Dioda Schottky, dioda electroluminiscenta (LED, light Emitting Diode), redresarea curentului alternativ (puntea redresoare)

Dioda Schottky

Dioda Schottky, al carei simbol este prezentat in fig.2.14, are o jonctiune de tip metal (aur, argint, platina) – semiconductor (Si-n), acesta din urma fiind slab dopat.

Fig.2.14

Atunci cand metalul este la un potential pozitiv fata de semiconductor dioda intra in stare de conductie la o tensiune de aproximativ 0,35V (mai mica decat in cazul unei diode obisnuite). Electronii din semiconductor, traversand jonctiunea, ajung in metal unde nu se vor deosebi cu nimic de electronii de conductie ai acestuia. In metal, ei nu mai sunt purtatori minoritari asa cum ar fi intr-un semiconductor de tip p. Astfel ei isi pierd “personalitatea” si, la schimbarea polaritatii, este indiferent care electroni se intorc in semiconductor, cei ai semiconductorului sau cei ai metalului. De aceea viteza de comutatie din starea de conductie in starea de blocare este cel putin cu un ordin de marime mai mare decat cea a unei diode obisnuite. Timpul de comutatie al unei diode

Schottky este de aproximativ 50ps. Deoarece nu exista purtatori minoritari, curentul invers prin dioda este nul.

Fiecare dispozitiv semiconductor trebuie sa aiba conexiuni metalice cu elementele de circuit exterioare lui. Conexiunea semiconductor – metal trebuie sa fie ohmica si nu redresoare. Pentru aceasta, ele se realizeaza prin interpunerea intre semiconductor si metal a unui strat semiconductor cu gradient de densitate de dopaj. Densitatea este foarte mare (ca a metalului) in zona contactului cu metalul si scade treptat spre semiconductor.

Dioda electroluminiscenta (LED, Light Emitting Diode)

Dioda electroluminiscenta, al carei simbol este prezentat in fig.2.15, functioneaza in polarizare directa. In urma injectiei de curent prin jonctiune, electronii din banda de conductie ai regiunii n traverseaza jonctiunea si se recombina cu golurile din banda de valenta a regiunii p. Ca urmare a acestui proces de recombinare, energia dobandita de la campul exterior este eliberata sub forma de cuante luminoase cu energia hν, determinata de largimea energetica a benzii interzise.

REFERAT: Ce sa faceti inainte de inundatie? REFERAT: Executarea si receptionarea ancorajelor metalice tip inel-con si dorn

In fig.2.16 este prezentata schematic structura unei diode electroluminiscente, circuitul de polarizare a ei si valorile tipice pentru curentul prin dioda si tensiunea la bornele ei in stare de functionare.

Redresarea curentului alternativ (puntea redresoare)

Una dintre aplicatiile cele mai importante ale diodelor este redresarea semnalelor

alternative. O configuratie de patru diode ca cea prezentata in fig.2.8 este o punte

redresoare si se gaseste sub forma integrata.

Fig 2.9

Daca la bornele de intrare ale puntii se aplica o tensiune sinusoidala ca cea reprezentata grafic in fig.2.9a atunci, daca amplitudinea acesteia este mai mare decat dublul tensiunii de deschidere a unei diode (tensiunea de trecere in stare de conductie), in alternanta pozitiva vor conduce diodele D1 si D3 iar in alternanta negativa, diodele D2 si D4. Astfel, prin rezistenta R curentul va circula in acelasi sens in ambele semiperioade, obtinandu-se la bornele ei o tensiune redresata. In fiecare jumatate de perioada tensiunea la bornele rezistentei, deci si curentul prin ea, vor avea aspectul unor jumatati pozitive de sinusoida (fig.2.9b, curba subtire).

Aceasta este redresarea bialternanta. Amplitudinea tensiunii redresate este mai mica datorita caderilor de tensiune pe jonctiunile celor doua diode aflate simultan in stare de conductie. Cand tensiunile redresate sunt mari, aceasta pierdere este neglijabila. Semnalul redresat este unul periodic, avand frecventa egala cu dublul frecventei semnalului aplicat la intrarea puntii.

In multe aplicatii avem nevoie de o tensiune constanta in timp. Reducerea fluctuatiilor in timp ale tensiunii se poate face prin adaugarea in paralel cu consumatorul (in cazul de fata, R) a unui condensator cu o capacitate cat mai mare. Acesta se incarca in alternanta pozitiva si se descarca prin R in alternanta negativa. Cu cat constanta de timp, τ = RC, a circuitului de descarcare a condensatorului este mai mare, cu atat tensiunea la bornele sale, deci si tensiunea pe sarcina, scade mai lent comparativ cu scaderea pur sinusoidala. In acest fel, la bornele sarcinii se obtine o tensiune redresata cu fluctuatii temporale mult mai mici decat cele obtinute in cazul redresarii bialternanta simple (fig.2.9b, curba mai groasa). Pentru ca atenueaza din fluctuatii, condensatorul C se numeste condensator de netezire.