Uma Visão Geral dos Diferentes Tipos de Diodos e Seus Usos

Um diodo é um dispositivo elétrico de dois terminais, que permite a transferência de corrente em apenas uma direção. O diodo também é conhecido por sua propriedade de corrente unidirecional, onde a corrente elétrica pode fluir em uma direção. Basicamente, um diodo é usado para retificar formas de onda, dentro de detectores de rádio ou dentro suprimentos de energia . Eles também podem ser usados ​​em vários circuitos elétricos e eletrônicos onde o resultado 'unidirecional' do diodo é necessário. A maioria dos diodos é feita de semicondutores como Si (silício), mas em alguns casos, Ge (germânio) também é usado. Às vezes é benéfico resumir o diferentes tipos de diodos existem . Alguns dos tipos podem se sobrepor, mas as várias definições podem se beneficiar ao restringir o campo e oferecer uma visão geral dos vários tipos de diodos.

Quais são os diferentes tipos de diodos?

Existem vários tipos de diodos e aqueles estão disponíveis para uso em projetos de eletrônicos, ou seja, um diodo reverso, diodo BARRITT, diodo Gunn, diodo laser, diodos emissores de luz, Díodos dopados de ouro , diodo de cristal , PN Junction, Diodo Shockley , Diodo de recuperação de etapa, diodo túnel, diodo Varactor e um diodo Zener.

Tipos de Diodos

Explicação detalhada dos diodos

Vamos falar em detalhes sobre o princípio de funcionamento do diodo.

Diodo reverso

Esse tipo de diodo também é chamado de diodo traseiro e não é extremamente implementado. O diodo reverso é um diodo de junção PN que tem uma operação semelhante a um diodo de túnel. O cenário de tunelamento quântico detém importante responsabilidade na condução do atual caminho principalmente reverso. Com a imagem da banda de energia, o funcionamento exato do diodo pode ser conhecido.

Trabalho de diodo reverso

A banda que fica no nível superior é denominada banda de condução, enquanto a banda de nível inferior é denominada banda de valência. Quando há aplicação de energia aos elétrons, eles tendem a ganhar energia e se mover em direção à banda de condução. Quando os elétrons entram da valência para a banda de condução, o lugar deles na banda de valência é deixado com lacunas.

Na condição de polarização zero, a banda de valência ocupada está em oposição à banda de condução ocupada. Enquanto na condição de polarização reversa, a região P tem um movimento ascendente correspondente à região N. Agora, a banda ocupada na seção P está em contraste com a banda vaga na seção N. Assim, os elétrons começam a tunelar da banda ocupada na seção P para a banda vazia na seção N.

Portanto, isso significa que o fluxo de corrente também ocorre em polarização reversa. Na condição de polarização direta, a região N tem um movimento para cima correspondente à região P. Agora, a banda ocupada na seção N está em contraste com a banda vaga na seção P. Assim, os elétrons começam a tunelar da banda ocupada na seção N para a banda vaga na seção P.

Neste tipo de diodo, a região de resistência negativa é formada e esta é empregada principalmente para o funcionamento do diodo.

Diodo reverso

Diodo BARITT

O prazo estendido desse diodo é o diodo de tempo de trânsito de injeção de barreira, que é o diodo BARITT. É aplicável em aplicações de microondas e permite muitas comparações com o diodo IMPATT mais amplamente utilizado. Este link mostra uma descrição clara do que é um Diodo BARRITT e seu funcionamento e implementações.

Gunn Diode

O diodo Gunn é um diodo de junção PN, este tipo de diodo é um dispositivo semicondutor que possui dois terminais. Geralmente, é usado para produzir sinais de microondas. Por favor, consulte o link abaixo para Gunn Diode Trabalhando , Características e suas aplicações.

Gunn Diodes

Diodo laser

O diodo laser não tem um processo semelhante ao do LED comum (diodo emissor de luz) porque ele produz luz coerente. Esses diodos são amplamente utilizados para vários fins, como DVDs, unidades de CD e ponteiros de luz laser para PPTs. Embora esses diodos sejam baratos do que outros tipos de geradores a laser, eles são muito mais caros do que os LEDs. Eles também têm uma vida parcial.

Diodo laser

Diodo emissor de luz

O termo LED significa diodo emissor de luz, é um dos tipos mais comuns de diodo. Quando o diodo é conectado na polarização de encaminhamento, a corrente flui pela junção e gera a luz. Existem também muitos novos desenvolvimentos de LED que estão mudando - são LEDs e OLEDs. Um dos principais conceitos para estar ciente do LED são suas características IV. Vamos examinar as características do LED em detalhes.

Características dos diodos emissores de luz

Antes que um LED emita luz, ele requer o fluxo de corrente através do diodo porque este é um diodo baseado em corrente. Aqui, a quantidade de intensidade da luz tem uma proporção direta com a direção direta da corrente que flui através do diodo.

Quando o diodo conduz corrente na polarização direta, então deve haver um resistor em série limitador de corrente para proteger o diodo do fluxo adicional de corrente. Deve-se notar que não deve haver conexão direta entre a fonte de alimentação e o LED, onde isso causa danos instantâneos, pois essa conexão permite uma quantidade extrema de fluxo de corrente e queima o dispositivo.

LED funcionando

Cada tipo de dispositivo de LED mantém sua própria perda de tensão direta através da junção PN e esta restrição é conhecida pelo tipo de semicondutor usado. Isso determina a quantidade de queda de tensão para a quantidade correspondente de corrente de encaminhamento, geralmente para um valor de corrente de 20 mA.

Na maioria dos cenários, os LEDs funcionam a partir de níveis mínimos de tensão com um resistor em conexão em série, Rs é empregado para a restrição da quantidade direta de corrente a um nível protegido que é em geral 5mA a 30mA quando há um requisito de brilho aprimorado .

Vários LEDs geram luz nas regiões correspondentes do espectro UV e, portanto, geram diferentes níveis de intensidades de luz. A seleção específica do semicondutor pode ser conhecida por todo o comprimento de onda das emissões de fótons e, portanto, a luz correspondente é produzida. As cores do LED são as seguintes:

Portanto, a cor exata do LED é conhecida pela distância do comprimento de onda emitido. E o comprimento de onda é conhecido pela composição semicondutora específica que é empregada na junção PN no momento de seu processo de fabricação. Portanto, ficou claro que a cor de emissão de luz do LED não é devido aos plásticos polidos que são usados. Mas também aumentam o brilho da luz quando não são iluminados pelo fornecimento de corrente. Com a combinação de várias substâncias semicondutoras, gasosas e metálicas, os LEDs abaixo podem ser gerados e são:

• Arsenieto de gálio (GaAs), que é infravermelho
• Fosfeto de arseneto de gálio (GaAsP) varia de vermelho a infravermelho e laranja
• Fosfeto de Arsenieto de Gálio e Alumínio (AlGaAsP) que aumentou as cores vermelho brilhante, tipo laranja de vermelho, laranja e amarelo.
• O Fosfeto de Gálio (GaP) existe nas cores vermelha, amarela e verde
• Fosfeto de alumínio e gálio (AlGaP) - principalmente na cor verde
• Nitreto de gálio (GaN) que está disponível em verde e verde esmeralda
• Nitreto de Gálio Índio (GaInN) próximo ao ultravioleta, a cor mista de azul, verde e azul
• Carboneto de silício (SiC) disponível como um azul como substrato
• Seleneto de zinco (ZnSe) existe em azul
• Nitreto de alumínio e gálio (AlGaN) que é ultravioleta

Foto-diodo

O fotodiodo é usado para detectar luz. Verificou-se que quando a luz atinge uma junção PN, ela pode criar elétrons e buracos. Normalmente, os fotodiodos operam sob condições de polarização reversa, onde mesmo uma pequena quantidade de fluxo de corrente resultante da luz pode ser simplesmente notada. Esses diodos também podem ser usados ​​para produzir eletricidade.

Foto-diodo

Diodo PIN

Este tipo de diodo é caracterizado pela sua construção. Possui as regiões padrão do tipo P e do tipo N, mas a área entre as duas regiões, ou seja, o semicondutor intrínseco, não possui dopagem. A região do semicondutor intrínseco tem o efeito de aumentar a área da região de depleção, o que pode ser benéfico para aplicações de comutação.

Diodo PIN

Os portadores de carga negativa e positiva das regiões do tipo N e P, correspondentemente, têm um movimento para a região intrínseca. Quando essa região está completamente preenchida com buracos de elétrons, o diodo começa a conduzir. Enquanto em condição de polarização reversa, a ampla camada intrínseca no diodo pode impedir e suportar níveis de alta tensão.

Em níveis de frequência aumentados, o diodo PIN funcionará como um resistor linear. Ele funciona como um resistor linear porque este diodo tem tempo de recuperação reversa inadequado . Esta é a causa da região “I” fortemente carregada com eletricidade não ter tempo suficiente para descarregar no momento dos ciclos rápidos. E em níveis mínimos de frequência, o diodo opera como um diodo retificador onde tem tempo suficiente para descarregar e desligar.

Diodo de junção PN

A junção PN padrão pode ser considerada o tipo normal ou padrão de diodo em uso hoje. Este é o mais proeminente dos vários tipos de diodos que estão no domínio elétrico. Porém, esses diodos podem ser aplicados como tipos de pequenos sinais para uso em RF (radiofrequência) ou outras aplicações de baixa corrente que podem ser chamados de diodos de sinal. Outros tipos podem ser planejados para aplicações de alta tensão e alta corrente e são normalmente chamados de diodos retificadores. Em um diodo de junção PN, é necessário estar livre das condições de polarização. Existem basicamente três condições de polarização e isso depende do nível de tensão aplicado.

• Polarização direta - aqui, os terminais positivo e negativo são conectados aos tipos P e N do diodo.
• Polarização reversa - aqui, os terminais positivo e negativo são conectados aos tipos N e P do diodo.
• Polarização zero - Isso é chamado de polarização '0' porque nenhuma tensão externa é aplicada ao diodo.

Polarização direta do diodo de junção PN

Na condição de polarização direta, a junção PN é desenvolvida quando as bordas positiva e negativa da bateria são conectadas aos tipos P e N. Quando o diodo funciona em polarização de encaminhamento, os campos elétricos internos e aplicados na junção estão em caminhos opostos. Quando esses campos elétricos são somados, o nível de magnitude da saída consequencial é menor do que o do campo elétrico aplicado.

Polarização direta em tipos de junção PN de diodos

Essa conexão resulta em um caminho resistivo mínimo e uma área de depleção mais fina. A resistência da região de depleção se torna mais insignificante quando o valor da tensão aplicada é maior. Por exemplo, no semicondutor de silício, quando o valor de voltagem aplicado é 0,6 V, então o valor de resistência da camada de depleção torna-se totalmente desprezível e haverá um fluxo desobstruído de corrente através dela.

Polarização reversa do diodo de junção PN

Aqui, a conexão é que as bordas positivas e negativas da bateria são conectadas às regiões do tipo N e do tipo P, isso forma a junção PN polarizada reversa. Nesta situação, os campos elétricos aplicados e internos estão em uma direção semelhante. Quando ambos os campos elétricos são somados, o caminho do campo elétrico resultante é semelhante ao do caminho do campo elétrico interno. Isso desenvolve uma região de depleção resistiva mais espessa e aprimorada. A região de depleção experimenta mais sensibilidade e espessura quando o nível de voltagem aplicado é mais e mais.

Polarização reversa no tipo de junção PN de diodos

Características V-I do diodo de junção PN

Além disso, é ainda mais importante estar ciente das características V-I do diodo de junção PN.

Quando o diodo é operado sob condição de polarização '0', o que significa que não há aplicação de tensão externa ao diodo. Isso significa que a barreira potencial restringe o fluxo de corrente.

Ao passo que quando o diodo opera em condições de polarização de encaminhamento, haverá uma barreira de potencial mais fina. Nos diodos do tipo silicone, quando o valor da tensão é de 0,7 V e nos diodos do tipo germânio quando o valor da tensão é 0,3 V, a largura da barreira de potencial é reduzida e isso permite o fluxo de corrente através do diodo.

Características VI em Diodo de Junção PN

Neste, haverá um aumento gradual no valor da corrente e a curva resultante será não linear porque o nível de tensão aplicada supera a barreira de potencial. Quando o diodo ultrapassa esta barreira de potencial, o diodo funciona em condições normais, e a forma da curva gradualmente se torna mais nítida (assume uma forma linear) com o aumento do valor da tensão.

Onde, quando o diodo opera em condição de polarização reversa, haverá uma barreira de potencial aumentada. Como haverá a presença de portadores de carga minoritários na junção, isso permite o fluxo da corrente de saturação reversa. Quando há um nível elevado de voltagem aplicada, os portadores de carga minoritários possuem energia cinética aumentada que mostra um impacto nos portadores de carga majoritários. Nesse estágio, ocorre a quebra do diodo e isso pode causar danos ao diodo.

Diodo Schottky

O diodo Schottky tem uma queda de tensão direta menor do que os diodos de junção Si PN comuns. Em baixas correntes, a queda de tensão pode ser entre 0,15 e 0,4 volts, em oposição a 0,6 volts para o diodo a-Si. Para atingir esse desempenho, eles são projetados de uma maneira diferente para compará-los aos diodos normais que têm um contato de metal com semicondutor. Esses diodos são amplamente usados ​​em aplicações de retificadores, diodos de fixação e também em aplicações de RF.

Diodo Schottky

Diodo de recuperação de etapa

Um diodo de recuperação de etapa é um tipo de diodo de micro-ondas usado para gerar pulsos em muito HF (altas frequências). Esses diodos dependem do diodo que possui uma característica de desligamento muito rápido para sua operação.

Diodos de recuperação de etapas

Diodo Túnel

O diodo túnel é usado para aplicações de microondas onde seu desempenho superou o de outros dispositivos da época.

Diodo Túnel

No domínio elétrico, tunelamento significa que é o movimento direto dos elétrons através da largura mínima da região de depleção da banda de condução para a banda de valência. No diodo de junção PN, a região de depleção é desenvolvida por causa de elétrons e lacunas. Por causa desses portadores de carga positiva e negativa, o campo elétrico interno é desenvolvido na região de depleção. Isso cria uma força no caminho oposto de uma tensão externa.

Com o efeito de túnel, quando há um valor mínimo de tensão direta, o valor da corrente direta será maior. Pode funcionar tanto em condições de polarização direta quanto reversa. Por causa do alto nível de doping , ele também pode funcionar em polarização reversa. Com a diminuição do potencial de barreira, o queda de tensão na direção reversa também diminui e chega quase a zero. Com essa tensão reversa mínima, o diodo pode atingir a condição de interrupção. Devido a esta região de resistência negativa é formada.

Diodo Varactor ou Diodo Varicap

Um diodo varactor é uma espécie de semicondutor dispositivo de estado sólido de micro-ondas e é usado onde a capacitância variável é escolhida, o que pode ser realizado controlando a tensão. Esses diodos também são chamados de diodos varicosos. Mesmo que o o / p da capacitância variável possa ser exibido pelos diodos de junção PN normais. Mas, este diodo é escolhido para dar as mudanças de capacitância preferidas, pois são diferentes tipos de diodos. Esses diodos são projetados e aprimorados com precisão, de modo que permitem uma ampla gama de mudanças na capacitância.

Diodo Varactor

Diodo Zener

O diodo Zener é usado para fornecer uma tensão de referência estável. Como resultado, ele é usado em grandes quantidades. Ele funciona sob condição de polarização reversa e descobriu que quando uma determinada tensão é atingida, ela quebra. Se o fluxo de corrente for limitado por um resistor, ele ativa uma tensão estável a ser gerada. Este tipo de diodo é amplamente utilizado para oferecer uma tensão de referência em fontes de alimentação.

Diodo Zener

Existem vários métodos no pacote de um diodo Zener. Poucos deles são empregados para aumentar os níveis de dissipação de energia, enquanto outros são utilizados para projetos de montagem em borda. O general tipo de diodo Zener é composta por uma cobertura mínima de vidro. Este diodo tem uma faixa em uma borda que o marca como o cátodo.

O diodo Zener funciona de maneira semelhante ao diodo quando operado na condição de polarização de encaminhamento. Considerando que no viés reverso, haverá uma ocorrência de corrente de fuga . Quando há um aumento na tensão reversa até a tensão de ruptura, isso cria um fluxo de corrente através do diodo. O valor atual será atingido ao máximo e é capturado por um resistor em série.

Aplicações do diodo Zener

Existem muitas aplicações de um diodo Zener e algumas delas são:

• É usado como um limitador de tensão para regular os níveis de tensão através do valor mínimo de cargas
• Empregado nas aplicações que precisam de proteção contra sobretensão
• Usado em circuitos de recorte

Alguns dos outros tipos de diodo crucialmente implementados em várias aplicações são os seguintes:

• Diodo laser
• Diodo Avalanche
• Diodo de supressão de tensão transiente
• Tipo de diodo Gold Dopado
• Tipo de diodo de corrente constante
• Diodo Peltier
• Retificador controlado por silicone diodo

Cada diodo tem seus próprios benefícios e aplicações. Poucos deles são amplamente usados ​​em vários aplicativos em vários domínios, enquanto poucos são empregados apenas em alguns aplicativos. Portanto, trata-se de diferentes tipos de diodos e seus usos. Esperamos que você tenha uma melhor compreensão deste conceito ou para implementar projetos elétricos, dê suas valiosas sugestões comentando na seção de comentários abaixo. Aqui está uma pergunta para você, O que é função de um diodo ?