Диоды - это полупроводниковые устройства, которые эффективно блокируют ток в одном направлении, позволяя току течь в другом. Таким образом, идеальный диод действует как переключатель, разомкнутый в одном направлении и замкнутый в другом. Диоды заключены в корпуса из стекла или пластика, которые помечены полосой, указывающей на катодную сторону. Ток от анода к катоду означает, что диод смещен в прямом направлении, в то время как ток от катода к аноду означает, что диод смещен в обратном направлении.
Строительство
Диоды формируются из полупроводников, таких как кремний или германий, которые легированы для образования так называемого PN-перехода. PN-переходы создаются из комбинации полупроводников P-типа и N-типа. P означает положительное, а N - отрицательное. Полупроводники имеют дырки или положительные заряды, а также свободные электроны или отрицательные заряды.
Типы P и N
Полупроводник, который был легирован с образованием P-типа, имеет дырки в качестве основных носителей, а электроны являются неосновными носителями. Приложенное напряжение заставляет электроны перемещаться влево, а дырки вправо, и дырки рекомбинируют со свободными электронами из внешней цепи. Электронов настолько мало, что их влияние незначительно, поэтому учитывается только движение дырок. P-типы имеют избыточный положительный заряд.
Полупроводник, который был легирован для образования N-типа, имеет свободные электроны в качестве основных носителей и дырки в качестве неосновных носителей. Приложенное напряжение заставляет свободные электроны перемещаться влево, а дырки - вправо. Эти дыры заполняются электронами из внешней цепи. Дырок настолько мало, что их влияние незначительно, поэтому учитывается только поток свободных электронов. N-типы имеют избыточный отрицательный заряд.
Функции
Диод обозначается стрелкой, которая указывает допустимое направление протекания тока. Когда ток течет таким образом, это называется прямым смещением. Стрелка имеет полосу, указывающую на то, что ток заблокирован при движении в противоположном направлении. Диод, в котором ток течет в неправильном направлении, называется обратным смещением. В реальной жизни диоды с обратным смещением блокируют прохождение тока, но, в конце концов, позволят некоторым из них, когда слишком много неправильного пути. Когда это произойдет, нормальные диоды самоуничтожатся.
Особые типы
Светодиоды - это светодиоды, специально сконструированные для излучения света. Стабилитроны вынуждены проводить при обратном смещении, а не разрушаться. Варисторы ведут себя как встречные стабилитроны и могут выдерживать напряжение до 1000 вольт. Варакторы действуют как конденсаторы с переменным напряжением.
Использует
Диоды используются по-разному. Некоторые из них меняют переменный ток на постоянный, удаляя часть сигнала. В этом качестве они известны как выпрямители. Они работают как электрические переключатели и используются в устройствах защиты от перенапряжения, поскольку могут предотвратить скачки напряжения. Они используются при выполнении цифровой логики. Также их используют для создания блоков питания и удвоителей напряжения.
Светодиоды используются в качестве датчиков, а также для освещения в осветительных приборах и лазерах. Стабилитроны работают как регуляторы напряжения, варакторы используются в электронной настройке, а варисторы используются для подавления переходных процессов в линиях переменного тока.
Диоды - это основа транзисторов и операционных усилителей.