Sprašujete se, kaj elektronskim napravam v vašem gospodinjstvu omogoča, da elektriko uporabljajo po svoje. Električarji, ki ustvarjajo te naprave, pa tudi druga orodja, ki se uporabljajo v industriji, morajo vedeti, kako za te namene priključiti diode.
Namestitev diode
Ko priklopite diodo v električni tokokrog, se prepričajte, da sta anoda in katoda povezani v tokokrog tako, da naboj teče s pozitivno napolnjene anode na negativno nabito katodo.
Tega se lahko spomnite tako, da se spomnite, da je na diagramu diodnega vezja navpična črta poleg trikotnika videti kot negativni znak, kar pomeni, da je konec diode negativno nabit. Lahko si predstavljate, da to pomeni, da se naboji pretakajo s pozitivnega na negativni konec. Tako se lahko spomnite, kako elektroni tečejo v stičišču diode.
Upoštevajte potencial in tok vezja ter kako to vpliva na postavitev diode. Diodo si lahko predstavljate kot stikalo, ki se odpre ali zapre za dokončanje vezja. Če je dovolj potenciala, da lahko naboj teče skozi diodo, se stikalo zapre tako, da tok teče skozi. To pomeni, da je dioda pristranska.
Nato lahko uporabiteOhmov zakon
V = IR
za izračun napetostiV, trenutnojazin odpornostRza merjenje razlike v napetosti med napetostnim virom in samo diodo.
Če bi diodo priključili v drugo smer, bi to diodo obrnilo, ker bi tok tekel od katode do anode. V tem primeru bi povečali območje izčrpavanja diode, območje na eni strani stičišča diode, ki nima niti elektronov niti lukenj (površin brez elektronov).
Gibanje elektronov v negativno napolnjenem območju bi zapolnilo luknje v pozitivno nabitih območjih. Pri ustvarjanju diodnih povezav bodite pozorni na to, kako bi se dioda spremenila glede na smer, v katero je priključena.
Diodno vezje
Ko se diode uporabljajo v električnih tokokrogih, zagotavljajo, da tok teče skozi eno smer. Izdelani so z uporabo dveh elektrod, anode in katode, ločene z materialom.
Elektroni tečejo od anode, kjer pride do oksidacije ali izgube elektronov, do katode, kjer pride do redukcije ali pridobivanja elektronov. Običajno so diode narejene s polprevodniki, ki prepuščajo naboj v prisotnosti električnega toka ali z nadzorom njihove upornosti s postopkom, znanim kot doping.
Dopingje metoda dodajanja nečistoč polprevodniku za ustvarjanje lukenj in izdelavo polprevodnikan-tipa(kot pri "negativnem naboju") ozp-tip(kot pri "pozitivnem naboju").
Polprevodnik n-tipa vsebuje presežek elektronov, razporejenih tako, da lahko naboj prosto teče, hkrati pa je še vedno nadzorovan. Običajno jih proizvajajo iz arzena, fosforja, antimona, bizmuta in drugih elementov, ki imajo pet valentnih elektronov. Polprevodnik tipa p pa ima zaradi lukenj pozitiven naboj in je izdelan iz galija, bora, indija in drugih elementov.
Porazdelitev elektronov in lukenj omogoča pretok naboja med polprevodniki p-tipa in n-tipa in, ko sta povezana, ustvarijoKrižišče P-N. Elektroni iz polprevodnika n-tipa hitijo do p-tipa v diodah, ki pustijo tok v eni smeri.
Diode so običajno lahko izdelane iz silicija, germanija ali selena. Inženirji, ki ustvarjajo diode, lahko uporabljajo kovinske elektrode v komori brez kakršnega koli drugega plina ali s plinom pri nizkem tlaku.
Značilnosti diod
Zaradi teh lastnosti diode, ki prenašajo elektrone v eni smeri, so idealne za usmernike, omejevalnike signala, napetostne regulatorje, stikala, modulatorje signalov, mešalnike signalov in oscilatorje.Usmernikipretvori izmenični tok v enosmerni tok.Omejitve signalaomogočajo prehod določenih moči signalov.
Napetostni regulatorjivzdržujte konstantne napetosti v tokokrogih.Modulatorji signalaspremenite fazni kot vhodnega signala.Mešalniki signalaspremenijo frekvenco, ki gre skozi in oscilatorji sami proizvajajo signal.
Namestitev diode za zaščito
Diode lahko uporabite tudi za zaščito občutljivih ali pomembnih komponent elektronskih naprav. Uporabite lahko diodo, ki ne deluje v običajnih okoliščinah, ki ob nenadnem skoku napetosti, znane kot prehodne drastična sprememba signala, ki lahko povzroči škodo, bo dioda preprečila, da bi napetost škodovala vezje. Ti električni sunki zaradi konic bi sicer poškodovali vezje s preveliko napetostjo, ne da bi se vezje temu ustrezno prilagodilo.
Te diode sodiode za dušenje prehodne napetosti(TVS) in z njimi lahko bodisi zmanjšate prehodno napetost bodisi jo usmerite nekam drugam stran od vezja. P-N spoj na osnovi silicija lahko obvladuje prehodno napetost in se po tem vrne v normalno stanje po prehodu napetostne konice. Nekateri TVS uporabljajo hladilnike, ki lahko dlje časa obvladujejo skoke napetosti.
Vrste diodnih vezij
Vezja, ki pretvarjajo moč izizmenični tok (AC)doenosmerni tok (enosmerni tok)lahko uporabijo eno samo diodo ali skupino štirih. Medtem ko enosmerne naprave uporabljajo naboj, ki teče v eni smeri, izmenična moč v rednih intervalih prehaja med smerjo naprej in nazaj.
To je bistvenega pomena za pretvorbo enosmerne električne energije iz elektrarn v izmenični tok, ki ima obliko sinusnega vala, ki se uporablja v večini gospodinjskih aparatov. Usmerniki, ki to storijo, to storijo bodisi z uporabo ene same diode, ki prepušča samo polovico vala, bodisi s pristopom polnovalnega usmernika, ki uporablja obe polovici valovne oblike AC.
Diodno vezje prikazuje, kako se to vedenje pojavlja. Ko ademodulatorodstrani polovico AC signala iz vira energije, uporablja dve glavni komponenti. Prva je sama dioda ali usmernik, ki poveča signal polovice AC cikla.
Drugi je nizkoprepustni filter, ki se znebi visokofrekvenčnih komponent vira energije. Uporablja upor in kondenzator, napravo, ki sčasoma shrani električni naboj, in s pomočjo frekvenčnega odziva samega vezja določi, katere frekvence naj prepušča.
Te zasnove diodnih vezij na splošno odstranijo negativno komponento izmeničnega signala. Ima aplikacije v radijskih sprejemnikih, ki uporabljajo filtrirni sistem za zaznavanje določenih radijskih signalov iz splošnih nosilnih valov.
Druge vrste aplikacij diod
Diode se uporabljajo tudi pri polnjenju elektronskih naprav, kot so mobilni telefoni ali prenosniki, s preklopom z napajanja, ki ga napaja baterija elektronske naprave, na zunanje napajanje. Te metode usmerjajo tok stran od vira in zagotavljajo tudi, da lahko, če se je baterija naprave izpraznila, sprejmete druge ukrepe za polnjenje naprav.
Ta tehnika velja tudi za avtomobile. Če bi se baterija vašega avtomobila izpraznila, lahko s pomočjo mostičnih kablov spremenite razporeditev rdečih in črnih kablov ter uporabite diode, da preprečite tok toka v napačno smer.
Računalniki, ki uporabljajo binarne informacije v obliki ničel in enote, uporabljajo tudi diode za delo skozi binarna drevesa odločitev. Ti imajo oblikologična vrata, osnovne enote digitalnih vezij, ki prepuščajo informacije na podlagi primerjave dveh različnih vrednosti. Ti so zgrajeni z uporabo obeh vrst diod, ki so veliko manjše kot diode v drugih aplikacijah.