Come collegare i diodi

Potresti chiederti cosa consente ai dispositivi elettronici della tua famiglia di utilizzare l'elettricità a modo loro. Gli elettricisti che creano questi apparecchi e altri strumenti utilizzati nell'industria devono sapere come collegare i diodi per questi scopi.

Quando si collega un diodo in un circuito elettrico, assicurarsi che l'anodo e il catodo siano collegati nel circuito in modo tale che la carica scorra dall'anodo con carica positiva al catodo con carica negativa.

Puoi ricordarlo ricordando che, nello schema del circuito del diodo, la linea verticale accanto al triangolo sembra un segno negativo, indicando che l'estremità del diodo è caricata negativamente. Puoi immaginare che questo significhi che le cariche fluiscono dall'estremità positiva a quella negativa. Ciò ti consente di ricordare come scorrono gli elettroni nella giunzione di un diodo.

Tieni presente il potenziale e la corrente del circuito e come ciò influisce sul posizionamento del diodo. Puoi immaginare il diodo come un interruttore che si apre o si chiude per completare il circuito. Se c'è abbastanza potenziale per far fluire la carica attraverso il diodo, l'interruttore si chiude in modo che la corrente passi attraverso. Ciò significa che il diodo è polarizzato in avanti.

È quindi possibile utilizzareLegge di Ohm​

calcolare la tensioneV, attualeioe resistenzaRper misurare la differenza di tensione tra la sorgente di tensione e il diodo stesso.

Se si collegasse un diodo nell'altra direzione, ciò invertirebbe la polarizzazione del diodo poiché la corrente fluirebbe dal catodo all'anodo. In questo scenario, aumenteresti la regione di esaurimento del diodo, l'area su un lato della giunzione del diodo che non ha né elettroni né buchi (aree senza elettroni).

Il movimento degli elettroni nella regione caricata negativamente riempirebbe i buchi nella regione caricata positivamente. Quando si creano collegamenti a diodi, prestare attenzione a come il diodo cambierebbe a seconda della direzione in cui è collegato.

Quando vengono utilizzati nei circuiti elettrici, i diodi assicurano il flusso di corrente in un'unica direzione. Sono costruiti utilizzando due elettrodi, un anodo e un catodo, separati da un materiale.

Gli elettroni fluiscono dall'anodo, dove avviene l'ossidazione o la perdita di elettroni, al catodo, dove avviene la riduzione o il guadagno di elettroni. Solitamente i diodi sono realizzati con semiconduttori che lasciano passare la carica in presenza di una corrente elettrica o controllando la loro resistenza mediante un processo noto come drogaggio.

​Dopingè un metodo per aggiungere impurità a un semiconduttore per creare buchi e realizzare anche il semiconduttoretipo n(come in "carica negativa") otipo p(come in "carica positiva").

Un semiconduttore di tipo n contiene un eccesso di elettroni disposti in modo tale che la carica possa fluire liberamente pur rimanendo controllabile. Sono generalmente prodotti da arsenico, fosforo, antimonio, bismuto e altri elementi che hanno cinque elettroni di valenza. Un semiconduttore di tipo p, d'altra parte, ha una carica positiva dovuta a fori e sono costituiti da gallio, boro, indio e altri elementi.

La distribuzione di elettroni e lacune consente il flusso di carica tra semiconduttori di tipo p e di tipo n e, quando collegati insieme, i due creano unGiunzione P-N. Gli elettroni dal semiconduttore di tipo n corrono verso quello di tipo p in diodi che lasciano fluire la corrente in un'unica direzione.

I diodi possono essere tipicamente realizzati in silicio, germanio o selenio. Gli ingegneri che creano diodi possono utilizzare elettrodi metallici in una camera senza altri gas o con un gas a bassa pressione.

Queste caratteristiche dei diodi che trasportano gli elettroni in un'unica direzione li rendono ideali per raddrizzatori, limitatori di segnale, regolatori di tensione, interruttori, modulatori di segnale, mixer di segnale e oscillatori.Raddrizzatoriconvertire la corrente alternata in corrente continua.Limiti del segnaleconsentire il passaggio di determinate potenze di segnali.

​Regolatori di tensionemantenere tensioni costanti nei circuiti.Modulatori di segnalemodificare l'angolo di fase di un segnale in ingresso.Mixer di segnalecambia la frequenza che passa attraverso e gli oscillatori producono il segnale stessi.

È inoltre possibile utilizzare diodi per proteggere componenti sensibili o importanti di dispositivi elettronici. È possibile utilizzare un diodo che non conduce in circostanze normali che, quando si verifica un improvviso picco di tensione, noto come transitorio tensione, o qualche altro cambiamento drastico nel segnale che può causare danni, il diodo sopprimerà la tensione dal danneggiare il resto del circuito. Queste scosse elettriche dovute a picchi danneggerebbero altrimenti il ​​circuito applicando troppa tensione senza lasciare che il circuito si adatti adeguatamente ad esso.

Questi diodi sonodiodi soppressori di transitori di tensione(TVS) e puoi usarli per ridurre la tensione transitoria o dirigerla da qualche altra parte lontano dal circuito. La giunzione P-N a base di silicio può gestire la tensione transitoria e, successivamente, tornare alla normalità dopo che è passato il picco di tensione. Alcuni televisori utilizzano dissipatori di calore in grado di gestire picchi di tensione per lunghi periodi di tempo.

Circuiti che convertono energia dacorrente alternata (CA)percorrente continua (CC)può utilizzare un singolo diodo o un gruppo di quattro di essi. Mentre i dispositivi CC utilizzano una carica che scorre in un'unica direzione, la potenza CA si sposta tra le direzioni avanti e indietro a intervalli regolari.

Ciò è essenziale per convertire l'elettricità CC dalle centrali elettriche alla potenza CA, che assume la forma di un'onda sinusoidale, utilizzata nella maggior parte degli elettrodomestici. I raddrizzatori che lo fanno lo fanno utilizzando un singolo diodo che lascia passare solo metà dell'onda o adottando l'approccio di un raddrizzatore a onda intera che utilizza entrambe le metà della forma d'onda CA.

Il circuito a diodi mostra come si verificano questi comportamenti. Quando undemodulatorerimuove metà del segnale CA da una fonte di alimentazione, utilizza due componenti principali. Il primo è il diodo stesso, o raddrizzatore, che aumenta il segnale di metà del ciclo AC.

Il secondo è un filtro passa basso che elimina i componenti ad alta frequenza della fonte di alimentazione. Utilizza un resistore e un condensatore, un dispositivo che immagazzina la carica elettrica nel tempo e utilizza la risposta in frequenza del circuito stesso per determinare quali frequenze far passare.

Questi progetti di circuiti a diodi generalmente rimuovono la componente negativa di un segnale CA. Ha applicazioni nelle radio che utilizzano un sistema di filtri per rilevare segnali radio specifici da onde portanti generali.

I diodi vengono utilizzati anche nella ricarica di dispositivi elettronici come telefoni cellulari o laptop passando dall'alimentazione fornita dalla batteria del dispositivo elettronico all'alimentazione dell'alimentatore esterno. Questi metodi allontanano la corrente dalla fonte e assicurano inoltre che, se la batteria del dispositivo si è scaricata, è possibile adottare altre misure per caricare i dispositivi.

Questa tecnica vale anche per le auto. Se la batteria della tua auto dovesse spegnersi, puoi utilizzare cavi jumper per modificare la distribuzione dei cavi rosso e nero per utilizzare diodi per evitare che la corrente scorra nella direzione sbagliata.

I computer che utilizzano informazioni binarie sotto forma di zero e uno utilizzano anche i diodi per lavorare attraverso alberi decisionali binari. Questi prendono la forma diporte logiche, le unità di base dei circuiti digitali che lasciano passare le informazioni in base al confronto di due valori diversi. Questi sono costruiti utilizzando entrambi i tipi di pezzi di diodo che sono molto più minuscoli dei diodi in altre applicazioni.