Диод

Википедия — ирекле энциклопедия мәғлүмәте
Унда күсергә: төп йүнәлештәр, эҙләү
1-се рәсем: Диодтың яҡындан төшөрөлгән һүрәте, квадрат формаһындағы ярымүткәргес кристалл (һулда ҡара объект) күрһәтелгән.
2-се рәсем: Төрлө ярымүткәргес диодтар. Аҫта: күпер турылайткысы. Күпселек диодтарҙа, аҡ йәки ҡара төҫтәге таҫма катод электродына ишра итә, был электродтан диод үткәргәндә шартлы ток ағып сыға.
3-нче рәсем: вакуум көпшә диод структураһы. Еп асыҡ булырға мөмкин, йәки ғәҙәттә (бында күрһәтелгәнсә) батырылған һәм яҡын катодтан изоляцияланған булырға мөмкин.

Диод (бор. грек. δις[1] — ике һәм -од[2]) — электроникала Вольт-Ампер характеристикаһы һыҙыҡса булмаған ике электродлы электрон компонент.

Хәҙерге ваҡытта иң таралған тип диод булып «ярым үткәргес диод» булып тора. Был тип диод ғәҙәттә ярым үткәргес материал киҫәгенән һәм уға тоташтырылған ике электродтан тора.

«Лампа диоды» (вакуум көпшә диоды) (хәҙерге ваҡытта һирәк ҡулланыла, бары тик ҡайһы бер юғары-егәрлек технологияларында) ул ике электродлы вакуум көпшә.

Диодтың ғәҙәти функцияларының береһе ул электр тогын бер йүнәлештә ебәреү (был йүнәлеш диодтың «туры» йүнәлеше тип атала), ә ҡаршы йүнәлештәге токты тотҡарлау («кире» йүнәлеш). Шулай итеп, диод тураһында кире клапандың электрон версияһы тураһында кеүек фекер йөрөтөргә була. Диодтың был бер йүнәлешле тотошо электр тогын турайтыу тип атала, һәм алмаш токты даими токка әүерелдереү өсөн ҡулланыла, шулай уҡ радиоалғыстарҙа радиосигналдарҙан модуляцияланған мәғлүмәтте сығару өсөн ҡулланыла.

Шулай ҙа, диодтар үҙен, күрһәтелгән «ҡабыҙыу-һүндереү» ғәмәленән ҡатлаулыраҡ тоторға мөмкин. Ярым үткәргес диодтар туры йүнәлештә билдәле «буҫаға» көсәнеше ҡуйылғансы электр тогын үткәрә башламайҙар (был хәлдәге диодты «туры йүнәлештә көсәнеш ҡуйылған» тип атайҙар). Туры йүнәлештә көсәнеш ҡуйылған диодта көсәнеш төшөүе ток үҙгәреү менән әҙ генә үҙгәрә һәм температураның функцияһы булып тора; был эффектты температура датчигы яһау өсөн йәки сағыштырыу өсөн көсәнеш булдырыу өсөн ҡулланырға мөмкин.

Ярым үткәргес диодтар линиялы булмаған электр характеристикаларына эйә, быны уларҙың P—N уҙыуының конструкцияһын үҙгәртеп модификацияларға була. Был күп төрлө функцияны үтәй ала торған махсус маҡсатлы диодтарҙа ҡулланыла. Мәҫәлән, Зенер диодтары көсәнеште регуляциялау өсөн, Тау ишелеү — осоп үтеү диодтары (рус. лавинно-пролетный диод, eng. avalanche diodes ) схемаларҙы юғары көсәнеш һикереүҙәренән һаклау өсөн, варактор диодтары радиоалғыстарҙа һәм телевизорҙарҙа электрон рәүештә канал һайлау өсөн, Ганн диодтары, туннель диодтары һәм IMPATT диодтары радио йышлыҡтағы тирбәнештәр генерациялау өсөн, ә яҡтылыҡ һибеүсе диодтар яҡтыртыу өсөн ҡулланыла. Туннель диодтарына кире ҡаршылыҡ хас, был үҙенсәлек уларҙы ҡайһы бер төр схемаларҙа файҙалы итә.

Диодтар беренсе ярым үткәргес йыһазы булған. Кристалдарҙың электр тогын турайту һәләтен немец физигы Фердинанд Браун 1874 йылда асҡан[3]. Беренсе бесәй мыйығы диоды дип аталған ярым үткәргес диодтар 1906 йыл тирәһендә, гален кеүек минерал кристалдарҙан яһалған. Хәҙерге ваҡытта, күпселек диодтар кремнийҙан яһала, шулай ҙа, германий һымаҡ ярым үткәргестәр ҙә ҡулланыла.

Тарих[үҙгәртергә]

Термион һәм ҡаты есем диодтар параллель рәүештә эшләнеп сығарылған.

1873 йылда Фредерик Гутри термион диодтар эшләүенең төп принцибын аскан. Гутри уңай ҡоролған электроскоптың ҡоролмаһын уның янына ергә тоташтырылған аҡ ҡыҙған металл киҫәген китереп (тейҙермәйенсә) алып булғанын асҡан. Шуны уҡ кире ҡоролған электрод өсөн ҡулланырға мөмкин булмаған, был токтың бер генә йүнәлештә үткәнен күрһәткән.

1880-се йылың 13 февралендә Томас Эдисон был принципты бәйсез рәвештә тагын бер мәртәбә ачкан. Бу вакытта Эдисон аның яктылык лампаларының күмер җепләре гел диярлек уңай корылган ягында янып чыгуының сәбәбен тикшергән. Аның пыяла корпуска эретеп ябыштырылган металл электродлы махсус лампасы булган. Бу җиһазны кулланып, ул кызган җептән вакуум аша металл тәлинкәгә күзгә күренми торган ток узуын раслаган, әмма бу күренеш тәлинкә уңай «корылмага тоташтырылганда» гына булган.

Эдисон даими ток вольтметрында аның модификацияләнгән яктылык лампасы эффектив рәвештә резисторны алмаштыручы схеманы эшләп чыгарган. Эдисон шушы ачышы өсөн 1884-се елда патент белән бүләкләнгән. Ул вакытта андый жиһазны гамәлдә кулланырга мөмкин булмаган. Шулай итеп, патент берәр кеше Эдисон эффектына кулланылыш тапкач кына гамәлгә керергә тиеш булган.

Джон Амброзе Флеминг (Маркони Компаниясенең фәнни киңәшчесе һәм элек Эдисонга эшләгән кеше) Эдисонның эффектына нигезләнеп төгәл радиодетектор ясарга мөмкин икәнен тапкан. Флеминг беренсе чын термион диодка Британиядә 1904-се йылдың 16 ноябрендә патент алган.

1874 йылда немец галиме Карл Фердинанд Браун кристалларның «бер юнәлештә үткәрүчәнлеген» ачкан. Браун кристалл электр турылайткычына 1899 йылда патент алган. 1930-се йылда Бакыр оксиды һәм кремний турылайткычлары эшләп чыгарылган.

1894 йылда һинд галиме Джагадиш Чандра Бозе беренсе булып радио дулкыннары детекциясе өчен кристаллны кулланган. Кристалл детектор гамәлдә эшләүче җиһазга Гринлиф Витье Пикард тарафыннан әверлдерелгән. Бу галим 1903 йылда кремний кристалл детекторны уйлап чыгарган һәм 1906-се йылдын 20 ноябрендә аның өчен патент алган. Башка тәҗрибә үткәрүҫеләр күп төрле башка матдәләр кулланып караганнар, боларның иң киң кулланылганы минерал гален (свинец сульфиды) булып тора. Башка матдәләр берникадәр яхшырак эш тәкъдим итсәләр дә, гален киңрәк кулланылган, чөнки аның бәясе арзан булган һәм аны табарга жиңелрәк булган. Бу элеккеге радио җайланмаларындагы кристалл детектор белән бергә җайлана торган тимерчыбык нокта контакты («мәче мыегы»); ул контактны кул ярдәмендә кристалл өслеге буенча хәрәкәткә китерергә мөмкин булган, бу оптималь сигнал табу өчен эшләнгән. Бу ышанычлы булмаган җиһаз термион диодлар тарафыннан тиз кысрыклап чыгарылган, әмма кристалл детектор соңыннан, 1950 йылдарда, арзан германий диодлар эшләнгәс, доминант кулланышка кайткан.

Асылу ваҡытында, мондый җиһазлар турылайткычлар буларак мәгълүм булган. 1919 йылда Вильям Генри Экклз грекчадан «диа» (аша, аркылы мәгънәсендә) һәм «од» (ὅδος — «юл»[2]) сүзләреннән «диод» терминын уйлап сығарған.

Термион һәм газ хәлендәге диодтар[үҙгәртергә]

4-се рәсем: Туры йылытылмаған вакуум-көпшә (лампа) диоды өсөн символ. Өҫтән аҫҡа, компоненттар: анод, катод һәм йылытыу ҡоролмаһы.

Термион диодтар улар термион лампа йыһаздар (шулай уҡ вакуум көпшәләр, трубкалар йәки лампалар атамаһы аҫтында ла мәғлүм). Термион диодтар — быяла конвертта вакуум эсендә электрод йыйылмалары.Иң тәүге үрнәктәр ҡыҙҙыру яҡтыртыу лампаларына бик оҡшаш булған.

Термион лампа диодтарында, йылыткыс ҡоролма аша уҙыусы ток ситтән катодты йылыта, катодка барий һәм стронций оксидтары йүгертелгән, улар һелтеле ер металл оксидтары; был матдәләрҙе һайлау сәбәбе — «электрондарны сыгарыу эшенең» әҙ булуы. (Ҡайһы бер лампаларҙа турынан-туры йылытыу ҡулланыла, бында йәтмә йылыткыс һәм катод ролдәрен үтәй). Йылылыҡ электрондарның вакуумға термоэмиссияһының сәбәбе була. Эштең алдағы стадияһында, анод тип аталған уратыусы металл электрод уңайлы ҡоролған һәм ул сығарылган электрондарҙы үҙенә тарта.

Шулай ҙа, кире көсәнеш ҡуйылғанда, электрондар йылытылмаған анод өҫлөгөнән еңел сыҡмайҙар. Тимәк, кире ток юҡ тейерлек. XX-се быуатта, лампа диодтары аналог сигнал техникаһында ҡулланылған һәм күп туҡланыу тәьмин итеүсе яйланмаларҙа турйткыслар булараҡ ҡулланған. Хәҙерге ваҡытта лампа диодтарның ҡулланылыш өлкәләре — гитара көсәйткестәрендә һәм high-end аудио көсәйткестәрендә һәм шулай уҡ махсус юғары көсөргәнеш йыһаздарында.

Ярым үткәргес диодтар[үҙгәртергә]

7-се рәсем: Типик корпуслы диодлар, полярлыклары символда күрсәтелгәнсә . Нескә турыпосмак катодны күрсәтә.[4]

Хәзерге заман ярымүткәргес диоды кремний кебек ярымүткәргес кристаллыннан ясала, шул кристаллга башка матдәләр өстәлә. Бер якта тискәре корылган кисәкчәләр е (электроннар) булган өлкә булдырыла, ул n-тип ярымүткәргес дип атала, я икенче якта уңай корылма йөртүселәре электрон тишекләре булган өлкә p-тип ярымүткәргес дип атала. Диодның электродлары бу ике өлкәнең һәрберенә тоташтырылган. Бу өлкәләр арасындагы чик PN узуы дип атала, монда диодның функциясе башкарыла. Кристалл электроннар тогын катод дип аталучы n-тип яктан анод дип аталучы p-тип якка үткәрә, ә кире юнәлештә үткәрми. Шулай да, «шартлы ток» анодтан катодка таба, ук күрсәткән юнәлештә ага (бу электроннар тогына каршы юнәлештә, чөнки электроннарның корылмасы тискәре). Башка тип ярымүткәргес диод, Шоттки диоды дип атала, ул металл һәм ярымүткәргес контактыннан ясала.

Ток-көсөргәнеш характеристикаһы[үҙгәртергә]

Ярымүткәргес диодның схемада тотышы ток—көҫәнеш характеристикасы, яки I—V графикы белән тасвирлана (астагы графикны карагыз). Графикта бөгелгән линияның формасын корылма йөртүче кисәкчәләрнең ярымүткәргесләр арасындагы p—n узуында урнашкан мохтаҗлык өлкәсе (рус. зона истощения) (ирекле корылма йөртүче кисәкчәләргә мохтаҗлык мәгънәсендә) аша хәрәкәте билгели. p—n узуы беренсе мәртәбә хасил булгач, ирекле электроннар N-кушылмалы өлкәдән күп санлы тишекләр (электрон өчен буш урыннар) булган P—кушылмалы өлкәгә үтәләр, һәм электроннар тишекләр белән «рекомбинацияли». Ирекле электрон тишек белән рекомбинацияләнгәндә, электрон да, тишек тә юк булалар; N ягында «утрак» уңай корылган донор кала, ә P ягында тискәре корылган акцептор кала. p—n узуы тирәсендә өлкә корылма йөртүче кисәкчәләрсез кала һәм шулай итеп үзен изолятор кебек тота.

5-нче рәсем: P—N узышлы диодның I—V характеристикасы (масштабта түгел). Бәреп үтү диапазоны, «кире» ток үткәрү диапазоны һәм туры ток үткәрү диапазоны күрсәтелгән.

Шулай уҡ ҡарарға мөмкин[үҙгәртергә]

Һылтанмалар[үҙгәртергә]

Иҫкәрмәләр[үҙгәртергә]

  1. Словарь по кибернетике / Под редакцией академика В. С. Михалевича — 2-е. — Киев: Главная редакция Украинской Советской Энциклопедии имени М. П. Бажана, 1989. — 751 с. — (С48). — 50000 экз. — ISBN 5-88500-008-5.
  2. 2,0 2,1 www.yourdictionary.com: суффикс -од (ode) Ҡалып:Недоступная ссылка(инг.)
  3. Diode
  4. А. В. Баюков, А. Б. Гитцевич, А. А. Зайцев и др. Полупроводниковые приборы: диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы. Справочник / Под ред. Н. Н. Горюнова — 2-е изд., перераб. — М.: Энергоатомиздат, 1984. — С. 13—31. — 744 с., ил с. — 100000 экз.