Podczas tworzenia obwodów elektronicznych do różnych celów szeroko stosowane są diody półprzewodnikowe. Początkowo powstawały jako zamiennik odpowiedników lampowych iw porównaniu z ich odkurzaczem elektrycznym poprzednik dostarczył znacznego przyrostu masy i wielkości oraz był spożywany moc.
Wiadomo, że w obwodach najlepsze wyniki uzyskuje się stosując wyspecjalizowaną bazę elementów, zoptymalizowaną pod kątem określonej dziedziny zastosowania. W przypadku współczesnej elektroniki jednym z podstawowych sposobów definiowania obszaru zastosowań jest podział na technologię analogową i cyfrową. W odniesieniu do diod: w pierwszym przypadku zastosowano konwencjonalny element prostowniczy. W elektronice cyfrowej wskazane jest stosowanie tzw. diody pulsacyjne, strukturalnie różniące się od tradycyjnych.
Właściwości diody prostowniczej
Zasada działania dowolnej diody opiera się na tworzeniu potencjalnej bariery, której obecność zapewnia przepływ prądu w jednym kierunku przy minimalnych stratach i blokowaniu jego przepływu przeciwieństwo.
W diodach prostowniczych bariera została utworzona jako złącze pn dwóch bezpośrednio oddziałujących półprzewodników o różnych typach przewodnictwa. Ponadto sam proces rektyfikacji wymagał zwykle pracy ze stosunkowo wysokimi prądami. Aby zwiększyć maksymalną wartość tego parametru, deweloper zwiększył obszar przejścia.
Ta cecha:
- wolno pracować przy umiarkowanej gęstości prądu;
- zapewniał niski opór do przodu;
- usunięto problem usuwania nadmiaru ciepła;
- stłumił procesy degradacji złącza pn i zwiększył żywotność diody.
Jednocześnie duży obszar złącza doprowadził do wzrostu pojemności, co nieuchronnie pogorszyło właściwości częstotliwościowe diody. Rysunek 1 przedstawia oznaczenie diody prostowniczej.
Cechy diod pulsacyjnych
Z drugiej strony dioda impulsowa ma mały obszar złącza w celu zmniejszenia pojemności, nie różni się wysokim odporność na przebicie dla napięcia wstecznego, nie jest przeznaczona do dużych prądów i ma zwiększoną wartość prąd wsteczny. Rysunek 1 po prawej stronie pokazuje oznaczenie obwodu, a rysunek 2 przedstawia jego charakterystykę prądowo-napięciową i jedną z opcji obwodu przełączającego.
Jeden z wariantów diody pulsującej, nazwany na cześć jej wynalazcy diodą Schottky'ego, wykorzystuje barierę potencjału utworzoną przez interfejs półprzewodnik-metal.
A tym samym:
- pojemność jest zauważalnie zmniejszona, co może być dodatkowo ograniczone przez zmniejszenie obszaru przejściowego;
- dodatkowo do 0,25-0,30 V zmniejsza się wartość napięcia progowego.
Strukturalnie dioda impulsowa ma najczęściej typowy cylindryczny korpus pokazany na rysunku 3.
Główny obszar zastosowania diod pulsacyjnych
Diody pulsacyjne dzięki swoim parametrom doskonale nadają się do stosowania w:
- szybkie obwody logiczne;
- obwody omiatania oscyloskopów stroboskopowych;
- kształtowniki ultrakrótkich impulsów.