Electronică

1.1.Dioda.

Dioda reprezinta un monocristal semiconductor de forma prismatica dotat cu impuritati, numiti donori sau acceptori, astfel incat se obtin doua regiuni - una cu conductibilitate de tip n, iar cealalta de tip p.

1) Dioda nepolarizata:

In regiunea n vor exista purtatori majoritari (electronii) si purtatorii minoritari golurile (+). In mod analog, in regiunea p purtatorii majoritari (golurile) si purtatori minoritari electronii (-) (fig. 1.1).

Datorita diferentei mari de concentratie electronii din regiunea n vor difuza in regiunea p, iar golurile din regiunea p vor difuza in regiunea n. In vecinatatea suprafetei de separare va scadea concentratia purtatorilor majoritari.

Datorita difuziei purtatorilor majoritari apare la interfata acestor doua zone a monocristalului dotat cu impuritati diferite, o diferenta de potential numita tensiune de difuzie UD sau bariera de potential. Aceasta bariera de potential pentru diferiti semiconductori este diferita: Si - 0,7 V; Ge - 0,3 V; As - 2 V.

2) Dioda polarizata direct:

In acest caz (fig. 1.2) plusul tensiunii externe se aplica pe regiunea p si minusul pe regiunea n. Tensiunea aplicata da nastere unui camp EP, cu sensul indicat pe desen, care se suprapune campului intern si-l micsoreaza. Echilibrul dintre curentii de camp si de difuzie este perturbat. Campul rezultant favorizeaza trecerea purtatorilor majoritari determinand o crestere a curentului de difuzie. In regiunea de trecere existand un numar mai mare de purtatori mobili de sarcina, rezistenta jonctiunii este mica.

3) Dioda polarizata invers:

In acest caz plusul tensiunii externe se aplica pe regiunea n si minusul pe regiunea p (fig. 1.3). Campul Ep, mareste bariera de potential, micsorand curentul de difuzie datorat purtatorilor majoritari. Dioda va fi parcursa de un curent de valoare mica, si caracterizata de o rezistenta mare.

Simbolul diodei

In practica dioda este folosita in calitate de redresor. Energia electrica usor se transmite prin liniile de tensiune inalta la distante mari sub forma de curent alternativ, deoarece pierderile sunt proportionale cu intensitatea curentului. Pentru a fi folosit, curentul alternativ este transformat in curent continuu. Aceasta transformare este indeplinita de dispozitivele redresoare, la baza functionarii carora stau diodele.

1.2. Redresor monofazat monoalternanta

In fig. 1.4 este reprezentata schema simplificata a unui redresor monofazat monoalternanta. La intrare (punctul A) avem curent alternativ (fig. 1.5). Iar la iesire (punctul B) se obtine curent continuu de o singura polaritate . Pentru a fi continuu se conecteaza un condensator (fig. 1.6).

In acest caz in condensator se acumuleaza mult mai multa energie decat se va consuma prin rezistorul RL.

Diagrama de variatie in timp a tensiunii are forma reprezentata in fig. 1.7.

1.3. Redresor monofazat dubla alternanta

Se mai adauga o dioda (fig. 1.8). In acest caz timpul de descarcare a condensatorului este mai mic. Diagrama de variatie in timp a tensiunii are forma reprezentata in fig. 1.9.

1.4. Redresor pe baza puntii de diode

Din punct de vedere tehnologic transformatorul cu bobina e un lucru complicat. De aceia se aplica in practica redresorul pe baza puntii de diode (fig. 1.10). Condensatorul nu trebuie sa se descarce pe dioda.

Cand curentul merge de la A la B, avem semiperioada pozitiva si sunt deschise diodele D3 si D2.

Cand curentul merge de la B la A, avem semiperioada negativa si sunt deschise diodele D4 si D1.

1.5. Redresoare cu multiplicare de tensiune.

In unele cazuri e necesar de a obtine o tensiune inalta. Evident ca utilizarea unui transformator in acest caz este complicata deoarece e mare coeficientul de transformare si exista riscul de strapungere a transformatorului. Deci apare problema de a avea transformator cu tensiune in bobina secundara mica, iar apoi de multiplicat aceasta tensiune. Prin urmare avem un exemplu de redresor care dubleaza tensiunea (fig. 1.11).

In semiperioada pozitiva (cand curentul circula de la A la B) se va incarca condensatorul C1 prin dioda VD1 pana la amplitudinea tensiunii curentului alternativ (VD2 este