Stabilitron

Stabilitron ehk Zeneri diood on ränidiood, mis töötab läbilöögirežiimil ja mis hoiab temaga paralleelselt ühendatud koormusele rakendatud toitepinge või koormusvoolu muutumisel sellele mõjuva pinge peaaegu muutumatuna. Stabilitroni töö põhineb p-n-siirde teatud kindla vastupinge U_z ületamisele järgneval järsul dioodi takistuse vähenemisel ja seda läbiva voolu tugevnemisel. Kui p-n-siirdes hajuv võimsus seejuures ei ületa lubatavat väärtust, on selline töörežiim stabiilne ja kasutatav.

Peale tavaliste stabilitronide valmistatakse veel täppisstabilitrone ja kahe-anoodilisi stabilitrone.

Täppisstabilitronide stabiliseerimispinge sõltub väga vähe temperatuurist. Selle saavutamiseks on neis stabiliseeriva siirdega järjestikku kaks päripingestatud siiret, mille pingelang muutub temperatuurist vastupidiselt stabiliseeriva siirdega ja kompenseerib seega esineva stabiliseerimispinge muutuse.

Kaheanoodilises stabilitronis on kaks stabilitroni ühendatud nii, et üks on alati pärisuunas ja teine vastusuunas. Sel juhul ei ole vaja pöörata tähelepanu stabilitroni ühendamise polaarsusele ja pärisuunas töötav siire toimib ka temperatuuritoimet kompenseeriva elemendina.

Stabilitroni valik

Tüüpiline ülesanne, kus on vaja leida piiratava takisti (Rb) suuruse, kui on teada dioodi stabiliseerimispinge (Ust) ning stabiliseerimisvool (Ist). Toitepinge antud skeemi juures on tähistatud E ning koormustakisti Rt.

Ülesanne:

E = 19 V

Ust = 9 V

Ist = 11 mA

Rt = 1 kOhm

Leida: Rb - ?

Lahendus: 1) Leiame voolu, mis läbib piiratava takisti Rb. IRb = Ist + IRt = 11mA + (9 V / 1000 Ohm) = 20 mA

2) Leiame pingelangu piirataval takistil. URb = E - Ust = 19 - 9 = 10 V

3) Kui piiratava takisti pingelang ja vool on teada, siis rakendame Ohmi seadust. Rb= URb/IRb= 10 / 20mA = 500 Ohm

Vastus: piiratava takisti suurus on 500 Ohm.

 

Mahtuvusdiood e. varikap

Mahtuvusdiood ehk varikap on ränidiood, mille puhul kasutatakse p-n-siirde mahtuvuse sõltuvust vastupingest. Diood toimib sel juhul elektriliselt tüüritava muutkondensaatorina, mille elektroodidevahelise dielektriku - siirde - tõkkekihi paksus suureneb vastupinge suurenemisel. Põhiliselt kasutatakse mahtuvusdioodi raadiotehnikas võnkeringide häälestamiseks soovitud itud sagedusele, kus nad on välja tõrjunud varem laialdaselt kasutatud pöördkondensaatorid.

Parameetrid:

• nimimahtuvus
• mahtuvuse kattetegur
• hüvetegur
• mahtuvuse temperatuuritegur
  

 

 

Valgusdiood e. LED

Valgusdiood on pooljuhtdiood, mis kiirgab valgust. Õige suurusega päripinge andmisel elektroodidele hakkab valgusdiood kiirgama kindla lainepikkusega valgust, mis sõltub sellest materjalist, millest diood koosneb.

Valgusdioode kasutatakse mitmesugustes elektroonikaseadmetes indikaatoritena, televiisori- ja raadiopultides infrapunasaatjana ja mujal.

Valgus erinevatel lainepikkustel:

380-430nm - lilla valgus

430-450nm - indigosinine valgus

450-500nm - sinine valgus

500-520nm - helesinine valgus (cyan)

520-565nm - roheline valgus

565-590nm - kollane valgus

590-625nm - oranž valgus

625-740nm - punane valgus

 

 

 

Fotodiood

Fotodiood on ehitatud nii, et tema pn-siire oleks keskkonnast langevale valgusele avatud. pn-siirdele langevad valgusosakesed, footonid, tekitavad vabade laengukandjate paare (augud ja elektronid), mis siirde elektrivälja toimel pn-siirde läbivad ja dioodi viikudele tekib potentsiaalide vahe, mida nimetatakse fotoelekromotoorjõuks. Footoni võime vabu langukandjaid tekitada sõltub sellest kas footoni energia on suurem või väiksem kui väljumistöö. Footoni energia on sõltuv talle vastava laine sagedusest, lihtsustatult valguse värvist.

Küllastusrežiim

Suure koormustakistusega töötab fotodiood fotoelemendina ja genereerib talle langeva valguse toimel elektrilist pinget. Sellel režiimil genereeritud pinge ei sõltu oluliselt talle langeva valguse hulgast.

Lühisrežiim

Väga väikese koormustakistuse juures tekitab fotodiood talle langevast valgustugevuset suhteliselt täpselt lineaarselt sõltuvat elektrivoolu, mistõttu kasutatakse seda režiimi valguse tugevuse määramiseks kasutatavates seadmetes.

Vastupingerežiim

Fotodioodi vastuvool on võrdelises seoses talle langeva valguse hulgaga. Vastupingerežiimis reageerib fotodiood valgusele väga kiiresti - selleks kulub alla 10 nanosekundi, mis võimaldab dioodi kasutada Optilise informatsiooni vastuvõtjana (näiteks televiisori- ja videomaki puldi signaali vastuvõtjana).

 

 

Alaldusdiood

Alaldusdioodid on ette nähtud vahelduvvoolu muundamiseks alalisvooluks toite otstarbel. Seega on nad suurevoolulised dioodid, mille lubatav pärivool on mõnesajast milliamprist sadade ampriteni. Dioode, mille lubatav pärivool on suurem kui 10A, nimetatakse ka jõudioodideks. Sageli valmistatakse alaldusdioode dioodsiIdadena, kus sildlülitusse ühendatud dioodid on paigutatud ühisesse kesta. Lubatav vastupinge ulatub alaldusdioodidel sadadest tuhandete voltideni.

Töösagedus ja taastumiskestus

Töösagedused olid varem alaldusdioodidel madalad ja reeglina ei ületanud 5 kHz. Praeguseks, tänu muundamisega toiteplokkide laiale levikule, ulatuvad need aga sadade kilohertsideni. Sellest tulenevalt liigitavad mõned firmad alaldusdioode vastusuunatakistuse taastumiskestusest sõltuvalt tavalisteks, kiireteks ja ülikiireteks alaldusdioodideks. Nendest tavalistel taastumiskestust t_n ei normeerita, kiiretel on see >100 ns ja ülikiiretel <100 ns. Eri liigina vaadeldakse tavaliselt ka Schottky alaldusdioode, mis tänu väikesele päripingelangule (U_F < 0,5 V) on eriti sobivad madalapingelistes alaldites kasutamiseks. Schottky dioodide taastumiskestus võib olla eriti väike, isegi < 1,5 ns.

 

Schottky diood

Schottky diood on madala pingelanguga kiiretoimeline pooljuhtdiood. Pn-siirde asemel rakendatakse Schottky dioodis Schottky potentsiaalibarjääri, mis tekib mõne metalli ja pooljuhi piirpindadel; see barjäär on alaldavate omadustega. Kui ühenduskohas ei teki Schottky barjääri, siis on tulemuseks oomiline kontakt ja seadis ei ole dioodina kasutatav. Schottky dioodide päripingelang on tavaliselt 0,2–0,4 V. Madalama päripingelangu tõttu on nad tõhusamad kui tavalised ränidioodid, mille päripingelang on 0,7–1,7 V. Väikese mahtuvuse tõttu on Schottky dioodil suur sagedusriba (ja töökiirus). Schottky dioodi suurim puudus on see, et ta ei talu kõrget vastupinget: selle vastupingeklass on 50 V või vähemgi. Sel on ka suhteliselt kõrge vastulekkevool, mis suureneb temperatuuri tõustes ja tekitab kõrgetel temperatuuridel ebastabiilsuse probleemi. See seab vastupingele piirid, mis on madalamadki nimiväärtusest. Dioodide pingeklass on umbes 200 V.

Schottky dioode kasutatakse sageli transistoride küllastuse ärahoidmiseks, päikesepatareidega ühendatud akude tühjenemise vältimiseks, toiteplokkides alalditena, samuti erinevate skeemide sisenditel ja väljunditel kaitsedioodidena.