تحقیق درمورد دیود زنر

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 12

دیود و انواع آن

دیود متغییر

دیدکلی

وقتی که دیودی در بایاس معکوس قرار می‌گیرد، با افزایش ولتاژ معکوس لایه تهی تقریبا فاقد حاملهای بار الکتریکی است، شبیه به یک عایق یا دی‌الکتریک عمل می‌کند. از سوی دیگر نواحی n و p شبیه به رسانای خوب عمل می‌کنند. با یک تجسم ساده می‌توان نواحی p و n را در دو طرف لایه تهی مانند یک خازن تخت موازی در نظر گرفت. از این جهت ظرفیت این خازن تخت موازی را ظرفیت خازن انتقال یا ظرفیت لایه تهی گویند. ظرفیت خازن انتقال (Ct) هر دیود با افزایش ولتاژ معکوس کاهش می‌یابد. دیودهای سیلسیوم که برای این اثر ظرفیتی طراحی و بهینه شده‌اند، دیود با ظرفیت متغیر یا ورکتور نام دارند.

ساخت دیود متغیر

در دیود متغیر ، رابطه ظرفیت دیود با پتانسیل گرایش معکوس به صورت است، که اگر پیوند خطی باشد، است. ولی اگر پیوند تیز باشد، است. پس حساسیت ولتاژ برای یک پیوند تیز بیشتر از پیوند شیبدار خطی است. به این دلیل ورکتور غالبا با روشهای آلیاژی یا رشد رونشستی و یا کاشت یونی ساخته می‌شوند.

مشخصات لایه رونشستی و ناخالصی بستر را می‌توان طوری انتخاب کرد که پیوندهای با نمای n بزرگتر از بدست آید. چنین پیوندهایی فوق تیز نامیده می‌شوند. ورکتور موازی با یک القاگر تشکیل یک مدار تشدید می‌دهد. با تغییر ولتاژ معکوس ورکتور می‌توانیم فرکانس تشدید را تغییر بدهیم. این کنترل الکترونیکی فرکانس تشدید در موارد مختلف مدارهای الکترونیکی کاربرد فراوان دارد.

کاربرد دیود متغیر

دیود متغیر یا ورکتور به شکل متداولتری برای بهره‌گیری ویژگی‌های ولتاژ متغیر ظرفیت بکار می‌رود. مثلا یک ورکتور با مجموعه‌ای از ورکتورها را می‌توان در طبقه تنظیم ، که گیرنده رادیویی به جای خازن حجیم صفحه متغیر ظرفیت مورد استفاده قرار داد. در این صورت اندازه مدار می‌تواند بسیار کوچک شده قابلیت اطمینان آن بهتر شود. از دیگر کاربردهای ورکتورها می‌توان به تولید رمونی‌ها ، ضرب فرکانس‌های مایکرویو ، فیلتر‌های فعال اشاره کرد.

دیود پیوندی

از پیوند دو نوع نیم رسانای n و p یک قطعه الکترونیکی به نام دیود بوجود می‌آید که در انواع مختلفی در سیستمهای مخابرات نوری ، نمایشگرهای دیجیتالی ، باتری‌های خورشیدی و ... مورد استفاده قرار می‌گیرد.

دید کلی

دیود یک قطعه ‌الکترونیکی است که ‌از به هم چسباندن دو نوع ماده n و p (هر دو از یک جنس ، سیلیسیم یا ژرمانیم) ساخته می‌شود. چون دیود یک قطعه دو پایانه ‌است، اعمال ولتاژ در دو سر پایانه‌هایش سه حالت را پیش می‌آورد.

دیود بی بایاس یا بدون تغذیه که ولتاژ دو سر دیود برابر صفر است و جریان خالص بار در هر جهت برابر صفر است.

بایاس مستقیم یا تغذیه مستقیم که ولتاژ دو سر دیود بزرگتر از صفر است که ‌الکترونها را در ماده n و حفره‌ها را در ماده p تحت فشار قرار می‌دهد تا یونهای مرزی با یکدیگر ترکیب شده و عرض ناحیه تهی کاهش یابد. (گرایش مستقیم دیود)تغذیه یا بایاس معکوس که ولتاژ دو سر دیود کوچکتر از صفر است، یعنی ولتاژ به دو سر دیود طوری وصل می‌شود که قطب مثبت آن به ماده n و قطب منفی آن به ماده p وصل گردد و به علت کشیده شدن یونها به کناره عرض ناحیه تهی افزایش می‌یابد (گرایش معکوس دیود).

مشخصه دیود در گرایش مستقیم

فرض کنید توسط مداری بتوانیم ولتاژ دو سر یک دیود را تغییر دهیم و توسط ولتمتر و آمپرمتر ولتاژ و جریان دیود را در هر لحظه اندازه گیری کرده ،بر روی محورهای مختصات رسم نماییم.جریان I در جهتی است که دیود قادر به عبور آن است .به همین علت اصطلاحاَ گفته می شود دیود در گرایش مستقیم یا بایاس مستقیم است . در هر حال اگر توسط پتانسیومتر ولتاژ دو سر دیود را از صفر افزایش دهیم ،مشاهده می شود تا ولتاژ به خصوصی ، جریان قابل ملاحظه ای از دیود عبور نمی کند.به این ولتاژ زانو می گویند ،این ولتاژبرای دیودهای از جنس ژرمانیم 2/0 ولت و برای دیودهای سیلیسیم 7/0 ولت است .تا ولتاژ زانو اگرچه دیود در جهت مستقیم است ، اما هنوز دیود روشن نشده است .از این ولتاژ به بعد ، به طور ناگهان جریان در مدار افزایش یافته و هرچه ولتاژ دیود را افزایش دهیم ، جریان دیود افزایش می یابد .

تحقیق درباره آشنایی با ساختمان و عملکرد نیمه هادی دیود و ترانزیستور word

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 36

دانشگاه جامع علمی و کاربردی

واحد کوشا

آشنایی با ساختمان و عملکرد

نیمه هادی دیود و ترانزیستور

ارائه شده به:

نام استاد:

دکتر موسوی

توسط :

نادر عباسی شایسته

رشته : کنترل صنعتی

نیمه هادی ها و ساختمان داخلی آنها

نیمه هادی ها عناصری هستند که از لحاظ هدایت ، ما بین هادی و عایق قرار دارند، و مدار آخر نیمه هادیها ، دارای 4 الکترون می‌باشد.

ژرمانیم و سیلیکون دو عنصری هستند که خاصیت نیمه هادی ها را دارا می‌باشند و به دلیل داشتن شرایط فیزیکی خوب ، برای ساخت نیمه هادی دیود ترانزیستور ، آی سی (IC ) و .... مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ژرمانیم دارای عدد اتمی‌32 می‌باشد .

این نیمه هادی ، در سال 1886 توسط ونیکلر کشف شد.

این نیمه هادی ، در سال 1810توسط گیلوساک و تنارد کشف شد. اتمهای نیمه هادی ژرمانیم و سیلیسیم به صورت یک بلور سه بعدی است که با قرار گرفتن بلورها در کنار یکدیگر ، شبکه کریستالی آنها پدید می‌آید .

اتم های ژرمانیم و سیلیسیم به دلیل نداشتن چهار الکترون در مدار خارجی خود تمایل به دریافت الکترون دارد تا مدار خود را کامل نماید. لذا بین اتم های نیمه هادی فوق ، پیوند اشتراکی برقرار می‌شود.

بر اثر انرژی گرمائی محیط اطراف نیمه هادی ، پیوند اشتراکی شکسته شده و الکترون آزاد می‌گردد. الکترون فوق و دیگر الکترون هائی که بر اثر انرژی گرمایی بوجود می‌آید در نیمه هادی وجود دارد و این الکترون ها به هیچ اتمی‌وابسته نیست.

د ر مقابل حرکت الکترون ها ، حرکت دیگری به نام جریان در حفره ها که دارای بار مثبت می‌باشند، وجود دارد. این حفره ها، بر اثر از دست دادن الکترون در پیوند بوجود می‌آید.

بر اثر شکسته شدن پیوندها و بو جود آمدن الکترون های آزاد و حفره ها ، در نیمه هادی دو جریان بوجود می‌آید.جریان اول حرکت الکترون که بر اثر جذب الکترون ها به سمت حفره ها به سمت الکترون ها بوجود خواهد آمد و جریان دوم حرکت حفره هاست که بر اثر جذب حفره ها به سمت الکترون ها بوجود می‌آید. در یک کریستال نیمه هادی، تعداد الکترونها و حفره ها با هم برابرند ولی حرکت الکترون ها و حفره ها عکس یکدیگر می‌باشند.

نیمه هادی نوع N وP

از آنجایی که تعداد الکترونها و حفره های موجود در کریستال ژرمانیم و سیلیسیم در دمای محیط کم است و جریان انتقالی کم می‌باشد، لذا به عناصر فوق ناخالصی اضافه می‌کنند.

هرگاه به عناصر نیمه هادی ، یک عنصر 5 ظرفیتی مانند آرسنیک یا آنتیوان تزریق شود، چهار الکترون مدار آخر آرسنیک با چهار اتم مجاور سیلسیم یا ژرمانیم تشکیل پیوند اشتراکی داده و الکترون پنجم آن ، به صورت آزاد باقی می‌ماند.

بنابرین هر اتم آرسنیک، یک الکترون اضافی تولید می‌کند، بدون اینکه حفره ای ایجاد شده باشد. نیمه هادی هایی که ناخالصی آن از اتم های پنج ظرفیتی باشد، نیمه هادی نوع N نام دارد.

در نیمه هادی نوع N ، چون تعداد الکترون ها خیلی بیشتر از تعداد حفره هاست لذا عمل هدایت جریان را انجام می‌دهند . به حامل

تحقیق درباره آزمایش تست دیود word

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 7

آزمایش تست دیود

وسایل مورد نیاز : یک منبع متناوب با فرکانسHz50 ، یک عدد مقاومت 1 k اهم و یک مقاومت 1000k اهم و دیود برد بورد .

هدف از این آزمایش تست کردن دیود می باشد و قسمتی که مقاومت بیشتری را نشان می دهد کاترو قسمت دیگر آن را است .

نکته : در زمان هدایت دیود اتصال کوتاه می باشد .

مدار را مانند شکل مقابل روی برد بورد نصب کرد و توسط قانون KVL و VS را بدست می آوریم

KVL = VS + 100 ID + VD = 0

VS = 100 ID + VD

VS = 100 ID

در مرحله دوم مقاومت 1 k اهم را از مدار جدا کرده و دوباره VS را بدست می آوریم .ولی به منبع DC وصل می کنیم .

VR = 100 IS IS = ID = =

KVL= VS + VR+ VD = 0

VS = VR + VD

VS = 100IS + VD

8

6

4

2

VS

800

600

400

200

VR

15،6

25

50

ID

آزمایش اندازه گیری ولتاژ جریان پر مقاومت

وسایل مورد نیاز : یک مقاومت 10K اهم و یک منبع DC 10V و دو عدد مقاومت 1 K اهم و ولتی متر .

نکته قابل توجه در این آزمایش داغ شدن مقاومت 1 K اهم می باشد دلیل این اتفاق این است که چون مقاومت به صورت موازی با منبع قرار دارد مثل یک مقاومت سری با منبع عمل می کند و به همین دلیل جریان زیاد می کشد که این عمل باعث داغ شدن آن می شود .

برای اینجام این آزمایش در ابتدا جریان کل ولتاژ ها را بدست می آوریم سپس توسط یک مولتی متر جواب ها را با هم مقایسه می کنیم .

IEJ = = 0.95 ( MA )

V2 = V3 0.5 × 103 × 0.95 × 10-3 ~ 0.47 (V )

V2 = 10 × 103 × 0.95 × 10-3 = 9.5 ( V )

L2 = = = 0.47 ( MA )

I3 = = = 0.47 ( MA )

KCL : I1 = I2 + I3 = 0.47MA + 0.47MA = 0.95MA

V10K = 9.57 V1K = 0.47

I10K = 0.93 MA I1K = 0.46 MA

V1K = 0.47

I1K = 0.47

آزمایش استفاده از دیود زنر به عنوان رگولاتور

وسایل مورد نیاز : منبع DC ، مقاومت 470 اهم ، دیود زنر ، برد بورد و مولتی متر

ابتدا مدار فوق را بر روی برد بورد نصب می کنیم و سپس ولتاژ DC را به صورت متناوب تا 30V بالا می بریم و عملکرد زنر را به عنوان تثبیت کننده ولتاژ خوبی مشاهده می کنیم . این عملکرد را توسط مولتی متر اندازه گیری می کنیم .

30

25

20

14

12

10

5

VS

5.74

5.69

5.63

5.51

5.33

4.89

2.52

V0

MA

0.2

0.02A

0.05A

0.10A

0.17A

0.29A

0.43A

I

هدف : دراین آزمایش هدف این است که مقادیر ولتاژ و جریان را که از مقاومت عبور می کند بدست آوریم .

بعد از بستن مدار روی برد بورد و اندازه گیری ولتاژ و جریان مقاومت ها مقادیر زیر بدست می آید .

V1K = 15 V1K = 1.23

I1K = 1.2 MA I1K =

V10K = 13.88 V10K = 1.23

I10K = 1.2 MA I10K =

بدلیل موازی بودن با مقاومت 1 K اهم ولتاژ برابر است .

نکته : عیبی که این مدار دارد عبور جریان زیاد از مقاومت 1 K اهم و داغ شدن به دلیل کم بودن با مقدار آن می باشد .

تحقیق درباره اصول دیود PIN word

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 9

 اصول دیود PIN

دیود PIN وسیله ی نیمه هادی است که به عنوان یک مقاومت متغیر در فرکانسهای RF و مایکروویوی عمل می کند. مقدار مقاومت دیود PIN به تنهائی توسط جریان dc بایاس مستقیم آن مشخص می شود.

دیود PIN وسیله ی نیمه هادی است که به عنوان یک مقاومت متغیر در فرکانسهای RF و مایکروویوی عمل می کند. مقدار مقاومت دیود PIN به تنهائی توسط جریان dc بایاس مستقیم آن مشخص می شود.

دیود PIN می بایست در کاربردهای سوئیچ و تضعیف کننده به طور ایده آلی سطح سیگنال RF را بدون اعوجاج کنترل کند زیرا ممکن است باعث تغییراتی در شکل سیگنال RF شود. مشخصه ی مهم و افزوده ی این دیودها توانائی آنها در کنترل سیگنالهای RF بزرگ در هنگامی است که از سطح تحریک dc بسیار کمی استفاده می کنند.

مدلی از دیود PIN در شکل 1 نشان داده شده است. این چیپ با شروع از یک ویفر تهیه می شود که اغلب به طور ذاتی سیلیکون خالص است و عمر زیادی دارد. سپس ناحیه ی P روی یک سطح و ناحیه ی N روی سطح دیگر تزریق می شوند. ضخامت W ناحیه ی ایجاد شده یا ناحیه-I تابعی از ضخامت ویفر سیلیکونی پایه است و مساحت چیپ A وابسته به این است که به چه مقدار بخش های کوچکی از ویفر اصلی تعریف شده است.

کارایی دیود PIN در ابتدا وابسته به ظاهر چیپ و طبیعت نیمه هادی دیود ساخته شده خصوصاً در ناحیه-I است. اگر ضخامت ناحیه-I کنترل شود، طول عمر بالای عبور حامل و مقاومت بالای آن را به همراه خواهد داشت. این مشخصات توانائی کنترل سیگنال RF را با کمترین اعوجاج بهبود می بخشند آن هم در مواقعی که نیازمند استفاده از منبع تغذیه ی dc سطح پائین هستیم.

دیود PIN در بایاس مستقیم

هنگامیکه که دیود PIN در بایاس مستقیم است، حفره ها و الکترونها از نواحی P و N به ناحیه-I انتشار می یابند. این بارها به سرعت ترکیب مجدد نمی شوند و در عوض مقدار محدودی از بارها برای همیشه در ناحیه-I باقی مانده و مقاومت آن را کاهش می دهند. مقدار بار ذخیره شده Q به زمان ترکیب مجدد، τ عمرحامل، و جریان بایاس مستقیم IF وابسته است(رابطه ی 1):

مقاومت RS ناحیه-I تحت بایاس مستقیم به طور معکوس به Q وابسته بوده و ممکن است به شکل زیر بیان شود(رابطه ی 2):

از ترکیب روابط 1 و 2 رابطه ای برای RS بدست می آید که به عنوان تابعی معکوس از جریان است(رابطه ی 3):

این رابطه مستقل از مساحت است ولی در دنیای واقعی، RS کمی به مساحت وابسته است آن هم از این جهت که عمر موثر با مساحت و ضخامت (ناشی از ترکیب مجدد لبه) تغییر می کند. به طور نمونه، دیودهای PIN مشخصه مقاومت مشابه آنچه در شکل 2 رسم شده است را دارند. مقاومت در حدود 0.1 اهم در جریان بایاس مستقیم 1A به حدود 10K اهم در جریان بایاس مستقیم 1uA افزایش می یابد که بازه ای خوب برای دیود PIN است.

ماکزیمم مقاومت بایاس مستقیم (RS(max برای یک دیود PIN معمولاً در جریان بایاس مستقیم 100mA مشخص می شود. در بعضی مواقع  (RS(min  توسط جریان بایاس مستقیم 10uA مشخص می شود. این مشخصه ها یک بازه ی وسیع از مقاومت دیود را تضمین می کنند که خصوصاً در کاربردهای تضعیف کننده مهم است. در فرکانسهای پائینتر، RS ثابت نیست ولی با کاهش فرکانس، افزایش می یابد. دیودهای PIN معمولی که برای کار در

مقاله درباره آزمایش تست دیود

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 7

آزمایش تست دیود

وسایل مورد نیاز : یک منبع متناوب با فرکانسHz50 ، یک عدد مقاومت 1 k اهم و یک مقاومت 1000k اهم و دیود برد بورد .

هدف از این آزمایش تست کردن دیود می باشد و قسمتی که مقاومت بیشتری را نشان می دهد کاترو قسمت دیگر آن را است .

نکته : در زمان هدایت دیود اتصال کوتاه می باشد .

مدار را مانند شکل مقابل روی برد بورد نصب کرد و توسط قانون KVL و VS را بدست می آوریم

KVL = VS + 100 ID + VD = 0

VS = 100 ID + VD

VS = 100 ID

در مرحله دوم مقاومت 1 k اهم را از مدار جدا کرده و دوباره VS را بدست می آوریم .ولی به منبع DC وصل می کنیم .

VR = 100 IS IS = ID = =

KVL= VS + VR+ VD = 0

VS = VR + VD

VS = 100IS + VD

8

6

4

2

VS

800

600

400

200

VR

15،6

25

50

ID

آزمایش اندازه گیری ولتاژ جریان پر مقاومت

وسایل مورد نیاز : یک مقاومت 10K اهم و یک منبع DC 10V و دو عدد مقاومت 1 K اهم و ولتی متر .

نکته قابل توجه در این آزمایش داغ شدن مقاومت 1 K اهم می باشد دلیل این اتفاق این است که چون مقاومت به صورت موازی با منبع قرار دارد مثل یک مقاومت سری با منبع عمل می کند و به همین دلیل جریان زیاد می کشد که این عمل باعث داغ شدن آن می شود .

برای اینجام این آزمایش در ابتدا جریان کل ولتاژ ها را بدست می آوریم سپس توسط یک مولتی متر جواب ها را با هم مقایسه می کنیم .

IEJ = = 0.95 ( MA )

V2 = V3 0.5 × 103 × 0.95 × 10-3 ~ 0.47 (V )

V2 = 10 × 103 × 0.95 × 10-3 = 9.5 ( V )

L2 = = = 0.47 ( MA )

I3 = = = 0.47 ( MA )

KCL : I1 = I2 + I3 = 0.47MA + 0.47MA = 0.95MA

V10K = 9.57 V1K = 0.47

I10K = 0.93 MA I1K = 0.46 MA

V1K = 0.47

I1K = 0.47

آزمایش استفاده از دیود زنر به عنوان رگولاتور

وسایل مورد نیاز : منبع DC ، مقاومت 470 اهم ، دیود زنر ، برد بورد و مولتی متر

ابتدا مدار فوق را بر روی برد بورد نصب می کنیم و سپس ولتاژ DC را به صورت متناوب تا 30V بالا می بریم و عملکرد زنر را به عنوان تثبیت کننده ولتاژ خوبی مشاهده می کنیم . این عملکرد را توسط مولتی متر اندازه گیری می کنیم .

30

25

20

14

12

10

5

VS

5.74

5.69

5.63

5.51

5.33

4.89

2.52

V0

MA

0.2

0.02A

0.05A

0.10A

0.17A

0.29A

0.43A

I

هدف : دراین آزمایش هدف این است که مقادیر ولتاژ و جریان را که از مقاومت عبور می کند بدست آوریم .

بعد از بستن مدار روی برد بورد و اندازه گیری ولتاژ و جریان مقاومت ها مقادیر زیر بدست می آید .

V1K = 15 V1K = 1.23

I1K = 1.2 MA I1K =

V10K = 13.88 V10K = 1.23

I10K = 1.2 MA I10K =

بدلیل موازی بودن با مقاومت 1 K اهم ولتاژ برابر است .

نکته : عیبی که این مدار دارد عبور جریان زیاد از مقاومت 1 K اهم و داغ شدن به دلیل کم بودن با مقدار آن می باشد .