Diodes aansluiten

U vraagt ​​zich misschien af ​​waardoor de elektronische apparaten in uw huishouden op hun eigen manier elektriciteit kunnen gebruiken. Elektriciens die deze apparaten maken, evenals andere gereedschappen die in de industrie worden gebruikt, moeten weten hoe ze diodes voor deze doeleinden moeten aansluiten.

Zorg er bij het aansluiten van een diode in een elektrisch circuit voor dat de anode en kathode zodanig in het circuit zijn aangesloten dat de lading van de positief geladen anode naar de negatief geladen kathode stroomt.

U kunt dit onthouden door te onthouden dat in het diodeschakelschema de verticale lijn naast de driehoek eruitziet als een negatief teken, wat aangeeft dat het uiteinde van de diode negatief geladen is. Je kunt je voorstellen dat dit betekent dat ladingen van de positieve kant naar de negatieve kant stromen. Hierdoor kun je onthouden hoe elektronen in de kruising van een diode stromen.

Houd rekening met het potentieel en de stroom van het circuit en hoe dat de plaatsing van de diode beïnvloedt. Je kunt de diode voorstellen als een schakelaar die opent of sluit om het circuit te voltooien. Als er voldoende potentieel is om lading door de diode te laten stromen, sluit de schakelaar zodat de stroom erdoorheen stroomt. Dit betekent dat de diode voorwaarts is voorgespannen.

U kunt dan gebruik maken vanDe wet van Ohm​

om spanning te berekenenV, actueeliken weerstandRom het verschil in spanning tussen de spanningsbron en de diode zelf te meten.

Als u een diode in de andere richting zou aansluiten, zou dit de diode omkeren omdat de stroom van kathode naar anode zou vloeien. In dit scenario zou u het uitputtingsgebied van de diode vergroten, het gebied aan één kant van de diodeovergang dat geen elektronen of gaten heeft (gebieden zonder elektronen).

De beweging van elektronen in het negatief geladen gebied zou de gaten in het positief geladen gebied vullen. Let bij het maken van diodeverbindingen op hoe de diode zou veranderen, afhankelijk van de richting waarin deze is aangesloten.

Bij gebruik in elektrische circuits zorgen diodes ervoor dat de stroom door een enkele richting stroomt. Ze zijn geconstrueerd met behulp van twee elektroden, een anode en een kathode, gescheiden door een materiaal.

Elektronen stromen van de anode, waar oxidatie of elektronenverlies optreedt, naar de kathode, waar reductie of elektronenversterking optreedt. Gewoonlijk worden diodes gemaakt met halfgeleiders die lading doorlaten in aanwezigheid van een elektrische stroom of door hun weerstand te regelen met behulp van een proces dat bekend staat als doping.

​Dopingis een methode om onzuiverheden aan een halfgeleider toe te voegen om gaten te maken en de halfgeleider te makenn-type(zoals in "negatieve lading") ofp-type(zoals in "positieve lading").

Een n-type halfgeleider bevat een overmaat aan elektronen die zo zijn gerangschikt dat de lading vrij kan stromen en toch beheersbaar blijft. Ze worden over het algemeen geproduceerd uit arseen, fosfor, antimoon, bismut en andere elementen met vijf valentie-elektronen. Een p-type halfgeleider daarentegen heeft een positieve lading vanwege gaten en is gemaakt van gallium, boor, indium en andere elementen.

De verdeling van elektronen en gaten laat de lading stromen tussen p-type en n-type halfgeleiders, en wanneer ze met elkaar verbonden zijn, creëren de twee eenP-N kruising. Elektronen van de n-type halfgeleider haasten zich naar de p-type halfgeleider in diodes die stroom in één richting laten stromen.

Diodes kunnen meestal worden gemaakt van silicium, germanium of selenium. Ingenieurs die diodes maken, kunnen metalen elektroden gebruiken in een kamer zonder enig ander gas of met een gas onder lage druk.

Deze kenmerken van diodes die elektronen in een enkele richting transporteren, maken ze ideaal voor gelijkrichters, signaalbegrenzers, spanningsregelaars, schakelaars, signaalmodulators, signaalmixers en oscillatoren.gelijkrichterswisselstroom omzetten in gelijkstroom.Signaallimietenbepaalde machten van signalen doorlaten.

​Spanningsregelaarsconstante spanningen in circuits te handhaven.Signaalmodulatorende fasehoek van een ingangssignaal wijzigen.Signaal mixersverander de frequentie die er doorheen gaat en oscillatoren produceren zelf een signaal.

U kunt ook diodes gebruiken om gevoelige of belangrijke componenten van elektronische apparaten te beschermen. U kunt een diode gebruiken die onder normale omstandigheden niet geleidt en die, wanneer er een plotselinge piek in de spanning is, bekend als transiënt spanning, of een andere drastische verandering in signaal die schade kan veroorzaken, zal de diode onderdrukken dat de spanning de rest van de circuit. Deze elektrische schokken als gevolg van pieken zouden anders het circuit beschadigen door te veel spanning toe te passen zonder dat het circuit zich er op de juiste manier aan aanpast.

Deze diodes zijn:tijdelijke spanningsonderdrukkerdiodes(TVS's), en u kunt ze gebruiken om de tijdelijke spanning te verminderen of deze ergens anders weg van het circuit te richten. De op silicium gebaseerde PN-overgang kan de tijdelijke spanning aan en keert daarna terug naar normaal nadat de spanningspiek voorbij is. Sommige TVS's gebruiken koellichamen die spanningspieken gedurende lange tijd aankunnen.

Circuits die stroom omzetten vanwisselstroom (AC)naargelijkstroom (DC)kan een enkele diode of een groep van vier ervan gebruiken. Terwijl gelijkstroomapparaten lading gebruiken die in één richting stroomt, wisselt wisselstroom met regelmatige tussenpozen tussen voorwaartse en achterwaartse richtingen.

Dit is essentieel voor het omzetten van gelijkstroom-elektriciteit van elektriciteitscentrales naar wisselstroom, die de vorm aanneemt van een sinusgolf, die in de meeste huishoudelijke apparaten wordt gebruikt. Gelijkrichters die dit doen, doen dit door ofwel een enkele diode te gebruiken die slechts de helft van de golf doorlaat, ofwel de benadering te nemen van een dubbelfasige gelijkrichter die beide helften van de AC-golfvorm gebruikt.

De diodeschakeling laat zien hoe dit gedrag optreedt. Wanneer eendemodulatorverwijdert de helft van het AC-signaal van een stroombron, het gebruikt twee hoofdcomponenten. De eerste is de diode zelf, of gelijkrichter, die het signaal van de helft van de AC-cyclus verhoogt.

De tweede is een laagdoorlaatfilter dat hoogfrequente componenten van de stroombron verwijdert. Het gebruikt een weerstand en condensator, een apparaat dat elektrische lading in de loop van de tijd opslaat, en gebruikt de frequentierespons van het circuit zelf om te bepalen welke frequenties moeten worden doorgelaten.

Deze ontwerpen van diodeschakelingen verwijderen over het algemeen de negatieve component van een wisselstroomsignaal. Het heeft toepassingen in radio's die een filtersysteem gebruiken om specifieke radiosignalen van algemene draaggolven te detecteren.

Diodes worden ook gebruikt bij het opladen van elektronische apparaten zoals mobiele telefoons of laptops door over te schakelen van de stroom die wordt geleverd door de batterij van het elektronische apparaat naar de stroom van de externe voeding. Deze methoden leiden de stroom weg van de bron en zorgen er ook voor dat, als de batterij van het apparaat leeg is, je andere maatregelen kunt nemen om je apparaten op te laden.

Deze techniek geldt ook voor auto's. Als de accu van uw auto uitvalt, kunt u startkabels gebruiken om de verdeling van rode en zwarte kabels te wijzigen om diodes te gebruiken om te voorkomen dat de stroom de verkeerde kant op gaat.

Computers die binaire informatie in de vorm van nullen en enen gebruiken, gebruiken ook diodes om door binaire beslisbomen te werken. Deze hebben de vorm vanlogische poorten, de basiseenheden van digitale circuits die informatie doorlaten op basis van het vergelijken van twee verschillende waarden. Deze zijn gebouwd met behulp van beide typen diodestukken die veel minuscuul zijn dan diodes in andere toepassingen.