ダイオードの接続方法

家庭内の電子機器が独自の方法で電気を使用できるのはなぜか疑問に思われるかもしれません。 これらのアプライアンスや業界で使用される他のツールを作成する電気技師は、これらの目的のためにダイオードを接続する方法を知る必要があります。

電気回路にダイオードを接続するときは、正に帯電したアノードから負に帯電したカソードに電荷が流れるように、アノードとカソードが回路に接続されていることを確認してください。

これは、ダイオードの回路図で、三角形の横の垂直線が負の符号のように見え、ダイオードの端が負に帯電していることを示していることを思い出してください。 これは、電荷が正の端から負の端に流れることを意味すると想像できます。 これにより、ダイオードの接合部で電子がどのように流れるかを思い出すことができます。

回路の電位と電流、およびそれがダイオードの配置にどのように影響するかを覚えておいてください。 ダイオードは、回路を完成させるために開閉するスイッチとして想像できます。 ダイオードに電荷を流すのに十分な電位がある場合、電流が流れるようにスイッチが閉じます。 これは、ダイオードが順方向にバイアスされていることを意味します。

その後、使用することができますオームの法則​

電圧を計算するにはV、 電流私と抵抗R電圧源とダイオード自体の間の電圧差を測定します。

ダイオードを反対方向に接続した場合、電流がカソードからアノードに流れるため、ダイオードに逆バイアスがかかります。 このシナリオでは、ダイオードの空乏領域、つまり電子も正孔も持たないダイオード接合の片側の領域（電子がない領域）を増やします。

負に帯電した領域での電子の動きは、正に帯電した領域の穴を埋めます。 ダイオード接続を作成するときは、接続する方向によってダイオードがどのように変化するかに注意してください。

電気回路で使用される場合、ダイオードは電流が一方向に流れることを保証します。 それらは、材料によって分離された、アノードとカソードの2つの電極を使用して構築されています。

電子は、酸化または電子損失が発生するアノードから、還元または電子利得が発生するカソードに流れます。 通常、ダイオードは、電流の存在下で、またはドーピングと呼ばれるプロセスを使用して抵抗を制御することにより、電荷を流す半導体で作られています。

​ドーピング半導体に不純物を加えて穴を開け、半導体を作る方法です。n型（「負電荷」のように）またはp型（「正電荷」のように）。

n型半導体には、制御可能なまま電荷が自由に流れるように配置された過剰な電子が含まれています。 それらは一般に、ヒ素、リン、アンチモン、ビスマス、および5つの価電子を持つその他の元素から生成されます。 一方、p型半導体は、正孔により正電荷を帯びており、ガリウム、ホウ素、インジウムなどの元素でできています。

電子と正孔の分布により、p型半導体とn型半導体の間で電荷が流れ、2つが接続されると2つがP-N接合. n型半導体からの電子は、電流を一方向に流すダイオードでp型半導体に突入します。

ダイオードは通常、シリコン、ゲルマニウム、またはセレンから作ることができます。 ダイオードを作成するエンジニアは、他のガスを使用せずに、または低圧のガスを使用して、チャンバー内で金属電極を使用できます。

電子を一方向に輸送するダイオードのこれらの機能により、整流器、信号リミッター、電圧レギュレーター、スイッチ、信号変調器、信号ミキサー、および発振器に最適です。整流器交流を直流に変換します。信号制限信号の特定のパワーを通過させます。

​電圧レギュレータ回路内の電圧を一定に保ちます。信号変調器入力信号の位相角を変更します。シグナルミキサー通過する周波数を変更すると、発振器が信号を生成します。

ダイオードを使用して、電子デバイスの敏感なコンポーネントや重要なコンポーネントを保護することもできます。 トランジェントと呼ばれる電圧の突然のスパイクがある場合、通常の状況では導通しないダイオードを使用できます 電圧、または害を引き起こす可能性のある信号のその他の急激な変化により、ダイオードは電圧が残りの部分に害を及ぼすのを抑制します 回路。 スパイクによるこれらの感電は、回路を適切に適合させずに電圧を印加しすぎると、回路に損傷を与える可能性があります。

これらのダイオードは過渡電圧抑制ダイオード（TVS）、およびそれらを使用して、過渡電圧を低減するか、回路から離れた別の場所に向けることができます。 シリコンベースのP-N接合は過渡電圧を処理でき、その後、電圧スパイクが通過した後に通常に戻ります。 一部のTVSは、長期間にわたる電圧のスパイクを処理できるヒートシンクを使用しています。

から電力を変換する回路交流（AC）に直流（DC）単一のダイオードまたはそれらの4つのグループのいずれかを使用できます。 DCデバイスは一方向に流れる電荷を使用しますが、AC電力は一定の間隔で順方向と逆方向の間でシフトします。

これは、発電所からのDC電力を、ほとんどの家電製品で使用されている正弦波の形をとるAC電力に変換するために不可欠です。 これを行う整流器は、波の半分だけを通過させる単一のダイオードを使用するか、AC波形の両方の半分を使用する全波整流器のアプローチを採用することによってこれを行います。

ダイオード回路は、これらの動作がどのように発生するかを示しています。 いつ復調器電源からAC信号の半分を取り除き、2つの主要コンポーネントを使用します。 1つ目は、ACサイクルの半分の信号を増加させるダイオード自体または整流器です。

2つ目は、電源の高周波成分を取り除くローパスフィルターです。 抵抗とコンデンサを使用します。これは、時間の経過とともに電荷を蓄積するデバイスであり、回路自体の周波数応答を使用して、通過させる周波数を決定します。

これらのダイオード回路設計は、通常、AC信号の負の成分を除去します。 これは、フィルターシステムを使用して一般的な搬送波から特定の無線信号を検出する無線での用途があります。

ダイオードは、携帯電話やラップトップなどの電子機器のバッテリーから供給される電力から外部電源の電力に切り替えることによって、電子機器を充電する際にも使用されます。 これらの方法は、電流をソースから遠ざけ、デバイスのバッテリーが切れた場合に、デバイスを充電するための他の手段を講じることができるようにします。

この手法は自動車にも当てはまります。 車のバッテリーが切れた場合は、ジャンパーケーブルを使用して赤と黒のケーブルの分布を変更し、ダイオードを使用して電流が間違った方向に流れるのを防ぐことができます。

ゼロと1の形式のバイナリ情報を使用するコンピューターも、ダイオードを使用してバイナリ決定木を処理します。 これらは次の形式を取ります論理ゲート、2つの異なる値の比較に基づいて情報を通過させるデジタル回路の基本単位。 これらは、他のアプリケーションのダイオードよりもはるかに小さいいずれかのタイプのダイオード部品を使用して構築されています。