İleri Eğilim ve Ters Eğilim ve Bunların Diyot İşlevselliği Üzerindeki Etkileri

 

Annemin Noel için ilk ev bilgisayarıyla beni şaşırttığı günden beri, uzun zaman önce diyelim ki, teknoloji ilgimi çekti. Her neyse, o zamanlar okulumdaki her inek, inek ve öğretmenin kıskançlığıydım. Etkileyici bir 64 ile oradaydım, bekleyin, kilobaytlarca ham işlem gücü.

Şimdi, günümüze hızlı ilerleyin ve dizüstü bilgisayarım yalnızca RAM'de bu miktarın 100,000 katını kullanıyor. Bu nedenle, bilgisayar teknolojisinin geliştiğini söylemek güvenlidir. Ancak, olmayan bir şey var ve o da bilgisayar üreticilerinin rekabet gücü.

Bir cihaz veya yöntem seçiminin bir ihtiyaç veya işlevle ilgili olduğu zamanlar vardır. Ayrıca, elektronik alanında bir cihaz veya süreç seçerken belirli bir işlevselliğe duyulan ihtiyaç baskın itici güçtür.

Diyot Önyargı veya Önyargı nedir?

İki önyargı türünü karşılaştırmadan önce, bireysel özelliklerini tartışacağım. Elektronikte, bir elektronik bileşen içinde uygun çalışma koşulları oluşturmak için bir elektronik devrenin farklı noktalarında bir dizi akım veya gerilim oluşturma yöntemi olarak önyargı veya önyargıyı tanımlarız. Bu, cevabın basitleştirilmiş bir versiyonu olmasına rağmen, yine de temelde doğrudur. Ayrıca, önyargı ile, iki tür önyargı, ileri önyargı ve ters önyargı bulunur.

Bildiğiniz gibi, bir diyot (PN bağlantısı), akımın bir yönde diğerinden daha kolay akmasına izin verdiği için tek yönlü bir otoyol gibi çalışır. Özetle, bir diyot tipik olarak akımı bir yönde iletir ve uyguladıkları voltaj, açıklanan bir ileri kutuplama yönelimini takip eder. Bununla birlikte, voltaj ters yönde hareket ettiğinde, bu yönelimi ters önyargı olarak adlandırırız. Ayrıca, ters öngerilimdeyken, standart bir PN bağlantı diyotu, neredeyse bir çek valfin elektronik versiyonu gibi, tipik olarak akım akışını engeller veya bloke eder.

İleri Eğilim ve Ters Önyargı

Standart bir diyotta, bir diyot üzerindeki voltaj akımın doğal akışına izin verdiğinde ileri polarlama meydana gelirken, ters polarlama diyot boyunca ters yönde bir voltajı belirtir.

Bununla birlikte, ters kutuplama sırasında bir diyot boyunca mevcut olan voltaj, önemli bir akım akışı üretmez. Ayrıca, bu özel özellik, alternatif akımın (AC) doğru akıma (DC) dönüştürülmesi için faydalıdır.

Elektronik sinyal kontrolü de dahil olmak üzere bu özelliğin çeşitli başka kullanımları vardır.

Zener diyot yerleştirme bilgisi bir tasarımı yapabilir veya bozabilir.

 

Diyotun Çalışması

Daha önce, standart diyot çalışmasının daha basitleştirilmiş bir açıklamasını sağladım. Bir diyotun ayrıntılı süreci, kuantum mekaniğinin anlaşılmasını içerdiğinden anlaşılması biraz zor olabilir. Diyot işlemi, negatif yüklerin (elektronlar) ve pozitif yüklerin (delikler) akışıyla ilgilidir. Teknolojik olarak konuşursak, bir yarı iletken diyottan pn bağlantısı olarak bahsediyoruz. Pn bağlantıları, fotovoltaik hücre operasyonunun da önemli bir parçasıdır.

Genel olarak, bir diyotun düzgün çalışması, doping adı verilen başka bir temel öğeyi veya işlemi gerektirir. Bir yarı iletkeni, n-tipi veya negatif bölge olarak adlandırdığımız, kolayca yer değiştiren elektronların fazlalığını kolaylaştırmak için malzemelerle donatabilirsiniz. Ayrıca, bu elektronları kolayca emmek için fazla deliği teşvik etmek için bir yarı iletkene katkı yapmak da mümkündür ve biz buna p-tipi veya pozitif bölge diyoruz. Ayrıca diyotun pozitif ve negatif bölgelerine anot (P) ve katot (N) adı verilir.

Genel olarak, diyotun çalışmasını kolaylaştıran, iki malzeme arasındaki farklılıklar ve son derece kısa mesafelerde (< milimetre) sonraki sinerjisidir. Bununla birlikte, diyot işlevselliği, elbette, iki tür malzemeyi (P, N) birleştirdiğimizde mümkündür. Ayrıca, bu iki tür malzemenin birleştirilmesi pn eklemi dediğimiz şeyi oluşturur. Ayrıca, iki element arasında bulunan alana tükenme bölgesi denir.

Not: Uygun işlevsellik için bir diyotun, tükenme bölgesini aşmak için minimum bir eşik voltajı gerektirdiğini unutmayın. Ayrıca, çoğu durumda diyotlar için minimum eşik voltajı yaklaşık 0.7 volttur. Ayrıca, ters yönlü voltaj diyot üzerinden az miktarda akım üretecektir ve buna kaçak akım adı verilir, ancak tipik olarak ihmal edilebilir düzeydedir. Son olarak, önemli bir ters voltaj uygularsanız, diyotun kapsamlı bir elektronik arızasına neden olur ve böylece akımın diyottan ters yönde akmasına izin verir.

Diyot İşlevselliği ve Çalışması Devam Ediyor

Genel olarak, difüzyon elektronların n-tipi bölgeden sonraki hareketini kolaylaştırdığında, p-tipi bölgedeki boşlukları doldurmaya başlarlar. Bu eylemin sonucu, p-tipi bölgede negatif iyonlar oluşturur, böylece n-tipi bölgede pozitif iyonları geride bırakır. Genel olarak, bu eylemin ana kontrolü elektrik alanı yönündedir. Tahmin edebileceğiniz gibi, bu, voltajı nasıl uyguladığınıza, yani öngerilimlendirmeye bağlı olarak, faydalı elektriksel davranışla sonuçlanır.

Ayrıca, standart bir pn bağlantı diyotuyla ilgili olarak, üç öngerilim koşulu ve iki çalışma bölgesi vardır. Olası üç öngerilim koşulu türü aşağıdaki gibidir:

• İleri Eğilim: Bu öngerilim koşulu, diyot boyunca P-tipi malzemeye bir pozitif voltaj potansiyeli ve N-tipi malzemeye bir negatifin bağlanmasını içerir, böylece diyotun genişliğini azaltır.

• Ters Önyargı: Bunun aksine, bu önyargı koşulu, diyot boyunca P-tipi malzemeye negatif bir voltaj potansiyeli ve diyot boyunca N-tipi malzemeye bir pozitif voltaj bağlanmasını içerir, böylece diyotun genişliğini arttırır.

• Sıfır Önyargı: Bu, diyota uygulanan harici voltaj potansiyelinin olmadığı bir önyargı durumudur.

İleri Eğilim ve Ters Eğilim ve Varyansları

Ters bir önyargı, potansiyel bariyeri güçlendirir ve yük taşıyıcıların akışını engeller. Buna karşılık, ileri bir önyargı potansiyel bariyeri zayıflatır, böylece akımın bağlantı boyunca daha kolay akmasına izin verir.

İleri kutuplamadayken, voltaj kaynağının pozitif ucunu anoda ve negatif ucunu katoda bağlarız. Buna karşılık, ters önyargıdayken, voltaj kaynağının pozitif ucunu katoda ve negatif ucunu anoda bağlarız.

• Bir ileri sapma, potansiyel boyunca elektrik alanının potansiyel bariyerinin gücünü azaltırken, ters bir sapma potansiyel bariyeri güçlendirir.

• Bir ileri önyargı, katot voltajından daha büyük bir anot voltajına sahiptir. Buna karşılık, bir ters önyargı, anot voltajından daha büyük bir katot voltajına sahiptir.

• Bir ileri önyargı, önemli bir ileri akıma sahipken, ters bir önyargı minimum ileri akıma sahiptir.

• Bir diyotun tükenme katmanı, ileri sapmadayken önemli ölçüde daha incedir ve geri beslemede çok daha kalındır.

• İleri sapma diyotun direncini azaltır ve ters sapma diyotun direncini artırır.

• Akım, ileri önyargıdayken zahmetsizce akar, ancak ters önyargı, akımın diyottan akmasına izin vermez.

• Akımın seviyesi, ileri önyargıdayken ileri voltaja bağlıdır, ancak, ters önyargıda akım miktarı minimumdur veya ihmal edilebilir.

• İleri önyargıda, bir cihaz bir iletken olarak ve ters önyargıda ise bir yalıtkan olarak işlev görür.

Devrenizi önyargı potansiyellerine göre planlamak akıllı analizin işaretidir.

 

Bir diyotun iki ayrı, ancak eşit derecede etkili cihaz olarak işlev görme yeteneği, onu gerçekten uyarlanabilir bir bileşen haline getirir. Bir diyotun işlevselliği üzerindeki önyargının etkileri, devre tasarımınızda bir diyotun hangi işlevi oynayacağı konusunda optimum kontrol sağlar. İleri ve geri önyargı kullanımı, bir devre tasarımcısına bir diyotun işlevselliği üzerinde optimum kontrol sağlar.

Neyse ki, Cadence'in tasarım ve analiz araçları paketiyle, tasarımcılarınızın ve üretim ekiplerinizin tüm PCB tasarımlarınızda ileri ve geri kutuplama tekniklerinin kullanımını uygulamak için birlikte çalışmasını sağlayacağınızdan emin olabilirsiniz. Allegro PCB Designer, aradığınız yerleşim çözümüdür ve mevcut ve gelecekteki PCB tasarımlarınıza ileri veya geri polarlama tasarım stratejilerinin uygulanmasını tartışmasız bir şekilde kolaylaştırabilir. 

Mesaj bırakın 

İleti listesi