Cum să conectați diode

S-ar putea să vă întrebați ce permite dispozitivelor electronice din gospodăria dvs. să utilizeze electricitatea în felul lor. Electricienii care creează aceste aparate, precum și alte instrumente utilizate în industrie trebuie să știe cum să conecteze diode în aceste scopuri.

Când conectați o diodă într-un circuit electric, asigurați-vă că anodul și catodul sunt conectați în circuit astfel încât sarcina să curgă de la anodul încărcat pozitiv la catodul încărcat negativ.

Vă puteți aminti acest lucru, reținând că, în diagrama circuitului diodei, linia verticală de lângă triunghi arată ca un semn negativ, indicând faptul că capătul diodei este încărcat negativ. Vă puteți imagina că acest lucru înseamnă că sarcinile curg de la capătul pozitiv la cel negativ. Acest lucru vă permite să vă amintiți cum curg electronii în joncțiunea unei diode.

Rețineți potențialul și curentul circuitului și modul în care aceasta afectează plasarea diodei. Vă puteți imagina dioda ca un comutator care se deschide sau se închide pentru a finaliza circuitul. Dacă există suficient potențial pentru a lăsa sarcina să curgă prin diodă, comutatorul se închide astfel încât curentul să curgă. Aceasta înseamnă că dioda este orientată spre înainte.

Puteți utiliza apoiLegea lui Ohm​

pentru a calcula tensiuneaV, actualEuși rezistențăRpentru a măsura diferența de tensiune între sursa de tensiune și dioda în sine.

Dacă ați conectat o diodă în cealaltă direcție, aceasta ar inversa polarizarea diodei, deoarece curentul ar circula de la catod la anod. În acest scenariu, ați crește regiunea de epuizare a diodei, zona de pe o parte a joncțiunii diodei care nu are nici electroni, nici găuri (zone fără electroni).

Mișcarea electronilor în regiunea încărcată negativ ar umple găurile din regiunea încărcată pozitiv. Când creați conexiuni cu diode, acordați atenție modului în care dioda s-ar schimba în funcție de direcția în care este conectată.

Atunci când sunt utilizate în circuite electrice, diodele asigură curgerea curentului printr-o singură direcție. Sunt construiți folosind doi electrozi, un anod și un catod, separați de un material.

Electronii curg de la anod, unde are loc oxidarea sau pierderea electronilor, la catod, unde are loc reducerea sau câștigul de electroni. De obicei, diodele sunt realizate cu semiconductori care lasă curgerea să curgă în prezența unui curent electric sau prin controlarea rezistenței acestora folosind un proces cunoscut sub numele de dopaj.

​Dopajuleste o metodă de adăugare a impurităților unui semiconductor pentru a crea găuri și a face semiconductor fiede tip n(ca în „încărcarea negativă”) saude tip p(ca în „încărcarea pozitivă”).

Un semiconductor de tip n conține un exces de electroni dispuși astfel încât sarcina să poată circula liber, rămânând totuși controlabilă. Sunt produse în general din arsenic, fosfor, antimoniu, bismut și alte elemente care au cinci electroni de valență. Un semiconductor de tip p, pe de altă parte, are o sarcină pozitivă datorită găurilor și este fabricat din galiu, bor, indiu și alte elemente.

Distribuția electronilor și a găurilor permite fluxului de încărcare între semiconductorii de tip p și n și, atunci când sunt conectați împreună, cei doi creează unJoncțiunea P-N. Electronii din semiconductorul de tip n se reped la cel de tip p în diode care lasă curentul să curgă într-o singură direcție.

Diodele pot fi obținute de obicei din siliciu, germaniu sau seleniu. Inginerii care creează diode pot folosi electrozi metalici într-o cameră fără niciun alt gaz sau cu un gaz la presiune scăzută.

Aceste caracteristici ale diodelor care transportă electronii într-o singură direcție le fac ideale pentru redresoare, limitatoare de semnal, regulatoare de tensiune, comutatoare, modulatoare de semnal, mixere de semnal și oscilatoare.Redresoareconvertiți curent alternativ în curent continuu.Limite de semnalpermite trecerea anumitor puteri de semnale.

​Regulatoare de tensiunemențineți tensiuni constante în circuite.Modulatori de semnalmodificați unghiul de fază al unui semnal de intrare.Mixere de semnalschimbă frecvența care trece și oscilatoarele produc singuri semnal.

De asemenea, puteți utiliza diode pentru a proteja componentele sensibile sau importante ale dispozitivelor electronice. Puteți utiliza o diodă care nu conduce în condiții normale care, atunci când există o creștere bruscă a tensiunii, cunoscută sub numele de tranzitorie tensiune sau o altă modificare drastică a semnalului care poate provoca daune, dioda va suprima tensiunea de a afecta restul circuit. Aceste șocuri electrice datorate vârfurilor ar deteriora circuitul prin aplicarea unei tensiuni prea mari fără a lăsa circuitul să se adapteze corespunzător la acesta.

Aceste diode suntdiode supresoare de tensiune tranzitorie(TVS) și le puteți utiliza fie pentru a reduce tensiunea tranzitorie, fie pentru a o direcționa în altă parte departe de circuit. Joncțiunea P-N pe bază de siliciu poate gestiona tensiunea tranzitorie și, după aceea, reveni la normal după ce vârful de tensiune a trecut. Unele televizoare utilizează radiatoare care pot gestiona vârfuri de tensiune pe perioade lungi de timp.

Circuite care convertesc putereacurent alternativ (AC)lacurent continuu (DC)poate folosi fie o singură diodă, fie un grup de patru dintre ele. În timp ce dispozitivele de curent continuu utilizează încărcarea care curge într-o singură direcție, alimentarea de curent alternativ se schimbă între direcțiile înainte și inversă la intervale regulate.

Acest lucru este esențial pentru conversia energiei electrice de curent continuu din centralele electrice în curent alternativ, care ia forma unei unde sinusoidale, utilizată în majoritatea aparatelor de uz casnic. Rectificatoarele care fac acest lucru, fie folosind o singură diodă care lasă să treacă doar jumătate din undă, fie abordând un redresor cu undă completă care utilizează ambele jumătăți ale formei de undă AC.

Circuitul diodei demonstrează modul în care apar aceste comportamente. Când undemodulatorelimină jumătate din semnalul de curent alternativ de la o sursă de alimentare, utilizează două componente principale. Primul este dioda în sine, sau redresor, care crește semnalul unei jumătăți din ciclul de curent alternativ.

Al doilea este un filtru trece jos care scapă de componentele de înaltă frecvență ale sursei de alimentare. Acesta folosește un rezistor și un condensator, un dispozitiv care stochează sarcina electrică în timp și folosește răspunsul în frecvență al circuitelor în sine pentru a determina care frecvențe să treacă.

Aceste proiecte de circuite cu diode elimină în general componenta negativă a unui semnal de curent alternativ. Are aplicații în radiouri care utilizează un sistem de filtrare pentru a detecta semnale radio specifice din undele purtătoare generale.

Diodele sunt, de asemenea, utilizate pentru încărcarea dispozitivelor electronice, cum ar fi telefoanele mobile sau laptopurile, prin trecerea de la alimentarea furnizată de bateria dispozitivului electronic la alimentarea externă. Aceste metode îndepărtează curentul de sursă și asigură, de asemenea, că, dacă bateria dispozitivului a murit, puteți lua alte măsuri pentru a vă încărca dispozitivele.

Această tehnică este valabilă și pentru mașini. Dacă bateria mașinii dvs. ar trebui să se stingă, puteți utiliza cabluri jumper pentru a schimba distribuția cablurilor roșii și negre pentru a utiliza diode pentru a preveni curentul să curgă în direcția greșită.

Calculatoarele care folosesc informații binare sub formă de zerouri și unele folosesc și diode pentru a lucra prin arborii de decizie binari. Acestea iau formaporți logice, unitățile de bază ale circuitelor digitale care permit trecerea informațiilor pe baza comparării a două valori diferite. Acestea sunt construite folosind ambele tipuri de diode care sunt mult mai minuscule decât diodele din alte aplicații.