Electronică aplicată

2.Dioda semiconductoare. Joncţiunea pn. Aplicaţii.

 2. Dioda semiconductoare

Joncţiunea p-n este un semiconductor monocristalin format dintr-un material p şi un material n aflate în contact (joncţiune)

La nivelul joncţiunii, are loc un schimb de sarcini – golurile din materialul p difuzează prin joncţiune în materialul n – electronii din materialul n trec în materialul p

În zona joncţiunii apare regiune de sarcină spaţială de lăţime L

În zona L se formează un câmp electric care echilibrează schimbul de sarcini.

Dioda semiconductoare

Dioda semiconductoare este un dispozitiv electronic constituit dintr-o joncţiune pn prevăzută cu contacte metalice la regiunile p şi n şi introdusă într-o capsulă din sticlă, metal

Terminalele sunt anodul şi catodul.

Dioda semiconductoare

Polarizarea unei diode semi-conductoare reprezintă alimentarea ei de la o sursă de curent continuu (baterie).

Polarizare directă se numeşte alimentarea în sensul conducţiei

Polarizare inversă se numeşte alimentarea în sensul blocării.

Rezistenţa R asigură controlul şi limitarea curentului anodic (prin diodă).

Dioda semiconductoare

Caracteristica statică a diodei este variaţia curentului anodic iA, în funcţie de tensiunea anodică uA.

În forma analitică caracteristica statică este dată de:

iA=IS[exp(quA/kT)-1] ,

unde: iA – curentul anodic

Is – curent de saturaţie invers (valoare constantă)

q – sarcina elementară (electronul)

uA – tensiunea anodică

k – constanta Boltzmann

T – temperatura absolută

Tipuri de diode semiconductoare şi aplicaţii

Diode redresoare – se utilizează în schemele redresoarelor din sistemele de alimentare cu energie electrică

Caracteristici: aria joncţiunii este cuprinsă între 1 mm2 (curenţi mici) şi 1 cm2 (curenţi mari), curent mediu redresat, tensiune de străpungere inversă

Diode stabilizatoare (Zener) – se utilizează la stabilizarea tensiunii

Caracteristici: tensiunea de stabilizare (Zener) UZ (2,7 – 200 V), curentul IZ, puterea disipată PZ=UZ·IZ

Tipuri de diode semiconductoare şi aplicaţii

Diode de comutaţie, de mică putere – se utilizează la transmiterea impulsurilor, protecţie în circuite digitale şi analogice

Diode varicap – se utilizează la circuitele de acord în domeniul radio-TV

Diode tunel, diode GUNN – se utilizează în circuite de foarte înaltă frecvenţă, oscilatoare şi amplificatoare de microunde

Fotodiode, celule fotovoltaice – conversia radiaţiei luminoase în energie electrică – de la senzori optici la panouri solare

Diode fotoemisive (LED –uri)– conversia energiei electrice în radiaţie vizibilă sau invizibilă (IR sau UV)