כיצד לחבר דיודות

אתה עשוי לתהות מה מאפשר למכשירים האלקטרוניים בביתך להשתמש בחשמל בדרכים שלהם. חשמלאים שיוצרים מכשירים אלה כמו גם כלים אחרים המשמשים בתעשייה צריכים לדעת לחבר דיודות למטרות אלה.

בעת חיבור דיודה במעגל חשמלי, וודא כי האנודה והקתודה מחוברים במעגל כך שהמטען זורם מהאנודה הטעונה באופן חיובי לקתודה הטעונה שלילית.

אתה יכול לזכור זאת על ידי לזכור שבתרשים מעגל הדיודות, הקו האנכי שלצד המשולש נראה כמו סימן שלילי, המציין כי קצה הדיודה טעון שלילית. אתה יכול לדמיין שזה אומר שהמטענים זורמים מהקצה החיובי לשלילי. זה מאפשר לך לזכור כיצד אלקטרונים זורמים בצומת דיודה.

זכור את הפוטנציאל והזרם של המעגל וכיצד זה משפיע על מיקום הדיודה. אתה יכול לדמיין את הדיודה כמתג שנפתח או נסגר להשלמת המעגל. אם יש מספיק פוטנציאל לאפשר טעינה לזרום דרך הדיודה, המתג נסגר כך שהזרם יעבור. פירוש הדבר שהדיודה מוטה קדימה.

לאחר מכן תוכל להשתמשחוק אוהם​

לחישוב מתחו, הנוכחיאניוהתנגדותרכדי למדוד את הפרש המתח בין מקור המתח לדיודה עצמה.

אם חיברת דיודה בכיוון השני, זה יהפוך את הטיה של הדיודה שכן הזרם יזרום מקתודה לאנודה. בתרחיש זה, תגדיל את אזור הדלדול של הדיודה, את השטח בצד אחד של צומת הדיודות שאין בו לא אלקטרונים ולא חורים (שטחים ללא אלקטרונים).

תנועת האלקטרונים באזור הטעון השלילית תמלא את החורים באזור הטעון החיובי. בעת יצירת חיבורי דיודה, שים לב כיצד הדיודה תשתנה בהתאם לכיוון שהיא מחוברת.

בשימוש במעגלים חשמליים, דיודות מבטיחות זרם זרם בכיוון אחד. הם בנויים באמצעות שתי אלקטרודות, אנודה וקתודה, המופרדות על ידי חומר.

אלקטרונים זורמים מהאנודה, שם מתרחש חמצון או אובדן אלקטרונים, לקתודה, שם מתרחשת הפחתה או רווח אלקטרוני. בדרך כלל דיודות מיוצרות עם מוליכים למחצה המאפשרים למטען לזרום דרך נוכח זרם חשמלי או על ידי שליטה בהתנגדותם באמצעות תהליך המכונה סימום.

​סימוםהיא שיטה להוספת זיהומים למוליכים למחצה כדי ליצור חורים ולהפוך את המוליך למחצהסוג n(כמו ב"מטען שלילי ") אוסוג p(כמו ב"מטען חיובי ").

מוליכים למחצה מסוג n מכילים עודף אלקטרונים המסודרים כך שהמטען יכול לזרום בחופשיות תוך שהוא עדיין נשלט. הם מיוצרים בדרך כלל מארסן, זרחן, אנטימון, ביסמוט ואלמנטים אחרים שיש להם חמישה אלקטרוני ערכיות. מוליכים למחצה מסוג p, לעומת זאת, הם בעלי מטען חיובי עקב חורים, והם עשויים מגליום, בורון, אינדיום ואלמנטים אחרים.

התפלגות האלקטרונים והחורים מאפשרת זרימת מטען בין מוליכים למחצה מסוג p ו- n, וכאשר הם מחוברים יחד, שניהם יוצריםצומת P-N. אלקטרונים ממוליכים למחצה מסוג n ממהרים אל אחד מסוג p בדיודות שמאפשרות לזרם לזרום בכיוון אחד.

דיודות יכולות להיות עשויות בדרך כלל מסיליקון, גרמניום או סלניום. מהנדסים היוצרים דיודות יכולים להשתמש באלקטרודות מתכת בחדר ללא כל גז אחר או עם גז בלחץ נמוך.

תכונות אלה של דיודות המובילות אלקטרונים לכיוון אחד הופכות אותם לאידיאליים עבור מיישרים, מגבלי אותות, וסת מתח, מתגים, מאפנני אותות, מערבלי אותות ומתנדים.מיישריםלהמיר זרם חילופין לזרם ישר.מגבלות אותלאפשר כוחות מסוימים של אותות לעבור.

​וסת מתחלשמור על מתח קבוע במעגלים.מאפני אותותלשנות את זווית הפאזה של אות קלט.מערבלי אותותלשנות תדר שעובר ומתנדים מייצרים אות בעצמם.

ניתן גם להשתמש בדיודות כדי להגן על רכיבים רגישים או חשובים של מכשירים אלקטרוניים. אתה יכול להשתמש בדיודה שאינה מתנהלת בנסיבות רגילות שכאשר יש זינוק פתאומי במתח, המכונה חולף מתח, או שינוי כלשהו דרסטי אחר באות שיכול לגרום נזק, הדיודה תדכא את המתח מהפגיעה בשאר חלקי מעגל חשמלי. זעזועים חשמליים אלה עקב קוצים היו פוגעים אחרת במעגל על ​​ידי הפעלת מתח רב מדי מבלי לתת למעגל להתאים אותו כראוי.

דיודות אלה הןדיודות מדכאות מתח חולפות(TVS), ואתה יכול להשתמש בהם כדי להפחית את המתח הארעי או לכוון אותו למקום אחר הרחק מהמעגל. צומת ה- P-N המבוסס על סיליקון יכול להתמודד עם המתח החולף, ולאחר מכן לחזור למצב נורמלי לאחר שעבר מתח המתח. חלק מהטלוויזיות משתמשות בגופי קירור שיכולים להתמודד עם קוצים במתח לאורך תקופות זמן ארוכות.

מעגלים הממירים כוח מזרם חילופין (AC)לזרם ישר (DC)יכול להשתמש בדיודה אחת או בקבוצה של ארבע מהן. בעוד שמכשירי DC משתמשים במטען שזורם לכיוון יחיד, כוח ה- AC עובר בין כיוון קדימה לאחור במרווחי זמן קבועים.

זה חיוני להמרת חשמל DC מתחנות כוח לכוח זרם חילופין, שלוקח צורת גל סינוס, המשמש ברוב מכשירי החשמל הביתיים. מיישרים שעושים זאת עושים זאת באמצעות דיודה יחידה שמאפשרת רק למחצית הגל לעבור דרכם או על ידי גישה של מיישר גל מלא המשתמש בשני חצאי צורת הגל AC.

מעגל הדיודה מדגים כיצד התנהגות זו מתרחשת. כשמַמצֵה אִפנוּןמסיר מחצית מאותות ה- AC ממקור חשמל, הוא משתמש בשני רכיבים עיקריים. הראשונה היא הדיודה עצמה, או המיישר, המגדילה את האות של מחצית מחזור ה- AC.

השני הוא פילטר מעבר נמוך שנפטר מרכיבים בתדירות גבוהה של מקור החשמל. הוא משתמש בנגד וקבל, מכשיר המאחסן מטען חשמלי לאורך זמן, ומשתמש בתגובת התדרים של המעגל עצמו כדי לקבוע אילו תדרים להעביר.

תכנון מעגלי דיודות אלה בדרך כלל מסיר את המרכיב השלילי של אות AC. יש לו יישומים במכשירי רדיו המשתמשים במערכת פילטר לאיתור אותות רדיו ספציפיים מגלי נשא כלליים.

דיודות משמשות גם לטעינת מכשירים אלקטרוניים כמו טלפונים ניידים או מחשבים ניידים על ידי מעבר מהחשמל שמספקת הסוללה של המכשיר האלקטרוני לחשמל של ספק הכוח החיצוני. שיטות אלה מרחיקות את הזרם מהמקור וגם מבטיחות שאם הסוללה של המכשיר מתה, תוכלו לנקוט באמצעים אחרים כדי לטעון את המכשירים שלכם.

טכניקה זו נכונה גם לגבי מכוניות. אם המצבר של המכונית שלך היה כבה, אתה יכול להשתמש בכבלים מגשרים כדי לשנות את התפלגות הכבלים האדומים והשחורים כדי להשתמש בדיודות כדי למנוע זרם לזרום בכיוון הלא נכון.

מחשבים המשתמשים במידע בינארי בצורת אפסים וכאלה משתמשים גם בדיודות כדי לעבוד דרך עצי החלטה בינאריים. אלה לובשים צורה שלשערים לוגיים, היחידות הבסיסיות של מעגלים דיגיטליים המאפשרות מידע לעבור על בסיס השוואת שני ערכים שונים. אלה בנויים באמצעות שני סוגי דיודות שהינם הרבה יותר זעירים מאשר דיודות ביישומים אחרים.