مقایسه ی انواع دیود ها

دیود شاتکی

دیود شاتکی قطعه ای الکترونیکی از خانواده ی دیود هاست که ساختارآن کمی متفاوت از دیود های معمولی است.  این نوع دیود ها، بر خلاف دیود های معمولی که از پیوند دو  ماده نیمه هادی نوع N و نوع P ساخته می شوند، از اتصال یک ماده نیمه رسانا (معمولا نوع N) با یک فلز (طلا،نقره،پلاتین و ….) ایجاد می شود. با توجه به این که هر دو ماده دارنده حامل های اکثریت اند، با اعمال ولتاژ به دو سر این پیوند الکترونها از نیمه هادی نوع N به سمت فلز حرکت می کنند. بنابراین چگالی جریان بیشتری در دو طرف پیوند ایجاد می شود که این موضوع خود باعث افت ولتاژ کمتری نسبت به دیود های معمولی است. این ولتاژ در حدود 0.45~0.15 است در صورتی که در دیود های معمولی حدود0.7~0.6 می باشد. شکل زیر ساختار فیزیکی دیود شاتکی را نشان می دهد.

از مزایای دیود های شاتکی، علاوه بر افت ولتاژ کم ، فرکانس سوئیچینگ بالای آن است که مناسب استفاده در مدارات  RF است.جریان ایجاد شده در این دیود ها به ترکیب شدن مجدد الکترون ها و حفره ها در نواحی مخالف خود مرتبط نیست و از آن جا که جا به جایی بار های الکتریکی در فلزات راحت تر و بیشتر از نیمه هادی هاست در نتیجه سرعت قطع و وصل شدن  آن بسیار بالاتر از دیود های معمولی خواهد بود.

از محدودیت های دیود شاتکی کم بودن ولتاژ معکوس آن است که نهایتا تا 50 ولت است و جریان نشتی آن که نسبت به دیود های معمولی بیشتر است.

تست دیود شاتکی درست همانند دیود های معمولی است با این تفاوت که مقدار عدد نمایش داده شده توسط اهم متر در در دیود شاتکی کم تر است که با توجه به ساختار توصیف شده برای این نوع دیود قابل انتظار است.

شکل شماتیک مداری دیود شاتکی به صورت زیر می باشد:

دیود خازنی (Varactor Diode)

ساختار این نوع دیود درست همانند دیود های معمولی با دو نیمه هادی نوع N و P از جنس سیلیسیم است. پیوند های P-N معمولی در حالت عادی(بدون اعمال ولتاژ به آن) از خود اثر خازنی نشان می دهند به طوری که ناحیه تهی همانند یک عایق و دو نیمه رسانا در دو طرف ان مانند رسانا های یک خازن عمل می کنند. بدین ترتیب مجموعه را می توان مثل یک خازن در نظر گرفت. با اعمال ولتاژ معکوس و افزایش آن، عرض ناحیه تهی بیشتر و در نتیجه ظرفیت خازنی کاهش می یابد. پس با تغییر ولتاژ بایاس معکوس می توان این ظرفیت را تغییر و از آن به عنوان خازن متغیر استفاده کرد.

شکل شماتیک مداری دیود خازنی به صورت زیر است:

دیود تونلی

دیود تونلی از اتصال دو نوع نیمه هادی نوع N و P ساخته می شود با این تفاوت که غلظت ناخالصی ها در این دو نوع حدود چند هزار برابر بیشتر از دیود های معمولی است. این غلظت زیاد باعث کم شدن عرض ناحیه تهی در محل پیوند می شود و حامل ها در ولتاژ های پایین بین دو ناحیه تونل می زنند.

منحنی مشخصه این نوع دیود به این صورت است:

همانطور که از شکل پیداست با افزایش ولتاژ مستقیم از صفر تا Vp، جریان (بر خلاف دیود معمولی)  به صورت صعودی افزایش پیدا می کند. افزایش ولتاژ بیش از این مقدار تا Vv باعث کاهش جریان می شود که اصطلاحا” در این بازه از خود مقاومت منفی نشان می دهد.