Er zijn veel soorten halfgeleiderdiodes, met zeer uiteenlopende toepassingen. Van de gelijkrichterdiodes, via de Zener, tot de LED's die licht uitstralen. In dit artikel zijn we geïnteresseerd een elektronische component beton, de 1n4148 diode voor algemeen gebruik. Het zal degene zijn die we analyseren in termen van zijn kenmerken en we zullen enkele van de mogelijke toepassingen laten zien.
De 1n4148 is een kleine siliciumeenheid die grote geheimen verbergt die je zou moeten weten. Een onderdeel dat veel kan bijdragen aan uw projecten als u van elektronische doe-het-zelf houdt of een maker bent ...
Wat is een halfgeleiderdiode?
Un diode is een halfgeleiderapparaat Het fungeert als een halfgeleiderschakelaar en eenrichtingsverkeer voor stroom. Hoewel er uitzonderingen zijn, zoals de LED- of IR-diode, die een elektromagnetische golf uitzenden. In het eerste geval een zichtbaar licht van een bepaalde kleur, of infraroodstraling. Aan de andere kant zijn we in dit artikel, omdat we het hebben over 1n4148, alleen geïnteresseerd in degenen die fungeren als huidige disruptors.
Het woord diode komt uit het Grieks en betekent: "twee manieren". Desondanks is wat het doet precies het tegenovergestelde, dat wil zeggen, het blokkeert de stroom naar de andere richting. Als echter de karakteristieke IV-curve van de diode wordt gewaardeerd, kan worden gezien dat deze uit twee gedifferentieerde gebieden bestaat. Onder een bepaald potentiaalverschil zal het zich gedragen als een open circuit (niet geleidend), en daarboven als een kortsluiting met zeer weinig elektrische weerstand.
Deze diodes hebben een unie van twee soorten halfgeleiders P en N. En ze hebben ook twee aansluitklemmen, een anode (pluspool) en een kathode (negatieve pool). Afhankelijk van de manier waarop de stroom wordt toegepast, kunnen twee configuraties worden onderscheiden:
- Directe polarisatie: wanneer de stroom passeert. De negatieve pool van de batterij of voeding stoot de vrije elektronen van het N-kristal af en de elektronen worden naar de PN-overgang gericht. De positieve pool van de batterij of bron trekt de valentie-elektronen van het P-kristal aan (duwt de gaten naar de PN-overgang). Wanneer het potentiaalverschil tussen de terminals groter is dan het potentiaalverschil van de ruimteladingszone, verwerven de vrije elektronen in het N-kristal voldoende energie om in de gaten in het P-kristal te springen en stroomt er stroom.
- Omgekeerde polarisatie: wanneer het werkt als een isolator en geen stroom doorlaat. In dit geval zal de polarisatie het tegenovergestelde zijn, dat wil zeggen, de bron zal in de tegenovergestelde richting leveren, waardoor de stroom van elektronen door de P-zone gaat en de elektronen in de eieren duwt. De positieve pool van de batterij zal de elektronen uit de N-zone aantrekken, en dit zal een strip genereren die als een isolator tussen de kruispunten zal werken.
Deze componenten zijn gemaakt op basis van het principe van de Lee De Forest-experimenten. De eersten die verschenen waren grote vacuümkleppen of vacuümbuizen. Thermionische glazen ampullen met een reeks elektroden die als deze apparaten dienden, maar veel warmte uitstraalden, veel verbruikten, groot waren en als gloeilampen konden worden beschadigd. Daarom werd besloten deze te vervangen door solid state componenten (halfgeleiders).
toepassingen
Diodes, zoals 1n4148, hebben veel toepassingen. Het zijn zeer populaire apparaten in elektronische gelijkstroomcircuits en ook in sommige wisselstroomcircuits. Sterker nog, we zagen al hoe in de voedingen ze vervulden een zeer belangrijke taak wanneer ze van AC naar DC gingen. Dat is hun aspect als gelijkrichters, omdat ze een sinusvormig stroomsignaal veranderen in een continu signaal in de vorm van pulsen door de stroom in de tegenovergestelde richting te blokkeren.
Ze kunnen ook functioneren als elektrisch bediende schakelaars, als circuitbeschermers, als ruisgeneratoren, enz.
Diodetypes
Diodes kunnen worden geclassificeerd op basis van de spanning die ze verdragen, de intensiteit, het materiaal (bijv. silicium) en andere kenmerken. Enkele van de belangrijkste soorten zijn:
- Detectordiode: ze staan bekend als laag signaal of puntcontact. Ze zijn ontworpen voor gebruik met zeer hoge frequenties en lage stroomsterkte. Je vindt ze zowel van germanium (drempel 0.2 tot 0.3 volt) als van silicium (drempel van 0.6 tot 0-7 volt). Afhankelijk van de dotering van de P- en N-zones zullen ze verschillende weerstands- en vervalkarakteristieken hebben.
- gelijkrichterdiode: ze rijden alleen in directe polarisatie, zoals ik al eerder heb uitgelegd. Ze worden gebruikt om spanningen te transformeren of signalen te corrigeren. U kunt ook verschillende typen vinden, met verschillende toleranties in termen van stroom en ondersteunde spanning.
- Zener diode: is een ander zeer populair type. Ze laten de stroom in omgekeerde richting toe en worden vaak gebruikt als regelapparatuur. Als ze direct gepolariseerd zijn, kunnen ze zich gedragen als een normale diode.
- LED: de light-emitting diode is anders dan de vorige, omdat hij elektrische energie omzet in licht. Dit is te danken aan een elektroluminescentieproces waarbij gaten en elektronen opnieuw combineren om dit licht te produceren wanneer het direct gepolariseerd is.
- Schottky-diodeZe staan bekend als snel herstel of hot carriers. Ze zijn meestal gemaakt van silicium en worden gekenmerkt door een zeer kleine spanningsval (<0.25v ongeveer). Dat wil zeggen, de schakeltijd zal zeer kort zijn.
- Schockley-diode: Ondanks de gelijkenis in de naam is deze toch anders dan de vorige. Het heeft PNPN-juncties en heeft twee mogelijke stabiele toestanden (blokkerend of hoge impedantie en geleiding of lage impedantie).
- Stap Herstel Diode (SRD): Het is ook bekend als ladingsopslag en heeft de mogelijkheid om een lading van de positieve puls op te slaan en de negatieve puls van de sinusvormige signalen te gebruiken.
- Tunneldiode: Ook wel Esaki genoemd, worden ze gebruikt als snelle solid-state schakelaars omdat ze in nanoseconden kunnen werken. Dat komt door een extreem dunne uitputtingszone en een curve waarbij het negatieve weerstandsgebied afneemt naarmate de spanning toeneemt.
- Varactor-diode: het is minder bekend dan de vorige, maar wordt ook in sommige projecten gebruikt. De varicap wordt gebruikt als een spanningsgestuurde variabele condensator. Het werkt omgekeerd.
- Laser en IR fotodiode: Het zijn diodes die lijken op LED's, maar in plaats van licht uit te zenden, zenden ze een zeer specifieke elektromagnetische golf uit. Omdat het een monochromatisch licht (laser) of een infrarood (IR) kan zijn.
- Tijdelijke spanningsonderdrukkingsdiode (TVS)- Het is ontworpen om spanningspieken te omzeilen of af te buigen en circuits te beschermen tegen dit probleem. Ze kunnen ook beschermen tegen elektrostatische ontlading (ESD).
- Goud gedoteerde diodes: Het zijn diodes die zijn gedoteerd met goudatomen. Dat geeft ze een voordeel, en dat is dat ze veel sneller reageren.
- Peltier-diode: dit type cellen maakt een unie mogelijk die in staat is om warmte en koeling te genereren, afhankelijk van welke kant. Meer informatie.
- Lawinediode: Ze lijken op de Zener, maar werken onder een ander fenomeen dat bekend staat als het lawine-effect.
- anderen: er zijn andere zoals GUNN, varianten van de vorige zoals OLED's voor schermen, enz.
1n4148 diode voor algemeen gebruik
El 1N4148-diode Het is een soort standaard silicium schakeldiode. Het is een van de meest populaire in de wereld van elektronica. Het is ook erg duurzaam, omdat het ondanks de lage kosten zeer goede specificaties heeft.
De naam volgt de JEDEC-nomenclatuur, en is erg handig voor het schakelen tussen toepassingen tot ongeveer 100 Mhz-frequenties met een omgekeerde hersteltijd die gewoonlijk niet hoger is dan 4ns.
Geschiedenis
Texas Instruments creëerde in 1960 de 1n914-diode. Na de registratie een jaar later verwierven meer dan een dozijn fabrikanten de rechten om het te produceren. In 1968 zou de 1N4148 het JEDEC-register bereiken, dat destijds begon te worden gebruikt in militaire en industriële toepassingen. Op dit moment zijn er velen die deze apparaten produceren en verkopen zowel onder de naam 1N4148 als onder de 1N914. Het verschil tussen de twee is praktisch de naam en weinig anders. Ze verschillen alleen in hun lekstroomspecificatie.
Pinout en verpakking van de 1n4148
1n4148 diode komt meestal verpakt onder DO-35, met een axiaal glazen omhulsel. U vindt het ook in andere formaten zoals SOD voor opbouwmontage, enz.
Wat betreft pinout, het heeft slechts twee pinnen of terminals. Als je naar de zwarte streep op deze diode kijkt, is het uiteinde dat zich het dichtst bij die zwarte streep bevindt de kathode, terwijl het andere uiteinde de anode is.
Meer informatie - datasheet
Specificaties
De bril vanaf 1n4148 zijn dat meestal:
- Maximale voorwaartse spanning: 1v tot 10mA
- Minimale doorslagspanning en omgekeerde lekstroom: 75v bij 5 A; 100 V bij 100 μA
- Maximale omgekeerde hersteltijd: 4ns
- Maximale vermogensdissipatie: 500mW
Waar koop je een 1n4148
Als u wilt koop een 1n4148 diode Je moet weten dat het een erg goedkoop apparaat is, en je kunt het vinden in gespecialiseerde elektronicawinkels of op internet in oppervlakken zoals Amazon. Hier volgen bijvoorbeeld enkele aanbevelingen:
- Aktetas met een assortiment van 300 diodes, waaronder 1n4148
- 25 eenheden van 1n4148 gelijkrichterdiode
- 50-pack van 1n4148