De mikrokontrollerbaserte prosjekter eller andre elektronikk- og elektriske prosjekter er designet ved å bruke noen grunnleggende komponenter i elektrisk og elektronikk, som er klassifisert som elementer. Elementene som lagrer eller sprer energi kalt som passive elementer, og elementene som gir eller supt kontrollert energistrøm kalles som aktive elementer. Disse grunnleggende elementene inkluderer elektriske motstander Induktorer, forskjellige typer dioder inkludert krystalldioder, Gunn-dioder, Peltier-dioder, Zener-dioder, tunneldioder, Varactor-dioder osv. Transformatorer, kondensatorer, halvledere, transistorer, tyristorer, integrerte kretser, Optoelektroniske enheter , Vakuumrør, sensorer, Memristor, transdusere, detektorer, antenner og så videre. I denne artikkelen skal vi diskutere om den mest brukte komponenten Crystal diode.
Krystalldiode
Germanium krystalldiode
Halvlederdioden eller P-N-kryssdioden er en to-terminal enhet som lar strømmen bare strømme i en retning og blokkerer strømmen i en annen retning. Disse to terminalene er anode og katode. Hvis anodespenningen er større enn katodespenningen, begynner dioden å lede. Krystalldioden kalles også som en Cat’s-whisker-diode eller punktkontaktdiode eller krystaller. Disse dioder mikrobølgeovn-halvledere ble utviklet under andre verdenskrig for å brukes i mikrobølgemottakere og detektorer .
Crystal Diode Circuit Working
Operasjonen av krystalldioden avhenger av kontakttrykket mellom halvlederkrystallet og punktet. Den består av to seksjoner - en liten rektangulær krystall av N-type silisium med en seksjon, og en fin beryllium-kobber-, bronse-fosfor- og wolframtråd kalt som Cat whisker wire som presses mot krystallen for å danne en annen seksjon. For å danne region av P-typen rundt krystallet, føres en stor strøm til silisiumkrystallet fra katteskinnet under fremstillingen av krystalldioden eller punktkontaktdioden. Derfor dannes et PN-kryss, og det oppfører seg som normalt PN-kryss.
Punktkontaktdiode
Men egenskapene til krystalldiode er forskjellige fra egenskapene til PN-kryssdioden. I forspent tilstand er motstanden til punktkontaktdioden høy sammenlignet med den generelle PN-kryssdioden. I omvendt forspenningstilstand, i tilfelle punktkontaktdiode, er ikke strømmen gjennom dioden så uavhengig av spenningen som påføres krystallen som den er i tilfelle kryssdioden. Kapasitansen mellom kattskjegg og krystall er mindre sammenlignet med kryssdiodekapasitansen mellom begge sider av dioden. Dermed er reaktansverdien til kapasitans høy og ved høy frekvens strømmer en veldig liten kapasitiv strøm i kretsen.
Skjematisk symbol på krystalldiode
Generelt vet vi at P-N-kryssdioden eller halvlederdioden leder når anodespenningen er større enn katodespenningen. Kretsen kan realiseres på tre måter: omtrentlig modell, forenklet modell og ideell modell. Krystalldiodekretsen som fungerer for hver modell er vist nedenfor. Hvis vi bruker en fremoverspenning Vf, vises egenskapene til tioden som Vf vs If i figuren.
Omtrentlig modell
Den omtrentlige modellen for krystalldiodekretsen består av seriekoblet idealdiode, fremovermotstand Rf og potensiell barriere Vo. Selve dioden må overvinne den potensielle barrieren Vo og internt fall VfRf. Spenningsfallet vises over dioden på grunn av strøm Hvis det strømmer gjennom den interne motstanden Rf.
Omtrentlig modell
Dioden starter ledning bare hvis den påførte fremoverspenningen Vf overgår den potensielle barrierespenningen Vo.
Forenklet modell
I denne modellen blir ikke den interne motstanden Rf vurdert. Derfor består ekvivalent krets kun av potensiell barriere Vo. For diodekretsanalyse brukes denne modellen hyppigst.
Forenklet modell
Ideell modell
I denne modellen vurderes ikke både den interne motstanden Rf og den potensielle barrieren Vo. Faktisk er det praktisk talt ingen ideelle dioder, og det antas at det er ideelle dioder for noen diodekretsanalyser.
Ideell modell
Crystal Diode-applikasjoner
Disse diodene brukes i mange applikasjoner som krystallradiomottaker. I denne artikkelen, den mest brukte krystall diode applikasjoner slik som krystalldiode likeretter og krystall diodedetektor er nevnt nedenfor.
Crystal Diode likeretter
Den tyske fysikeren Ferdinand Braun, mens han studerte egenskapene til krystaller som ledet elektrisitet og elektrolytter i 1874, oppdaget utbedringseffekten ved kontaktpunktet til metallene og noen krystallinske materialer. Når materialene med høyest renhet var utilgjengelige, fant den oppfunnet blysulfidbaserte punktlikretteren.
Crystal Diode likeretter
Krystalldioden kan brukes som en likeretter for å konvertere AC til DC. Siden den bare leder i en retning og blokkerer strømmen i motsatt retning som ligner på den normale dioden, kan den brukes til å designe halvbølge, fullbølge og bro likeretter kretser .
Krystalldiodedetektor
På 1900-tallet ble den primært brukt i et krystallradioapparat som signaldetektor. Krystalloverflaten kommer i kontakt med den fine metalliske sonden. Dermed fikk punktkontaktdioden et beskrivende navn som en kattemiskdetektor . Disse er foreldede og består av en tynn, skjerpet metalltråd som fungerer som en anode og halvlederkrystall som fungerer som katoden. Denne anodetynne metalltråden kalt kattens kinnskjeggtråd presses mot katodekrystallen. Disse krystalldiodedetektorene ble utviklet på begynnelsen av 1900-tallet og brukt til å finne hot spot på halvledermateriale krystallkatode som justeres manuelt for den beste radiobølgedeteksjonen.
Disse ble først og fremst utviklet ved bruk av mineralkrystaller galena eller et stykke kull i 1906, men de fleste av de siste diodene ble utviklet med silisium, selen og germanium. Siden denne dioden bare tillater strøm i en retning, blir likestrømsspenningen tilveiebragt av det korrigerte bæresignalet for å drive hodetelefoner. I 1946 var Sylvania banebrytende for bruken av germanium for første gang i kommersiell krystalldiode 1N34.
Manuell justering av krystalldiode
Først og fremst må det følsomme stedet identifiseres ved å søke i hele overflaten som snart kan gå tapt på grunn av vibrasjonen. Så, for å gjøre hele overflaten så følsom og for å unngå å søke på sensitiv flekk, ble dette mineralet erstattet med N-dopet halvleder.
Vitenskapsmannen G. W. Pickard i 1906 perfeksjonerte denne enheten ved å produsere en lokal P-type region i halvlederen ved hjelp av spiss metallkontakt. For å gjøre den elektrisk og mekanisk stabil ble hele punktkontaktdioden innkapslet i et sylindrisk legeme ved å feste et metallpunkt på plass. Selv om det er mange dioder som koblingsdioder og moderne halvledere, blir disse krystalldioder fortsatt brukt som mikrobølgefrekvensdetektorer på grunn av deres lave kapasitans.
Vi håper at du etter å ha lest denne artikkelen har fått en kort ide om krystalldioden. For teknisk hjelp om dette emnet og også om elektriske og elektroniske prosjekter , kan du legge ut dine ideer, kommentarer og forslag for å oppmuntre andre lesere til å forbedre sin kunnskap.
Fotokreditter:
- Germanium Crystal Diode av kretsdag
- Crystal Diode Detector av historie nettstedet
