Как да свържете диоди

Може да се чудите какво позволява на електронните устройства във вашето домакинство да използват електричество по свой начин. Електротехниците, които създават тези уреди, както и други инструменти, използвани в индустрията, трябва да знаят как да свързват диоди за тези цели.

Когато свързвате диод в електрическа верига, уверете се, че анодът и катодът са свързани във веригата така, че зарядът да тече от положително заредения анод към отрицателно заредения катод.

Можете да си спомните това, като си спомните, че в схемата на диодната верига вертикалната линия до триъгълника изглежда като отрицателен знак, показващ, че краят на диода е отрицателно зареден. Можете да си представите, че това означава, че зарядите текат от положителния край към отрицателния. Това ви позволява да си спомните как електроните текат в кръстовището на диод.

Имайте предвид потенциала и тока на веригата и как това влияе върху разположението на диода. Можете да си представите диода като превключвател, който се отваря или затваря, за да завърши веригата. Ако има достатъчно потенциал да пропусне заряда през диода, превключвателят се затваря така, че токът да тече. Това означава, че диодът е пристрастен напред.

След това можете да използватеЗаконът на Ом​

за изчисляване на напрежениетоV, текущАзи съпротиваRза измерване на разликата в напрежението между източника на напрежение и самия диод.

Ако свържете диод в другата посока, това би обърнало диода, тъй като токът ще тече от катод към анод. В този сценарий бихте увеличили областта на изчерпване на диода, площта от едната страна на диодния кръстовище, която няма нито електрони, нито дупки (области без електрони).

Движението на електроните в отрицателно заредената област би запълнило дупките в положително заредената област. Когато създавате диодни връзки, обърнете внимание на това как диодът ще се промени в зависимост от посоката, към която е свързан.

Когато се използват в електрически вериги, диодите осигуряват протичане на ток през една посока. Те са конструирани с помощта на два електрода, анод и катод, разделени от материал.

Електроните текат от анода, където се получава окисляване или загуба на електрони, до катода, където се получава редукция или електронно усилване. Обикновено диодите се правят с полупроводници, които пропускат заряда през присъствието на електрически ток или чрез контролиране на тяхното съпротивление с помощта на процес, известен като допинг.

​Допинге метод за добавяне на примеси към полупроводник, за да се създадат дупки и да се направи полупроводникътn-тип(като в "отрицателен заряд") илиp-тип(като при "положителен заряд").

Полупроводник от n-тип съдържа излишък от електрони, подредени така, че зарядът да може да тече свободно, докато все още остава управляем. Те обикновено се произвеждат от арсен, фосфор, антимон, бисмут и други елементи, които имат пет валентни електрона. От друга страна, полупроводникът от тип p има положителен заряд поради дупки и е направен от галий, бор, индий и други елементи.

Разпределението на електроните и дупките позволява потока на заряд между полупроводниците от p-тип и n-тип и, когато са свързани заедно, двете създаватP-N кръстовище. Електроните от полупроводника от n-тип се втурват към p-типа в диоди, които позволяват на тока да тече в една посока.

Диодите обикновено могат да бъдат направени от силиций, германий или селен. Инженерите, които създават диоди, могат да използват метални електроди в камера без друг газ или с газ при ниско налягане.

Тези характеристики на диодите, транспортиращи електрони в една посока, ги правят идеални за токоизправители, ограничители на сигнала, регулатори на напрежението, превключватели, модулатори на сигнали, миксери на сигнали и осцилатори.Токоизправителипреобразува променлив ток в постоянен ток.Ограничения на сигналапозволяват да преминат определени мощности на сигналите.

​Регулатори на напрежениеподдържат постоянни напрежения във веригите.Сигнални модулаторипроменя фазовия ъгъл на входния сигнал.Смесители за сигналипроменят честотата, която преминава и осцилаторите сами произвеждат сигнал.

Можете също да използвате диоди за защита на чувствителни или важни компоненти на електронните устройства. Можете да използвате диод, който не работи при нормални обстоятелства, които, когато има внезапен скок на напрежението, известен като преходен напрежение или някаква друга драстична промяна в сигнала, която може да причини вреда, диодът ще потисне напрежението от увреждане на останалата част от верига. Тези електрически удари, дължащи се на шипове, иначе биха повредили веригата, като прилагат твърде много напрежение, без да позволят на веригата да се адаптира по подходящ начин към нея.

Тези диоди садиоди за ограничаване на преходното напрежение(TVS) и можете да ги използвате, за да намалите преходното напрежение или да го насочите някъде другаде далеч от веригата. P-N преходът на базата на силиций може да се справи с преходното напрежение и след това да се върне към нормалното след преминаването на скока на напрежението. Някои телевизори използват радиатори, които могат да се справят с скокове на напрежението за дълги периоди от време.

Вериги, които преобразуват захранването отпроменлив ток (AC)да сепостоянен ток (DC)може да използва или един диод, или група от четири от тях. Докато устройствата с постоянен ток използват заряд, който тече в една посока, променливотоковото захранване се превключва между посоките напред и назад на равни интервали.

Това е от съществено значение за преобразуване на постояннотоковото електричество от електроцентралите в променливотоковото, което е под формата на синусоида, използвано в повечето домакински уреди. Токоизправителите, които правят това, правят това, като използват или един диод, който пропуска само едната половина от вълната, или възприемат подхода на изправител с пълна вълна, който използва и двете половини на променливотоковата форма.

Диодната схема демонстрира как възниква това поведение. Когатодемодулаторпремахва половината от променливотоковия сигнал от източник на захранване, той използва два основни компонента. Първият е самият диод или токоизправител, който увеличава сигнала на половината от цикъла на променлив ток.

Вторият е нискочестотен филтър, който се отървава от високочестотните компоненти на източника на енергия. Той използва резистор и кондензатор, устройство, което съхранява електрически заряд във времето, и използва честотната характеристика на самата верига, за да определи кои честоти да пропусне.

Тези конструкции на диодни схеми обикновено премахват отрицателния компонент на променлив сигнал. Той има приложения в радиостанции, които използват филтърна система за откриване на специфични радиосигнали от общите носещи вълни.

Диодите се използват и при зареждане на електронни устройства като мобилни телефони или лаптопи чрез превключване от захранването, доставено от батерията на електронното устройство, към захранването на външното захранване. Тези методи насочват тока далеч от източника и също така гарантират, че ако батерията на устройството е умряла, можете да предприемете други мерки за зареждане на вашите устройства.

Тази техника важи и за автомобилите. Ако батерията на колата ви изгасне, можете да използвате джъмперни кабели, за да промените разпределението на червените и черните кабели, за да използвате диоди, за да предотвратите протичането на ток в грешната посока.

Компютрите, които използват двоична информация под формата на нули и такива, също използват диоди, за да работят чрез двоични дървета за решения. Те приемат формата налогически порти, основните единици цифрови схеми, които пропускат информацията на базата на сравнение на две различни стойности. Те са изградени с помощта на двата вида диодни части, които са много по-малки от диодите в други приложения.