Jak připojit diody

Možná se divíte, co umožňuje elektronickým zařízením ve vaší domácnosti využívat elektřinu vlastními způsoby. Elektrikáři, kteří vytvářejí tato zařízení, stejně jako další nástroje používané v průmyslu, musí vědět, jak pro tyto účely připojit diody.

Při připojování diody v elektrickém obvodu se ujistěte, že anoda a katoda jsou připojeny v obvodu tak, aby náboj proudil z kladně nabité anody na záporně nabitou katodu.

Můžete si to zapamatovat tím, že ve schématu diodového obvodu vypadá svislá čára vedle trojúhelníku jako záporné znaménko, což znamená, že konec diody je záporně nabitý. Dovedete si představit, že to znamená, že náboje proudí od pozitivního konce k negativnímu. To vám umožní vzpomenout si, jak elektrony proudí ve spojení diody.

Mějte na paměti potenciál a proud obvodu a to, jak to ovlivňuje umístění diody. Diodu si můžete představit jako spínač, který se otevírá nebo zavírá k dokončení obvodu. Pokud existuje dostatek potenciálu pro průchod náboje diodou, spínač se sepne tak, že protéká proud. To znamená, že dioda je předpjatá dopředu.

Poté můžete použítOhmův zákon​

pro výpočet napětíPROTI, proudJáa odporRk měření rozdílu napětí mezi zdrojem napětí a samotnou diodou.

Pokud jste připojili diodu v opačném směru, došlo by k obrácení zkreslení diody, protože by proud protékal z katody na anodu. V tomto scénáři byste zvětšili oblast vyčerpání diody, oblast na jedné straně křižovatky diod, která nemá ani elektrony, ani díry (oblasti bez elektronů).

Pohyb elektronů v záporně nabité oblasti by vyplnil otvory v kladně nabité oblasti. Při vytváření diodových připojení věnujte pozornost tomu, jak by se dioda změnila v závislosti na směru, ke kterému je připojena.

Při použití v elektrických obvodech zajišťují diody tok proudu jedním směrem. Jsou konstruovány pomocí dvou elektrod, anody a katody, oddělených materiálem.

Elektrony proudí z anody, kde dochází k oxidaci nebo ztrátě elektronů, do katody, kde dochází k redukci nebo zesílení elektronů. Diody se obvykle vyrábějí z polovodičů, které umožňují průchod náboje v přítomnosti elektrického proudu nebo řízením jejich odporu pomocí procesu známého jako doping.

​Dopingje metoda přidávání nečistot do polovodiče k vytvoření děr a vytvoření polovodičen-typ(jako v "záporném náboji") nebop-typ(jako v „kladném náboji“).

Polovodič typu n obsahuje přebytek elektronů uspořádaných tak, že náboj může volně protékat, zatímco stále zůstává ovladatelný. Obecně se vyrábějí z arsenu, fosforu, antimonu, vizmutu a dalších prvků, které mají pět valenčních elektronů. Polovodič typu p, na druhé straně, má kladný náboj díky otvorům a je vyroben z galia, boru, india a dalších prvků.

Distribuce elektronů a otvorů umožňuje tok náboje mezi polovodiči typu p a n a po vzájemném propojení vytvoří dvaP-N křižovatka. Elektrony z polovodiče typu n spěchají k typu p v diodách, které nechávají proud protékat jedním směrem.

Diody mohou být obvykle vyrobeny z křemíku, germania nebo selenu. Inženýři, kteří vytvářejí diody, mohou používat kovové elektrody v komoře bez dalšího plynu nebo s plynem za nízkého tlaku.

Díky těmto vlastnostem diod přenášejících elektrony v jednom směru jsou ideální pro usměrňovače, omezovače signálu, regulátory napětí, spínače, modulátory signálu, směšovače signálu a oscilátory.Usměrňovačepřevést střídavý proud na stejnosměrný.Meze signáluumožnit průchod určitých sil signálů.

​Regulátory napětíudržovat konstantní napětí v obvodech.Modulátory signáluzměnit fázový úhel vstupního signálu.Směšovače signáluzměňte frekvenci, která prochází, a oscilátory produkují signál samy.

Diody můžete také použít k ochraně citlivých nebo důležitých součástí elektronických zařízení. Můžete použít diodu, která za normálních okolností nevede, že při náhlém nárůstu napětí, známém jako přechodný napětí nebo jiná drastická změna signálu, která by mohla způsobit škodu, dioda potlačí napětí, aby nepoškodilo zbytek obvod. Tyto elektrické šoky způsobené hroty by jinak poškodily obvod použitím příliš velkého napětí, aniž by se tomu obvod náležitě přizpůsobil.

Tyto diody jsoudiody potlačující přechodové napětí(TVS) a můžete je použít buď ke snížení přechodného napětí, nebo k jeho usměrnění někam jinam mimo obvod. Spojení P-N na bázi křemíku zvládne přechodné napětí a poté se vrátí do normálu poté, co prošel napěťový hrot. Některé TVS používají chladiče, které dokáží zvládat špičkové napětí po dlouhou dobu.

Obvody, ze kterých se převádí energiestřídavý proud (AC)nastejnosměrný proud (DC)lze použít buď jednu diodu, nebo skupinu čtyř z nich. Zatímco stejnosměrná zařízení používají náboj, který teče jedním směrem, střídavé napájení se v pravidelných intervalech mění mezi směry vpřed a vzad.

To je zásadní pro převod stejnosměrného proudu z elektráren na střídavý proud, který má podobu sinusové vlny, která se používá ve většině domácích spotřebičů. Usměrňovače, které to dělají, to dělají buď pomocí jediné diody, která propouští pouze polovinu vlny, nebo přístupem plného vlnového usměrňovače, který používá obě poloviny tvaru vlny AC.

Diodový obvod ukazuje, jak k tomuto chování dochází. Kdyždemodulátorodstraňuje polovinu střídavého signálu ze zdroje energie, používá dvě hlavní komponenty. První je samotná dioda nebo usměrňovač, která zvyšuje signál jedné poloviny střídavého cyklu.

Druhým je nízkofrekvenční filtr, který zbavuje vysokofrekvenční komponenty zdroje energie. Používá rezistor a kondenzátor, zařízení, které ukládá elektrický náboj v průběhu času, a využívá frekvenční odezvu samotných obvodů k určení, které frekvence propustit.

Tyto konstrukce diodových obvodů obecně odstraňují zápornou složku střídavého signálu. Má aplikace v rádiích, která používají filtrační systém k detekci konkrétních rádiových signálů z obecných nosných vln.

Diody se také používají k nabíjení elektronických zařízení, jako jsou mobilní telefony nebo notebooky, přepnutím z napájení dodávaného baterií elektronického zařízení na napájení externího napájecího zdroje. Tyto metody směrují proud od zdroje a také zajišťují, že pokud baterie zařízení zemřela, můžete provést další opatření k nabití zařízení.

Tato technika platí i pro automobily. Pokud by měla baterie v autě zhasnout, můžete pomocí propojovacích kabelů změnit distribuci červených a černých kabelů a použít diody, které zabrání protékání proudu nesprávným směrem.

Počítače, které používají binární informace ve formě nul a nul, také používají diody k práci prostřednictvím binárních rozhodovacích stromů. Ty mají podobulogické brány, základní jednotky digitálních obvodů, které umožňují průchod informací na základě porovnání dvou různých hodnot. Jsou vyrobeny pomocí obou typů diodových dílů, které jsou mnohem nepatrnější než diody v jiných aplikacích.