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다이오드 유형 : 다양한 유형의 다이오드

다이오드 유형 : 다양한 유형의 다이오드

반도체 다이오드는 오늘날 많은 전자 회로 설계에서 볼 수있는 널리 사용되는 전자 부품입니다.

n 형 재료의 영역을 충족하는 p 형 재료 영역의 동일한 기본 구조를 사용하는 다이오드의 종류는 여러 가지가 있지만 다양한 방식으로 사용할 수있는 다양한 특성을 제공하도록 서로 다른 유형이 최적화되어 있습니다. 많은 전자 회로 설계.

다이오드의 유형이 무엇이든, 다이오드의 기본 개념은 오늘날 전자 산업에서 중요합니다. 상업용 또는 산업용 장비의 생산에 사용 되든 애호가가 사용하든 전자 공학을 공부하는 사람이든 상관 없습니다.

다이오드는 다양한 영역에서 사용됩니다. 신호의 간단한 정류를위한 것일 수 있습니다. 그들은 전력 정류, 신호 감지, 다양한 형태의 RF 설계, 광 생성, 레이저 광 생성, 광 감지 등을위한 전력 다이오드로 사용될 수 있습니다.

다이오드에는 표면 실장 다이오드, 일반 와이어 리드 다이오드 및 일부 전력 다이오드와 같은 다양한 패키지가있을 수 있으며 방열판에 볼트로 고정 할 수도 있습니다. 다이오드는 모든 모양과 크기로 제공됩니다.

반도체 다이오드의 역사

사용 된 최초의 다이오드는 무선 기술이 초기 단계였던 1900 년대 초에 발견되었습니다. Cat 's Whisker는 최초로 사용 된 다이오드 유형 중 하나였습니다. 점 접촉 유형의 다이오드를 만들기 위해 반도체 유형 재료 (일반적으로 광물 결정)에 배치 할 수있는 매우 얇은 와이어 (고양이 수염 자체)로 구성되었습니다. 이것은 열 이온 또는 밸브 기술이 라디오 세트에 널리 사용될 수있을만큼 충분히 저렴해진 1920 년대 중반에서 후반까지 널리 사용되었습니다.

제 2 차 세계 대전 당시 개발중인 레이더 세트에는 새로운 다이오드가 필요했습니다. 반도체 다이오드는 크기가 레이더에 필요한 주파수에서 더 잘 작동 할 수 있다는 것을 의미하므로 하나의 옵션을 제공했습니다.

다이오드 회로 기호

모든 전자 부품과 마찬가지로 다이오드에는 전자 회로 다이어그램에서 사용되는 회로 기호가 있습니다. 다이오드의 기본 회로 기호는 점이 회로도의 와이어에 수직 인 짧은 선에 닿는 삼각형으로 구성됩니다.

때로는 삼각형과 심지어 선이 윤곽선으로 만 표시되는 반면, 다른 경우에는 채워진 검은 색 모양으로 표시됩니다.

때때로 다이오드 회로 기호는 채워진 모양없이 윤곽선으로 만 표시됩니다. 외곽선 모양도 똑같이 허용됩니다.

다양한 유형의 다이오드가 있으며 일부는 기본 다이오드 기호에서 기능을 표시하기 위해 약간 수정 된 회로 기호를 사용합니다. 쇼트 키 다이오드, 버 랙터 다이오드 및 기타 여러 가지가이 범주에 속합니다.

표면 실장 장치 또는 납

다이오드는 모든 모양과 크기로 제공됩니다. 전통적으로 이러한 전자 부품의 대부분은 실제 반도체 다이오드를 캡슐화하기 위해 작은 유리관에 포함되었습니다. 이제 다이오드는 완전히 다양한 패키지에 포함되어 있습니다.

여전히 납이 함유 된 패키지가 있고 유리 캡슐화 다이오드가 여전히 존재하지만 플라스틱 패키지도 많이 있습니다. 필요한 전력 손실에 따라 크기가 다를 수 있습니다.

오늘날 표면 실장 기술을 사용하는 많은 PCB 어셈블리에서 표면 실장 구성 요소 인 SMD 다이오드로 사용할 수있는 전체 다이오드가 있습니다. 많은 소형 개별 다이오드에 사용되는 SOT-23 패키지를 포함하여 SMD 다이오드 용 표준 패키지가 많이 있습니다. 사용 가능한 3 개의 핀 중 2 개만 사용되며이를 통해 다이오드의 방향을 올바르게 지정할 수 있습니다.

이러한 SMD 다이오드는 크기가 작기 때문에 다이오드에 전체 부품 번호를 포함 할 여지가 없으며 구별 할 수 있도록 짧은 형식의 번호가 사용됩니다.

많은 PCB 어셈블리가 표면 실장 기술을 사용하지만 훨씬 더 높은 전류 용량을 가진 다이오드가 필요한 전자 제조 산업의 다른 영역이 있습니다. 이러한 다이오드는 방열판에 볼트로 고정되는 패키지에 포함될 수 있습니다.

다이오드의 종류

다양한 전자 회로 설계, RF 설계 및 종종 디지털 설계에서도 제조 및 사용되는 다양한 유형의 다이오드가 있습니다. 각 유형은 서로 다른 특성을 가지고 있으므로 서로 다른 회로에 적합합니다.

  • 역방향 다이오드 : 이러한 유형의 다이오드는 때때로 백 다이오드라고도합니다. 널리 사용되지는 않지만 작동면에서 터널 다이오드와 매우 유사한 PN 접합 다이오드의 한 형태입니다. 일반적으로 마이크로파 주파수에서 특정 특성을 사용할 수있는 몇 가지 전문 응용 분야를 찾습니다.

    역방향 다이오드는 본질적으로 접합의 한쪽이 다른 쪽보다 덜 도핑 된 터널 다이오드의 한 형태입니다.


  • BARITT 다이오드 : 이 다이오드 형태는 Barrier Injection Transit Time 다이오드라는 단어에서 그 이름을 얻었습니다. 마이크로파 애플리케이션에 사용되며보다 널리 사용되는 IMPATT 다이오드와 많은 유사점을 가지고 있습니다.


  • 건 다이오드 : PN 접합 형태의 다이오드는 아니지만이 유형의 다이오드는 두 개의 단자가있는 반도체 장치입니다. 일반적으로 마이크로파 신호를 생성하는 데 사용되며 간단하고 효과적인 형태의 마이크로파 발생기로 많은 RF 설계에서 사용되었습니다.

    건 다이오드는 전달 된 전자 장치 또는 TED라고도합니다. 다이오드라고도하지만이 전자 부품은 PN 접합을 가지고 있지 않으며 반도체 기술 내에서 사용되는 일반적인 의미에서 다이오드가 아닙니다. 대신이 장치는 Gunn 효과 (발견 자 J B Gunn의 이름을 따서 명명)로 알려진 효과를 사용합니다.

    Gunn 다이오드는 일반적으로 마이크로파 RF 신호를 생성하는 데 사용되지만이 전자 부품은 때때로 전송 된 전자 증폭기 또는 TEA라고하는 증폭기에 사용될 수도 있습니다.


  • 고양이 수염 : 이미 언급했듯이 이러한 유형의 다이오드는 널리 보급 된 최초의 유형이었습니다. 그것은 광물 결정 조각 위에 놓인 작은 와이어로 구성되었습니다. 이로 인해 작은 점 접촉 다이오드가 만들어졌지만 신뢰할 수는 없지만 "크리스탈 세트"에 사용될 때 무선 전송을들을 수있을만큼 충분했습니다.

    Cat 's Whisker 감지기는 그다지 신뢰할 수 없었지만 반도체 다이오드의 첫 번째 형태였으며 이후의 다이오드로가는 길을 가리 켰습니다. LED 원리는 1908 년 H J Round가 그중 하나에서 관찰했습니다.

  • IMPATT 다이오드 : IMPATT 다이오드 또는 IMPact Avalanche 이온화 Transit Time 마이크로파 다이오드는 마이크로파 신호에 간단한 생성기가 필요한 일부 RF 설계에 사용됩니다.

    IMPATT 다이오드 기술은 요즘 널리 사용되지는 않지만이 전자 부품은 일반적으로 약 3 및 100GHz 이상의 신호를 생성 할 수 있습니다. 이 마이크로파 다이오드의 주요 장점 중 하나는 다른 많은 형태의 마이크로파 다이오드보다 훨씬 높은 상대적으로 높은 전력 용량 (종종 10 와트 이상)입니다. Gunn 다이오드보다 훨씬 높은 출력을 제공합니다.


  • 레이저 다이오드 : 이 유형의 다이오드는 레이저 (코 히어 런트) 빛을 생성한다는 점에서 일반 발광 다이오드와 다릅니다. 이러한 전자 부품은 CD 및 DVD 드라이브를 포함한 많은 응용 프로그램에 사용됩니다. 다른 형태의 레이저 발생기보다 훨씬 저렴하지만 이러한 다이오드는 일반 LED보다 비쌉니다.
  • 발광 다이오드: 발광 다이오드 또는 LED는 가장 널리 사용되는 다이오드 유형 중 하나입니다. 접합부를 통해 흐르는 전류로 순방향 바이어스되면 빛이 생성됩니다. 이 다이오드의 원래 색상은 빨간색 이었지만 요즘에는 대부분의 색상을 사용할 수 있습니다. 이것은 PN 접합의 양쪽에 서로 다른 반도체 혼합물을 사용하여 달성됩니다.


  • 포토 다이오드 : 빛이 PN 접합부에 닿으면 전자와 정공을 생성하여 전류가 흐를 수 있습니다. 결과적으로 반도체를 사용하여 빛을 감지 할 수 있습니다. 이러한 유형의 다이오드는 전기를 생성하는데도 사용할 수 있습니다. 일부 애플리케이션의 경우 PIN 다이오드가 광 검출기처럼 잘 작동합니다.


  • PIN 다이오드 : 이 다이오드 유형에는 P 형 및 N 형 실리콘 영역이 있지만 그 사이에는 고유 반도체 영역 (즉, 도핑 없음)이 있습니다. 이것은 고갈 영역이라고 불리는 것의 크기를 증가시킵니다. 이 유형의 다이오드는 무선 주파수 스위치 및 포토 다이오드를 포함한 여러 응용 분야에서 사용됩니다.


  • 포인트 접점 다이오드 : 이 유형의 다이오드는 간단한 PN 접합 다이오드와 동일한 방식으로 작동하지만 구성이 훨씬 쉽습니다. 그들은 특정 유형의 금속 와이어 (화학자를위한 그룹 III 금속)의 날카로운 지점이 놓인 n 형 반도체 조각으로 구성됩니다. 일부 금속은 반도체로 이동하여 PN 접합을 생성합니다.

    이 다이오드는 정전 용량 수준이 매우 낮으며 많은 무선 주파수 (RF) 애플리케이션에 이상적입니다. 또한 성능이 특별히 반복되지는 않지만 제조 비용이 매우 저렴하다는 장점도 있습니다.

  • PN 접합 : 표준 PN 접합은 오늘날 사용되는 일반 또는 표준 다이오드 유형으로 생각할 수 있습니다. 이 전자 부품은 많은 전자 회로 설계에 통합되며 많은 RF 회로 설계에도 사용됩니다. 이러한 다이오드는 무선 주파수 또는 기타 저 전류 애플리케이션에 사용하기위한 작은 신호 유형으로 제공되거나 전력 애플리케이션에 사용할 수있는 다른 유형이 고전류 및 고전압 일 수 있습니다.


  • 쇼트 키 다이오드 : 이 유형의 다이오드는 일반 실리콘 PN 접합 다이오드보다 순방향 전압 강하가 낮습니다. 낮은 전류에서 드롭은 실리콘 다이오드의 경우 0.6V와 반대로 0.15 ~ 0.4V 사이에있을 수 있습니다.

    이 성능을 달성하기 위해 금속 대 반도체 접촉을 갖는 일반 다이오드와 다른 방식으로 구성됩니다. 이들은 클램핑 다이오드로 널리 사용되며 RF 설계에서 종종 신호 검출기로 사용됩니다. 또한 전원 공급 장치 등에서 AC 전원을 정류하기위한 전원 다이오드로도 사용됩니다. 더 작은 드롭으로 인한 낮은 손실은 효율성 향상에 중요합니다.


  • 단계 회복 다이오드 : 매우 높은 주파수에서 펄스를 생성하고 형성하는 데 사용되는 마이크로파 다이오드의 한 형태입니다. 이러한 다이오드는 작동을 위해 다이오드의 매우 빠른 턴 오프 특성에 의존합니다.


  • TRAPATT 다이오드 : 이러한 유형의 다이오드는 IMPATT와 많은 유사점이 있으며 실제로 동일한 제품군에 속합니다. 소음은 적지 만 고주파에 도달하지 않습니다.


  • 터널 다이오드 : 오늘날 널리 사용되지는 않지만 터널 다이오드는 그 성능이 당시의 다른 장치를 능가하는 마이크로파 애플리케이션에 사용되었습니다.
  • Varicap 또는 Varactor 다이오드 : 이 유형의 다이오드는 무선 주파수 (RF) 애플리케이션에 사용됩니다. 다이오드에는 역 바이어스가 배치되어 있으므로 접합부를 통해 전류가 흐르지 않습니다. 그러나 공 핍층의 폭은 그 위에 놓인 바이어스의 양에 따라 달라집니다.

    다이오드는 커패시터의 두 플레이트로 생각할 수 있으며 그 사이에 공 핍층이 있습니다. 공 핍층의 폭에 따라 커패시턴스가 달라지며 이는 다이오드의 역 바이어스를 변경하여 가변 할 수 있으므로 다이오드의 커패시턴스를 제어 할 수 있습니다.


  • 제너 다이오드 / 전압 기준 다이오드 : 제너 다이오드는 매우 유용한 유형의 다이오드입니다. 역 바이어스 하에서 실행되며 특정 전압에 도달하면 고장납니다. 저항을 통해 전류를 제한하면 안정적인 전압을 생성 할 수 있습니다. 따라서 이러한 유형의 다이오드는 조정 된 전원 공급 장치에서 기준 전압을 제공하는 데 널리 사용됩니다.


다이오드에는 매우 다양한 유형이 있으며 각 다이오드는 자체 애플리케이션에 적합합니다. 이 기술은 다양한 유형의 다이오드간에 다를뿐만 아니라 다른 패키지에 포함될 수도 있습니다. 일부는 납을 사용하고 다른 일부는 방열판에 볼트로 고정 할 수 있으며 자동화 된 제조 기술을 사용하는 PCB 어셈블리의 양으로 표면 실장 다이오드는 이제 방대한 양으로 사용됩니다.

비디오보기: 다이오드의 역할, 다이오드의 순방향 특성, 다이오드의 역방향 특성, 제너 다이오드를 이용한 정전압 회로, 정류 다이오드를 이용하여 정류 회로를 설명합니다. (십월 2020).