Kako spojiti diode

Možda se pitate što omogućuje elektroničkim uređajima u vašem kućanstvu da koriste električnu energiju na svoje načine. Električari koji stvaraju ove uređaje, kao i druge alate koji se koriste u industriji, moraju znati povezati diode u te svrhe.

Kada spajate diodu u električni krug, provjerite jesu li anoda i katoda povezane u krug tako da naboj teče od pozitivno nabijene anode do negativno nabijene katode.

Toga se možete sjetiti sjećajući se da na dijagramu kruga diode vertikalna crta pokraj trokuta izgleda kao negativan znak, što znači da je kraj diode negativno nabijen. Možete zamisliti da to znači da naboji teku s pozitivnog na negativni kraj. To vam omogućuje da se sjetite kako elektroni teku u spoju diode.

Imajte na umu potencijal i struju kruga i kako to utječe na smještaj diode. Diodu možete zamisliti kao prekidač koji se otvara ili zatvara za dovršetak kruga. Ako postoji dovoljno potencijala za puštanje naboja kroz diodu, sklopka se zatvara tako da struja prolazi. To znači da je dioda pristrana.

Tada možete koristitiOhmov zakon​

za izračun naponaV, TrenutnoJai otporaRza mjerenje razlike u naponu između izvora napona i same diode.

Ako ste diodu povezali u drugom smjeru, to bi preokrenulo diodu jer bi struja tekla s katode na anodu. U ovom biste scenariju povećali područje iscrpljenja diode, područje s jedne strane diodnog spoja koje nema ni elektrone ni rupe (područja bez elektrona).

Kretanje elektrona u negativno nabijenom području ispunilo bi rupe u pozitivno nabijenom području. Kada stvarate diodne veze, obratite pažnju na to kako bi se dioda mijenjala ovisno o smjeru u kojem je spojena.

Kada se koriste u električnim krugovima, diode osiguravaju strujanje kroz jedan smjer. Konstruirane su pomoću dvije elektrode, anode i katode, odvojene materijalom.

Elektroni teku od anode, gdje dolazi do oksidacije ili gubitka elektrona, do katode, gdje dolazi do redukcije ili pojačanja elektrona. Obično se diode izrađuju s poluvodičima koji propuštaju naboj u prisutnosti električne struje ili kontrolirajući njihov otpor postupkom poznatim kao doping.

​Dopingje metoda dodavanja nečistoća u poluvodič kako bi se stvorile rupe i napravila poluvodičan-tipa(kao u "negativnom naboju") ilip-tipa(kao u "pozitivnom naboju").

Poluvodič n-tipa sadrži višak elektrona raspoređenih tako da naboj može slobodno teći, a da i dalje ostaje pod nadzorom. Općenito se proizvode od arsena, fosfora, antimona, bizmuta i drugih elemenata koji imaju pet valentnih elektrona. S druge strane, poluvodič p-tipa ima pozitivan naboj zbog rupa, a izrađen je od galija, bora, indija i drugih elemenata.

Raspodjela elektrona i rupa omogućuje protok naboja između poluvodiča p-tipa i n-tipa i, kada su međusobno povezani, ta dva stvarajuP-N spoj. Elektroni iz poluvodiča n-tipa naleću na onaj p-tipa u diodama koje propuštaju 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 ikakvog drugog plina ili s plinom pod niskim tlakom.

Ove značajke dioda koje transportiraju elektrone u jednom smjeru čine ih idealnim za ispravljače, ograničivače signala, regulatore napona, prekidače, modulatore signala, mješalice i oscilatore signala.Ispravljačipretvoriti izmjeničnu u istosmjernu.Ograničenja signaladopustiti određene snage signala da prođu.

​Regulatori naponaodržavati konstantne napone u krugovima.Modulatori signalapromijeniti fazni kut ulaznog signala.Mješalice signalamijenjaju frekvenciju koja prolazi i oscilatori sami proizvode signal.

Diode možete koristiti i za zaštitu osjetljivih ili važnih komponenata elektroničkih uređaja. Možete koristiti diodu koja se ne provodi u normalnim okolnostima, a kada naglo poraste napon, poznat kao prijelazni napona ili neke druge drastične promjene u signalu koja može naštetiti, dioda će suzbiti napon koji nanosi štetu ostatku sklop. Ti električni udari zbog šiljaka inače bi oštetili strujni krug primjenom prevelikog napona ne dopuštajući da se strujni krug na njega prilagodi.

Te diode suprivremene diode za suzbijanje napona(TVS), a pomoću njih možete ili smanjiti prijelazni napon ili ga usmjeriti negdje drugdje dalje od kruga. P-N spoj na bazi silicija može podnijeti prijelazni napon i nakon toga se vratiti u normalu nakon prolaska napona. Neki TVS koriste hladnjake koji mogu podnijeti skokove napona tijekom duljih vremenskih razdoblja.

Sklopovi koji pretvaraju napajanje izizmjenična struja (izmjenična struja)doistosmjerna struja (istosmjerna struja)mogu koristiti ili jednu diodu ili skupinu od njih četiri. Dok istosmjerni uređaji koriste naboj koji teče u jednom smjeru, izmjenična snaga se u redovitim intervalima mijenja između smjera naprijed i natrag.

To je neophodno za pretvaranje istosmjerne električne energije iz elektrana u izmjeničnu, koja ima oblik sinusnog vala, a koristi se u većini kućanskih aparata. Ispravljači koji to čine čine ili pomoću jedne diode koja propušta samo polovicu vala ili se približavaju punovalnom ispravljaču koji koristi obje polovice izmjeničnog valnog oblika.

Diodni krug pokazuje kako se to ponašanje događa. Kaddemodulatoruklanja polovicu izmjeničnog signala iz izvora napajanja, koristi dvije glavne komponente. Prva je sama dioda, odnosno ispravljač, koji povećava signal jedne polovice izmjeničnog ciklusa.

Drugi je niskopropusni filtar koji se rješava visokofrekventnih komponenata izvora napajanja. Koristi otpornik i kondenzator, uređaj koji vremenom pohranjuje električni naboj i koristi frekvencijski odziv samog kruga kako bi odredio koje frekvencije propustiti.

Ovi dizajni diodnih krugova uglavnom uklanjaju negativnu komponentu izmjeničnog signala. Ima primjene u radio uređajima koji koriste sustav filtra za otkrivanje određenih radio signala iz općih valova nosača.

Diode se također koriste za punjenje elektroničkih uređaja poput mobitela ili prijenosnih računala prebacivanjem s napajanja baterija elektroničkog uređaja na napajanje vanjskog napajanja. Ove metode usmjeravaju struju dalje od izvora, a također osiguravaju da, ako se baterija uređaja isprazni, poduzmete druge mjere za punjenje uređaja.

Ova tehnika vrijedi i za automobile. Ako bi se akumulator vašeg automobila ugasio, možete pomoću kratkospojnih kabela promijeniti raspored crvenih i crnih kabela kako biste koristili diode kako biste spriječili strujanje da teče u pogrešnom smjeru.

Računala koja koriste binarne informacije u obliku nula i jedinica također koriste diode za rad kroz binarna stabla odlučivanja. Oni imaju obliklogička vrata, osnovne jedinice digitalnih sklopova koji propuštaju informacije na temelju usporedbe dviju različitih vrijednosti. Oni se grade pomoću bilo koje vrste diodnih dijelova koji su puno manji od dioda u drugim primjenama.