Οι ηλεκτρονικές συσκευές στο σπίτι σας εξαρτώνται από το κύκλωμα λειτουργίας τους. Αυτά τα ηλεκτρικά κυκλώματα έχουν σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε η ηλεκτρική ενέργεια να ρέει στην κατάλληλη κατεύθυνση για τις διάφορες χρήσεις τους. Ο έλεγχος της ροής της ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να είναι περίπλοκος δεδομένων των διαφορετικών σκοπών που εξυπηρετεί ο ηλεκτρισμός Εκεί μπαίνουν οι δίοδοι.
Δίοδος Ζένερ
Οι δίοδοι χρησιμοποιούνται για να αφήσουν την ηλεκτρική ενέργεια να ρέει σε μία κατεύθυνση μέσω ενός κυκλώματος. Δίοδοι Zener διαφέρουν από άλλους τύπους διόδων, καθώς όταν τις συνδέετε στην αντίστροφη κατεύθυνση σε ένα κύκλωμα, έτσι ώστε το ρεύμα να ρέει αντίθετα από μια δίοδο, αφήνουν μια μικρή ροή διαρροής. Αυτός είναι ένας τύπος ρεύματος που ρέει προς τη γη για να αποτρέψει την προσβολή άλλων τμημάτων του κυκλώματος, καθώς και την πρόληψη ζημιάς στην ίδια τη δίοδο.
Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε διόδους όπως η δίοδος Zener για τη μετατροπή μεταξύ εναλλασσόμενου ρεύματος (AC) και συνεχούς ρεύματος (DC). Το ρεύμα εναλλασσόμενου ρεύματος αλλάζει μεταξύ ροής προς τη μία κατεύθυνση και ροής προς την άλλη, ενώ το ρεύμα DC κινείται μόνο προς μία κατεύθυνση. Μπορείτε να βρείτε ανορθωτές γεφυρών ή διόδους ανορθωτή, σε πολλές από αυτές τις ηλεκτρικές ρυθμίσεις.
Οι ανορθωτές μπορούν να μετατρέψουν εναλλασσόμενο ρεύμα σε συνεχές ρεύμα είτε αφήνοντας μόνο μία κατεύθυνση, θετική είτε αρνητική, ροής ρεύματος μέσω, ή μετατρέποντας τη μία κατεύθυνση του κύκλου εναλλασσόμενου ρεύματος στην άλλη κατεύθυνση. Οι ανορθωτές μετατρέπουν μεταξύ των τροφοδοτικών DC που μεταφέρουν ηλεκτρισμό σε μεγάλες αποστάσεις σε εναλλασσόμενο ρεύμα που βρίσκεται στις περισσότερες οικιακές συσκευές.
Τάση αντίστροφης βλάβης Zener
Αυτά τα χαρακτηριστικά επιτρέπουν στις διόδους Zener να έχουν μια συγκεκριμένη τάση αντίστροφης διάσπασης. Αυτή είναι η τάση με την οποία οι δίοδοι αρχίζουν να λαμβάνουν ρεύμα στην αντίστροφη κατεύθυνση και είναι μια διαφορά μεταξύ των ρυθμίσεων διόδου Zener και διόρθωσης ανορθωτή. Αυτές οι δίοδοι έχουν μια καθορισμένη πτώση τάσης που δεν αλλάζει πολύ σε ένα εύρος τάσεων εισόδου.
Μόλις αυξήσετε την τάση στην αντίστροφη κατεύθυνση για μια δίοδο Zener στο σημείο που φτάνει την τάση κατανομής, το ρεύμα ρέει μέσω της διόδου. Η αντίσταση σειράς της διόδου διέπει τη μέγιστη τιμή του ρεύματος προτού σταθεροποιηθεί σε σταθερή τιμή. Αυτή η τιμή παραμένει σταθερή, ανεξάρτητα από το πόσο αλλάζετε την τάση εισόδου.
Εάν αυξήσετε την τάση σε τιμή μεγαλύτερη από την τάση διακοπής, θα δημιουργηθεί πτώση τάσης κατά μήκος της αντίστασης. Το ρεύμα θα ρέει μέσα από τη δίοδο και η συσκευή συνδέεται στο έδαφος, βραχυκυκλώνει τη δίοδο. Αυτό θα αποσπάσει το φορτίο από την παροχή και θα ρυθμίσει την τάση.
Εφαρμογές διόδου Zener
Για αυτούς τους λόγους, οι δίοδοι Zener είναι κατάλληλες για σκοπούς ρύθμισης της τάσης στα κυκλώματα. Θα βρείτε αυτά τα χαρακτηριστικά των διόδων Zener σε εφαρμογές ρύθμισης τάσης, καταστολέων υπερτάσεων και κυκλωμάτων κουρευτή.
Οι δίοδοι Zener στα κυκλώματα κουρευτή μπορούν να αλλάξουν το σχήμα του ρεύματος AC για να περιορίσουν είτε τους εμπρόσθιους είτε τους αντίστροφους κύκλους. Οι δίοδοι Zener αποδεικνύονται χρήσιμες για τη ρύθμιση της τάσης σε διαφορετικά κυκλώματα όταν υπάρχει πάρα πολύ ή πολύ λίγο. Η απλότητα του σχεδιασμού και της χρήσης τους καθιστά ιδανικούς υποψήφιους για μετατροπή τάσης.
Σχεδιασμός διόδων
Όπως οι δίοδοι Zener, οι ανορθωτές χρησιμοποιούν συνδέσεις P-N, υλικά ημιαγωγών που αφήνουν το ρεύμα να ρέει μόνο σε μία κατεύθυνση. Αυτά κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας ημιαγωγούς τύπου p δίπλα στους ημιαγωγούς τύπου n με πλευρά "p" που έχει επιπλέον τρύπες, μέρη χωρίς ηλεκτρόνια, που είναι θετικά φορτισμένα. Αντιθέτως, η πλευρά "n" έχει περισσότερα ηλεκτρόνια στα εξωτερικά της κελύφη, καθιστώντας την αρνητικά φορτισμένη.
Αυτά τα υλικά ημιαγωγών είναι κατασκευασμένα από μέταλλα όπως γάλλιο ή μεταλλοειδή όπως το πυρίτιο, το κύριο υλικό που περιλαμβάνει δίοδους Zener, αναμεμιγμένα με άλλα στοιχεία όπως ο φωσφόρος. Η τοποθέτηση μεταξύ αυτών των ατόμων επιτρέπει τη ροή ρεύματος και μπορείτε να βρείτε ανορθωτές γεφυρών που ελέγχουν ένα ευρύ φάσμα ρευμάτων μέσω αυτών των σχεδίων.