë elektrike në absolutisht çdo drejtim. Një prishje e tillë zbulohet lehtësisht duke përdorur një standard, i cili fillon të bie dhe tregon një nivel të ulët të rezistencës në diodë.
2. Kur thyhet ndodh procesi i kundërt - pajisja në përgjithësi ndalon kalimin e rrymës elektrike në çdo drejtim, domethënë, në thelb bëhet një izolues. Për të përcaktuar me saktësi një ndërprerje, është e nevojshme të përdorni testues me sonda të cilësisë së lartë dhe të shërbimit, përndryshe ata ndonjëherë mund të diagnostikojnë gabimisht këtë mosfunksionim. Në varietetet gjysmëpërçuese të aliazhit, një ndarje e tillë është jashtëzakonisht e rrallë.
3. Një rrjedhje, gjatë së cilës thyhet ngushtësia e trupit të pajisjes, si rezultat i së cilës ajo nuk funksionon siç duhet.

Zbërthimi i kryqëzimit p-n

Fuqia maksimale që mund të përballojë një diodë duhet të jetë më e madhe se maksimumi që mund të përballojë. Në figurën nr.01 mund të shohim një paraqitje grafike ose simbol për këtë lloj diodë. Një nga parametrat e rëndësishëm për një diodë është rezistenca në pikën ose zonën e funksionimit.

Prandaj, dioda përfaqëson një qark të shkurtër për rajonin e përcjelljes. Nëse marrim parasysh zonën e potencialit të aplikuar negativisht. Prandaj, dioda është një qark i hapur në rajonin pa përcjellshmëri. Rryma në rajonin e Zenerit ka drejtim të kundërt me atë të një diode të drejtë të polarizuar. Një diodë Zener është një diodë që është projektuar për të funksionuar në zonën Zener.

Prishje të tilla ndodhin në situata kur rryma elektrike e kundërt fillon të rritet papritmas dhe ndjeshëm, kjo ndodh për shkak të faktit se tensioni i llojit përkatës arrin vlera të larta të papranueshme.

Zakonisht ka disa lloje:

1. Prishjet termike, të cilat shkaktohen nga një rritje e mprehtë e temperaturës dhe mbinxehja e mëvonshme.
2. Defektet elektrike, që lind nën ndikimin e rrymës në tranzicion.

Grafiku i karakteristikës së tensionit aktual ju lejon të studioni vizualisht këto procese dhe ndryshimin midis tyre.

Sipas përkufizimit, mund të themi se një diodë Zener është krijuar për të funksionuar me tensione negative. Është e rëndësishme të theksohet se rajoni Zener kontrollohet ose manipulohet duke ndryshuar nivelet e dopingut. Zbatohet për rregullatorët ose furnizimet e tensionit.

Në qarkun e paraqitur në figurën 03, është e dëshirueshme të mbrohet ngarkesa nga mbitensioni, tensioni maksimal që mund të përballojë ngarkesa është 8 volt. Sipas konsideratave të tjera, funksionimi i kësaj diode është afërsisht si më poshtë. Në zonën e shqetësimit, midis tensionit të bërrylit dhe tensionit zener, mund të konsiderojmë një qark të hapur.

Prishje elektrike

Pasojat e shkaktuara nga prishjet elektrike nuk janë të pakthyeshme, pasi ato nuk e shkatërrojnë vetë kristalin. Prandaj, me një ulje graduale të tensionit, është e mundur të rivendosni të gjitha vetitë dhe parametrat e funksionimit të diodës.

Në të njëjtën kohë, ndarjet e këtij lloji ndahen në dy lloje:

1. Prishjet e tunelit ndodhin kur tensioni i lartë kalon nëpër kryqëzime të ngushta, gjë që lejon elektronet individuale të kalojnë nëpër të. Zakonisht ndodhin nëse molekulat gjysmëpërçuese përmbajnë një numër të madh të papastërtive të ndryshme. Gjatë një prishjeje të tillë, rryma e kundërt fillon të rritet ndjeshëm dhe me shpejtësi, dhe voltazhi përkatës është në një nivel të ulët.
2. Llojet e avarive të ortekëve janë të mundshme për shkak të ndikimit të fushave të forta të afta për të përshpejtuar transportuesit e ngarkesës në nivelin maksimal, për shkak të të cilit ata nxjerrin një numër elektronesh valente nga atomet, të cilat më pas fluturojnë në rajonin përçues. Ky fenomen është i natyrës së ortekëve, prandaj ky lloj avari mori emrin e tij.

Zbërthimi termik

Shfaqja e një prishjeje të tillë mund të ndodhë për dy arsye kryesore: heqja e pamjaftueshme e nxehtësisë dhe mbinxehja e kryqëzimit p-n, e cila ndodh për shkak të rrjedhës së rrymës elektrike përmes saj me ritme shumë të larta.

Një rritje e temperaturës në tranzicion dhe zonat fqinje shkakton pasojat e mëposhtme:

1. Rritja e dridhjeve atomike, të përfshira në kristal.
2. Goditi elektronet në brezin e përcjelljes.
3. Një rritje e mprehtë e temperaturës.
4. Shkatërrimi dhe deformimi struktura kristalore.
5. Dështim i plotë dhe zbërthimi i të gjithë komponentit të radios.

rryma termike, dhe përqindja e rrymës termike në rrymën e kundërt të një diode silikoni është shumë e vogël. Rryma e kundërt e një diode silikoni përcaktohet kryesisht nga proceset e rikombinimit të gjenerimit në fq- n-tranzicioni. Për llogaritjet inxhinierike të rrymës së kundërt kundrejt temperaturës, mund të përdorni shprehjen e thjeshtuar të dhënë më parë (2.4).

Dega e drejtpërdrejtë e karakteristikës së rrymës-tensionit të diodës devijon nga ajo e idealizuar për shkak të pranisë së rrymave të rikombinimit në fq- n-tranzicioni, rënia e tensionit në bazën e diodës, ndryshimet (modulimi) i rezistencës së bazës kur në të injektohen transportuesit e ngarkesës së pakicës dhe prania e një fushe të brendshme në bazë që ndodh me një rrymë të lartë injektimi. Le të shkruajmë ekuacionin e karakteristikës së rrymës-tensionit të idealit fq- n-Tranzicioni (2.3) duke marrë parasysh rënien e tensionit në bazën e diodës:

Ku r b– rezistenca omike e bazës së diodës.

Zgjidhja e këtij ekuacioni transcendental mund të merret duke marrë logaritmet e anës së djathtë dhe të majtë të ekuacionit:

. (3.2)

Për rrymat e ulëta kjo shprehje mund të thjeshtohet:

. (3.3)

A analiza e ekuacionit (3.3) na lejon të nxjerrim disa përfundime interesante. Rënia e tensionit në diodë varet nga rryma nëpër të dhe ka një rëndësi të madhe për diodat me të vogla I T. Meqenëse rryma termike e diodave të silikonit është e vogël, seksioni fillestar i degës së drejtpërdrejtë të karakteristikës së tensionit aktual është shumë më i sheshtë se ai i diodave të germaniumit. Kjo gjithashtu mund të shpjegohet me faktin se një rrymë e dukshme shfaqet në diodë kur voltazhi i jashtëm tejkalon ndryshimin e potencialit të kontaktit  te, A  te(në përputhje me (2.1)) për silikon fq- n-Tranzicioni është më i lartë se ai i germaniumit. Seksionet fillestare të degës së përparme të karakteristikave të tensionit aktual të diodave të germaniumit dhe silikonit janë paraqitur në Fig. 3.2. Figura tregon se voltazhi në një diodë të hapur silikoni është zakonisht 0,60,8 V, voltazhi në një diodë të hapur germanium është 0,20,3 V.

Për shkak të shumëllojshmërisë së madhe të diodave të përdorura për pajisjet gjysmëpërçuese shtëpiake, përdoret një sistem i veçantë shënimesh. Sistemi i shënimeve bazohet në një kod alfanumerik.

Elementi i parë kodi tregon materialin burimor gjysmëpërçues mbi të cilin është prodhuar pajisja. Përdoren simbolet e mëposhtme:

Г ose 1 – për germaniumin dhe përbërjet e tij;

K ose 2 - për silikon dhe përbërjet e tij;

A ose 3 - për komponimet e galiumit (për shembull, arsenidi i galiumit);

Dhe ose 4 - për komponimet e indiumit (për shembull, fosfidi i indiumit).

Elementi i dytë emërtimet - një shkronjë që përcakton një nënklasë (ose grup) pajisjesh. Këtu janë vetëm disa nga shënimet:

D - ndreqës dhe dioda pulsi;

C – korrigjimi i postimeve dhe blloqeve;

B – varikape;

I – diodat e tunelit;

A - dioda me frekuencë ultra të lartë;

C – dioda zener;

O – optobashkues;

N – dinistorë;

Tiristorët U-triodë...

Elementi i tretë përcaktimi - një numër që përcakton funksionalitetin kryesor të pajisjes. Standardi specifikon përdorimin e secilës shifër në lidhje me nënklasa të ndryshme të pajisjeve. Nëse është e nevojshme, mund ta gjeni këtë në literaturë të veçantë referuese.

Elementi i katërt – një numër që tregon numrin serial të zhvillimit.

Elementi i pestë – një shkronjë që përcakton me kusht klasifikimin (renditjen sipas parametrave) të pajisjeve të prodhuara duke përdorur një teknologji të vetme.

Kështu, duke ditur sistemin e shënimeve, mund të themi se GD107B është një diodë ndreqëse e germaniumit me I Mërkurë VP10 A, numri i zhvillimit 7, grupi B dhe 2Ts202G - kolona ndreqëse e bërë nga dioda silikoni me 0,3 A I Mërkurë VP10 A, zhvillimi numër 2, grupi G.

3.2. Diodat ndreqëse

Diodat e krijuara për të kthyer rrymën alternative në rrymë të drejtpërdrejtë, në shpejtësi, kapacitet fq- n-quhen parametrat e tranzicionit dhe stabilitetit të të cilëve zakonisht nuk kanë kërkesa të veçanta duke korrigjuar. Diodat aliazh, epitaksiale dhe difuzione të bëra në bazë asimetrike fq- n-kalimet.

Është karakteristikë e diodave ndreqës që ato kanë rezistencë të ulët në gjendjen përcjellëse dhe lejojnë kalimin e rrymave të mëdha. Kapaciteti pengues për shkak të sipërfaqes së madhe fq- n-Tranzicionet janë të mëdha dhe kapin vlerat e dhjetëra pikofaradave.

Parametrat kryesorë të diodave të dhëna në dokumentacionin teknik dhe literaturën e referencës përfshijnë:

1. Tensioni i kundërt i diodës maksimale të lejueshme (U arr. maksimumi). Kjo është sasia e tensionit të aplikuar në drejtim të kundërt që dioda mund të përballojë për një kohë të gjatë pa ndikuar në performancën e saj. Për dioda të ndryshme, ky tension mund të variojë nga dhjetëra në mijëra volt.

2. Rryma mesatare e diodës së korrigjuar (I Mërkurë VP) - maksimumi i lejuar, mesatarja gjatë periudhës, vlera e rrymës direkte të korrigjuar që rrjedh nëpër diodë. Për dioda të ndryshme, kjo rrymë mund të variojë nga qindra miliamps në dhjetëra amper.

3. Dioda e rrymës së pulsit përpara (I në) – vlera maksimale e lejueshme e pulsit aktual në një kohëzgjatje maksimale të caktuar dhe cikël funksionimi të impulseve.

4. Rryma e kundërt e diodës (I arr.) – rrymë konstante e kundërt e shkaktuar nga tensioni konstant i kundërt.

5. Tension konstant përpara (U etj) – tension i vazhdueshëm përpara, i kushtëzuar nga një vlerë e dhënë e rrymës së përparme. Raporti i këtyre sasive përcakton rezistencën e rrymës së drejtpërdrejtë të diodës në një pikë të caktuar të karakteristikës së tensionit aktual.

3.3. Diodat e pulsit

Diodat e pulsit kanë një kohëzgjatje të shkurtër të proceseve kalimtare dhe janë të dizajnuara për funksionim në qarqet e pulsit. Ato ndryshojnë nga diodat ndreqës në kapacitetet e tyre të vogla fq- n-tranzicioni (fraksionet e pikofaradave) dhe një numër parametrash që përcaktojnë karakteristikat kalimtare të diodës. Zvogëlimi i kapaciteteve arrihet duke zvogëluar sipërfaqen fq- n-tranzicioni, prandaj fuqitë e tyre të lejueshme të shpërndarjes janë të vogla (3050 mW).

Konsideroni efektin në një qark elektrik të përbërë nga një diodë VD dhe rezistencë R(Fig. 3.3) tension i alternuar i pulsit U hyrje(Fig. 3.4, A). Tensioni në hyrje të qarkut në të njëjtën kohë t = 0 kërcen në një vlerë pozitive U m. Për shkak të inercisë së procesit të difuzionit, rryma në diodë nuk shfaqet menjëherë, por rritet me kalimin e kohës. t goja. Në një moment në kohë t = t 1 në qark vendoset një mënyrë stacionare, në të cilën rryma e diodës

,

A tensioni i diodës U d =U etj .

Në t = t 2 tensionit U hyrje ndryshon polaritetin. Megjithatë, akuzat u grumbulluan në kufi fq- n- tranzicioni, dioda mbahet e hapur për ca kohë, por drejtimi i rrymës në diodë është i kundërt. Në thelb me kalimin e kohës t diss Ngarkesat shpërndahen në kufi fq- n- tranzicioni (d.m.th. shkarkimi i kapacitetit ekuivalent). Pas intervalit kohor të resorbimit t diss Fillon procesi i fikjes së diodës, d.m.th. procesi i rivendosjes së vetive të tij të mbylljes.

Nga koha t 3 Tensioni nëpër diodë bëhet zero dhe më pas fiton vlerën e kundërt. Procesi i rivendosjes së vetive bllokuese të diodës vazhdon deri në momentin në kohë t 4 . Në këtë kohë, rryma përmes diodës bëhet zero, dhe voltazhi në të arrin vlerën - U m . Pra koha t dielli mund të numërohen nga tranzicioni U d përmes zeros derisa rryma e diodës të arrijë vlerën zero.

Shqyrtimi i proceseve të ndezjes dhe fikjes së një diode korrigjuese tregon se dioda nuk është një valvul ideale, por në kushte të caktuara ka përçueshmëri në drejtim të kundërt. Këto efekte janë veçanërisht të theksuara në frekuencat e tensionit të lartë në hyrje dhe kur punoni me sinjale pulsi. Në lidhje me këtë veçori të funksionimit të diodave pulsuese, dokumentacioni teknik për to, përveç parametrave që karakterizojnë mënyrën normale të korrigjimit, ofron parametra shtesë që karakterizojnë procesin kalimtar:

voltazhi maksimal i impulsit përpara –U në maksimumi ;

Rryma maksimale e lejueshme e impulsit përpara –I në maksimumi ;

koha e zgjidhjes (t goja) – intervali kohor nga momenti kur impulsi i tensionit përpara aplikohet në diodë derisa të arrihet vlera e specifikuar e rrymës së përparme në të;

koha e rikuperimit Rezistenca e kundërt e diodës - ( t dielli).

U arr. m sëpatë = 1,045U mesatarisht.

Në një numër aplikimesh praktike, konvertuesit e tiristorit përdoren për të korrigjuar rrymën alternative dhe për të kontrolluar pa probleme fuqinë e transmetuar në ngarkesë. Në të njëjtën kohë, rrymat e vogla të kontrollit bëjnë të mundur kontrollin e rrymave të mëdha të ngarkesës.

Një shembull i ndreqësit më të thjeshtë të tiristorit të kontrolluar nga fuqia është paraqitur në Fig. 7.10.

Oriz. 7.10. Qarku ndreqës i tiristorit

Në Fig. Figura 7.11 tregon diagramet e kohës që shpjegojnë parimin e rregullimit të vlerës mesatare të tensionit të korrigjuar.

Oriz. 7.11. Diagramet e kohës së funksionimit të ndreqësit të tiristorit

Në këtë qark, supozohet se voltazhi i hyrjes Uin për një tiristor të rregullueshëm gjenerohet, për shembull, nga një ndreqës me valë të plotë. Nëse impulset e kontrollit U y me amplitudë të mjaftueshme aplikohen në fillim të çdo gjysmë cikli (seksioni o-a në diagramin U jashtë), voltazhi i daljes do të përsërisë tensionin e ndreqësit me valë të plotë. Nëse i zhvendosni pulset e kontrollit në mes të çdo gjysmë cikli, atëherë pulset e daljes do të kenë një kohëzgjatje të barabartë me një të katërtën e gjysmë ciklit (seksioni b-c). Zhvendosja e mëtejshme e pulseve të kontrollit do të çojë në një ulje të mëtejshme të amplitudës mesatare të pulseve të daljes (seksioni d – e).

Kështu, duke aplikuar impulse kontrolli në tiristor që janë të zhvendosur në fazë në lidhje me tensionin e hyrjes, ju mund ta ktheni një tension (rrymë) sinusoidal në një sekuencë pulsesh të çdo kohëzgjatjeje, amplitude dhe polariteti, domethënë mund të ndryshoni efektivin vlera e tensionit (rrymës) brenda një diapazoni të gjerë.

7.3 Filtrat kundër ngjitjes

Qarqet e konsideruara të ndreqjes bëjnë të mundur marrjen e një tensioni pulsues unipolar, i cili nuk është gjithmonë i zbatueshëm për fuqizimin e pajisjeve komplekse elektronike, pasi, për shkak të pulsimeve të mëdha, ato çojnë në paqëndrueshmëri të funksionimit të tyre.

Për të reduktuar ndjeshëm valëzimin, përdoren filtra zbutës. Parametri më i rëndësishëm i filtrit zbutës është koeficienti i zbutjes S, i përcaktuar me formulën S= 1 / 2, ku  1 dhe  2 janë përkatësisht koeficientët e valëzimit në hyrje dhe dalje të filtrit. Faktori i valëzimit tregon sa herë filtri redukton valëzimin. Në qarqet praktike, faktori i valëzimit në daljen e filtrit mund të arrijë vlerat 0.00003.

Elementet kryesore të filtrave janë elementët reaktivë - kapaciteti dhe induktiviteti (mbytjet). Le të shqyrtojmë së pari parimin e funksionimit të filtrit më të thjeshtë anti-aliasing, diagrami i të cilit është paraqitur në Fig. 7.12.

Oriz. 7.12. Qarku i filtrit më të thjeshtë zbutës me një ndreqës gjysmëvalë

Në këtë qark, zbutja e tensionit në të gjithë ngarkesën pas një ndreqësi diodë gjysmë-valë VD kryhet duke përdorur një kondensator C të lidhur paralelisht me ngarkesën R n.

Diagramet e kohës që shpjegojnë funksionimin e një filtri të tillë janë paraqitur në Fig. 7.13. Në seksionin t1 – t2, voltazhi i hyrjes hap diodën dhe ngarkon kondensatorin. Kur tensioni i hyrjes fillon të ulet, dioda mbyllet me tensionin e akumuluar në kondensatorin U c (seksioni t1 - t2). Gjatë këtij intervali, burimi i tensionit të hyrjes shkëputet nga kondensatori dhe ngarkesa, dhe kondensatori shkarkohet përmes rezistencës së ngarkesës R n.

Oriz. 7.13. Diagramet e kohës së funksionimit të filtrit me një ndreqës gjysmëvalë

Nëse kapaciteti është mjaft i madh, shkarkimi i kapacitetit përmes R n do të ndodhë me një konstante të madhe kohore  = R n C, dhe për këtë arsye, ulja e tensionit në kondensator do të jetë e vogël, dhe efekti zbutës do të jetë i rëndësishëm. Nga ana tjetër, sa më i madh të jetë kapaciteti, aq më i shkurtër është segmenti t1 - t2 gjatë të cilit dioda është e hapur dhe rryma i rrjedh nëpër të, duke u rritur (për një rrymë mesatare të ngarkesës së caktuar) ndërsa diferenca t2 - t1 zvogëlohet. Kjo mënyrë funksionimi mund të çojë në dështimin e diodës ndreqës dhe, përveç kësaj, është mjaft e rëndë për transformatorin.

Kur përdorni ndreqës me valë të plotë, sasia e valëzimit në daljen e filtrit kapacitiv zvogëlohet, pasi kondensatori është më i vogël gjatë kohës midis shfaqjes së pulseve, gjë që ilustrohet mirë në Fig. 7.14.

Oriz. 7.14. Zbutja e valëzimit të ndreqësit me valë të plotë

Për të llogaritur madhësinë e valëzimit në daljen e një filtri kapacitiv, ne do të përafrojmë valëzimin e tensionit të daljes duke përdorur një kurbë të rrymës së dhëmbit sharrë, siç tregohet në Fig. 7.15.

Oriz. 7.15. Përafrimi i tensionit të valëzimit

Ndryshimi i ngarkesës në kondensator jepet nga shprehja

∆Q=∆UC=I n T 1,

ku T 1 është periudha e pulsimit, I n është vlera mesatare e rrymës së ngarkesës. Duke marrë parasysh faktin se I n = I av / R n, marrim

.

Nga Fig. 7.15 rrjedh se

në këtë rast amplituda e dyfishtë e pulsimeve përcaktohet nga shprehja

.

Filtrat induktivë gjithashtu kanë veti zbutëse, dhe vetitë më të mira zbutëse gjenden në filtrat që përmbajnë induktivitet dhe kapacitet të lidhur siç tregohet në Fig. 7.16.

Oriz. 7.16. Filtër anti-aliasing me induktivitet dhe kapacitet

Në këtë qark, kapaciteti i kondensatorit zgjidhet në mënyrë që reaktanca e tij të jetë dukshëm më e vogël se rezistenca e ngarkesës. Avantazhi i një filtri të tillë është se zvogëlon valën e hyrjes ∆U në vlerë
, ku ω është frekuenca e pulsimit.

Në praktikë, lloje të ndryshme të filtrave në formë F dhe në formë U janë bërë të përhapura, opsionet e ndërtimit të të cilave janë paraqitur në Fig. 7.17.

Në rrymat e ngarkesës së ulët, ndreqësi në formë F i paraqitur në Fig. funksionon mirë. 7.16.

Oriz. 7.17. Opsionet e ndërtimit të filtrit

Në skemat më kritike përdoren qarqet filtruese me shumë lidhje (Fig. 7.17 d).

Shpesh induktori zëvendësohet me rezistorë, gjë që ul disi cilësinë e filtrimit, por ul ndjeshëm koston e filtrave (Fig. 7.17 b, c).

Karakteristika kryesore e jashtme e ndreqësve me një filtër është varësia e vlerës mesatare të tensionit të daljes U cf (tensioni i ngarkesës) nga vlera mesatare e rrymës së daljes.

Në qarqet e konsideruara, një rritje në rrymën e daljes çon në një ulje të U av për shkak të një rritje të rënies së tensionit nëpër mbështjelljet e transformatorit, diodat, telat e plumbit dhe elementët e filtrit.

Pjerrësia e karakteristikës së jashtme në një rrymë mesatare të caktuar përcaktohet përmes rezistencës së daljes Rout, e përcaktuar me formulën:

I cf – specifikuar. Sa më e vogël të jetë vlera e Rout, aq më pak varet voltazhi i daljes nga rryma e daljes, aq më mirë qarku ndreqës me një filtër. Në Fig. Figura 7.18 tregon varësitë tipike të Uav nga Iav për opsione të ndryshme filtrimi.

Oriz. 7.18. Varësitë tipike të Uav nga Iav për skema të ndryshme filtrimi

Lexoni gjithashtu: II. Tensioni hiqet nga CR në momentin që motorët tërheqës janë ndezur. III. Tensioni u hoq nga CR gjatë fillimit të motorëve tërheqës. IV. Tensioni hiqet nga CR kur ndiqni karakteristikat automatike të TD. IV. Ekuacioni i një drejtëze që kalon nëpër një pikë të caktuar në një drejtim të caktuar. Një tufë vijash të drejta. A - i rregullt; b – biharmonike; c – blloku; g – tension i rastësishëm Në tabelën 2.1, U0 është voltazhi i korrigjuar, I0 është rryma e korrigjuar, është fuqia e ngarkesës dhe është raporti i transformimit. Një linjë trefazore me tre tela ka tre tela fazor. Tensioni ndërmjet çdo çifti telash quhet tension i linjës (Ul). Në të drejtën penale, varësisht nga karakteristikat e përmbajtjes mendore, dallohet dashja e drejtpërdrejtë dhe e tërthortë. B. Për të zbuluar antitrupat në reaksionin indirekt të hemaglutinimit

CVC e diodës.

(karakteristika e tensionit) - një grafik i varësisë së rrymës përmes një rrjeti me dy terminale nga tensioni në këtë rrjet me dy terminale. Më shpesh, merret parasysh karakteristika e tensionit aktual të elementeve jolinearë (shkalla e jolinearitetit përcaktohet nga koeficienti i jolinearitetit, pasi për elementët linearë karakteristika e tensionit aktual është një vijë e drejtë dhe nuk është me interes të veçantë.

Jolineariteti i karakteristikës së tensionit aktual është për shkak të faktit se rezistenca e NE varet nga tensioni i aplikuar (dioda, dioda zener) ose nga rryma (termistorët). Karakteristikat e rrymës-tensionit të elementeve jolinearë përshkruhen nga ekuacionet, shkallët e të cilave janë më të larta se të parat. Meqenëse rezistenca e NE-ve është e ndryshueshme, vlera e rrymës së menjëhershme në to nuk është proporcionale me vlerat e tensionit të çastit. (manuali f. 117)

Rryma përpara dhe e kundërt. Tensioni përpara dhe mbrapa.

Kur rezistenca e kryqëzimit p-n është e ulët, thirret një rrymë rrymë e vazhdueshme. Sa më e madhe të jetë zona e kryqëzimit p-n dhe voltazhi i burimit të energjisë, aq më e madhe është kjo rrymë përpara. Nëse polet e elementit janë të kundërta, dioda do të jetë në gjendje të mbyllur. Formohet një zonë e varfëruar me elektrone dhe vrima; ajo siguron rezistencë shumë të lartë ndaj rrymës. Sidoqoftë, në këtë zonë, një shkëmbim i vogël i bartësve të rrymës midis rajoneve të diodës do të vazhdojë të ndodhë. Prandaj, një rrymë do të rrjedhë nëpër diodë, por shumë herë më pak se rryma e drejtpërdrejtë. Kjo rrymë quhet Rryma e kundërt e diodës. Nëse dioda është e lidhur me një qark me rrymë alternative, ajo do të hapet gjatë gjysmë cikleve pozitive në anodë, duke kaluar lirshëm rrymën në një drejtim - rrymë përpara Irev., dhe do të mbyllet gjatë gjysmë cikleve negative në anodë, pothuajse pa kaluar. rrymë në drejtim të kundërt - rrymë e kundërt Irev. Tensioni në të cilin hapet dioda dhe kalon rryma direkte quhet e drejtpërdrejtë(Up.), dhe tensioni i polaritetit të kundërt, në të cilin dioda mbyllet dhe rryma e kundërt rrjedh nëpër të, quhet e kundërta(Urev.) Në tensionin përpara, rezistenca e një diode me cilësi të mirë nuk i kalon disa dhjetëra ohmë, por në tension të kundërt rezistenca e saj do të arrijë dhjetëra, qindra kilo-ohmë dhe madje mega-ohmë.

Tensioni i prishjes.

Një dielektrik, duke qenë në një fushë elektrike, humbet vetitë e tij izoluese elektrike nëse forca e fushës tejkalon një vlerë të caktuar kritike. Ky fenomen quhet prishje dielektrike ose shkelje e forcës së saj elektrike. Vetia e një dielektrike për t'i rezistuar prishjes quhet forca elektrike (Epr). Tensioni në të cilin ndodh prishja e izolimit quhet tension i prishjes (Upr).

Karakteristikat dhe parametrat e diodave ndreqës dhe universale

Diodat ndreqës përdoren për të korrigjuar rrymën alternative të frekuencës së ulët. Vetitë ndreqëse të këtyre diodave bazohen në parimin e përçueshmërisë njëkahëshe të nyjeve p-dhe-kryqezuese të vrimave elektronike.

Diodat universale përdoren në pajisje të ndryshme elektronike si ndreqës AC me frekuencë të lartë dhe të ulët, shumëzues dhe konvertues të frekuencës, detektorë të sinjaleve të mëdha dhe të vogla, etj. Gama e rrymave dhe tensioneve të funksionimit të ndreqësit dhe diodave universale është shumë e gjerë, prandaj ato janë prodhuar me kryqëzime pn pikash dhe planare në strukturën gjysmëpërçuese me sipërfaqe nga të dhjetat e milimetrit katror deri në disa centimetra katrorë. Në mënyrë tipike, diodat universale përdorin kryqëzime me zona dhe kapacitete të vogla, por me vlera relativisht të larta të rrymave të përparme dhe tensioneve të kundërta. Këto kërkesa plotësohen nga pika, dioda planare dhe mesaplanare mikroaliazh. Karakteristikat dhe parametrat e diodave universale janë të njëjta me ato të diodave ndreqës.

Karakteristikat e volt-amperit(karakteristika tension-voltazh) e diodave ndreqës shpreh varësinë e rrymës që kalon nëpër diodë nga vlera dhe polariteti i tensionit të drejtpërdrejtë të aplikuar në të.Dega e drejtpërdrejtë e karakteristikës tregon varësinë e rrymës përmes diodës me atë të drejtpërdrejtë përmes polaritetit të tensionit të aplikuar. Fuqia e rrymës së përparme varet në mënyrë eksponenciale nga voltazhi përpara i aplikuar në diodë dhe mund të arrijë vlera të mëdha me një rënie të vogël të tensionit (rreth 0,3 - 1 V) në të gjithë diodën.

Dega e kundërt e karakteristikës korrespondon me drejtimin jopërçues të rrymës përmes diodës me polaritet të kundërt të tensionit të aplikuar në diodë. Rryma e kundërt (seksioni OD) varet pak nga tensioni i kundërt i aplikuar. Me një tension relativisht të lartë të kundërt (pika B në karakteristikë), ndodh prishja elektrike e kryqëzimit p-n, në të cilën rryma e kundërt rritet shpejt, gjë që mund të çojë në prishje termike dhe dëmtim të diodës. Me rritjen e temperaturës, rryma termike dhe rryma e gjenerimit të transportuesve të ngarkesës në kryqëzim do të rriten, gjë që do të çojë në një rritje të rrymave përpara dhe të kundërt dhe një zhvendosje në karakteristikat e diodës.

Vetitë dhe këmbyeshmëria e diodave vlerësohen nga parametrat e tyre. Parametrat kryesorë përfshijnë rrymat dhe tensionet që lidhen me karakteristikën e tensionit aktual Diodat përdoren në qarqet AC dhe DC. Prandaj, për të vlerësuar vetitë e diodave, së bashku me parametrat, përdoren parametra diferencialë që karakterizojnë funksionimin e tyre në rrymë alternative.

Rryma e korrigjuar (drejtpërdrejt). Ipr është rryma (vlera mesatare për periudhë) që kalon nëpër diodë, e cila siguron funksionimin e saj të besueshëm dhe afatgjatë. Fuqia e kësaj rryme është e kufizuar nga ngrohja ose fuqia maksimale Pmax. Tejkalimi i rrymës përpara çon në prishje termike dhe dëmtim të diodës.

• Rënia e tensionit përpara UPr.Av - vlera mesatare gjatë një periudhe në diodë kur rryma e lejuar e përparme kalon nëpër të.
• Tensioni i kundërt i lejueshëm U0br është vlera mesatare gjatë periudhës në të cilën sigurohet funksionimi i besueshëm dhe afatgjatë i diodës. Tejkalimi i tensionit të kundërt çon në prishje dhe dështim të diodave. Ndërsa temperatura rritet, vlerat e tensionit të kundërt dhe të rrymës së përparme ulen.
• Rryma e kundërt Irev - vlera mesatare për periudhën e rrymës së kundërt në një Urev të pranueshme. Sa më e ulët të jetë rryma e kundërt, aq më mirë

Ju jeni vetitë ndreqëse të diodës. Një rritje e temperaturës për çdo 10 °C çon në një rritje të rrymës së kundërt për diodat e germaniumit dhe silikonit me 1,5 - 2 herë ose më shumë.

Konstante maksimale, ose fuqia mesatare Pmax e shpërndarë nga një diodë gjatë një periudhe, në të cilën dioda mund të funksionojë për një kohë të gjatë pa ndryshuar parametrat e saj. Kjo fuqi është shuma e produkteve të rrymave dhe tensioneve në paragjykimet e përparme dhe të kundërta të kryqëzimit, d.m.th., për gjysmë ciklet pozitive dhe negative të rrymës alternative. Për pajisjet me fuqi të lartë që funksionojnë me shpërndarje të mirë të nxehtësisë, Pmax = (Tp.max - Tk)/Rpk. Për pajisjet me fuqi të ulët që funksionojnë pa një ftohës,

Pmax = (Tp.max - T s) / Rp.s.

Temperatura maksimale e kryqëzimit Gp.max varet nga materiali (hendeku i brezit) të gjysmëpërçuesit dhe shkalla e dopingut të tij, d.m.th., nga rezistenca e rajonit të kryqëzimit p-n - bazës. Gama e Gp.max për germanium është brenda 80 - 110 °C dhe për silikon 150 - 220 °C.

Rezistenca termike Rp.k midis tranzicionit dhe strehimit përcaktohet nga diferenca e temperaturës midis kryqëzimit të strehimit Tpi Tk dhe fuqisë mesatare Ra të lëshuar në tranzicion dhe është 1 - 3 ° C / W: Ra.K = (Ta - TK) / Pa. Rezistenca termike Rn c ndërmjet kryqëzimit dhe mjedisit varet nga diferenca e temperaturës ndërmjet kryqëzimit Tp dhe mjedisit Tc. Që praktikisht RPK

Mënyra kufizuese e përdorimit të diodës karakterizohet nga tensioni maksimal i lejueshëm i kundërt URev max, rryma maksimale e ndreqësit IPr max dhe temperatura maksimale e kryqëzimit TPmax. Me një rritje të frekuencës së tensionit alternativ të furnizuar në diodë, vetitë e saj ndreqëse përkeqësohen. Prandaj, për të përcaktuar veçoritë e diodave ndreqës, zakonisht specifikohet diapazoni i frekuencës së funksionimit Df ose frekuenca maksimale e korrigjimit fmax. Në frekuenca më të mëdha se fmax, transportuesit e pakicës së ngarkesës të grumbulluar gjatë gjysmëciklit përpara në bazë nuk kanë kohë për të kompensoni, pra, gjatë gjysmëciklit të kundërt të tensionit të korrigjuar, tranzicioni mbetet i anuar përpara për ca kohë (d.m.th., humbet vetitë e tij ndreqëse). Kjo veti është më e theksuar sa më i madh të jetë impulsi i rrymës së përparme ose aq më i lartë është frekuenca e tensionit alternativ të furnizuar.Përveç kësaj, në frekuenca të larta fillon të shfaqet efekti i pengesës dhe kapacitetet e difuzionit të kryqëzimit p-n, duke ulur vetitë e tij ndreqëse.

Kur llogaritet mënyra e ndreqësit, përdoret rezistenca statike ndaj rrymës direkte dhe rezistenca diferenciale e diodave ndaj rrymës alternative.

• Diferenciale rezistenca e rrymës alternative rdiff=dU/dI ose rDiff=ДU/ДИ përcakton ndryshimin e rrymës përmes diodës kur tensioni ndryshon afër pikës së zgjedhur të funksionimit në karakteristikën e diodës. Kur voltazhi ndizet drejtpërdrejt, rdif Pr = 0,026/ /IPr dhe rryma Ipr > 10 mA, arrin në disa ohmë. Kur lidhet tensioni i kundërt, rdif pr është i madh (nga dhjetëra kilo-ohmë në disa mega- ohmë).
• Statike rezistenca e diodës ndaj rrymës së vazhduar rprd = Upr/Ipr, rrev d = Urev/Irev V Në rajonin e rrymave të përparme rFor d>rdiff pr, dhe në rajonin e rrymave të kundërta r0br d

Kapacitetet e diodës kanë një ndikim të rëndësishëm në performancën e tyre në frekuenca të larta dhe në modalitete pulsi. Të dhënat e pasaportës së diodave zakonisht japin kapacitetin total të diodës CD, e cila, përveç barrierës dhe kapacitetit të difuzionit, përfshin kapacitetin e trupit të pajisjes.Kjo kapacitet matet ndërmjet kalimeve të rrymës së jashtme të diodës në një kthesë të caktuar. tensioni i paragjykimit dhe frekuenca e rrymës

Diodë gjysmëpërçuese - Kjo është një pajisje gjysmëpërçuese me një kryqëzim p-n dhe dy elektroda. Parimi i funksionimit të një diode gjysmëpërçuese bazohet në fenomenin e kryqëzimit p-n, kështu që për studimin e mëtejshëm të çdo pajisje gjysmëpërçuese duhet të dini se si funksionon.

Diodë ndreqës (i quajtur edhe valvul) është një lloj diodë gjysmëpërçuese që shërben për të kthyer rrymën alternative në rrymë të vazhdueshme.

Dioda ka dy terminale (elektroda) anodë dhe katodë. Anoda është e lidhur me shtresën p, katoda me shtresën n. Kur aplikohet një plus në anodë dhe një minus në anodë (lidhja e drejtpërdrejtë e diodës), dioda kalon rrymë. Nëse aplikohet një minus në anodë dhe një plus në katodë (lidhja e kundërt e diodës), nuk do të ketë rrymë përmes diodës, kjo mund të shihet nga karakteristikat volt-amper të diodës. Prandaj, kur një tension i alternuar furnizohet në hyrjen e diodës ndreqës, vetëm një gjysmë valë kalon nëpër të.

Karakteristika e tensionit aktual (karakteristika volt-amper) e diodës.

Karakteristika e tensionit aktual të diodës është paraqitur në Fig. I. 2. Kuadranti i parë tregon degën e drejtpërdrejtë të karakteristikës, e cila përshkruan gjendjen e përçueshmërisë së lartë të diodës me një tension përpara të aplikuar në të, i cili linearizohet nga një funksion linear pjesë-pjesë.

u = U 0 +R D i

ku: u është voltazhi në valvul kur kalon rryma i; U 0 - tensioni i pragut; R d - rezistenca dinamike.

Në kuadrantin e tretë ekziston një degë e kundërt e karakteristikës së tensionit aktual, e cila përshkruan gjendjen e përçueshmërisë së ulët kur një tension i kundërt aplikohet në diodë. Në një gjendje të përçueshmërisë së ulët, praktikisht asnjë rrymë nuk rrjedh nëpër strukturën gjysmëpërçuese. Megjithatë, kjo është e vërtetë vetëm deri në një vlerë të caktuar të tensionit të kundërt. Me tension të kundërt, kur forca e fushës elektrike në kryqëzimin pn arrin rreth 10 s V/cm, kjo fushë mund t'u japë bartësve të ngarkesave të lëvizshme - elektrone dhe vrima, duke u shfaqur vazhdimisht në të gjithë vëllimin e strukturës gjysmëpërçuese si rezultat i gjenerimit termik. - energji kinetike e mjaftueshme për jonizimin e atomeve neutrale të silikonit. Vrimat që rezultojnë dhe elektronet e përcjelljes, nga ana tjetër, përshpejtohen nga fusha elektrike e bashkimit pn dhe gjithashtu jonizojnë atomet neutrale të silikonit. Në këtë rast, ndodh një rritje në formë orteku në rrymën e kundërt, d.m.th. e. avari i ortekëve.

Tensioni në të cilin ndodh një rritje e mprehtë e rrymës së kundërt është i quajtur tension i zbërthimit U 3 .

TEMA 3. DIODA GJYSMËPËRÇUESE

Një diodë gjysmëpërçuese është një pajisje gjysmëpërçuese konvertuese elektrike me një kryqëzim elektrik dhe dy terminale, e cila përdor vetitë e një kryqëzimi pn.

Diodat gjysmëpërçuese klasifikohen:

1) sipas qëllimit: ndreqës, me frekuencë të lartë dhe me frekuencë ultra të lartë (dioda HF dhe mikrovalë), puls, dioda zener gjysmëpërçues (dioda referencë), dioda tuneli, dioda të kundërta, varikaps, etj.;

2) sipas dizajnit dhe veçorive teknologjike: planare dhe pika;

3) sipas llojit të materialit burimor: germanium, silikon, arsenid-galium, etj.

Figura 3.1 – Projektimi i diodave me pikë

Një diodë me pikë përdor një pllakë germaniumi ose silikoni me përçueshmëri elektrike të tipit n (Fig. 3.1), trashësi 0.1...0.6 mm dhe sipërfaqe 0.5...1.5 mm2; Një tel (gjilpërë) e mprehur me një papastërti të depozituar në të bie në kontakt me pllakën. Në këtë rast, papastërtitë shpërndahen nga gjilpëra në gjysmëpërçuesin kryesor, të cilat krijojnë një zonë me një lloj tjetër përçueshmërie elektrike. Kështu, afër gjilpërës formohet një bashkim pn hemisferik në miniaturë.

Për të bërë dioda me pikë germanium, një tel tungsteni i veshur me indium ngjitet në një pllakë germaniumi. Indiumi është një pranues i germaniumit. Regjioni që rezulton i germaniumit të tipit p është emitues.

Diodat me pikë silikoni bëhen duke përdorur silikon të tipit n dhe një tel të veshur me alumin, i cili shërben si pranues për silikon.

Në diodat planare, një kryqëzim pn formohet nga dy gjysmëpërçues me lloje të ndryshme të përçueshmërisë elektrike, dhe zona e kryqëzimit të llojeve të ndryshme të diodave varion nga të qindtat e një milimetri katror në disa dhjetëra centimetra katrorë (diodat e fuqisë).

Diodat planare prodhohen me metoda të shkrirjes (bashkimit) ose difuzionit (Fig. 3.2).

Figura 3.2 – Projektimi i diodave planare të prodhuara nga aliazhi (a) dhe metoda e difuzionit (b)

Një pikë indiumi shkrihet në një pjatë me germanium të tipit n në një temperaturë prej rreth 500°C (Fig. 3.2, a), e cila, e shkrirë me germanium, formon një shtresë germanium të tipit p. Rajoni me përçueshmëri elektrike të tipit p ka një përqendrim më të lartë të papastërtive se pllaka kryesore dhe për këtë arsye është një emetues. Telat e plumbit, zakonisht prej nikeli, ngjiten në pllakën kryesore të germaniumit dhe në pllakën e indiumit. Nëse si lëndë fillestare merret germaniumi i tipit p, atëherë në të shkrihet antimoni dhe më pas fitohet një rajon emitues i tipit n.

Metoda e difuzionit të prodhimit të një kryqëzimi p-n bazohet në faktin se atomet e papastërtisë shpërndahen në gjysmëpërçuesin kryesor (Fig. 3.2, b). Për të krijuar një shtresë p, përdoret difuzioni i një elementi pranues (bor ose alumin për silikon, indium për germanium) përmes sipërfaqes së materialit burimor.

3.1 Diodat ndreqëse

Një diodë gjysmëpërçuese ndreqëse është një diodë gjysmëpërçuese e krijuar për të kthyer rrymën alternative në rrymë të drejtpërdrejtë.

Diodat ndreqës bëhen në bazë të një kryqëzimi pn dhe kanë dy rajone, njëri prej tyre është me rezistencë më të ulët (përmban një përqendrim më të lartë të papastërtisë) dhe quhet emitues. Zona tjetër, baza, është më shumë rezistente (përmban një përqendrim më të ulët të papastërtive).

Funksionimi i diodave ndreqës bazohet në vetinë e përçueshmërisë së njëanshme të kryqëzimit p-n, e cila qëndron në faktin se kjo e fundit e përcjell mirë rrymën (ka rezistencë të ulët) kur lidhet drejtpërdrejt dhe praktikisht nuk përcjell rrymë (ka një rrymë shumë të lartë. rezistencë) kur lidhet në të kundërt.

Siç dihet, rryma e përparme e diodës krijohet nga ato kryesore, dhe rryma e kundërt krijohet nga transportuesit e ngarkesës jo parësore. Përqendrimi i bartësve të ngarkesës së shumicës është disa rend i madhësisë më i lartë se përqendrimi i transportuesve jo-shumicë, i cili përcakton vetitë e valvulave të diodës.

Parametrat kryesorë të korrigjimit të diodave gjysmëpërçuese janë:

· Rryma e përparme e diodës Ipr, e cila normalizohet në një tension të caktuar përpara (zakonisht Upr = 1...2V);

· Dioda maksimale e lejueshme e rrymës së përparme Ipr max;

· Tensioni maksimal i lejueshëm i kundërt i diodës Urev max, në të cilin dioda mund të funksionojë ende normalisht për një kohë të gjatë;

· Rryma konstante e kundërt Irev që rrjedh nëpër diodë me një tension të kundërt të barabartë me Urev max;

· Rryma mesatare e korrigjuar Ivp.sr, e cila mund të kalojë nëpër diodë për një kohë të gjatë në një temperaturë të pranueshme të ngrohjes së saj;

· Fuqia maksimale e lejuar Pmax e shpërndarë nga dioda, në të cilën sigurohet besueshmëria e specifikuar e diodës.

Sipas vlerës maksimale të lejueshme të rrymës mesatare të korrigjuar, diodat ndahen në fuqi të ulët (Ivp.av £ 0.3A), me fuqi të mesme (0.3A 10A).

Për të ruajtur performancën e diodës së germaniumit, temperatura e saj nuk duhet të kalojë +85°C. Diodat e silikonit mund të funksionojnë në temperatura deri në +150°C.

Figura 3.3 – Ndryshimi në karakteristikat volt-amper të një diode gjysmëpërçuese në varësi të temperaturës: a – për një diodë germanium; b - për një diodë silikoni

Rënia e tensionit gjatë kalimit të rrymës së drejtpërdrejtë për diodat e germaniumit është DUpr = 0.3...0.6V, për diodat e silikonit - DUpr = 0.8...1.2V. Rëniet e mëdha të tensionit kur rryma direkte kalon nëpër diodat e silikonit në krahasim me rëniet e tensionit të drejtpërdrejtë në diodat e germaniumit shoqërohen me një lartësi më të lartë pengese potenciale të kryqëzimeve p-n të formuara në silikon.

Me rritjen e temperaturës, rënia e tensionit përpara zvogëlohet, e cila shoqërohet me një ulje të lartësisë së pengesës së mundshme.

Kur një tension i kundërt aplikohet në një diodë gjysmëpërçuese, në të lind një rrymë e lehtë e kundërt, për shkak të lëvizjes së transportuesve të ngarkesës së pakicës përmes kryqëzimit pn.

Me rritjen e temperaturës së kryqëzimit pn, numri i bartësve të ngarkesës minoritare rritet për shkak të kalimit të disa elektroneve nga brezi i valencës në brezin e përcjelljes dhe formimit të çifteve të bartësve të ngarkesës elektron-vrima. Prandaj, rryma e kundërt e diodës rritet.

Kur një tension i kundërt prej disa qindra volt është aplikuar në diodë, fusha elektrike e jashtme në shtresën bllokuese bëhet aq e fortë sa mund të tërheqë elektronet nga brezi i valencës në brezin e përcjelljes (efekti Zener). Në këtë rast, rryma e kundërt rritet ndjeshëm, gjë që shkakton ngrohjen e diodës, një rritje të mëtejshme të rrymës dhe, së fundi, prishje termike (shkatërrim) të kryqëzimit p-n. Shumica e diodave mund të funksionojnë me besueshmëri në tensione të kundërta që nuk i kalojnë (0,7...0,8) Uprob.

Tensioni i kundërt i lejuar i diodave të germaniumit arrin - 100...400V, dhe për diodat e silikonit - 1000...1500V.

Në një numër instalimesh të fuqishme të konvertuesit, kërkesat për vlerën mesatare të rrymës së përparme dhe tensionit të kundërt tejkalojnë vlerën nominale të parametrave të diodave ekzistuese. Në këto raste, problemi zgjidhet me lidhje paralele ose serike të diodave.

Lidhja paralele e diodave përdoret kur është e nevojshme të merret një rrymë përpara më e madhe se rryma kufizuese e një diode. Por nëse diodat e të njëjtit lloj janë thjesht të lidhura paralelisht, atëherë, për shkak të mospërputhjes së degëve të drejtpërdrejta të karakteristikës së tensionit aktual, ato do të ngarkohen ndryshe dhe, në disa, rryma e përparme do të jetë më e madhe se ajo kufizuese .

Figura 3.4 – Lidhja paralele e diodave ndreqës

Për të barazuar rrymat, përdoren dioda me një ndryshim të vogël në degët e drejtpërdrejta të karakteristikës së tensionit aktual (ato janë zgjedhur) ose rezistorët barazues me një rezistencë të njësive Ohms janë të lidhur në seri me diodat. Ndonjëherë përfshihen rezistorë shtesë (Fig. 3.4, c) me rezistencë disa herë më të madhe se rezistenca direkte e diodave, kështu që rryma në secilën diodë përcaktohet kryesisht nga rezistenca Rd, d.m.th. Rd>>rpr vd. Vlera e Rd është qindra ohmë.

Lidhja serike e diodave përdoret për të rritur totalin e tensionit të kundërt të lejuar. Kur ekspozohet ndaj tensionit të kundërt, e njëjta rrymë e kundërt Irev rrjedh nëpër dioda të lidhura në seri. megjithatë, për shkak të ndryshimit në degët e kundërta të karakteristikës së tensionit aktual, voltazhi total do të shpërndahet në mënyrë të pabarabartë nëpër dioda. Një diodë e së cilës dega e kundërt e karakteristikës së tensionit aktual është më e lartë do të ketë një tension më të madh të aplikuar në të. Mund të jetë më i lartë se kufiri, gjë që do të çojë në prishjen e diodave.

Figura 3.5 – Lidhja në seri e diodave ndreqës

Për të siguruar që tensioni i kundërt të shpërndahet në mënyrë të barabartë midis diodave, pavarësisht nga rezistenca e tyre e kundërt, diodat mbyllen me rezistorë. Rezistenca Rsh e rezistorëve duhet të jetë e njëjtë dhe dukshëm më e vogël se rezistenca më e vogël e kundërt e diodave Rsh 3.2 Diodat Zener

Një diodë zener gjysmëpërçues është një diodë gjysmëpërçuese, voltazhi në të cilin në rajonin e prishjes elektrike varet dobët nga rryma dhe që përdoret për të stabilizuar tensionin.

Diodat zener gjysmëpërçues përdorin vetinë e një ndryshimi të lehtë në tensionin e kundërt në kryqëzimin p-n gjatë një prishjeje elektrike (orteku ose tuneli). Kjo për faktin se një rritje e vogël e tensionit në kryqëzimin pn në modalitetin e prishjes elektrike shkakton një gjenerim më intensiv të transportuesve të ngarkesës dhe një rritje të konsiderueshme të rrymës së kundërt.

Diodat zener të tensionit të ulët bëhen në bazë të materialit shumë të aliazhuar (me rezistencë të ulët). Në këtë rast, formohet një kryqëzim i ngushtë planar, në të cilin ndodh një prishje elektrike e tunelit në tensione të kundërta relativisht të ulëta (më pak se 6V). Diodat zener të tensionit të lartë bëhen në bazë të materialit të aliazhuar lehtë (me rezistencë të lartë). Prandaj, parimi i funksionimit të tyre shoqërohet me prishje elektrike të ortekëve.

Parametrat kryesorë të diodave zener:

· Tensioni i stabilizimit Ust (Ust = 1…1000V);

· Rrymat e stabilizimit minimal Ist mіn dhe maksimale Ist max (Ist mіn" 1.0...10 mA, Ist max "0.05...2.0A);

· Shpërndarja maksimale e lejueshme e fuqisë Рmax;

· rezistenca diferenciale në seksionin e stabilizimit rd = DUst/DIst, (rd" 0.5...200 Ohm);

koeficienti i temperaturës së tensionit në seksionin e stabilizimit:

TKU e diodës zener tregon se me çfarë përqindje do të ndryshojë tensioni stabilizues kur temperatura e gjysmëpërçuesit ndryshon me 1°C

(TKU= -0,5…+0,2%/°С).

Figura 3.6 – Karakteristika volt-amper e diodës zener dhe emërtimi i saj simbolik grafik

Diodat Zener përdoren për të stabilizuar tensionet e furnizimit me energji elektrike, si dhe për të rregulluar nivelet e tensionit në qarqe të ndryshme.

Stabilizimi i tensionit të ulët brenda 0.3...1V mund të arrihet duke përdorur degën direkte të karakteristikës I-V të diodave të silikonit. Një diodë në të cilën dega e drejtpërdrejtë e karakteristikës së tensionit aktual përdoret për të stabilizuar tensionin quhet stabistor. Ekzistojnë gjithashtu dioda zener të dyanshme (simetrike) që kanë një karakteristikë simetrike të rrymës-tensionit në lidhje me origjinën.

Diodat Zener mund të lidhen në seri, me një tension stabilizues që rezulton i barabartë me shumën e tensioneve të diodës zener:

Ust = Ust1 + Ust2 +…

Lidhja paralele e diodave zener është e papranueshme, sepse për shkak të shpërndarjes së karakteristikave dhe parametrave të të gjitha diodave zener të lidhura paralelisht, rryma do të lindë vetëm në një, e cila ka tensionin më të ulët stabilizues Ust, gjë që do të shkaktojë mbinxehje të diodës zener.

3.3 Diodat e tunelit dhe të kundërt

Një diodë tuneli është një diodë gjysmëpërçuese e bazuar në një gjysmëpërçues të degjeneruar, në të cilin efekti i tunelit çon në shfaqjen e një seksioni negativ të rezistencës diferenciale në karakteristikën e tensionit aktual në tensionin përpara.

Dioda e tunelit është bërë nga germanium ose arsenid galiumi me një përqendrim shumë të lartë të papastërtive, d.m.th. me rezistencë shumë të ulët. Të tillë gjysmëpërçues me rezistencë të ulët quhen të degjeneruar. Kjo bën të mundur marrjen e një kryqëzimi shumë të ngushtë pn. Në tranzicione të tilla, krijohen kushte për tunelimin relativisht të lirë të elektroneve përmes një pengese potenciale (efekti i tunelit). Efekti i tunelit çon në shfaqjen e një seksioni me rezistencë diferenciale negative në degën e drejtpërdrejtë të karakteristikës së tensionit aktual të diodës. Efekti i tunelit është se në një lartësi mjaft të ulët të pengesës potenciale, elektronet mund të depërtojnë përmes pengesës pa ndryshuar energjinë e tyre.

Parametrat kryesorë të diodave të tunelit:

· rryma e pikut Iп – rryma e përparme në pikën maksimale të karakteristikës së rrymës-tensionit;

· Rryma e luginës Iв – rryma e përparme në pikën minimale të karakteristikës së rrymës-tensionit;

· raporti i rrymave të diodës së tunelit Iп/Iв;

· Tensioni i pikut Uп – tensioni përpara që korrespondon me rrymën e pikut;

· Tensioni i luginës Uв – tensioni përpara që korrespondon me rrymën e luginës;

· Tensioni i zgjidhjes Urr.

Diodat e tunelit përdoren për të gjeneruar dhe përforcuar lëkundjet elektromagnetike, si dhe në qarqet komutuese dhe impulse me shpejtësi të lartë.

Figura 3.7 – Karakteristika e tensionit aktual të një diode tuneli

Një diodë e kundërt është një diodë e bazuar në një gjysmëpërçues me një përqendrim kritik të papastërtive, në të cilën përçueshmëria në tensionin e kundërt për shkak të efektit të tunelit është dukshëm më e madhe se në tensionin përpara.

Parimi i funksionimit të një diodë të kundërt bazohet në përdorimin e efektit të tunelit. Por në diodat e kundërta përqendrimi i papastërtive është më i ulët se në diodat konvencionale të tunelit. Prandaj, ndryshimi i potencialit të kontaktit për diodat e kundërta është më i vogël, dhe trashësia e kryqëzimit pn është më e madhe. Kjo çon në faktin se nën ndikimin e tensionit të drejtpërdrejtë, nuk krijohet një rrymë direkte e tunelit. Rryma e përparme në diodat e kundërta krijohet nga injektimi i bartësve të ngarkesës jo-shumicë përmes kryqëzimit p-n, d.m.th. rryma e drejtpërdrejtë është difuzioni. Kur tensioni është i kundërt, një rrymë e konsiderueshme tunelimi rrjedh nëpër kryqëzim, e krijuar nga lëvizja e elektroneve përmes pengesës potenciale nga rajoni p në rajonin n. Seksioni i punës i karakteristikës së tensionit aktual të një diodë të kundërt është dega e kundërt.

Kështu, diodat e kundërta kanë një efekt ndreqës, por drejtimi i tyre i kalimit (përçues) korrespondon me lidhjen e kundërt, dhe drejtimi bllokues (jopërçues) korrespondon me lidhjen e drejtpërdrejtë.

Figura 3.8 - Karakteristika e volt-amperit të një diode të kundërt

Diodat e kundërta përdoren në pajisjet pulsuese, dhe gjithashtu si konvertues sinjalesh (përzierëse dhe detektorë) në pajisjet e inxhinierisë radio.

3.4 Varicaps

Një varicap është një diodë gjysmëpërçuese që përdor varësinë e kapacitetit nga madhësia e tensionit të kundërt dhe është menduar për përdorim si një element me kapacitet të kontrolluar elektrikisht.

Materiali gjysmëpërçues për prodhimin e varikapeve është silikoni.

Parametrat bazë të varicapsit:

· kapaciteti nominal Sv – kapaciteti në një tension të dhënë të kundërt (Sv = 10...500 pF);

Koeficienti i mbivendosjes së kapacitetit; (Ks = 5...20) - raporti i kapaciteteve të varikapit në dy vlera të dhëna të tensioneve të kundërta.

Varicaps përdoren gjerësisht në qarqe të ndryshme për rregullimin automatik të frekuencës dhe në amplifikatorët parametrikë.

Figura 3.9 – Karakteristika e kapacitetit-tensionit të një varikapi

3.5 Llogaritja e qarqeve elektrike me dioda gjysmëpërçuese.

Në qarqet praktike, një pjesë e ngarkesës, për shembull një rezistencë, lidhet me qarkun e diodës (Fig. 3.10, a). Rryma e drejtpërdrejtë rrjedh kur anoda ka një potencial pozitiv në raport me katodën.

Mënyra e diodës me ngarkesë quhet mënyra e funksionimit. Nëse dioda kishte rezistencë lineare, atëherë llogaritja e rrymës në një qark të tillë nuk do të ishte e vështirë, pasi rezistenca totale e qarkut është e barabartë me shumën e rezistencës së diodës ndaj rrymës direkte Ro dhe rezistencës së rezistencës së ngarkesës Rn. Por dioda ka një rezistencë jolineare dhe vlera e saj Ro ndryshon me ndryshimin e rrymës. Prandaj, llogaritja aktuale bëhet në mënyrë grafike. Detyra është si më poshtë: vlerat e E, Rn dhe karakteristikat e diodës janë të njohura; kërkohet të përcaktohet rryma në qarkun I dhe tensioni në diodën Ud.

Figura 3.10

Karakteristika e diodës duhet të konsiderohet si një grafik i disa ekuacioneve që lidhin sasitë I dhe U. Dhe për rezistencën Rn, një ekuacion i ngjashëm është ligji i Ohm-it:

(3.1)

Pra, janë dy ekuacione me dy të panjohura I dhe U, dhe njëri prej ekuacioneve është dhënë grafikisht. Për të zgjidhur një sistem të tillë ekuacionesh, duhet të ndërtoni një grafik të ekuacionit të dytë dhe të gjeni koordinatat e pikës së kryqëzimit të dy grafikëve.

Ekuacioni për rezistencën Rн është një ekuacion i shkallës së parë në lidhje me I dhe U. Grafiku i tij është një vijë e drejtë e quajtur vija e ngarkesës. Është ndërtuar duke përdorur dy pika në boshtet koordinative. Për I= 0, nga ekuacioni (3.1) fitojmë: E − U= 0 ose U= E, që i përgjigjet pikës A në Fig. 3.10, b. Dhe nëse U= 0, atëherë I= E/Rн. e vizatojmë këtë rrymë në boshtin e ordinatave (pika B). Ne vizatojmë një vijë të drejtë përmes pikave A dhe B, e cila është vija e ngarkesës. Koordinatat e pikës D japin zgjidhjen e problemit.

Duhet të theksohet se një llogaritje grafike e mënyrës së funksionimit të diodës mund të hiqet nëse Rn >> Ro. Në këtë rast, lejohet të neglizhohet rezistenca e diodës dhe të përcaktohet rryma afërsisht: I»E/Rн.

Metoda e konsideruar për llogaritjen e tensionit të drejtpërdrejtë mund të zbatohet në amplitudë ose vlera të menjëhershme nëse burimi siguron tension të alternuar.

Meqenëse diodat gjysmëpërçuese e përcjellin mirë rrymën në drejtimin përpara dhe dobët në drejtimin e kundërt, shumica e diodave gjysmëpërçuese përdoren për të korrigjuar rrymën alternative.

Qarku më i thjeshtë për korrigjimin e rrymës alternative është paraqitur në Fig. 3.11. Është i lidhur në seri me një burim të alternuar emf - e, një diodë VD dhe një rezistencë ngarkese Rн. Ky qark quhet gjysmëvalë.

Ndreqësi më i thjeshtë funksionon si më poshtë. Gjatë një gjysmë cikli, voltazhi për diodën është i drejtpërdrejtë dhe një rrymë kalon, duke krijuar një rënie të tensionit UR në të gjithë rezistencën Rn. Gjatë gjysmëciklit të ardhshëm, tensioni është i kundërt, praktikisht nuk ka rrymë dhe UR = 0. Kështu, një rrymë pulsuese kalon përmes diodës dhe rezistencës së ngarkesës në formën e pulseve që zgjasin gjysmë cikli. Kjo rrymë quhet rrymë e korrigjuar. Krijon një tension të korrigjuar në të gjithë rezistencën Rн. Grafikët në Fig. 3.11, b ilustrojnë proceset në ndreqës.

Figura 3.11

Amplituda e gjysmë-valëve pozitive në diodë është shumë e vogël. Kjo shpjegohet me faktin se kur kalon rryma direkte, pjesa më e madhe e tensionit të burimit bie në të gjithë rezistencën e ngarkesës Rn, rezistenca e së cilës tejkalon ndjeshëm rezistencën e diodës. Në këtë rast

Për diodat gjysmëpërçuese konvencionale, voltazhi përpara nuk është më shumë se 1 ... 2 V. Për shembull, le të ketë burimi një tension efektiv E = 200V dhe . Nëse Up max = 2V, atëherë URmax = 278V.

Me një gjysmë valë negative të tensionit të furnizuar, praktikisht nuk ka rrymë dhe rënia e tensionit në të gjithë rezistencën Rn është zero. I gjithë tensioni i burimit aplikohet në diodë dhe është tensioni i kundërt për të. Kështu, vlera maksimale e tensionit të kundërt është e barabartë me amplitudën e emf të burimit.

Diagrami më i thjeshtë i përdorimit të një diode zener është paraqitur në Fig. 3.12, a. Ngarkesa (konsumatori) lidhet paralelisht me diodën zener. Prandaj, në modalitetin e stabilizimit, kur voltazhi në diodën zener është pothuajse konstant, i njëjti tension do të jetë në ngarkesë. Zakonisht Rogr llogaritet për pikën e mesit T të karakteristikave të diodës zener.

Le të shqyrtojmë rastin kur E = konst, dhe Rn ndryshon nga Rn min në Rn max..

Vlera e Rolim mund të gjendet duke përdorur formulën e mëposhtme:

(3.3)

ku Iav = 0.5(Ist min+Ist max) – rryma mesatare e diodës zener;

In = Ust/Rн – rryma e ngarkesës (në Rn = konst);

In.av = 0,5 (Në min + Në max), (me Rn = var),

dhe Dhe .

Figura 3.12

Funksionimi i qarkut në këtë mënyrë mund të shpjegohet si më poshtë. Meqenëse Rogr është konstante dhe rënia e tensionit në të, e barabartë me (E − Ust), është gjithashtu konstante, atëherë rryma në Rogr, e barabartë me (Ist + In.sr), duhet të jetë konstante. Por kjo e fundit është e mundur vetëm nëse rryma e diodës zener I dhe rryma e ngarkesës In ndryshojnë në të njëjtën masë, por në drejtime të kundërta. Për shembull, nëse In rritet, atëherë rryma I zvogëlohet me të njëjtën sasi, dhe shuma e tyre mbetet e pandryshuar.

Le të shqyrtojmë parimin e funksionimit të një diode zener duke përdorur shembullin e një qarku të përbërë nga një burim i lidhur në seri i EMF të ndryshueshëm - e, një diodë zener VD dhe një rezistencë R (Fig. 3.13, a).

Gjatë gjysmë-ciklit pozitiv, një tension i kundërt aplikohet në diodën zener, dhe deri në tensionin e prishjes së diodës zener, i gjithë tensioni aplikohet në diodën zener, pasi rryma në qark është zero. Pas prishjes elektrike të diodës zener, voltazhi në diodën zener VD mbetet i pandryshuar dhe i gjithë tensioni i mbetur i burimit EMF do të aplikohet në rezistencën R. Gjatë gjysmë-ciklit negativ, dioda zener ndizet në drejtimin përcjellës , rënia e tensionit në të është rreth 1V, dhe voltazhi i mbetur i burimit EMF aplikohet në rezistencën R.

Një diodë gjysmëpërçuese është një pajisje gjysmëpërçuese me një kryqëzim elektrik dhe dy terminale, e cila përdor një ose një veçori tjetër të kryqëzimit elektrik. Lidhja elektrike mund të jetë një kryqëzim elektron-vrimë, një kryqëzim metal-gjysmëpërçues ose një heterobashkim.

Rajoni i kristalit gjysmëpërçues të diodës që ka një përqendrim më të lartë të papastërtive (dhe për rrjedhojë shumica e bartësve të ngarkesës) quhet emetues, dhe tjetri, me një përqendrim më të ulët, quhet bazë. Ana e diodës me të cilën lidhet poli negativ i burimit të energjisë kur lidhet drejtpërdrejt shpesh quhet katodë, dhe tjetra quhet anodë.

Sipas qëllimit të tyre, diodat ndahen në:

1. ndreqës (fuqi), të projektuar për të kthyer tensionin e alternuar nga furnizimet me energji elektrike me frekuencë industriale në tension të drejtpërdrejtë;

2. Diodat Zener (diodat referuese) të dizajnuara për të stabilizuar tensionet , duke pasur në degën e kundërt të karakteristikës së rrymës-tensionit një seksion me një varësi të dobët të tensionit nga rryma rrjedhëse:

3. varicaps të destinuara për përdorim si një kapacitet të kontrolluar nga tensioni elektrik;

4. impuls, i projektuar për të punuar në qarqet e pulsit me shpejtësi të lartë;

5. tunel dhe mbrapsht, i projektuar për të përforcuar, gjeneruar dhe ndërruar lëkundjet me frekuencë të lartë;

6. frekuencë ultra të lartë, e projektuar për konvertim, ndërrim dhe gjenerim të lëkundjeve me frekuencë ultra të lartë;

7. LED të projektuar për të kthyer një sinjal elektrik në energji drite;

8. fotodioda, të projektuara për të kthyer energjinë e dritës në një sinjal elektrik.

Sistemi dhe lista e parametrave të përfshirë në përshkrimet teknike dhe që karakterizojnë vetitë e diodave gjysmëpërçuese zgjidhen duke marrë parasysh veçoritë e tyre fizike dhe teknologjike dhe fushën e zbatimit. Në shumicën e rasteve, informacioni për parametrat e tyre statikë, dinamikë dhe limitë është i rëndësishëm.

Parametrat statikë karakterizojnë sjelljen e pajisjeve në rrymë të drejtpërdrejtë, parametrat dinamikë karakterizojnë vetitë e tyre të frekuencës kohore, parametrat kufi përcaktojnë zonën e funksionimit të qëndrueshëm dhe të besueshëm.

1.5. Karakteristika e tensionit aktual të diodës

Karakteristika e tensionit aktual (karakteristika volt-amper) e diodës është e ngjashme me karakteristikën e tensionit aktual p-n-tranzicioni dhe ka dy degë - përpara dhe mbrapsht.

Karakteristika e tensionit aktual të diodës është paraqitur në figurën 5.

Nëse dioda ndizet në drejtimin përpara ("+" - në zonë R, dhe "-" - në zonë n), atëherë kur të arrihet tensioni i pragut U Pastaj dioda hapet dhe rryma direkte rrjedh nëpër të. Kur ndizet përsëri ("-" në zonë R, dhe "+" - në zonë n) një rrymë e parëndësishme e kundërt rrjedh nëpër diodë, domethënë, dioda është në të vërtetë e mbyllur. Prandaj, mund të konsiderojmë se dioda kalon rrymë vetëm në një drejtim, gjë që lejon që ajo të përdoret si një element ndreqës.

Vlerat e rrymave të përparme dhe të kundërta ndryshojnë me disa rend të madhësisë, dhe rënia e tensionit përpara nuk i kalon disa volt në krahasim me tensionin e kundërt, i cili mund të jetë qindra ose më shumë volt. Vetitë ndreqëse të diodave janë më të mira, sa më e ulët të jetë rryma e kundërt në një tension të caktuar të kundërt dhe aq më e ulët rënia e tensionit në një rrymë të caktuar përpara.

Parametrat e karakteristikës rrymë-tension janë: rezistenca dinamike (diferenciale) e diodës ndaj rrymës alternative dhe rezistenca statike ndaj rrymës së vazhduar.

Rezistenca statike e diodës ndaj rrymës direkte në drejtimet e përparme dhe të kundërta shprehet me relacionin:

, (2)

Ku U Dhe I specifikoni pika specifike në karakteristikën e tensionit aktual të diodës në të cilën llogaritet rezistenca.

Rezistenca dinamike AC përcakton ndryshimin e rrymës përmes një diode me një ndryshim në tension pranë një pike të zgjedhur të funksionimit në karakteristikën e diodës:

. (3)

Meqenëse një karakteristikë tipike I-V e një diode ka seksione me linearitet të rritur (një në degën e përparme, një në degën e kundërt), r d llogaritet si raporti i një rritjeje të vogël të tensionit nëpër diodë me një rritje të vogël të rrymës përmes saj në një modalitet të caktuar:

. (4)

Për të nxjerrë një shprehje për r d, është më e përshtatshme të merret rryma si argument I, dhe konsideroni tensionin si funksion dhe, duke marrë logaritmin e ekuacionit (1), sillni atë në formën:

. (5)

. (6)

Nga kjo rrjedh se me rritjen e rrymës përpara r d zvogëlohet shpejt, që kur dioda ndizet drejtpërdrejt I>>I S .

Në seksionin linear të karakteristikës së tensionit aktual kur dioda lidhet drejtpërdrejt, rezistenca statike është gjithmonë më e madhe se rezistenca dinamike: R st > r d. Kur ndizni sërish diodën R rr r d.

Kështu, rezistenca elektrike e diodës në drejtimin përpara është shumë më e vogël se në drejtimin e kundërt. Prandaj, dioda ka përçueshmëri të njëanshme dhe përdoret për të korrigjuar rrymën alternative.

Një diodë është një pajisje gjysmëpërçuese me një lidhje pn, e cila ka dy dalje (katodë dhe anodë), është projektuar për të stabilizuar, korrigjuar, moduluar, zbuluar, konvertuar dhe kufizuar sinjalet elektrike. rrymë e kundërt.

Në qëllimin e tyre funksional, diodat ndahen në dioda pulsi, ndreqës, universale, zener, dioda mikrovalore, dioda tuneli, varikape, dioda komutuese etj.

Në teori, ne e dimë se një diodë lejon që rryma të rrjedhë vetëm në një drejtim. Megjithatë, jo shumë njerëz e dinë ose e kuptojnë saktësisht se si ai e bën këtë. Skematikisht, një diodë mund të imagjinohet si një kristal i përbërë nga 2 rajone (gjysmëpërçues). Njëra nga këto zona të kristalit ka përçueshmëri të tipit n dhe tjetra ka përçueshmëri të tipit p.

Në figurë ka vrima që mbizotërojnë në rajonin e tipit n, të cilat janë paraqitur në rrathë blu dhe elektronet që mbizotërojnë në rajonin e tipit p janë paraqitur me të kuqe. Këto dy zona janë elektrodat e diodës, katoda dhe anoda:

Katoda është elektroda negative e diodës, bartësit kryesorë të ngarkesës së së cilës janë elektronet.

Anoda është elektroda pozitive e diodës, bartësit kryesorë të ngarkesës së së cilës janë vrimat.

Në sipërfaqet e jashtme të zonave, aplikohen shtresa metalike të kontaktit, në të cilat ngjiten telat e elektrodave të diodës. Një pajisje e këtij lloji mund të jetë vetëm në një nga dy gjendjet:

1. Mbyllur - kjo është kur përçon dobët rrymën;

2. E hapur është kur përçon mirë rrymën.

Dioda do të jetë në gjendje të mbyllur nëse aplikohet polariteti i burimit të tensionit konstant.

Në këtë rast, elektronet nga rajoni i tipit n do të fillojnë të lëvizin në polin pozitiv të burimit të energjisë, duke u larguar nga kryqëzimi p-n, dhe vrimat në rajonin e tipit p do të largohen gjithashtu nga kryqëzimi p-n, duke lëvizur drejt poli negativ. Në fund, kufiri i rajoneve do të zgjerohet, gjë që krijon një zonë të bashkuar nga elektrone dhe vrima, të cilat do të ofrojnë rezistencë të madhe ndaj rrymës.

Sidoqoftë, ka bartës të pakicës së ngarkesës në çdo rajon të diodës dhe një shkëmbim i vogël elektronesh dhe vrimash midis rajoneve do të vazhdojë të ndodhë. Prandaj, shumë herë më pak rrymë do të rrjedhë nëpër diodë sesa rryma e drejtpërdrejtë, dhe kjo rrymë quhet Rryma e kundërt e diodës. Në praktikë, si rregull, rryma e kundërt e kryqëzimit p-n neglizhohet, dhe kështu rezulton se kryqëzimi p-n ka vetëm përçueshmëri njëkahëshe.