Polovodičová dioda - Historie editací

Sysop: + Aktualizace

2025-01-27T10:39:46Z

+ Aktualizace

← Starší verze		Verze z 27. 1. 2025, 10:39
Řádka 1:		Řádka 1:
-	[[~~Image~~:Diode-photo.JPG\|thumb\|~~right~~\|Polovodičové diody]]	+	[[File:Diode-photo.JPG\|thumb\|240px\|Polovodičové diody]]
		+	[[Soubor:Diode symbol cs.png\|thumb\|240px\|alt=Schematická značka polovodičové diody\|Schematická značka polovodičové diody]]
	'''Polovodičová dioda''' je [[elektrotechnická součástka\|elektrotechnická]] [[součástka]], jejímž úkolem v [[Elektrický obvod\|elektrickém obvodu]] je propouštět [[elektrický proud]] jedním směrem.		'''Polovodičová dioda''' je [[elektrotechnická součástka\|elektrotechnická]] [[součástka]], jejímž úkolem v [[Elektrický obvod\|elektrickém obvodu]] je propouštět [[elektrický proud]] jedním směrem.

Řádka 20:		Řádka 21:

	==Parametry polovodičové diody==		==Parametry polovodičové diody==
-		+	*Prahové napětí – elektrické napětí, při kterém dojde ke zrušení hradlové vrstvy
-	*Prahové napětí - elektrické napětí, při kterém dojde ke zrušení hradlové vrstvy	+	*Průrazné napětí – elektrické napětí, které způsobí při zapojení v závěrném směru zničení přechodu P-N a průchod proudu diodou
-	*Průrazné napětí - elektrické napětí, které způsobí při zapojení v závěrném směru zničení přechodu P-N a průchod proudu diodou	+	*VA charakteristika – závislost proudu protékajícího diodou na napětí mezi vývody
-	*VA charakteristika - závislost proudu protékajícího diodou na napětí mezi vývody	+	*Maximální zatížení – největší možný [[Elektrický výkon\|výkon]] elektrického proudu nepoškozující diodu
-	*Maximální zatížení - největší možný [[Elektrický výkon\|výkon]] elektrického proudu nepoškozující diodu	+	*Maximální proud – největší proud, který může procházet diodou
-	*Maximální proud - největší proud, který může procházet diodou	+	*Teplotní rozmezí – rozmezí [[Teplota\|teplot]], při kterých může dioda pracovat
-	*Teplotní rozmezí - rozmezí [[Teplota\|teplot]], při kterých může dioda pracovat	+

	==Shockleyho rovnice diody==		==Shockleyho rovnice diody==
Řádka 49:		Řádka 49:

	==Polovodičová dioda v elektrickém obvodu==		==Polovodičová dioda v elektrickém obvodu==
-	~~[[Image:Diode symbol.png\|thumb\|Značka polovodičové diody]]~~
-
	===Propustný směr===		===Propustný směr===
-
	Při zapojení kladného pólu [[Elektrický zdroj\|zdroje]] k anodě (typ P) a záporného pólu zdroje ke katodě (typ N) se přechod P-N v diodě, bránící průchodu částic, zmenší nebo úplně zruší. Diodou protéká [[elektrický proud]], [[elektrický odpor]] diody může být velmi nízký, ale na diodě vždy vzniká určitý úbytek napětí.		Při zapojení kladného pólu [[Elektrický zdroj\|zdroje]] k anodě (typ P) a záporného pólu zdroje ke katodě (typ N) se přechod P-N v diodě, bránící průchodu částic, zmenší nebo úplně zruší. Diodou protéká [[elektrický proud]], [[elektrický odpor]] diody může být velmi nízký, ale na diodě vždy vzniká určitý úbytek napětí.
-
-	~~[[Soubor:PropustnySmer.jpg\|Propustný směr diody]]~~

	===Závěrný směr===		===Závěrný směr===
-
	Při zapojení kladného pólu zdroje ke katodě (typ N) a záporného pólu k anodě(typ P) se přechod P-N v diodě rozšíří, elektrický odpor diody se zvětší. Elektrický proud v ideálním případě neprochází. Ve skutečnosti diodou prochází proud způsobený [[Polovodič#Minoritní nosiče nábojů\|minoritními nosiči nábojů]], tento proud je však velmi malý.		Při zapojení kladného pólu zdroje ke katodě (typ N) a záporného pólu k anodě(typ P) se přechod P-N v diodě rozšíří, elektrický odpor diody se zvětší. Elektrický proud v ideálním případě neprochází. Ve skutečnosti diodou prochází proud způsobený [[Polovodič#Minoritní nosiče nábojů\|minoritními nosiči nábojů]], tento proud je však velmi malý.

-	[[Soubor:~~ZavernySmer~~.jpg\|~~Závěrný směr diody~~]]	+	[[Soubor:TepavyProud.jpg\|thumb\|220px\|Tepavý proud]]
-		+	[[Soubor:GraetzovoZapojeni.png\|thumb\|240px\|Graetzovo zapojení (dvoucestný usměrňovač]]
		+	[[Soubor:UsmernenyProud.jpg\|thumb\|220px\|Usměrněný střídavý proud]]
	===Dioda ve střídavém obvodu===		===Dioda ve střídavém obvodu===
-
	Zapojením diody do obvodu střídavého proudu dojde k ''jednocestnému'' '''usměrnění''' střídavého proudu. Proud může diodou procházet pouze v jednom směru, tzn. pouze v jedné polovině [[perioda (fyzika)\|periody]]. Takový proud se nazývá ''tepavý''.		Zapojením diody do obvodu střídavého proudu dojde k ''jednocestnému'' '''usměrnění''' střídavého proudu. Proud může diodou procházet pouze v jednom směru, tzn. pouze v jedné polovině [[perioda (fyzika)\|periody]]. Takový proud se nazývá ''tepavý''.
-
-	~~[[Soubor:TepavyProud.jpg\|Tepavý proud]]~~
-
	===Grätzovo zapojení===		===Grätzovo zapojení===
-
	K ''dvojcestnému'' usměrnění střídavého proudu se používají čtyři diody zapojené podle schématu:		K ''dvojcestnému'' usměrnění střídavého proudu se používají čtyři diody zapojené podle schématu:
-
-	~~[[Soubor:GraetzovoZapojeni.png\|Graetzovo zapojení (dvoucestný usměrňovač]]~~

	Střídavý proud prochází v jedné polovině periody první dvojicí diod (1 a 2), v druhé polovině periody druhou dvojicí diod (3 a 4), přičemž směr proudu vystupujícího z můstku je stále stejný. Velikost proudu se na výstupu mění.		Střídavý proud prochází v jedné polovině periody první dvojicí diod (1 a 2), v druhé polovině periody druhou dvojicí diod (3 a 4), přičemž směr proudu vystupujícího z můstku je stále stejný. Velikost proudu se na výstupu mění.

-	~~[[Soubor:UsmernenyProud.jpg\|Usměrněný střídavý proud]]~~	+	Pro vyhlazení tepavého napětí se používá tzv. [[filtrační kondenzátor]], jehož kapacita se spočítá<br />
-		+
-	Pro vyhlazení tepavého napětí se používá tzv. [[filtrační kondenzátor]], jehož kapacita se spočítá	+
-	<br>	+
	<big>$ C = \frac{k \cdot I_{vyst}}{p \cdot U_{ss}} $</big> [mF]		<big>$ C = \frac{k \cdot I_{vyst}}{p \cdot U_{ss}} $</big> [mF]
-	kde<br>	+	kde<br />
	k........je konstanta (pro dvoucestné zapojení je rovna 200, pro jednocestné usměrnění 400)<br>		k........je konstanta (pro dvoucestné zapojení je rovna 200, pro jednocestné usměrnění 400)<br>
	I výst...[A] proud zátěží (určí se podle [[elektrický odpor\|elektrického odporu]], nebo [[výkon\|výkonu]] a napětí)<br>		I výst...[A] proud zátěží (určí se podle [[elektrický odpor\|elektrického odporu]], nebo [[výkon\|výkonu]] a napětí)<br>
Řádka 89:		Řádka 74:

	==Použití polovodičové diody==		==Použití polovodičové diody==
-
	*Usměrňovací dioda - usměrnění střídavého proudu (samostatně nebo jako součást [[usměrňovač]]e)		*Usměrňovací dioda - usměrnění střídavého proudu (samostatně nebo jako součást [[usměrňovač]]e)
	*Stabilizační (Zenerova) dioda - vyrovnávání průběhu napětí ve stabilizačních obvodech		*Stabilizační (Zenerova) dioda - vyrovnávání průběhu napětí ve stabilizačních obvodech
Řádka 101:		Řádka 85:


-	{{Článek z Wikipedie}}	+	{{Commonscat\|Diodes}}{{Článek z Wikipedie}}
	[[Kategorie:Elektromagnetismus]]		[[Kategorie:Elektromagnetismus]]
	[[Kategorie:Elektrotechnika]]		[[Kategorie:Elektrotechnika]]

Sysop: Nahrazení textu „“ textem „\)“

2022-08-14T14:53:12Z

Nahrazení textu „</math>“ textem „\)</big>“

← Starší verze		Verze z 14. 8. 2022, 14:53
Řádka 31:		Řádka 31:
	Voltampérovou charakteristiku běžných polovodičových diod lze popsat rovnicí pojmenovanou podle spouluobjevitele tranzistoru [[William Bradford Shockley\|Williama Bradforda Shockleyho]]. Rovnice popisuje základní chování diody v propustném i v závěrném směru:		Voltampérovou charakteristiku běžných polovodičových diod lze popsat rovnicí pojmenovanou podle spouluobjevitele tranzistoru [[William Bradford Shockley\|Williama Bradforda Shockleyho]]. Rovnice popisuje základní chování diody v propustném i v závěrném směru:

-	:<big>\(I=I_\mathrm{S} \left( e^{V_\mathrm{D}/(n V_\mathrm{T})}-1 \right),\,</~~math~~>	+	:<big>$I=I_\mathrm{S} \left( e^{V_\mathrm{D}/(n V_\mathrm{T})}-1 \right),\,$</big>

	kde		kde
Řádka 42:		Řádka 42:
	Tepelné napětí ''V''<sub>T</sub> je při běžných "pokojových teplotách" okolo 300 K přibližně 25.85 mV. Obecně je definováno vzorcem:		Tepelné napětí ''V''<sub>T</sub> je při běžných "pokojových teplotách" okolo 300 K přibližně 25.85 mV. Obecně je definováno vzorcem:

-	:<big>\(V_\mathrm{T} = \frac{k T}{q} \, ,</~~math~~>	+	:<big>$V_\mathrm{T} = \frac{k T}{q} \, ,$</big>

	kde ''k'' je [[Boltzmannova konstanta]], ''T'' je teplota p-n přechodu v [[Kelvin]]ech, a ''q'' je velikost náboje [[elektron]]u ([[elementární náboj]]).		kde ''k'' je [[Boltzmannova konstanta]], ''T'' je teplota p-n přechodu v [[Kelvin]]ech, a ''q'' je velikost náboje [[elektron]]u ([[elementární náboj]]).
Řádka 81:		Řádka 81:
	Pro vyhlazení tepavého napětí se používá tzv. [[filtrační kondenzátor]], jehož kapacita se spočítá		Pro vyhlazení tepavého napětí se používá tzv. [[filtrační kondenzátor]], jehož kapacita se spočítá
	<br>		<br>
-	<big>\( C = \frac{k \cdot I_{vyst}}{p \cdot U_{ss}} </~~math~~> [mF]	+	<big>$ C = \frac{k \cdot I_{vyst}}{p \cdot U_{ss}} $</big> [mF]
	kde<br>		kde<br>
	k........je konstanta (pro dvoucestné zapojení je rovna 200, pro jednocestné usměrnění 400)<br>		k........je konstanta (pro dvoucestné zapojení je rovna 200, pro jednocestné usměrnění 400)<br>

Sysop: Nahrazení textu „ $“ textem „$ \(“

2022-08-14T14:49:50Z

Nahrazení textu „<math>“ textem „<big>\(“

← Starší verze		Verze z 14. 8. 2022, 14:49
Řádka 31:		Řádka 31:
	Voltampérovou charakteristiku běžných polovodičových diod lze popsat rovnicí pojmenovanou podle spouluobjevitele tranzistoru [[William Bradford Shockley\|Williama Bradforda Shockleyho]]. Rovnice popisuje základní chování diody v propustném i v závěrném směru:		Voltampérovou charakteristiku běžných polovodičových diod lze popsat rovnicí pojmenovanou podle spouluobjevitele tranzistoru [[William Bradford Shockley\|Williama Bradforda Shockleyho]]. Rovnice popisuje základní chování diody v propustném i v závěrném směru:

-	:<~~math~~>I=I_\mathrm{S} \left( e^{V_\mathrm{D}/(n V_\mathrm{T})}-1 \right),\,</math>	+	:<big>\(I=I_\mathrm{S} \left( e^{V_\mathrm{D}/(n V_\mathrm{T})}-1 \right),\,</math>

	kde		kde
Řádka 42:		Řádka 42:
	Tepelné napětí ''V''<sub>T</sub> je při běžných "pokojových teplotách" okolo 300 K přibližně 25.85 mV. Obecně je definováno vzorcem:		Tepelné napětí ''V''<sub>T</sub> je při běžných "pokojových teplotách" okolo 300 K přibližně 25.85 mV. Obecně je definováno vzorcem:

-	:<~~math~~>V_\mathrm{T} = \frac{k T}{q} \, ,</math>	+	:<big>\(V_\mathrm{T} = \frac{k T}{q} \, ,</math>

	kde ''k'' je [[Boltzmannova konstanta]], ''T'' je teplota p-n přechodu v [[Kelvin]]ech, a ''q'' je velikost náboje [[elektron]]u ([[elementární náboj]]).		kde ''k'' je [[Boltzmannova konstanta]], ''T'' je teplota p-n přechodu v [[Kelvin]]ech, a ''q'' je velikost náboje [[elektron]]u ([[elementární náboj]]).
Řádka 81:		Řádka 81:
	Pro vyhlazení tepavého napětí se používá tzv. [[filtrační kondenzátor]], jehož kapacita se spočítá		Pro vyhlazení tepavého napětí se používá tzv. [[filtrační kondenzátor]], jehož kapacita se spočítá
	<br>		<br>
-	<~~math~~> C = \frac{k \cdot I_{vyst}}{p \cdot U_{ss}} </math> [mF]	+	<big>\( C = \frac{k \cdot I_{vyst}}{p \cdot U_{ss}} </math> [mF]
	kde<br>		kde<br>
	k........je konstanta (pro dvoucestné zapojení je rovna 200, pro jednocestné usměrnění 400)<br>		k........je konstanta (pro dvoucestné zapojení je rovna 200, pro jednocestné usměrnění 400)<br>

Sysop: 1 revizi

2013-09-21T08:57:50Z

1 revizi

← Starší verze

Verze z 21. 9. 2013, 08:57

Sysop: 1 revizi

2011-09-12T10:36:39Z

1 revizi

Nová stránka

[[Image:Diode-photo.JPG|thumb|right|Polovodičové diody]]
'''Polovodičová dioda''' je [[elektrotechnická součástka|elektrotechnická]] [[součástka]], jejímž úkolem v [[Elektrický obvod|elektrickém obvodu]] je propouštět [[elektrický proud]] jedním směrem.

==Stavba polovodičové diody==

[[Polovodič]]ová dioda se skládá ze dvou [[Polovodič#Příměsové polovodiče|příměsových polovodičů]] - jeden polovodič je typu '''N''' (katoda) a druhý polovodič je typu '''P''' (anoda). Na rozhraní polovodičů vznikne [[přechod P-N]] (''hradlová vrstva''), který v ideálním případě propouští proud pouze jedním směrem.

Základem diody bývá [[křemík]]ová nebo [[Germanium|germaniová]] destička, obohacená z jedné strany o prvek s pěti valenčními [[elektron]]y ([[fosfor]], [[arsen]]), z druhé strany o prvek s třemi valenčními elektrony ([[Bor (prvek)|bor]], [[hliník]], [[gallium]], [[indium]]). Vzájemným [[Elektrická síla|silovým]] působením mezi [[částice]]mi se na přechodu P-N vytvoří vnitřní [[elektrické pole]].

==Druhy polovodičových diod==

Kromě základního druhu polovodičové diody existují diody se speciálním chováním přechodu P-N:
*[[Fotodioda]] - dopadající [[Světlo|světelné]] nebo jiné [[Elektromagnetické záření|záření]] způsobí v oblasti přechodu P-N vytvoření dvojice elektron - [[Polovodič#Elektrony a kladné díry|kladná díra]], a tím podle způsobu zapojení dojde ke zvýšení [[Elektrická vodivost|vodivosti]] nebo ke zvýšení [[Elektrické napětí|napětí]] na přechodu P-N
*[[LED]] - [[Polovodič#Elektrony a kladné díry|rekombinace]] v oblasti přechodu P-N způsobují vydávání světelného záření
*[[Varikap]] - změnou napětí na diodě v závěrném směru se mění její kapacita, varikap je vyroben tak, aby tato změna byla co nejvýraznější
*[[Zenerova dioda]] - má nízké napětí při kterém v závěrném směru dochází k nedestruktivnímu průrazu, a dá se tak v jednoduchém zapojení využít ke stabilizaci napětí
*[[Tunelová dioda]] - její voltampérová charakteristika obsahuje v propustném směru při napětí několika desetin voltu oblast záporného diferenciálního odporu. Lze s ní vyrobit oscilátor na velmi vysokých kmitočtech.

Dále se diody dělí podle schopnosti snést různý proud v propustném směru a napětí v závěrném směru, nebo podle [[frekvence]] [[Střídavý proud|střídavého proudu]] (''vysoko-'' a ''nízkofrekvenční'' diody), pro který jsou určeny.

==Parametry polovodičové diody==

*Prahové napětí - elektrické napětí, při kterém dojde ke zrušení hradlové vrstvy
*Průrazné napětí - elektrické napětí, které způsobí při zapojení v závěrném směru zničení přechodu P-N a průchod proudu diodou
*VA charakteristika - závislost proudu protékajícího diodou na napětí mezi vývody
*Maximální zatížení - největší možný [[Elektrický výkon|výkon]] elektrického proudu nepoškozující diodu
*Maximální proud - největší proud, který může procházet diodou
*Teplotní rozmezí - rozmezí [[Teplota|teplot]], při kterých může dioda pracovat

==Shockleyho rovnice diody==
Voltampérovou charakteristiku běžných polovodičových diod lze popsat rovnicí pojmenovanou podle spouluobjevitele tranzistoru [[William Bradford Shockley|Williama Bradforda Shockleyho]]. Rovnice popisuje základní chování diody v propustném i v závěrném směru:

:<math>I=I_\mathrm{S} \left( e^{V_\mathrm{D}/(n V_\mathrm{T})}-1 \right),\,</math>

kde
:''I'' je proud diodou,
:''I''S je závěrný [[saturační proud]],
:''V''D je napětí přiložené na diodu,
:''V''T je tzv. tepelné napětí
:''n'' je činitel kvality, který se pohybuje od 1 do 2 v závislosti na výrobním procesu a materiálu polovodiče. V mnoha případech se dá uvažovat jako přibližně rovný 1 (pak n z rovnice vypadne).

Tepelné napětí ''V''T je při běžných "pokojových teplotách" okolo 300 K přibližně 25.85 mV. Obecně je definováno vzorcem:

:<math>V_\mathrm{T} = \frac{k T}{q} \, ,</math>

kde ''k'' je [[Boltzmannova konstanta]], ''T'' je teplota p-n přechodu v [[Kelvin]]ech, a ''q'' je velikost náboje [[elektron]]u ([[elementární náboj]]).

''Shockleyho rovnice ideální diody'' počítá s tím, že v diodě působí pouze drift (daný elektrickým polem), dále difůze a tepelná rekombinace. Ostatní jevy včetně R-G proudů a fotoelektrických jevů jsou zde zanedbány. Také je zanedbán vnitřní ohmický odpor diody, projevující se při vysokých proudech v propustném směru. Tato rovnice rovněž nemodeluje oblast zpětného průrazu.

==Polovodičová dioda v elektrickém obvodu==
[[Image:Diode symbol.png|thumb|Značka polovodičové diody]]

===Propustný směr===

Při zapojení kladného pólu [[Elektrický zdroj|zdroje]] k anodě (typ P) a záporného pólu zdroje ke katodě (typ N) se přechod P-N v diodě, bránící průchodu částic, zmenší nebo úplně zruší. Diodou protéká [[elektrický proud]], [[elektrický odpor]] diody může být velmi nízký, ale na diodě vždy vzniká určitý úbytek napětí.

[[Soubor:PropustnySmer.jpg|Propustný směr diody]]

===Závěrný směr===

Při zapojení kladného pólu zdroje ke katodě (typ N) a záporného pólu k anodě(typ P) se přechod P-N v diodě rozšíří, elektrický odpor diody se zvětší. Elektrický proud v ideálním případě neprochází. Ve skutečnosti diodou prochází proud způsobený [[Polovodič#Minoritní nosiče nábojů|minoritními nosiči nábojů]], tento proud je však velmi malý.

[[Soubor:ZavernySmer.jpg|Závěrný směr diody]]

===Dioda ve střídavém obvodu===

Zapojením diody do obvodu střídavého proudu dojde k ''jednocestnému'' '''usměrnění''' střídavého proudu. Proud může diodou procházet pouze v jednom směru, tzn. pouze v jedné polovině [[perioda (fyzika)|periody]]. Takový proud se nazývá ''tepavý''.

[[Soubor:TepavyProud.jpg|Tepavý proud]]

===Grätzovo zapojení===

K ''dvojcestnému'' usměrnění střídavého proudu se používají čtyři diody zapojené podle schématu:

[[Soubor:GraetzovoZapojeni.png|Graetzovo zapojení (dvoucestný usměrňovač]]

Střídavý proud prochází v jedné polovině periody první dvojicí diod (1 a 2), v druhé polovině periody druhou dvojicí diod (3 a 4), přičemž směr proudu vystupujícího z můstku je stále stejný. Velikost proudu se na výstupu mění.

[[Soubor:UsmernenyProud.jpg|Usměrněný střídavý proud]]

Pro vyhlazení tepavého napětí se používá tzv. [[filtrační kondenzátor]], jehož kapacita se spočítá
 
<math> C = \frac{k \cdot I_{vyst}}{p \cdot U_{ss}} </math> [mF]
kde 
k........je konstanta (pro dvoucestné zapojení je rovna 200, pro jednocestné usměrnění 400) 
I výst...[A] proud zátěží (určí se podle [[elektrický odpor|elektrického odporu]], nebo [[výkon|výkonu]] a napětí) 
p........[%] je tzv. činitel zvlnění (je-li 0% pak požadujeme dokonale vyhlazené napětí na výstupu) 
Uss......[V] je výstupní stejnosměrné napětí

==Použití polovodičové diody==

*Usměrňovací dioda - usměrnění střídavého proudu (samostatně nebo jako součást [[usměrňovač]]e)
*Stabilizační (Zenerova) dioda - vyrovnávání průběhu napětí ve stabilizačních obvodech
*LED dioda - signalizace průchodu proudu (s nízkým nárokem na spotřebu) nebo zdroj světla např. v [[Optická myš|optických myších]]
*Fotodioda - součást fotobuněk, polovodičových detektorů záření nebo [[Sluneční článek|slunečních článků]]

==Související články==
*[[Elektřina]]
*[[Elektrotechnická součástka]]
*[[Polovodič]]

{{Článek z Wikipedie}}
[[Kategorie:Elektromagnetismus]]
[[Kategorie:Elektrotechnika]]
[[Kategorie:Elektronika]]
[[Kategorie:Polovodiče]]
[[Kategorie:Diskrétní součástky]]

Polovodičová dioda - Historie editací

Sysop: + Aktualizace

Sysop: Nahrazení textu „“ textem „\)“

Sysop: Nahrazení textu „“ textem „\(“

Sysop: 1 revizi

Sysop: 1 revizi

Sysop: Nahrazení textu „ $“ textem „$ \(“