その他のダイオード技術

バリキャップまたはバラクターダイオード

可変容量ダイオードは、バリキャップダイオードとして知られています。 またはバラクターとして 。ダイオードが逆バイアスされると、2つの半導体層の間に絶縁空乏領域が形成されます。多くのダイオードでは、逆バイアスを変えることで空乏領域の幅を変えることができます。これにより、静電容量が変化します。この効果はバリキャップダイオードで強調されます。回路図記号を下の図に示します。そのうちの1つは、共通カソードデュアルダイオードとしてパッケージ化されています。

バリキャップダイオード：容量は逆バイアスによって変化します。これにより、共振ネットワークの周波数が変化します。

上の図のようにバリキャップダイオードが共振回路の一部である場合、周波数は制御電圧Vcontrolによって変化する可能性があります。バリキャップと直列の大きな容量、低いXcは、インダクタLによるVcontrolの短絡を防ぎます。直列コンデンサが大きい限り、共振回路の周波数への影響は最小限に抑えられます。オプションを使用して、中心共振周波数を設定できます。その後、Vcontrolはこのポイントの周りの周波数を変えることができます。共振ネットワークを発振させるために必要なアクティブ回路は示されていないことに注意してください。バリキャップダイオードで調整されたAMラジオ受信機の例については、「電子バリキャップダイオードの調整」の第9章を参照してください。

一部のバリキャップダイオードは、突然、超突然、または超超突然と呼ばれることがあります。これらは、逆バイアスの変化に伴う接合容量の変化を、急激または超急激、または超超急激と呼びます。これらのダイオードは、静電容量に比較的大きな変化をもたらします。これは、オシレーターまたはフィルターが広い周波数範囲でスイープされる場合に役立ちます。定格限界を超えて急激なバリキャップのバイアスを変化させると、静電容量が4：1の比率で変化し、10：1で超急激に変化し、20：1で超急激に変化します。

バラクタダイオードは、周波数乗算器回路で使用できます。 「実用的なアナログ半導体回路」、バラクター乗算器

を参照してください。

スナップダイオード

スナップダイオード 、ステップリカバリダイオードとも呼ばれます 20gHzまでの高比率周波数マルチプライヤで使用するように設計されています。ダイオードが順方向にバイアスされると、電荷はPN接合に蓄積されます。この電荷は、ダイオードが逆バイアスされるときに引き出されます。ダイオードは、順方向バイアス中は低インピーダンスの電流源のように見えます。逆バイアスが適用された場合でも、すべての電荷が引き抜かれるまで、低インピーダンスのソースのように見えます。次に、高インピーダンス状態に「スナップ」して、高調波に富んだ電圧インパルスを発生させます。アプリケーションは、多くの高調波のジェネレータであるコームジェネレータです。中程度の電力の2倍および4倍の乗算器は別のアプリケーションです。

PINダイオード

PINダイオード 高速低容量スイッチングダイオードです。 PINスイッチングダイオードとPINフォトダイオードを混同しないでください。 PINダイオードは、PN接合層の間に固有領域が追加されたシリコンスイッチングダイオードのように製造されています。これにより、より厚い空乏領域、つまり逆バイアスされたダイオードの接合部の絶縁層が生成されます。これにより、逆バイアスされたスイッチングダイオードよりも容量が小さくなります。

ピンダイオード：断面図記号に合わせた断面図。

PINダイオードは、T / Rスイッチなどの無線周波数（RF）アプリケーションでスイッチングダイオードの代わりに使用されます。 1n4007 1000 V、1汎用パワーダイオードはPINスイッチングダイオードとして使用可能であると報告されています。このダイオードの高電圧定格は、PN接合を分割する固有の層を含めることによって実現されます。この固有の層により、1n4007はPINダイオードになります。もう1つのPINダイオードの用途は、方向探知機受信機用のアンテナスイッチです。

PINダイオードは、順方向バイアスが変化するときに可変抵抗器として機能します。そのようなアプリケーションの1つは、電圧可変減衰器です。 PINダイオードの低静電容量特性により、マイクロ波周波数に対する減衰器の周波数フラット応答が拡張されます。

IMPATTダイオード

IMPact Avalanche Transit Timeダイオードは、3〜100 gHzで動作する高出力無線周波数（RF）ジェネレーターです。 IMPATTダイオードは、シリコン、ガリウムヒ素、または炭化ケイ素から製造されます。

IMPATTダイオードは、ブレークダウン電圧を超えて逆バイアスされます。高いドーピングレベルは、薄い空乏領域を生成します。結果として生じる高電界は、結晶格子との衝突で他のキャリアを解放するキャリアを急速に加速します。穴はP +領域にスイープされます。電子はN領域に向かってドリフトします。カスケード効果によりアバランシェ電流が発生し、接合部の両端の電圧が低下しても増加します。電流のパルスは、接合部の両端の電圧ピークより遅れます。共振回路と組み合わせた「負性抵抗」効果は、高電力レベル（半導体では高）で発振を生成します。

IMPATTダイオード：発振器回路と高濃度にドープされたPおよびN層。

上の図の回路図の共振回路は、IMPATTダイオードが取り付けられている導波管セクションに相当する集中回路です。 DC逆バイアスは、RFがバイアス電源で失われるのを防ぐチョークを介して適用されます。これは、バイアスティーとして知られている導波路のセクションである可能性があります。低電力レーダー送信機は、電源としてIMPATTダイオードを使用する場合があります。ノイズが多すぎてレシーバーで使用できません。 [YMCW]

ガンダイオード

ダイオード、ガン ガンダイオード

ガンダイオード N型半導体のみで構成されています。そのため、それは真のダイオードではありません。下の図は、高濃度にドープされたN + に囲まれた低濃度にドープされたN-層を示しています。 レイヤー。 N型ガリウムヒ素ガンダイオードの両端に電圧を印加すると、低濃度にドープされたN層の両端に強い電界が発生します。

ガンダイオード：発振器回路とN型半導体ダイオードのみの断面積。

電圧が上昇すると、低エネルギー伝導帯の電子により伝導が増加します。電圧が約1Vのしきい値を超えて増加すると、電子は低い伝導帯から高いエネルギー伝導帯に移動し、そこで伝導に寄与しなくなります。言い換えれば、電圧が増加すると、電流が減少し、負の抵抗状態になります。発振周波数は、伝導電子の通過時間によって決まります。これは、N層の厚さに反比例します。

ガンダイオードを共振回路に埋め込むことにより、周波数をある程度制御することができます。上の図に示されている集中回路の等価回路は、実際には同軸伝送線路または導波管です。ガリウムヒ素ガンダイオードは、5〜65 mwの電力で10〜200gHzの動作に使用できます。ガンダイオードは増幅器としても機能する場合があります。 [CHW] [IAP]

ショックリーダイオード

ショックリーダイオード は、より大きなサイリスタをトリガーするために使用される4層サイリスタです。 ブレークオーバー電圧を超える電圧によってトリガーされた場合にのみ、一方向に導通します。 、約20V。「サイリスタ」、Shockleyダイオードを参照してください。双方向バージョンは diac と呼ばれます 。 「サイリスタ」、DIACを参照してください。

定電流ダイオード

定電流ダイオード 、電流制限ダイオードとも呼ばれます 、または電流調整ダイオード 、その名前が意味することを正確に実行します。それは、それを流れる電流をある最大レベルに調整します。定電流ダイオードは、JFETの2端子バージョンです。定電流ダイオードに電流調整ポイントよりも多くの電流を流そうとすると、電圧を下げることで単に「反撃」します。下の図（a）（a）の回路を構築し、ダイオード電流をダイオード電圧に対してプロットすると、最初は上昇し、次に下の図（b）のように電流レギュレーションポイントで横ばいになるグラフが得られます。 （b）。

定電流ダイオード：（a）テスト回路、（b）電流対電圧特性。

定電流ダイオードの用途の1つは、下の図に示すように、LEDまたはレーザーダイオードを流れる電流を広範囲の電源電圧にわたって自動的に制限することです。

定電流ダイオードアプリケーション：駆動レーザーダイオード。

もちろん、定電流ダイオードのレギュレーションポイントは、LEDまたはレーザーダイオードの最適な順方向電流に一致するように選択する必要があります。通常のLEDは順方向電流の変動に対してより耐性がある傾向があるため、これはLEDにとってはそれほど重要ではなく、レーザーダイオードにとって特に重要です。

SiCダイオード

炭化ケイ素から製造されたダイオードは、400°Cまでの高温動作が可能です。これは高温環境である可能性があります：ダウンホール油井検層、ガスタービンエンジン、自動車エンジン。または、高消費電力の適度な環境での動作。 SiCはシリコンと比較して放射線に対して100倍耐性があるため、原子力および宇宙用途は有望です。 SiCは、どの金属よりも優れた熱伝導体です。したがって、熱を逃がすには、SiCの方がシリコンよりも優れています。絶縁破壊電圧は数kVです。 SiCパワーデバイスは、電力業界での電気エネルギー損失を100分の1に削減することが期待されています。

ポリマーダイオード

有機化学物質に基づくダイオードは、低温プロセスを使用して製造されています。ホールリッチおよびエレクトロンリッチの導電性ポリマーは、インクジェット印刷することができます。研究開発のほとんどは有機LED です。 （OLED）。ただし、安価な印刷可能な有機RFID（無線周波数識別）タグの開発が進行中です。この取り組みでは、ペンタセン有機整流器が50MHzで動作しました。 800MHzへの整流は開発目標です。安価な金属絶縁体金属 （MIM）バックツーバックツェナーダイオードクリッパーのように機能するダイオードが開発されました。また、トンネルダイオードのようなデバイスが製造されています。