Otras tecnologías de diodos

Diodos varicap o varactor

Un diodo de capacitancia variable se conoce como diodo varicap o como varactor . Si un diodo tiene polarización inversa, se forma una región de agotamiento del aislamiento entre las dos capas semiconductoras. En muchos diodos, el ancho de la región de agotamiento puede cambiarse variando la polarización inversa. Esto varía la capacitancia. Este efecto se acentúa en los diodos varicap. Los símbolos esquemáticos se muestran en la siguiente figura, uno de los cuales está empaquetado como un diodo dual de cátodo común.

Diodo varicap:la capacitancia varía con la polarización inversa. Esto varía la frecuencia de una red resonante.

Si un diodo varicap es parte de un circuito resonante como en la figura anterior, la frecuencia se puede variar con un voltaje de control, Vcontrol. Una gran capacitancia, Xc baja, en serie con el varicap evita que Vcontrol sea cortocircuitado por el inductor L. Siempre que el capacitor en serie sea grande, tiene un efecto mínimo sobre la frecuencia del circuito resonante. Se puede usar Coptional para establecer la frecuencia resonante central. Vcontrol puede entonces variar la frecuencia en este punto. Tenga en cuenta que no se muestran los circuitos activos necesarios para hacer oscilar la red resonante. Para ver un ejemplo de un receptor de radio AM sintonizado por diodo varicap, consulte “Sintonización por diodo varicap electrónico”, Capítulo 9

Algunos diodos varicap pueden denominarse abruptos, hiperabruptos o súper hiperbruptos. Estos se refieren al cambio en la capacitancia de la unión con el cambio de polarización inversa como abrupto o hiperbrupto o súper hiperabrupto. Estos diodos ofrecen un cambio relativamente grande de capacitancia. Esto es útil cuando los osciladores o filtros se barren en un rango de frecuencia grande. Al variar el sesgo de los varicaps abruptos por encima de los límites nominales, la capacitancia cambia en una proporción de 4:1, la hiperbrupta en 10:1, la superhiperabrupta en 20:1.

Los diodos varactores se pueden utilizar en circuitos multiplicadores de frecuencia. Consulte "Circuitos semiconductores analógicos prácticos", Multiplicador de varactores

Diodo a presión

El diodo instantáneo , también conocido como diodo de recuperación escalonada está diseñado para su uso en multiplicadores de frecuencia de alta relación de hasta 20 GHz. Cuando el diodo tiene polarización directa, la carga se almacena en la unión PN. Esta carga se extrae cuando el diodo tiene polarización inversa. El diodo parece una fuente de corriente de baja impedancia durante la polarización directa. Cuando se aplica polarización inversa, todavía parece una fuente de baja impedancia hasta que se retira toda la carga. Luego, se “ajusta” a un estado de alta impedancia, lo que provoca un impulso de voltaje, rico en armónicos. Una aplicación es un generador de peine, un generador de muchos armónicos. Los multiplicadores de potencia moderada 2x y 4x son otra aplicación.

Diodos PIN

Un diodo PIN es un diodo de conmutación rápido de baja capacitancia. No confunda un diodo de conmutación PIN con un fotodiodo PIN. Un diodo PIN se fabrica como un diodo de conmutación de silicio con una región intrínseca agregada entre las capas de unión PN. Esto produce una región de agotamiento más gruesa, la capa aislante en la unión de un diodo polarizado inverso. Esto da como resultado una capacitancia más baja que un diodo de conmutación con polarización inversa.

Diodo pin:sección transversal alineada con el símbolo esquemático.

Los diodos PIN se utilizan en lugar de los diodos de conmutación en aplicaciones de radiofrecuencia (RF), por ejemplo, un interruptor T / R. Se informa que el diodo de potencia de propósito general 1n4007 1000 V, 1 A se puede utilizar como un diodo de conmutación PIN. La clasificación de alto voltaje de este diodo se logra mediante la inclusión de una capa intrínseca que divide la unión PN. Esta capa intrínseca hace que el 1n4007 sea un diodo PIN. Otra aplicación de diodo PIN es aquí como interruptor de antena para un receptor de buscador de dirección.

Los diodos PIN sirven como resistencias variables cuando se varía la polarización directa. Una de esas aplicaciones es el atenuador variable de voltaje. La característica de baja capacitancia de los diodos PIN extiende la respuesta plana de frecuencia del atenuador a las frecuencias de microondas.

Diodo IMPATT

El diodo IMPact Avalanche Transit Time es un generador de radiofrecuencia (RF) de alta potencia que funciona de 3 a 100 GHz. Los diodos IMPATT están fabricados con silicio, arseniuro de galio o carburo de silicio.

Un diodo IMPATT tiene polarización inversa por encima del voltaje de ruptura. Los altos niveles de dopaje producen una fina región de agotamiento. El alto campo eléctrico resultante acelera rápidamente a los portadores, lo que libera a otros portadores en colisiones con la red cristalina. Los agujeros se barren en la región P +. Los electrones se desplazan hacia las regiones N. El efecto en cascada crea una corriente de avalancha que aumenta incluso cuando el voltaje en la unión disminuye. Los pulsos de corriente retrasan el pico de voltaje a través de la unión. Un efecto de "resistencia negativa" junto con un circuito resonante produce oscilaciones a altos niveles de potencia (altos para semiconductores).

Diodo IMPATT:circuito oscilador y capas P y N fuertemente dopadas.

El circuito resonante en el diagrama esquemático de la figura anterior es el circuito agrupado equivalente a una sección de guía de ondas, donde está montado el diodo IMPATT. La polarización inversa de CC se aplica a través de un estrangulador que evita que se pierda RF en el suministro de polarización. Esta puede ser una sección de la guía de ondas conocida como Tee de polarización. Los transmisores RADAR de baja potencia pueden utilizar un diodo IMPATT como fuente de alimentación. Son demasiado ruidosos para usarlos en el receptor. [YMCW]

Diodo Gunn

Diodo, gunn Diodo Gunn

Un diodo gunn está compuesto únicamente por semiconductores de tipo N. Como tal, no es un verdadero diodo. La siguiente figura muestra una capa de N ligeramente dopada rodeada de N + muy dopada capas. Un voltaje aplicado a través del diodo de Gunn de arseniuro de galio tipo N crea un fuerte campo eléctrico a través de la capa de N ligeramente dopada.

Diodo Gunn:circuito oscilador y sección transversal de solo diodo semiconductor tipo N.

A medida que aumenta el voltaje, la conducción aumenta debido a los electrones en una banda de conducción de baja energía. A medida que el voltaje aumenta más allá del umbral de aproximadamente 1 V, los electrones se mueven desde la banda de conducción más baja a la banda de conducción de energía más alta, donde ya no contribuyen a la conducción. En otras palabras, a medida que aumenta el voltaje, la corriente disminuye, una condición de resistencia negativa. La frecuencia de oscilación está determinada por el tiempo de tránsito de los electrones de conducción, que está inversamente relacionado con el espesor de la capa N.

La frecuencia puede controlarse hasta cierto punto integrando el diodo Gunn en un circuito resonante. El circuito agrupado equivalente que se muestra en la Figura anterior es en realidad una línea de transmisión coaxial o una guía de ondas. Los diodos gunn de arseniuro de galio están disponibles para funcionar de 10 a 200 gHz a una potencia de 5 a 65 mw. Los diodos Gunn también pueden servir como amplificadores. [CHW] [IAP]

Diodo Shockley

El diodo Shockley es un tiristor de 4 capas que se utiliza para activar tiristores más grandes. Solo conduce en una dirección cuando se activa por un voltaje que excede el voltaje de ruptura , alrededor de 20 V. Consulte “Tiristores”, El diodo Shockley. La versión bidireccional se llama diac . Consulte "Tiristores", el DIAC.

Diodos de corriente constante

Un diodo de corriente constante , también conocido como diodo limitador de corriente , o diodo regulador de corriente , hace exactamente lo que su nombre implica:regula la corriente a través de él hasta un nivel máximo. El diodo de corriente constante es una versión de dos terminales de un JFET. Si tratamos de forzar más corriente a través de un diodo de corriente constante que su punto de regulación de corriente, simplemente "se defiende" dejando caer más voltaje. Si tuviéramos que construir el circuito en la figura (a) a continuación (a) y graficar la corriente del diodo contra el voltaje del diodo, obtendríamos un gráfico que aumenta al principio y luego se nivela en el punto de regulación de corriente como en la figura (b) a continuación (b).

Diodo de corriente constante:(a) circuito de prueba, (b) característica de corriente frente a voltaje.

Una aplicación para un diodo de corriente constante es limitar automáticamente la corriente a través de un diodo LED o láser en una amplia gama de voltajes de fuente de alimentación, como se muestra en la siguiente figura.

Aplicación de diodo de corriente constante:diodo láser de conducción.

Por supuesto, el punto de regulación del diodo de corriente constante debe elegirse para que coincida con la corriente directa óptima del diodo láser o LED. Esto es especialmente importante para el diodo láser, no tanto para el LED, ya que los LED normales tienden a ser más tolerantes a las variaciones de corriente directa.

Diodos SiC

Los diodos fabricados con carburo de silicio son capaces de funcionar a altas temperaturas hasta 400 ° C. Esto podría suceder en un entorno de alta temperatura:registro de pozos de petróleo en el fondo del pozo, motores de turbina de gas, motores de automóviles. O, funcionamiento en un entorno moderado con alta disipación de potencia. Las aplicaciones nucleares y espaciales son prometedoras, ya que el SiC es 100 veces más resistente a la radiación en comparación con el silicio. El SiC es un mejor conductor de calor que cualquier metal. Por lo tanto, el SiC es mejor que el silicio para conducir el calor. La tensión de ruptura es de varios kV. Se espera que los dispositivos de energía de SiC reduzcan las pérdidas de energía eléctrica en la industria de la energía en un factor de 100.

Diodo de polímero

Los diodos basados ​​en productos químicos orgánicos se han producido mediante procesos de baja temperatura. Los polímeros conductores ricos en huecos y ricos en electrones pueden imprimirse por inyección de tinta en capas. La mayor parte de la investigación y el desarrollo es del LED orgánico (OLED). Sin embargo, el desarrollo de etiquetas RFID (identificación por radiofrecuencia) orgánicas imprimibles y económicas está en curso. En este esfuerzo, se ha operado un rectificador orgánico de pentaceno a 50 MHz. La rectificación a 800 MHz es un objetivo de desarrollo. Un metal aislante metálico económico Se ha desarrollado un diodo (MIM) que actúa como un clipper de diodo Zener adosado. Además, se ha fabricado un dispositivo similar a un diodo de túnel.