In deze tutorial zullen we meer te weten komen over Shockley Diode. Hoewel het niet commercieel beschikbaar is (productie gestopt in 1950 ‘ s) en het is niet bijzonder nuttig, de model techniek van Shockley diode is zeer nuttig in het creëren van andere soorten thyristors zoals SCR, DIAC en TRIAC etc.Het is het eerste lid van de thyristorfamilie en is vernoemd naar de uitvinder William Bradford Shockley. Zodra we deze basisbewerking van deze diode begrijpen, zullen we gemakkelijk de volgende concepten begrijpen die in thyristors worden behandeld. Laat ons weten over de Shockley diode werken en toepassingen.
omtrek
Inleiding tot Shockley-Diode
de Shockley-diode of Pnpn-diode is een halfgeleiderschakelaar met vier lagen (P-N-P-N), twee terminals (namelijk anode en kathode). Het wordt ook wel als vier lagen diode genoemd. Het functioneert als een normale diode zonder enige triggeringangen, in omgekeerde bevooroordeelde toestand, stroomt er geen stroom door en in voorwaartse bevooroordeelde toestand stroom door het wanneer de spanning over het meer is dan de breuk over voltage ervan.
deze diodes hebben slechts twee toestanden, aan of uit, daarom zijn deze geclassificeerd als thyristors. De basisconstructie, twee transistoranalogie en symbool van de shockley diode zijn weergegeven in onderstaande figuur.
constructie van deze diode is eenvoudig: het is geconstrueerd door de vier lagen samen te voegen om pnpn junction te vormen. Het equivalente circuit van deze diode met behulp van twee transistors is weergegeven in bovenstaande figuur waar in de collector van een transistor T1 is aangesloten op de basis van T2.
het knooppunt J1 wordt gevormd bij het knooppunt van de emitter-basis van T1, J2 is bij het gemeenschappelijk verbonden knooppunt van de basiscollector tussen T1 en T2, en J3 is bij het knooppunt van de basisemitter van T2. Daarom moeten J1 en J3, aangezien de aansluitingen van de basisemitter naar voren gericht zijn, en J2, als aansluiting van de collectorbasis, naar achteren gericht zijn voor lineaire werking.
Back to top
Working
zoals hierboven besproken, bestaan deze diodes uit drie knooppunten J1, J2 en J3. Wanneer de spanning op deze diode zodanig wordt toegepast dat de anode positief wordt ten opzichte van de kathode, worden de verbindingen J1 en J3 naar voren vertekend en J2 omgekeerd vertekend.
totdat de spanning over de diode kleiner is dan de breuk overspanning, als een open schakelaar vertoont deze diode een zeer hoge weerstand en laat er geen stroom doorheen stromen. Zodra de breuk over spanning is bereikt (als de voorwaartse spanning wordt verhoogd), vertoont het een zeer lage weerstand als gevolg van de afbraak van junctie J2.
daarom werkt het als een kortsluiting en laat de stroom stromen totdat de stroom het vasthoudniveau van de diode bereikt. Deze voorwaartse stroom door de diode is afhankelijk van de toegepaste spanning en de externe belastingsweerstand. De onderstaande figuur toont de VI-kenmerken van de shockley-diode voor geleidende en niet-geleidende toestanden waarbij de on-state stroom alleen stroomt wanneer de spanning groter is dan de breuk over spanning VBO.
wanneer de anode negatief is ten opzichte van de kathode, worden de kruispunten J1 en J3 omgekeerd vertekend en wordt junctie J2 naar voren vertekend. Als de omgekeerde bias spanning wordt verhoogd (voorbij de breakdown spanning van de shockley diode), J1 en J3 zijn omgekeerde bevooroordeeld, dan zal de omgekeerde stroom door de diode stromen zoals weergegeven in bovenstaande figuur.
deze omgekeerde stroom produceert de warmte, verder kan dit de hele diode ruïneren. Daarom mag shockley-diode nooit in omgekeerde bevooroordeelde toestand worden gebruikt met een spanning die gelijk is aan de omgekeerde afbraakspanning.
zodra de shockley diode is op het fungeert als een gesloten schakelaar bieden een zeer lage weerstand tegen de stroom. Om de diode uit te schakelen (of te fungeren als een open schakelaar), moet de toegepaste spanning zodanig worden verminderd dat de stroom die door de diode stroomt kleiner is dan de houdstroom IH van de diode. In deze toestand komt junction J2 uit omgekeerde afbraaktoestand en herstelt de hoge weerstandswaarde.
Back to top
Shockley-Diodetoepassingen
Shockley-diodes worden voornamelijk gebruikt voor schakeltoepassingen. De twee belangrijkste belangrijke toepassingen van shockley diode als ontspanning oscillator en trigger switch worden hieronder besproken.
als Ontspanningsoscillator
onderstaande figuur toont het ontspanningscircuit met behulp van een shockley-diode. Hierbij wordt de diode over het condensatorvermogen verbonden met een voedingsaccu.
wanneer de batterijspanning op het circuit wordt toegepast, laadt de condensator op via een weerstand R. wanneer de over de condensator aangebrachte spanning of spanning groter is dan de breuk-overspanning van de shockley-diode, wordt deze ingeschakeld en fungeert als een schakelaar.
hierdoor wordt de condensator snel door de diode geloosd. En als de stroom door de diode kleiner is dan de houdstroom van de diode, wordt de diode uitgeschakeld en laadt de condensator opnieuw op. De spanning over de condensator is hieronder afgebeeld waar de spanning bij de referentie meer dan nul volt is omdat de condensator niet volledig zal ontladen.
Back to top
als Trigger Switch
meest voorkomende toepassingen van Shockley-diode zijn schakelcircuits om de SCR aan te zetten. In het onderstaande circuit wordt SCR geactiveerd door de shockley diode. Het resistieve en condensator RC netwerk wordt gevoed met een DC voeding die de shockley diode aandrijft.
wanneer de VDC wordt toegepast, wordt shockley naar voren vertekend en begint ook de condensator via de weerstand op te laden. Wanneer de laadspanning van de condensator de breuk over spanning van de diode bereikt, begint de diode te leiden en begint de condensator door de diode te ontladen.
deze geleiding van de shockley-diode drijft de SCR in turn ON state, waarna de zoemer een alarm geeft. Zodra de SCR is ingeschakeld zal het in de vergrendeling of op staat blijven totdat de macht is verwijderd of commutatietechnieken toegepast op SCR. Dus er is geen effect van de gate of shockley diode circuit om SCR af te maken. Nochtans wordt het teweegbrengen tijden van SCR gecontroleerd door juiste waarden van condensator en weerstanden te selecteren.
terug naar boven