Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε την πτώση τάσης της διόδου, γιατί προκαλείται και πώς μπορούμε να την υπολογίσουμε. Μια δίοδος είναι μια συσκευή ημιαγωγών που επιτρέπει τη ροή ενός κατευθυντικού ρεύματος και περιορίζει τη ροή ρεύματος από μια άλλη πλευρά.
Η πτώση τάσης διόδου αναφέρεται βασικά στην πτώση τάσης προς τα εμπρός. Εμφανίζεται σε μια δίοδο που υπάρχει σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα όταν το ρεύμα διέρχεται από αυτό. Αυτή η πτώση τάσης προς τα εμπρός πόλωσης είναι το αποτέλεσμα της δράσης της περιοχής εξάντλησης που σχηματίζεται από τη σύνδεση PN υπό την επίδραση μιας εφαρμοζόμενης τάσης.
Τι είναι η πτώση τάσης διόδου;
Η πτώση τάσης της διόδου είναι το αποτέλεσμα της ροής ρεύματος από την άνοδο στην κάθοδο. Όταν η δίοδος φέρεται σε μπροστινή πόλωση, η πτώση δυναμικού κατά μήκος της είναι γνωστή ως πτώση τάσης διόδου ή πτώση τάσης προς τα εμπρός.
Στην ιδανική περίπτωση, δεν θα πρέπει να υπάρχει πτώση τάσης κατά μήκος της διόδου όταν μεταφέρει ρεύμα και λειτουργεί για να παράγει τάση εξόδου DC. Στην πραγματική ζωή, συμβαίνει μια μικρή πτώση τάσης λόγω της αντίστασης προς τα εμπρός και της τάσης διάσπασης προς τα εμπρός. Για το πυρίτιο, η πτώση τάσης της διόδου είναι περίπου 0.7 Volt.
Πόση τάση πέφτει μια δίοδος;
Οποιαδήποτε δίοδος ρίχνει μια συγκεκριμένη ποσότητα τάσης στους ακροδέκτες της. Μια πτώση τάσης διόδου 0.7 V σημαίνει ότι η τάση μέσω της αντίστασης ή του φορτίου που υπάρχει στο κύκλωμα είναι (τάση τροφοδοσίας – 0.7) βολτ.
Η πτώση τάσης σε διαφορετικές διόδους είναι διαφορετική. Συνήθως κυμαίνεται από 0.6 έως 0.7 βολτ για μια μικρή δίοδο πυριτίου. Για τις διόδους schottky, η τιμή της πτώσης τάσης είναι 0.2 Volt. Για διόδους εκπομπής φωτός ή LED, η πτώση τάσης κυμαίνεται από 1.4-4 Volt. Οι δίοδοι γερμανίου έχουν πτώση τάσης 0.25-0.3 βολτ.
Διαβάστε περισσότερα για….Πτώση τάσης για καλώδιο: Πώς να υπολογίσετε και λεπτομερή στοιχεία
Γιατί μια δίοδος έχει πτώση τάσης;
Η δίοδος, σε πόλωση προς τα εμπρός, επιλέγει ένα κατάλληλο επίπεδο τάσης έτσι ώστε να μπορεί να ωθήσει τα ηλεκτρονικά φορτία προς τη διασταύρωση PN. Μπορεί να ειπωθεί ανάλογο με το «σήκωμα» κάθε μπάλας στην κορυφή του τραπεζιού από το πάτωμα.
Η διαφορά στο επίπεδο ενέργειας που απαιτείται για τη μετακίνηση των ηλεκτρονικών φορτίων κατά μήκος της διασταύρωσης PN προκαλεί το πτώση τάσης. Επίσης, υπάρχει κάποια αντίσταση στη δίοδο που ευθύνεται για ένα ορισμένο ποσό πτώσης τάσης. Η πτώση τάσης λόγω αντίστασης εξαρτάται από τον επιτρεπόμενο ρυθμό ροής ρεύματος στη διασταύρωση PN.
Πώς να υπολογίσετε την πτώση τάσης της διόδου;
Οι πτώσεις τάσης διαφορετικών διόδων είναι διαφορετικές. Για μια δίοδο πυριτίου, είναι περίπου 0.7 Volt, για δίοδο γερμανίου είναι 0.3 volt και για δίοδος Schottky είναι περίπου 0.2 Volt. Τα LED έχουν διάφορες τιμές πτώσης τάσης.
Τώρα αν θέλουμε να υπολογίσουμε την πτώση τάσης σε οποιοδήποτε άλλο στοιχείο του κυκλώματος, πρέπει να αφαιρέσουμε την πτώση τάσης των διόδων που υπάρχουν μεταξύ αυτού του στοιχείου και της πηγής από την τάση της πηγής. Άρα η πτώση τάσης αυτού του στοιχείου είναι (τάση πηγής- άθροισμα πτώσεων τάσης διόδου).
Πώς να ρίξετε την τάση χρησιμοποιώντας δίοδο;
Οι δίοδοι Zener είναι καλές για την πτώση τάσης. Ωστόσο, μια ασήμαντη μέθοδος για τη μείωση της τάσης χρησιμοποιώντας διόδους είναι η σύνδεση πολλαπλών διόδων σε σειρά με την παροχή. Κάθε δίοδος προκαλεί πτώση τάσης σχεδόν 0.7 Volt.
Οι δίοδοι επιτρέπουν μόνο μία κατευθυντική ροή ηλεκτρικού ρεύματος, αλλά η δίοδος θα μεταφέρει ηλεκτρισμό μόνο, όταν η παροχή αγγίζει το κατώφλι. Το τυπικό κατώφλι διόδου πυριτίου είναι 0.6 βολτ. … Αφού ενωθεί κάθε δίοδος σε σειρά, η τάση πέφτει κατά 0.6 βολτ. Χρησιμοποιώντας αυτή την τεχνική, μπορούμε να ρίξουμε τάση σε ένα κύκλωμα χρησιμοποιώντας διόδους.
Διαβάστε επίσης για…Πώς να υπολογίσετε την πτώση τάσης σε ένα κύκλωμα σειράς: Λεπτομερή γεγονότα
FAQs
Πώς να μειώσετε την τάση με τη δίοδο zener;
Η δίοδος Zener είναι μια ειδική περίπτωση διόδων που επιτρέπει στο ρεύμα να ρέει αντίστροφα σε μια συγκεκριμένη τάση, γνωστή ως τάση zener. Μπορεί επίσης να μειώσει το αντίστροφο τάση και λειτουργεί ως αποτελεσματικός ρυθμιστής τάσης.
Για τη χρήση μιας διόδου zener για τη μείωση της τάσης, πρέπει να τη συνδέσουμε παράλληλα με το φορτίο στο κύκλωμα. Η τάση τροφοδοσίας πρέπει να είναι υψηλότερη από την τάση zener και η δίοδος πρέπει να είναι σε αντίστροφη πόλωση. Αυτή η σύνδεση βοηθά στη μείωση της αντίστροφης τάσης σε μια συγκεκριμένη τιμή και λειτουργεί ως ρυθμιστής τάσης.
Τύπος πτώσης τάσης διόδου
Για λόγους απλότητας, η εμπρόσθια πτώση τάσης σε μια δίοδο θεωρείται 0.7 V. Τώρα, εάν υπάρχει μόνο μία δίοδος σε ένα κύκλωμα μαζί με ένα φορτίο, η πτώση τάσης στο φορτίο είναι (τάση τροφοδοσίας – 0.7) Volt.
Σε περίπτωση πολλαπλών διόδων σε σειρά σε ένα κύκλωμα, η πτώση τάσης στο φορτίο είναι (τάση τροφοδοσίας – αριθμός διόδων * 0.7). Για παράδειγμα, στην εικόνα 1, η πτώση τάσης στη δίοδο D1= (5-0.7) = 4.3 V. Η πτώση τάσης στη δίοδο D2= (5-2 * 0.7) = 3.6 V. Η πτώση τάσης στη δίοδο D3 = (5- 3 * 0.7) = 2.9 V.
Διαβάστε περισσότερα για….Πτώση τάσης για μία φάση: Πώς να υπολογίσετε και λεπτομερή γεγονότα
Διάγραμμα πτώσης τάσης διόδου
Ο παρακάτω πίνακας απεικονίζει τα όρια πτώσης τάσης διαφορετικών ειδών διόδων.
| Τύπος διόδου | Πτώση τάσης |
| Δίοδος πυριτίου | 0.6-0.7 Volt |
| Δίοδος γερμανίου | 0.25-0.3 Volt |
| Δίοδος Schottky | 0.15-0.45 Volt |
| Η κόκκινη λυχνία LED | 1.7-2.2 Volt |
| μπλε LED | 3.5-4 Volt |
| Κίτρινο LED | 2.1-2.3 Volt |
| Πράσινο LED | 2.1-4 Volt |
| λευκό LED | 3.3-4 Volt |
| Πορτοκαλί LED | 2.03-2.20 Volt |
| Βιολετί LED | 2.76-4 Volt |
Πτώση τάσης διόδου έναντι θερμοκρασίας
Η πτώση τάσης της διόδου είναι η διαφορά δυναμικού μεταξύ των ακροδεκτών της διόδου λειτουργίας. Η πτώση τάσης εξαρτάται από τον συντελεστή θερμοκρασίας της διόδου και τη συμπεριφορά άλλων στοιχείων στο κύκλωμα.
Ο θετικός ή αρνητικός συντελεστής θερμοκρασίας θα αυξήσει ή θα μειώσει αντίστοιχα την πτώση τάσης της διόδου. Οι περισσότερες δίοδοι πυριτίου έχουν αρνητικό συντελεστή θερμοκρασίας που σημαίνει ότι η πτώση τάσης μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας. Η δίοδος Zener έχει θετικό συντελεστή θερμοκρασίας που αυξάνει την πτώση τάσης.
Πτώση τάσης διόδου έναντι ρεύματος
Η καλύτερη πτώση τάσης κατά μήκος μιας διόδου αυξάνεται με το ρεύμα με μη γραμμικό τρόπο. Αλλά καθώς η διαφορική αντίσταση είναι μικρότερη, η αύξηση είναι πολύ αργή. Μπορούμε να εξετάσουμε τα χαρακτηριστικά μπροστινής τάσης έναντι ρεύματος.
Από την καμπύλη IV, μπορούμε να δούμε ότι μια μεγάλη αύξηση του ρεύματος αρχικά αποδίδει μια αμελητέα μικρή αύξηση της τάσης. Τότε πιο γρήγορα η τάση ανεβαίνει, και τελικά πολύ γρήγορα κλιμακώνεται. Η καμπύλη IV δείχνει μια εκθετική αύξηση της τάσης με το ρεύμα. Όταν το Vd διασχίσει τα 0.6/0.7 V, ανεβαίνει γρήγορα.
Πότε πέφτει η τάση σε μια δίοδο σύνδεσης PN;
Όταν το ρεύμα διέρχεται από οποιοδήποτε στοιχείο που υπάρχει σε ένα κύκλωμα, εμφανίζεται πτώση τάσης. Παρομοίως, όταν το ρεύμα διέρχεται από τη δίοδο σε μπροστινή πόλωση, τότε υπάρχει α πτώση τάσης, γνωστή ως πτώση τάσης προς τα εμπρός.
Η δίοδος σύνδεσης pn δεν μπορεί να στείλει το ρεύμα από τη διασταύρωση στην αντίστροφη πόλωσης για πολύ υψηλή αντίσταση. Η διασταύρωση pn λειτουργεί σαν ανοιχτό κύκλωμα, επομένως η πτώση τάσης σε αυτήν την ιδανική δίοδο σύνδεσης pn παραμένει η ίδια. Είναι ίση με την τάση της μπαταρίας.
Επίσης, κάντε κλικ για να μάθετε σχετικά Οργανικές δίοδοι εκπομπής φωτός.
