Azərbaycan Respublikası Təhsil Nazirliyi Sumqayıt Dövlət Universiteti

Azərbaycan Respublikası Təhsil Nazirliyi

Sumqayıt Dövlət Universiteti

SƏRBƏST İŞ № II

Fakültə: Fizika və elektroenergetika

İxtisas: Elektroenergetika mühəndisliyi

Qrup: 520-2

Kurs: II

Fənn: Elektroenergetikanin əsasları

Mövzu: Yarımkeçirici diodlar

Tələbə: Araz Axundov

Müəllim: Afət Hüseynova

Sumqayıt – 2021

Yarımkeçirici diod növləri

Diod iki elektrodu olan deməkdir. Yarımkeçirici diod bir ədəd p-n keçidə malik və iki elektrodu olan elektron cihazıdır. p-təbəqədən çıxarılan elektrod anod, n-təbəqədən çıxarılan elektrod isə katod adlanır.

Diodun əsas xassəsi bir istiqamətli elektrik keçiriciliyinə malik olmağıdır. Bu xassə həm də ventil xassə adlanır.

Tətbiq olunduğu sahədən asılı olaraq yarımkeçirici diodun müxtəlif növləri mövcuddur: Düzləndirici diod, stabilitron; varikap; tunnel diodu; çevirdilmiş diod; şüalandırıcı diod; fotodiod və s.

Diod növlərinin sxemlərdə şərti simvolik işarələri şəkil 4.1.1-də təsvir olunduğu kimidir.

Düzləndirici diodun iş prinsipi p-n keçidin biristiqamətli elektrik keçiricilik xassəsinə (ventil xassə) əsaslanır. Əsas təyinatı dəyişən cərəyanı düzləndirməkdir.

Yarımkeçirici stabilitronun iş prinsipi p-n keçididdə elektriki deşilmə hadisəsinə əsaslanır. Əsas təyinatı gərginliyi stabilləşdirməkdir. Varikapın iş prinsipi p-n keçidin elektrik tutumunun əks gərginliklə idarə olunması xassəsinə əsaslanır.

Varikaplar parametrik gücləndirici qurğularda gərginliklə idarə olunan kondensator kimi istifadə olunurlar. Bu səbəbdən, həm də parametrik diod da adlandırılır.

Tunnel didların iş prinsipi tunnel effekti hadisəsinə, elektronların enerji itirmədən p-n keçidi keşməsi hadisəsinə, əsaslanır. Adi diodlardan fərqli olaraq, əsas xassəsi düz keçid oblastda mənfi diferensial müqavimətə malik olmağıdır (şəkil 4.1.2, a).

Çevirdilmiş diodun iş prinsipi p-n keçiddə tunnel effekti hadisəsinə əsaslanır. Tunnel diddan fərqli olaraq VAX-da mənfi müqavimət oblastı yoxdur (şəkil 4.1.2, b). Ventil xassə düz keçid oblastında olduğundan çevirdilmiş diod adlandırılır.

Şotki diodun iş prinsipi yarımkeçirici-metal sərhəddində yarana bilən ventil xassəyə əsaslanır. Adi diodlardan üstün cəhəti daha yüksək tezliklərdə istifadə oluna bilməsidir.

İşıq diodun iş prinsipini p-n keçiddən injeksiya yolu ilə keçən yükdaçıyıcıların rekombinasiyası nəticəsində elektrolümenessensiya hadisəsi təşkil edir. İşıq diodları fotoelektron şualandırıcı cihaz növüdür və mənbəyin elektrik enerjisini müəyyən dalğa uzunluqlu işıq enerjisinə çevirmək üçün istifadə olunur. Fotodiodun iş prinsipini p-n keçidin fotohəssas hissəsinə düşən işıgın enerjisini elektrik enerjisinə çevrilməsi hadisəsi təşkil edir.

Fotodiod iki rejimdə istifadə olunur: fotoqalvanik və fotoçevirici tejimlər. Fotoqalvanik rejimdə e.h.q. mənbəyi kimi istifadə olunur. Belə fotodiod fotoelement və yaxud günəş batareyası da adlandırılır. Fotoçevirici rejimdə isə əks gərginlik mənbəyinə qoşulur və keçiriciliyi işığın təsiri ilə idarə olunan müqavimət elementi kimi istifadə olunur.

P-n keçidin sahəsinə görə müstəvi və nöqtəvi diodlar fərqləndirilir. Müstəvi diod üçün p-n keçidin sahəsi onun qalınlığından böyük olur, nöqtəvi diod üçün isə bu sahə həcmi yükün tutduğu sahədən kiçik olur.

Düzləndirici diodlar

Düzləndirici diodlar elektrik dövrələrində dəyişən cərəyanı düzləndirmək üçün istifadə olunurlar. Tezlik diapazonu (50  20000)Hstəşkil edir. Düzləndirici diodlarda p-n keçidin ventil xassəsindən istifadə olunur. Əsas fərqləndirici cəhəti p-n keçidin sahəsinin böyük olmağıdır, çünki düzləndirici diodlar daha böyük cərəyan üçün nəzərdə tutulur.

Adətən, düzləndiricilərdə diodun tipi iki parametrə görə seçilir: düz cərəyanın və əks gərginliyin yol verilən orta qiymətinin maksimum həddi. Məlumat kitablarında düzləndirici diod üçün əsas parametrlər bir yarım periodlu və aktiv yüklü düzləndirmə sxemi üzrə verilir:

U_duz.orta - bir period ərzində cərəyanın maksimum qiymətində düz gərginlik düşküsünün orta qiyməti;

U_eks.max (U_eks.imp) - əks gərginliyin yol verilən maksimum qiyməti;

I _duz.orta.max - düz cərəyanın yol verilən maksimum qiyməti;

f _max - diodun effektiv istifadə oluna biləcəyi maksimum tezlik

Düz cərəyan diod üçün tələb olunan hədd qiymətdən böyük olduqda eyni xarakteristikalı diodların paralel qoşulmasından istifadə olunur. Cərəyanın diodlar arasında bərabər paylanmağını təmin etmək üçün diodlara ardıcıl az müqavimətli  R₁  R₂ sarğaclar qoşulur.

Diodun əks gərginliyi tələb olunan həddən az olduqda isə diodları ardıcıl qoşmasından istifadə olunur. Diodlar aralarında əks gərginliyin bərabər paylanmasını təmin etmək üçün onlara paralel kiçik müqavimətli rezistorlar qoşulur.

Uyğun prinsipial sxem təsvirləri və volt-amper xarakteristikalar şəkil 4.2.1-də verilmişdir.