Полупроводниковый диод. Основа электроники
При всем обилии современной элементной базы электроники не нужно забывать, что базирована она на самых обычных вещах, одной из которых является полупроводниковый диодик.
Нужно сходу отметить, что лишь на 1-ый взор это обычный элемент. По сути его применение позволяет решать самые различные задачки в области электроники и электротехники. Разработка производства таких устройств не является особо сложной.
Диодик состоит из 2-ух различных по типу проводимости материалов, именуемых областями n-проводимости и p-проводимости. Если рассматривать механизм работы полупроводникового диодика, то придется углубляться в такие понятия как p-n переход, эмиссия электронов, диффузия, другие подобные физические эффекты. Потому, оставив рассмотрение этих вопросов для другого варианта, воспользуемся сопоставлением. Сопоставить полупроводниковый диодик можно с клапаном. Благодаря собственной структуре, состоящей из 2-ух различных по типу проводимости материалов, у такового устройства существует односторонняя проводимость, а это значит, что электронный ток через него может протекать исключительно в одну сторону. То же самое происходит при использовании клапана – воздух либо вода могут проходить исключительно в одну сторону. Пример – велосипедная камера: туда воздух поступает, а назад – нет.
Казалось бы, очень обычный эффект – односторонняя проводимость, но как много способностей дает его внедрение при практическом применении. А именно, полупроводниковый диодик производит преобразование переменного напряжения в неизменное. Существует целый класс таких изделий, именуемый выпрямительные диоды.
Работают они конкретно как клапан. Если полярность напряжения, приложенного к изделию, соответствует требуемой, т.е. когда плюс напряжения приложен к плюсу прибора, а минус к минусу, то через него протекает электронный ток, если нет, то ничего не происходит.
Конкретно благодаря описанному эффекту переменное напряжение преобразуется в неизменное. На вход схемы подается переменное напряжение, а вот через полупроводник проходит напряжение только правильной полярности. В итоге у нас на выходе получится напряжение только одной полярности, хотя и пульсирующее, т.е. меняющееся по амплитуде.
Это не является единственным вариантом внедрения полупроводниковых устройств. У p-n перехода, который составляет базу диодика, есть и другие характеристики, при этом многие из их задаются специально при его изготовлении. Такие свойства служат основой для других, самых разных классов устройств. Это стабилитроны, высокочастотные и импульсные диоды, варикапы, фотодиоды, светодиоды и т.д. Но они все основаны на свойствах p-n перехода.
Но существует целый класс устройств, именуемых «полупроводниковый диодик Ганна», не связанных с образованием такового перехода. Их работа базирована на так именуемом эффекте Ганна. Вызван он целым комплексом сложных явлений, происходящих в кристалле полупроводника под определенными наружными воздействиями. В итоге этих процессов ток, протекающий через кристалл, изменяется, появляются его колебания. Вот для их генерации и используют такие приборы. Употребляют их обычно в технике СВЧ как источники колебаний.
Диоды являются неотъемлемой частью хоть какого электрического устройства. Употребляются они для разделения и преобразования напряжения, его стабилизации, фильтрации помех; проще перечислить случаи, когда их не используют. Для их есть корпуса разных типов, рассчитанные на самые различные токи и напряжения и устанавливаемые как во входные, так и в выходные цепи электрических устройств. Диодик — это, наверняка, один из часто встречающихся полупроводниковых устройств.
Сейчас вы понимаете, что собой представляет полупроводниковый диодик и какие есть варианты его внедрения.