Hur man ansluter dioder

Du kanske undrar vad som låter de elektroniska enheterna i ditt hushåll använda el på sina egna sätt. Elektriker som skapar dessa apparater liksom andra verktyg som används i industrin behöver veta hur man ansluter dioder för dessa ändamål.

När du ansluter en diod i en elektrisk krets, se till att anoden och katoden är anslutna i kretsen så att laddningen flyter från den positivt laddade anoden till den negativt laddade katoden.

Du kan komma ihåg detta genom att komma ihåg att den vertikala linjen bredvid triangeln i diodens kretsschema ser ut som ett negativt tecken, vilket indikerar att diodens ände är negativt laddad. Du kan föreställa dig att detta innebär att laddningar flyter från den positiva änden till den negativa. Detta låter dig komma ihåg hur elektroner flyter i korsningen av en diod.

Tänk på kretsens potential och ström och hur det påverkar diodens placering. Du kan föreställa dig dioden som en omkopplare som öppnar eller stänger för att slutföra kretsen. Om det finns tillräckligt med potential för att låta laddningen flöda genom dioden stänger strömbrytaren så att strömmen rinner igenom. Detta betyder att dioden är förspänd.

Du kan sedan användaOhms lag​

för att beräkna spänningV, nuvarandeJagoch motståndRför att mäta spänningsskillnaden mellan spänningskällan och själva dioden.

Om du anslöt en diod i andra riktningen, skulle detta vända förspänningen på dioden eftersom strömmen skulle strömma från katod till anod. I det här scenariot skulle du öka utarmningsområdet för dioden, det område på ena sidan av diodövergången som varken har elektroner eller hål (områden utan elektroner).

Rörelsen av elektroner i det negativt laddade området skulle fylla hålen i det positivt laddade området. När du skapar diodanslutningar, var uppmärksam på hur dioden skulle förändras beroende på vilken riktning den är ansluten.

När de används i elektriska kretsar säkerställer dioder att strömmen flödar genom en enda riktning. De är konstruerade med två elektroder, en anod och en katod, åtskilda av ett material.

Elektroner flödar från anoden, där oxidation eller elektronförlust inträffar, till katoden, där reduktion eller elektronförstärkning sker. Vanligtvis tillverkas dioder med halvledare som låter laddningen flöda i närvaro av en elektrisk ström eller genom att kontrollera deras motstånd med en process som kallas dopning.

​Dopingär en metod för att lägga till orenheter i en halvledare för att skapa hål och göra halvledaren antingenn-typ(som i "negativ laddning") ellerp-typ(som i "positiv laddning").

En halvledare av n-typ innehåller ett överskott av elektroner anordnade så att laddning kan flöda fritt igenom medan de fortfarande är kontrollerbara. De produceras vanligtvis av arsenik, fosfor, antimon, vismut och andra element som har fem valenselektroner. En halvledare av p-typ har å andra sidan en positiv laddning på grund av hål och är gjord av gallium, bor, indium och andra element.

Fördelningen av elektroner och hål låter laddningsflödet mellan halvledare av p-typ och n-typ, och när de är sammankopplade skapar de två enP-N-korsning. Elektroner från n-typ halvledare rusar över till p-typen i dioder som låter ström flyta i en enda riktning.

Dioder kan typiskt tillverkas av kisel, germanium eller selen. Ingenjörer som skapar dioder kan använda metallelektroder i en kammare utan någon annan gas eller med en gas vid lågt tryck.

Dessa egenskaper hos dioder som transporterar elektroner i en riktning gör dem idealiska för likriktare, signalbegränsare, spänningsregulatorer, omkopplare, signalmodulatorer, signalblandare och oscillatorer.Likriktarekonvertera växelström till likström.Signalgränserlåta vissa signalkrafter passera.

​Spänningsregulatorerbibehålla konstanta spänningar i kretsar.Signalmodulatorerändra fasvinkeln för en insignal.Signalblandareändra frekvens som passerar och oscillatorer producerar signal själva.

Du kan också använda dioder för att skydda känsliga eller viktiga komponenter i elektroniska enheter. Du kan använda en diod som inte leder under normala omständigheter som, när det plötsligt uppstår en spänning, kallad transient eller någon annan drastisk signalförändring som kan orsaka skada kommer dioden att undertrycka spänningen från att skada resten av krets. Dessa elektriska stötar på grund av spikar skulle annars skada kretsen genom att applicera för mycket spänning utan att låta kretsen anpassas till den.

Dessa dioder ärtransient spänningsdämpande dioder(TVS), och du kan använda dem för att antingen minska transient spänningen eller rikta den någon annanstans bort från kretsen. Den kiselbaserade PN-korsningen kan hantera transient spänning och därefter återgå till normal efter att spänningen har passerat. Vissa TVS använder kylflänsar som kan hantera spikar i spänning under långa perioder.

Kretsar som omvandlar ström frånväxelström (AC)tilllikström (DC)kan använda antingen en enda diod eller en grupp av fyra av dem. Medan DC-enheter använder laddning som flyter i en riktning, växlar växelströmmen mellan riktningar framåt och bakåt med jämna mellanrum.

Detta är viktigt för att konvertera likström från kraftverk till växelström, som har formen av en sinusvåg som används i de flesta hushållsapparater. Likriktare som gör detta gör det genom att antingen använda en enda diod som bara låter hälften av vågen passera genom eller genom att närma sig en fullvågslikriktare som använder båda halvorna av växelströmsvågformen.

Diodkretsen visar hur dessa beteenden uppträder. När endemodulatortar bort hälften av växelströmssignalen från en strömkälla, den använder två huvudkomponenter. Den första är själva dioden, eller likriktaren, som ökar signalen från hälften av växelströmscykeln.

Den andra är ett lågpassfilter som blir av med högfrekventa komponenter i strömkällan. Den använder ett motstånd och kondensator, en enhet som lagrar elektrisk laddning över tid, och använder frekvenssvaret i själva kretsen för att bestämma vilka frekvenser som ska släppas igenom.

Dessa diodkretsdesigner tar vanligtvis bort den negativa komponenten i en växelströmssignal. Den har applikationer i radioapparater som använder ett filtersystem för att detektera specifika radiosignaler från allmänna bärvågar.

Dioder används också för att ladda elektroniska enheter som mobiltelefoner eller bärbara datorer genom att växla från strömmen från den elektroniska enhetens batteri till strömmen till den externa strömförsörjningen. Dessa metoder styr strömmen från källan och säkerställer också att om enhetens batteri har gått ur kan du vidta andra åtgärder för att ladda dina enheter.

Denna teknik gäller också för bilar. Om bilens batteri skulle gå ur kan du använda bygelkablar för att ändra fördelningen av röda och svarta kablar för att använda dioder för att förhindra att ström flyter i fel riktning.

Datorer som använder binär information i form av nollor och sådana använder också dioder för att arbeta genom binära beslutsträd. Dessa har formen avlogiska grindar, basenheterna för digitala kretsar som låter information passera baserat på att jämföra två olika värden. Dessa är byggda med antingen typer av diodstycken som är mycket mindre än dioder i andra applikationer.