Jak podłączyć diody

Możesz się zastanawiać, co pozwala urządzeniom elektronicznym w twoim gospodarstwie domowym wykorzystywać energię elektryczną na swój własny sposób. Elektrycy, którzy tworzą te urządzenia, a także inne narzędzia używane w przemyśle, muszą wiedzieć, jak podłączyć diody do tych celów.

Podłączając diodę w obwodzie elektrycznym, upewnij się, że anoda i katoda są połączone w obwodzie tak, aby ładunek przepływał z dodatnio naładowanej anody do ujemnie naładowanej katody.

Możesz to zapamiętać pamiętając, że na schemacie obwodu diody pionowa linia obok trójkąta wygląda jak znak ujemny, wskazujący, że koniec diody jest naładowany ujemnie. Możesz sobie wyobrazić, że oznacza to, że ładunki przepływają od dodatniego do ujemnego końca. Pozwala to zapamiętać przepływ elektronów w złączu diody.

Należy pamiętać o potencjale i prądzie obwodu oraz o tym, jak wpływa to na umiejscowienie diody. Możesz sobie wyobrazić diodę jako przełącznik, który otwiera się lub zamyka, aby zakończyć obwód. Jeśli istnieje wystarczający potencjał, aby ładunek mógł przepływać przez diodę, przełącznik zamyka się tak, że przepływa przez nią prąd. Oznacza to, że dioda jest spolaryzowana do przodu.

Możesz wtedy użyćPrawo Ohma​

obliczyć napięcieV, obecnyjai opórRdo pomiaru różnicy napięcia między źródłem napięcia a samą diodą.

Jeśli podłączysz diodę w innym kierunku, spowoduje to odwrócenie polaryzacji diody, ponieważ prąd płynie od katody do anody. W tym scenariuszu zwiększyłbyś obszar zubożenia diody, obszar po jednej stronie złącza diody, który nie ma ani elektronów ani dziur (obszary bez elektronów).

Ruch elektronów w obszarze naładowanym ujemnie wypełniłby dziury w obszarze naładowanym dodatnio. Tworząc połączenia diod, zwróć uwagę na to, jak zmieni się dioda w zależności od kierunku jej podłączenia.

W przypadku zastosowania w obwodach elektrycznych, diody zapewniają przepływ prądu w jednym kierunku. Są zbudowane z dwóch elektrod, anody i katody, oddzielonych materiałem.

Elektrony przepływają z anody, gdzie następuje utlenianie lub utrata elektronów, do katody, gdzie następuje redukcja lub wzmocnienie elektronów. Zwykle diody są wykonane z półprzewodników, które przepuszczają ładunek w obecności prądu elektrycznego lub poprzez kontrolowanie ich rezystancji za pomocą procesu znanego jako domieszkowanie.

​Dopingto metoda dodawania zanieczyszczeń do półprzewodnika w celu utworzenia dziur i wytworzenia półprzewodnikan-typ(jak w „obciążeniu ujemnym”) lubtyp p(jak w „obciążeniu dodatnim”).

Półprzewodnik typu n zawiera nadmiar elektronów ułożonych w taki sposób, że ładunek może swobodnie przepływać, jednocześnie pozostając pod kontrolą. Są one na ogół wytwarzane z arsenu, fosforu, antymonu, bizmutu i innych pierwiastków, które mają pięć elektronów walencyjnych. Z drugiej strony półprzewodnik typu p ma ładunek dodatni dzięki dziurom i jest wykonany z galu, boru, indu i innych pierwiastków.

Rozkład elektronów i dziur umożliwia przepływ ładunku między półprzewodnikami typu p i n, a połączone razem tworząZłącze P-N. Elektrony z półprzewodnika typu n pędzą do półprzewodnika typu p w diodach przepuszczających prąd w jednym kierunku.

Diody mogą być zwykle wykonane z krzemu, germanu lub selenu. Inżynierowie, którzy tworzą diody, mogą używać elektrod metalowych w komorze bez innego gazu lub z gazem pod niskim ciśnieniem.

Te cechy diod przenoszących elektrony w jednym kierunku czynią je idealnymi do prostowników, ograniczników sygnału, regulatorów napięcia, przełączników, modulatorów sygnału, mikserów sygnału i oscylatorów.Prostownikiprzekonwertować prąd przemienny na prąd stały.Limity sygnałupozwalają na przekazywanie pewnych mocy sygnałów.

​Regulatory napięciautrzymywać stałe napięcia w obwodach.Modulatory sygnałuzmienić kąt fazowy sygnału wejściowego.Miksery sygnałuzmienić częstotliwość, która przechodzi, a oscylatory same wytwarzają sygnał.

Możesz także użyć diod do ochrony wrażliwych lub ważnych elementów urządzeń elektronicznych. Możesz użyć diody, która nie przewodzi w normalnych warunkach, co w przypadku nagłego skoku napięcia, znanego jako stan przejściowy napięcie lub jakaś inna drastyczna zmiana sygnału, która może spowodować uszkodzenie, dioda powstrzyma napięcie przed uszkodzeniem reszty obwód. Te wstrząsy elektryczne spowodowane skokami mogłyby w przeciwnym razie uszkodzić obwód poprzez przyłożenie zbyt dużego napięcia, nie pozwalając, aby obwód odpowiednio się do niego dostosował.

Te diody sądiody tłumiące napięcie przejściowe,(TVS) i można ich użyć do zmniejszenia napięcia przejściowego lub skierowania go w inne miejsce od obwodu. Złącze P-N na bazie krzemu może wytrzymać napięcie przejściowe, a następnie powrócić do normy po przejściu skoku napięcia. Niektóre TVS wykorzystują radiatory, które mogą wytrzymać skoki napięcia przez długi czas.

Obwody przekształcające energię zprąd przemienny (AC)doprąd stały (DC)można zastosować pojedynczą diodę lub grupę czterech. Podczas gdy urządzenia prądu stałego wykorzystują ładunek, który płynie w jednym kierunku, zasilanie prądem zmiennym przesuwa się między kierunkiem do przodu i do tyłu w regularnych odstępach czasu.

Jest to niezbędne do konwersji prądu stałego z elektrowni na prąd przemienny, który przybiera postać fali sinusoidalnej, stosowanej w większości urządzeń gospodarstwa domowego. Prostowniki, które to robią, robią to albo za pomocą pojedynczej diody, która przepuszcza tylko połowę fali, albo stosując podejście prostownika pełnookresowego, który wykorzystuje obie połówki przebiegu prądu przemiennego.

Obwód diodowy pokazuje, jak zachodzą takie zachowanie. Kiedydemodulatorusuwa połowę sygnału AC ze źródła zasilania, wykorzystuje dwa główne komponenty. Pierwsza to sama dioda, czyli prostownik, który zwiększa sygnał o połowę cyklu AC.

Drugi to filtr dolnoprzepustowy, który usuwa komponenty wysokoczęstotliwościowe źródła zasilania. Wykorzystuje rezystor i kondensator, urządzenie, które przechowuje ładunek elektryczny w czasie, i wykorzystuje odpowiedź częstotliwościową samego obwodu, aby określić, które częstotliwości przepuścić.

Te projekty obwodów diodowych generalnie usuwają ujemną składową sygnału AC. Ma zastosowanie w radiotelefonach, które wykorzystują system filtrów do wykrywania określonych sygnałów radiowych z ogólnych fal nośnych.

Diody wykorzystywane są również do ładowania urządzeń elektronicznych takich jak telefony komórkowe czy laptopy poprzez przełączenie zasilania z baterii urządzenia elektronicznego na zasilanie z zewnętrznego zasilacza. Metody te kierują prąd z dala od źródła, a także zapewniają, że w przypadku wyczerpania baterii urządzenia można podjąć inne środki w celu naładowania urządzeń.

Ta technika odnosi się również do samochodów. Jeśli akumulator w Twoim samochodzie miałby zgasnąć, możesz użyć kabli rozruchowych, aby zmienić rozkład kabli czerwonych i czarnych, aby użyć diod, aby zapobiec przepływowi prądu w złym kierunku.

Komputery wykorzystujące informacje binarne w postaci zer i jedynek również używają diod do pracy z binarnymi drzewami decyzyjnymi. Przybierają one formębramki logiczne, podstawowe jednostki obwodów cyfrowych, które przepuszczają informacje na podstawie porównania dwóch różnych wartości. Są one zbudowane przy użyciu obu typów elementów diodowych, które są znacznie mniej drobne niż diody w innych zastosowaniach.