Outras tecnologias de diodo

Varicap ou diodos varator

Um diodo de capacitância variável é conhecido como um diodo varicap ou como um varator . Se um diodo for polarizado reversamente, uma região de depleção de isolamento se forma entre as duas camadas semicondutoras. Em muitos diodos, a largura da região de depleção pode ser alterada variando a polarização reversa. Isso varia a capacitância. Este efeito é acentuado em diodos varicap. Os símbolos esquemáticos são mostrados na figura abaixo, um dos quais é embalado como diodo duplo de cátodo comum.



Diodo Varicap:a capacitância varia com a polarização reversa. Isso varia a frequência de uma rede ressonante.

Se um diodo varicap fizer parte de um circuito ressonante como na figura acima, a frequência pode ser variada com uma tensão de controle, Vcontrol. Uma grande capacitância, baixo Xc, em série com o varicap evita que o Vcontrol entre em curto pelo indutor L. Enquanto o capacitor em série for grande, ele tem efeito mínimo na frequência do circuito ressonante. Coptional pode ser usado para definir a frequência ressonante central. O Vcontrol pode então variar a frequência sobre esse ponto. Observe que o circuito ativo necessário para fazer a rede ressonante oscilar não é mostrado. Para um exemplo de receptor de rádio AM sintonizado com diodo varicap, consulte "sintonização eletrônica do diodo varicap", Capítulo 9

Alguns diodos varicap podem ser chamados de abruptos, hiperabruptos ou super hiper abruptos. Eles se referem à mudança na capacitância da junção com a alteração do viés reverso como sendo abrupta ou hiper-abrupta, ou super-hiperabrupta. Esses diodos oferecem uma mudança relativamente grande na capacitância. Isso é útil quando osciladores ou filtros são usados ​​em uma grande faixa de frequência. Variando o viés das varicas abruptas sobre os limites nominais, muda a capacitância em uma proporção de 4:1, hiperabrupta em 10:1 e super hiperabrupta em 20:1.

Diodos Varactor podem ser usados ​​em circuitos multiplicadores de frequência. Consulte “Circuitos semicondutores analógicos práticos”, multiplicador Varactor

Diodo instantâneo

O diodo instantâneo , também conhecido como o diodo de recuperação de etapa foi projetado para uso em multiplicadores de frequência de alta proporção de até 20 gHz. Quando o diodo é polarizado diretamente, a carga é armazenada na junção PN. Essa carga é prolongada quando o diodo é polarizado reversamente. O diodo parece uma fonte de corrente de baixa impedância durante a polarização direta. Quando a polarização reversa é aplicada, ela ainda parece uma fonte de baixa impedância até que toda a carga seja retirada. Em seguida, ele “salta” para um estado de alta impedância, causando um impulso de tensão, rico em harmônicos. Uma aplicação é um gerador de pente, um gerador de muitos harmônicos. Multiplicadores 2x e 4x de potência moderada são outra aplicação.

Diodos PIN

Um diodo PIN é um diodo de comutação de baixa capacitância rápido. Não confunda um diodo de comutação de PIN com um fotodiodo de PIN. Um diodo PIN é fabricado como um diodo de comutação de silício com uma região intrínseca adicionada entre as camadas de junção PN. Isso produz uma região de depleção mais espessa, a camada isolante na junção de um diodo reverso. Isso resulta em menor capacitância do que um diodo de chaveamento com polarização reversa.



Diodo pino:seção transversal alinhada com o símbolo esquemático.

Os diodos PIN são usados ​​no lugar dos diodos de comutação em aplicações de radiofrequência (RF), por exemplo, uma chave T / R. O diodo de potência de uso geral 1n4007 1000 V, 1 A pode ser usado como um diodo de comutação de PIN. A classificação de alta tensão deste diodo é obtida pela inclusão de uma camada intrínseca que divide a junção PN. Essa camada intrínseca torna o 1n4007 um diodo PIN. Outra aplicação de diodo PIN é como uma chave de antena aqui para um receptor de localização de direção.

Os diodos PIN servem como resistores variáveis ​​quando a polarização direta é variada. Uma dessas aplicações é o atenuador variável de tensão. A característica de baixa capacitância dos diodos PIN, estende a resposta plana da frequência do atenuador para as frequências de micro-ondas.

Diodo IMPATT

O diodo de tempo de trânsito IMPact Avalanche é um gerador de radiofrequência (RF) de alta potência operando de 3 a 100 gHz. Os diodos IMPATT são fabricados em silício, arseneto de gálio ou carboneto de silício.

Um diodo IMPATT é polarizado reversamente acima da tensão de ruptura. Os altos níveis de dopagem produzem uma região de depleção fina. O alto campo elétrico resultante acelera rapidamente as portadoras que liberam outras portadoras em colisões com a rede cristalina. Os buracos são varridos para a região P +. Os elétrons derivam em direção às N regiões. O efeito em cascata cria uma corrente de avalanche que aumenta mesmo quando a tensão na junção diminui. Os pulsos de corrente atrasam o pico de tensão na junção. Um efeito de “resistência negativa” em conjunto com um circuito ressonante produz oscilações em níveis de alta potência (altos para semicondutores).



Diodo IMPATT:circuito oscilador e camadas P e N fortemente dopadas.

O circuito ressonante no diagrama esquemático da figura acima é o circuito concentrado equivalente a uma seção de guia de ondas, onde o diodo IMPATT é montado. A polarização reversa DC é aplicada através de um estrangulamento que impede que RF se perca na alimentação de polarização. Esta pode ser uma seção do guia de ondas conhecida como T de polarização. Os transmissores RADAR de baixa potência podem usar um diodo IMPATT como fonte de alimentação. Eles são muito barulhentos para uso no receptor. [YMCW]

Diodo Gunn

Diodo, disparado diodo Gunn

Um diodo gunn é composto exclusivamente de semicondutor tipo N. Como tal, não é um diodo verdadeiro. A figura abaixo mostra uma camada N levemente dopada cercada por N + fortemente dopada camadas. Uma voltagem aplicada através do diodo gunn de arsenieto de gálio tipo N cria um forte campo elétrico através da camada N levemente dopada.



Diodo Gunn:circuito oscilador e seção transversal de apenas diodo semicondutor tipo N.

À medida que a tensão aumenta, a condução aumenta devido aos elétrons em uma banda de condução de baixa energia. À medida que a tensão aumenta além do limite de aproximadamente 1 V, os elétrons se movem da banda de condução inferior para a banda de condução de energia superior, onde não contribuem mais para a condução. Em outras palavras, conforme a tensão aumenta, a corrente diminui, uma condição de resistência negativa. A frequência de oscilação é determinada pelo tempo de trânsito dos elétrons de condução, que é inversamente relacionado à espessura da camada N.

A frequência pode ser controlada até certo ponto incorporando o diodo gunn em um circuito ressonante. O circuito concentrado equivalente mostrado na Figura acima é na verdade uma linha de transmissão coaxial ou guia de ondas. Diodos gunn de arsenieto de gálio estão disponíveis para operação de 10 a 200 gHz com potência de 5 a 65 MW. Os diodos Gunn também podem servir como amplificadores. [CHW] [IAP]

Diodo Shockley

O diodo Shockley é um tiristor de 4 camadas usado para acionar tiristores maiores. Ele conduz apenas em uma direção quando acionado por uma tensão que excede a tensão de interrupção , cerca de 20 V. Consulte “Tiristores”, The Shockley Diode. A versão bidirecional é chamada de diac . Consulte “Tiristores,” The DIAC.

Diodos de corrente constante

Um diodo de corrente constante , também conhecido como diodo limitador de corrente , ou diodo regulador de corrente , faz exatamente o que seu nome indica:regula a corrente através dele até algum nível máximo. O diodo de corrente constante é uma versão de dois terminais de um JFET. Se tentarmos forçar mais corrente através de um diodo de corrente constante do que seu ponto de regulação de corrente, ele simplesmente “revida” diminuindo mais a tensão. Se tivéssemos que construir o circuito na figura (a) abaixo (a) e traçar a corrente do diodo em relação à tensão do diodo, obteríamos um gráfico que aumenta no início e, em seguida, nivela no ponto de regulação da corrente como na figura (b) abaixo (b).



Diodo de corrente constante:(a) Circuito de teste, (b) característica de corrente vs tensão.

Uma aplicação para um diodo de corrente constante é limitar automaticamente a corrente através de um LED ou diodo laser em uma ampla faixa de tensões de fonte de alimentação, como na figura abaixo.

Aplicação de diodo de corrente constante:condução de diodo laser.
Claro, o ponto de regulação do diodo de corrente constante deve ser escolhido para coincidir com a corrente direta ideal do diodo de laser ou LED. Isso é especialmente importante para o diodo laser, não tanto para o LED, pois os LEDs normais tendem a ser mais tolerantes com as variações de corrente direta.

Diodos SiC

Os diodos fabricados a partir de carboneto de silício são capazes de operar em altas temperaturas de até 400 ° C. Isso poderia ser em um ambiente de alta temperatura:perfilagem de poço de petróleo, motores de turbina a gás, motores automotivos. Ou operação em um ambiente moderado com alta dissipação de energia. As aplicações nucleares e espaciais são promissoras, pois o SiC é 100 vezes mais resistente à radiação em comparação com o silício. O SiC é um melhor condutor de calor do que qualquer metal. Portanto, o SiC é melhor do que o silício para dissipar o calor. A tensão de ruptura é de vários kV. Espera-se que os dispositivos de energia SiC reduzam as perdas de energia elétrica na indústria de energia por um fator de 100.

Díodo de polímero

Diodos baseados em produtos químicos orgânicos foram produzidos usando processos de baixa temperatura. Polímeros condutores ricos em furos e ricos em elétrons podem ser impressos a jato de tinta em camadas. A maior parte da pesquisa e desenvolvimento é do LED orgânico (OLED). No entanto, o desenvolvimento de etiquetas RFID (identificação por radiofrequência) orgânicas para impressão de baixo custo está em andamento. Nesse esforço, um retificador orgânico pentaceno foi operado a 50 MHz. A retificação para 800 MHz é uma meta de desenvolvimento. Um metal isolante de metal barato (MIM) que atua como um cortador de diodo zener back-to-back foi desenvolvido. Além disso, um diodo de túnel como dispositivo foi fabricado.