Sadržaj
- Instalacija dioda
- Diodski krug
- Značajke dioda
- Diodna instalacija za zaštitu
- Vrste diodnih sklopova
- Ostale vrste primjene dioda
Možda se pitate što omogućuje elektroničkim uređajima u vašem domaćinstvu da koriste električnu energiju na svoj način. Električari koji stvaraju ove uređaje kao i drugi alati koji se koriste u industriji moraju znati kako spojiti diode u te svrhe.
Instalacija dioda
Pri povezivanju dioda u električnom krugu, provjerite jesu li anoda i katoda spojeni u krugu tako da naboj teče od pozitivno nabijene anode do negativno nabijene katode.
To se možete sjetiti prisjećanjem da, na dijagramu kruga diode, vertikalna linija pored trokuta izgleda kao negativan znak, što označava da je kraj diode negativno nabijen. Možete zamisliti da to znači da naboji teku od pozitivnog do negativnog kraja. To vam omogućuje da se sjetite kako elektroni teku u spoju diode.
Imajte na umu potencijal i struju kruga i kako to utječe na položaj dioda. Diodu možete zamisliti kao prekidač koji se otvara ili zatvara radi dovršetka kruga. Ako postoji dovoljno potencijala da punjenje struje kroz diodu, prekidač se zatvara tako da struja struje. To znači da je dioda usmjerena prema naprijed.
Tada možete koristiti Ohmov zakon V = IR za izračunavanje napona V, Trenutno ja i otpora R za mjerenje razlike napona između izvora napona i same diode.
Ako spojite diodu u drugom smjeru, to bi obrnulo pristranost diode jer bi struja strujala od katode do anode. U ovom bi scenariju povećali područje iscrpljivanja diode, područje na jednoj strani spajanja dioda koje nema ni elektrona, ni rupe (područja bez elektrona).
Kretanje elektrona u negativno nabijenom području ispunilo bi rupe u pozitivno nabijenom području. Prilikom stvaranja diodnih veza obratite pažnju na to kako bi se dioda promijenila ovisno o smjeru koji je spojen.
Diodski krug
Kada se koriste u električnim krugovima, diode osiguravaju protok struje kroz jedan smjer. Izgrađene su pomoću dvije elektrode, anode i katode, odvojene materijalom.
Elektroni teku iz anode, gdje dolazi do oksidacije ili gubitka elektrona, do katode, gdje dolazi do redukcije ili pojačanja elektrona. Obično su diode izrađene s poluvodičima koji puštaju naboje u prisutnosti električne struje ili kontroliranjem njihovog otpora koristeći postupak poznat kao doping.
doping je metoda dodavanja nečistoća u poluvodič radi stvaranja rupa i izrade bilo poluvodiča n-tipa (kao u "negativnom naboju") ili p-tipa (kao u "pozitivnom naboju").
Poluprovodnik n tipa sadrži višak raspoređenih elektrona tako da naboj može slobodno prolaziti, a istovremeno ostaje kontroliran. Obično se proizvode od arsena, fosfora, antimona, bizmuta i drugih elemenata koji imaju pet valentnih elektrona. Poluprovodnik p-tipa, s druge strane, ima pozitivan naboj zbog rupa, a izrađeni su od galija, bora, indija i drugih elemenata.
Raspodjela elektrona i rupa omogućuje protok naboja između p-tipa i n-tipa poluvodiča, a kada su spojeni zajedno, dva stvaraju P-N spoj, Elektroni iz n-tipa poluvodiča prelaze na p-tip u diodama koje puštaju struju u jednom smjeru.
Diode se obično mogu izrađivati od silicija, germanija ili selena. Inženjeri koji stvaraju diode mogu koristiti metalne elektrode u komori bez bilo kojeg drugog plina ili s plinom pri niskom tlaku.
Značajke dioda
Ova svojstva dioda koje u jednom smjeru prevoze elektrone čine ih idealnim za ispravljače, ograničivače signala, regulatore napona, sklopke, modulatore signala, mješalice signala i oscilatore. ispravljači pretvaranje izmjenične struje u istosmjernu struju. Ograničenja signala dopustiti da prođu određene moći signala.
Regulatori napona održavaju konstantne napone u krugovima. Modulatori signala promijenite fazni kut ulaznog signala. Signalne mješalice mijenjaju frekvenciju koja prolazi i oscilatori sami proizvode signal.
Diodna instalacija za zaštitu
Također možete koristiti diode za zaštitu osjetljivih ili važnih komponenti elektroničkih uređaja. Možete koristiti diodu koja se ne ponaša u normalnim okolnostima da, kada dođe do naglog skoka napona, poznatog kao prolazni napon ili neke druge drastične promjene signala koje mogu uzrokovati štetu, dioda će potisnuti napon šteteći ostatku sklop. Ti bi strujni udarci zbog šiljaka u suprotnom oštetili krug primjenom prevelikog napona, ne dopuštajući da se krug na njega prikladno prilagodi.
Te diode su diode za suzbijanje prolaznih napona (TVS) i možete ih koristiti za smanjenje naponskog napona ili usmjeravanje negdje drugdje dalje od kruga. P-N spoj na bazi silicija može podnijeti prolazni napon i nakon toga se vratiti u normalu nakon što prođe napon. Neki TVS koriste toplotne odvode koji mogu podnijeti snažne napone tijekom dužih vremenskih razdoblja.
Vrste diodnih sklopova
Krugovi koji pretvaraju snagu iz izmjenična struja (AC) do istosmjerna struja (DC) može koristiti bilo jednu diodu ili grupu od četiri. Dok istosmjerni uređaji koriste naboj koji teče u jednom smjeru, izmjenična snaga izmjenjuje se između smjera naprijed i natrag u redovitim intervalima.
Ovo je bitno za pretvaranje istosmjerne struje iz elektrana u izmjeničnu struju koja ima oblik sinusnog vala koji se koristi u većini kućanskih aparata. Ispravljači to čine ili pomoću jedne diode koja propušta samo polovicu vala, ili uzimajući pristup ispravljaču punog vala koji koristi obje polovice AC valnog oblika.
Diodni krug pokazuje kako se takvo ponašanje događa. Kad demodulator uklanja polovicu izmjeničnog signala iz izvora napajanja, koristi dvije glavne komponente. Prva je sama dioda ili ispravljač koji povećava signal polovice izmjeničnog ciklusa.
Drugi je niskopropusni filter koji se oslobađa visokofrekventnih komponenti izvora napajanja. Koristi otpornik i kondenzator, uređaj koji pohranjuje električni naboj s vremenom i koristi frekvencijski odziv samog kruga da bi odredio koje frekvencije treba pustiti.
Ove konstrukcije diodnih sklopova uglavnom uklanjaju negativnu komponentu izmjeničnog signala. Ima aplikacije u radijima koji koriste sustav filtra za otkrivanje specifičnih radio signala iz općih nosačkih valova.
Ostale vrste primjene dioda
Diode se također koriste u punjenju elektroničkih uređaja poput mobitela ili prijenosnih računala prebacivanjem s napajanja koje napaja baterija elektroničkih uređaja na napajanje vanjskog napajanja. Ove metode usmjeravaju struju dalje od izvora i također osiguravaju da, ako je baterija uređaja umrla, možete poduzeti druge mjere za punjenje uređaja.
Ova tehnika vrijedi i za automobile. Ako se baterija vašeg automobila trebala ugasiti, pomoću skakačkih kabela možete promijeniti distribuciju crvenih i crnih kabela da biste koristili diode kako biste spriječili da struja teče u pogrešnom smjeru.
Računala koja koriste binarne informacije u obliku nula i ona također koriste diode za rad kroz stabla binarnih odluka. Oni su u obliku logička vrata, osnovne jedinice digitalnih krugova koje propuštaju informacije na temelju usporedbe dvije različite vrijednosti. Izrađene su koristeći bilo koje dijelove dioda koji su puno manje lučni od dioda u drugim aplikacijama.