Hi ha multitud de tipus de díodes semiconductors, amb aplicacions molt diverses. Des dels díodes rectificadors, passant pel Zener, fins els LED que emeten llum. En aquest article ens interessa un component electrònic concret, el díode de propòsit general 1n4148. Serà el que analitzem quant a les seves característiques i mostrarem algunes de les possibles aplicacions.
El 1n4148 és una petita unitat de silici que amaga grans secrets que hauries de conèixer. Un component que et pot aportar molt als teus projectes si t'agrada el DIY electrònic o ets un maker ...
Què és un díode semiconductor?
Un díode és un dispositiu semiconductor que actua com un interruptor d'estat sòlid i de forma unidireccional per al corrent. Encara que hi ha excepcions, com el cas de l'díode LED o IR, que emeten una ona electromagnètica. En el primer cas una llum visible d'algun color, o radiació infraroja. En canvi, en aquest article, atès que parlarem de l'1n4148, només ens interessen els que actuen com alteradors del corrent.
La paraula díode prové de el grec, i significa «Dos camins». Tot i això, el que fa és precisament el contrari, és a dir, que bloqueja el pas de corrent cap a l'altra direcció. No obstant, si s'aprecia la corba IV característica de l'díode, es pot veure que consta de dues regions diferenciades. Per sota de certa diferència potencial es comportarà com un circuit obert (no condueix), i per sobre d'ella com un curt circuit amb molt poca resistència elèctrica.
Aquests díodes tenen una unió de dos tipus de semiconductor P i N. I també tenen dues terminals de connexió, un ànode (terminal positiu) i un càtode (terminal negatiu). En funció de la forma en què s'apliqui el corrent es poden diferenciar dues configuracions:
- polarització directa: Quan el flux de corrent passa. El pol negatiu de la bateria o font d'alimentació repel·leix els electrons lliures de l'vidre N i els electrons es dirigeixen cap a la unió PN. El pol positiu de la bateria o font atreu els electrons de valència de l'cristall P (empeny els buits cap a la unió PN). Quan la diferència de potencial entre els borns és més gran que la diferència de potencial de la zona de càrrega espacial, els electrons lliures de l'vidre N adquireixen prou energia com per saltar als buits de l'vidre P i flueix el corrent.
- polarització inversa: Quan actua com un aïllant i no permet que flueixi el corrent. En aquest cas la polarització serà la contrària, és a dir, la font estarà subministrant en el sentit oposat, fent que el corrent d'electrons entre per la zona P i empenta els electrons dins dels ous. El born positiu de la bateria atraurà els electrons de la zona N, i això generarà una franja que actuarà com a aïllant entre les unions.
Aquests components es van crear basant-se el principi dels experiments de Lee De Forest. Els primers que van aparèixer eren grans vàlvules de buit o tubs de buit. Unes ampolles de vidre termoiòniques amb una sèrie d'elèctrodes que feien les vegades d'aquests dispositius, però que emetien molta calor, consumien bastant, eren grans, i es podien fer malbé com les bombetes. Per això es va decidir a substituir-lo amb components d'estat sòlid (semiconductors).
aplicacions
Els díodes, com el 1n4148, tenen multitud d'aplicacions. Són dispositius molt populars en els circuits electrònics de corrent continu i també en alguns altern. De fet, ja vam veure com a les fonts d'alimentació complien un emprès molt important a l'hora de passar de CA a CC. Aquesta és la seva vessant com rectificadors, ja que canvien un senyal de corrent sinusoïdal per una contínua en forma de polsos a l'bloquejar el corrent en sentit oposat.
També poden funcionar com interruptors controlats elèctricament, Com a protectors de circuits, com a generadors de soroll, etc.
Tipus de díodes
Els díodes es poden classificar segons el voltatge que tolerin, la intensitat, el material (pe: silici), i altres característiques. alguns els tipus més importants són:
- díode detector: Són coneguts com de baixa senyal o de contacte puntual. Estan dissenyats per usar amb molt altes freqüències i baixa corrent. Els podràs trobar tant de germani (llindar de 0.2 a 0.3 volts) com de silici (llindar 0.6 a 0-7 volts). Depenent de l'dopat de les zones P i N tindran diferents característiques de resistència i caiguda.
- díode rectificador: Condueixen només a lització directa, com he explicat abans. S'usen per transformar voltatges o rectificar senyals. També pots trobar diversos tipus, amb diferents toleràncies pel que fa a corrent i voltatge suportat.
- díode Zener: És un altre tipus molt popular. Permet el flux de corrent inversament i se solen utilitzar com a dispositius de control. Si es polaritzen directament es poden comportar com un díode normal.
- LED: El díode emissor de llum és diferent als anteriors, ja que el que fa és transformar l'energia elèctrica en lumínica. Això és així gràcies a un procés de electroluminescència en el qual buits i electrons es recombinen per produir aquesta llum quan es polaritza de forma directa.
- díode Schottky: Són coneguts com de recuperació ràpida o de portadors calents. Solen ser de silici i es caracteritzen per una caiguda de voltatge molt petita (<0.25V aprox). És a dir, el temps de commutació serà molt curt.
- díode Schockley: Tot i la similitud en el nom, és diferent a l'anterior. Té unions PNPN i té dos estats estables possibles (bloqueig o alta impedància i conducció o baixa impedància).
- Díode de recuperació de el pas (SRD): També es coneix com d'emmagatzematge de càrrega, i té la capacitat d'emmagatzemar una càrrega de el pols positiu i utilitzar el pols negatiu dels senyals sinusoïdals.
- Díode de túnel: També anomenat com Esaki, s'usen com a interruptors d'estat sòlid d'alta velocitat, ja que poden treballar en nanosegons. Això és així per una zona d'esgotament extremadament prima i un revolt on la regió de resistència negativa disminueix a mesura que augmenta el voltatge.
- díode varactor: És menys conegut que els anteriors, però també s'empra en alguns projectes. El varicap s'usa com un condensador variable controlat per voltatge. Opera inversament.
- Fotodíode làser i IR: són díodes similars als LEDs, però en comptes d'emetre llum, emeten una ona electromagnètica molt concreta. Com pot ser una llum monocromàtica (làser) o una infraroja (IR).
- Díode de supressió de tensió transistoria (TVS): S'ha dissenyat per derivar o desviar pics de tensió i protegir circuits d'aquest problema. També poden protegir de descàrregues electrostàtiques (ESD).
- Díodes dopats amb or: són díodes que es dopen emprant àtoms d'or. Això els dóna un avantatge, i és que tenen una resposta molt més ràpida.
- díode Peltier: Aquest tipus de cèl·lules permet una unió capaç de generar calor i refredar en segons quins costat. Més informació.
- Díode d'allau: Són similars als Zener, però funcionen sota un altre fenomen conegut com a efecte allau.
- Altres: Hi ha altres com els GUNN, variants dels anteriors com els OLED per pantalles, etc.
El díode 1n4148 de propòsit general
El díode 1N4148 és un tipus de díode de commutació de silici estàndard. És un dels més populars que es fan servir en el món de l'electrònica. A més és molt durador, ja que té unes especificacions molt bones tot i el seu baix cost.
El nom segueix la nomenclatura JEDEC, I és molt útil per a aplicacions de commutació de fins a aproximadament freqüències de 100 MHz amb un temps de recuperació inversa que no sol superar els 4ns.
Història
Texas Instruments va crear el 1960 el díode 1n914. Després de la seva registre un any més tard, més d'una desena de fabricants van adquirir els drets d'aquest per fabricar-lo. El 1968 arribaria el 1N4148 a l'registre JEDEC, començant-se a utilitzar en aplicacions militars i industrials en l'època. En l'actualitat són molts els que produeixen i venen aquests dispositius tant sota el nom 1N4148 com sota el 1N914. Les diferències entre tots dos és pràcticament el nom i poc més. Només es diferencien en la seva especificació de corrent de fuga.
Pinout i empaquetat de l'1n4148
El díode 1n4148 sol venir empaquetat sota DO-35, Amb un embolcall axial de vidre. També ho pots trobar en altres formats com SOD per a muntatge superficial, etc.
Quant al pinout, Només disposa de dos pins o borns. Si et fixes en la franja negra d'aquest díode, l'extrem més proper a aquesta franja negra serà el càtode, mentre l'altre extrem serà l'ànode.
Més informació - fitxa tècnica
Especificacions
Quant a les ESPECIFICACIONS de l'1n4148, solen ser:
- Voltatge directe màxim: 1v a 10mA
- Voltatge de ruptura mínim i corrent de fuga inversa: 75v a 5 μA; 100 V a 100 μA
- Temps màxim de recuperació inversa: 4ns
- Màxima dissipació de potència: 500 mW
On comprar un 1n4148
si desitges comprar un díode 1n4148 has de saber que és un dispositiu molt barat, i el pots trobar en botigues especialitzades d'electrònica oa internet en superfícies com Amazon. Per exemple, aquí tens algunes recomanacions:
- Maletí amb un assortiment de 300 díodes, entre ells el 1n4148
- 25 unitats de l'díode rectificador 1n4148
- Paquet de 50 unitats de l'1n4148