Εισαγωγή στη δίοδο | Λειτουργεί | Σύμβολο | Σημαντικοί τύποι και εφαρμογές

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

  • Ορισμός
  • Σύμβολο δίοδος
  • Σημαντικά χαρακτηριστικά
  • Τεχνική πόλωσης των διόδων
  • Σημαντικοί τύποι
  • Εφαρμογές των διόδων

Τι είναι οι δίοδοι;

Ορισμός της διόδου:

«Η δίοδος είναι ένα ειδικό ηλεκτρονικό στοιχείο με δύο ηλεκτρόδια που ονομάζονται Anode και Cathode».

Διαφορετικοί τύποι διόδων
Διαφορετικοί τύποι διόδωνs

                                 

Οι περισσότερες από τις διόδους είναι κατασκευασμένες από ημιαγωγούς όπως πυρίτιο, γερμάνιο ή σελήνιο.

Πώς λειτουργεί μια δίοδος;

Αρχή λειτουργίας της διόδου:

Τα βασικά χαρακτηριστικά μιας διόδου είναι η μεταφορά ηλεκτρικού ρεύματος σε μία μόνο κατεύθυνση. Εάν η κάθοδος φορτίζεται αρνητικά σε τάση μεγαλύτερη από την άνοδο, αρχίζει να ρέει ένα συγκεκριμένο ρεύμα που ονομάζεται «forward break over».

Όταν η κάθοδος φορτίζεται + σε σχέση με την άνοδο, δεν θα έχει ρεύμα. Αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ανορθωτές, διακόπτες και περιοριστές.

Η προς τα εμπρός τάση υπέρβασης είναι περίπου 0.6 Volt για πυρίτιο, 0.3 Volt για γερμάνιο και 1 Volt για υλικό σεληνίου αντίστοιχα.

Στο σημείο μετάβασης προς τα εμπρός, εάν ένα αναλογικό σήμα ρέει μέσω της διόδου, η κυματομορφή σήματος είναι ανακριβής και παραμόρφωση. Όλα τα σήματα που παράγονται είναι αρμονικά και ακέραια πολλαπλάσια εάν η συχνότητα εισόδου. Αυτά γενικά παράγουν σήματα σε συχνότητα μικροκυμάτων με το σωστό επίπεδο και πολικότητα εφαρμογής τάσης.

Σύμβολο της διόδου:

Diode
Σύμβολο διόδων

Σημαντικά χαρακτηριστικά των διόδων:

  • Η δίοδος είναι ένα ηλεκτρονικό εξάρτημα δύο τερματικών
  • Έχει χαμηλότερη αντίσταση σε μία κατεύθυνση και υψηλότερη σε άλλη κατεύθυνση
  • Οι περισσότερες από τις διόδους είναι κατασκευασμένες από πυρίτιο
  • Η πτώση τάσης κάτω από μια κατάσταση μεροληψίας προς τα εμπρός είναι περίπου 0.7 βολτ.
  • Στην αντίστροφη πόλωση η περιοχή του στρώματος εξάντλησης, θα αυξηθεί.

Διαφορετικοί τύποι διόδων:

1. Δίοδος διακλάδωσης PN -

"Μια δίοδος είναι μια διασταύρωση PN με τύπο P στη μία πλευρά και τύπος N στην άλλη πλευρά".

2. Δίοδος εκπομπής φωτός (LED) -

«Το LED είναι μια πηγή φωτός ημιαγωγών που εκπέμπει φως όταν το ρεύμα ρέει μέσα από αυτό».

3. Φωτοδίοδος -

"Αυτή είναι μια δίοδος διασταύρωσης PN που βασίζεται σε ημιαγωγούς, εάν εκτίθεται στο φως παράγει μια πιθανή διαφορά"

4.   Schottky Diode -

 "Αυτό έχει σχεδιαστεί από τη σύνδεση ενός ημιαγωγού με ένα μέταλλο. Κάποια στιγμή γνωστή ως δίοδος καυτού φορέα ».

5.   Δίοδος σήραγγας -

" Μια δίοδος ημιαγωγού που έχει ουσιαστικά αρνητική αντίσταση λόγω της σήραγγας ».

6.   Δίοδος Varactor -

 "Μια δίοδος με μεταβαλλόμενη εσωτερική χωρητικότητα με τις αλλαγές της αντίστροφης τάσης ».

7.   Δίοδος Ζένερ -

"Ένας ειδικός τύπος δίοδος, σχεδιασμένος για να επιτρέπει το ρεύμα να μεταφέρεται προς τα πίσω όταν εφαρμόζεται αντίστροφη τάση ».

Ποιες είναι οι ιδανικές δίοδοι;

Σε μια ιδανική δίοδο, όταν είναι προς τα εμπρός, το ρεύμα αρχίζει να ρέει ελεύθερα από τη συσκευή. Σε ιδανικό, συνήθως χωρίς πτώση τάσης όταν προκαλείται μεροληψία προς τα εμπρός. Όλες οι άλλες πηγές τάσης πέφτουν στις αντιστάσεις κυκλώματος. Σε αντίστροφη μεροληψία, σε μια ιδανική δίοδο υπάρχει μηδενική ροή ρεύματος και θα έχει άπειρη αντίσταση.

Τι είναι οι πρακτικές δίοδοι;

Σε μια πρακτική δίοδο, μερικές από τις αντιστάσεις επιτρέπουν στο ρεύμα να ρέει αν προχωρήσει προς τα μπροστά. Λόγω της παρουσίας των αντιστάσεων, κάποια ισχύς διασκορπίζεται όταν το ρεύμα αρχίζει να ρέει μέσω της μεροληψίας προς τα εμπρός. Όταν βρίσκεται σε αντίστροφη μεροληψία, λόγω της υψηλής αντίστασης που μπορεί να κάνει.

Μια δίοδος είναι κανονικά PN διασταύρωση.

  1. Είναι δυναμικό φραγμού. Για να ξεπεραστεί αυτό το πρόβλημα εφαρμόζοντας μια επιπλέον τάση στη διασταύρωση pn, μπορεί να είναι σε θέση να πραγματοποιήσει.
  2. Έτσι, το ρεύμα θα περάσει από τη διασταύρωση pn όταν παραλειφθεί το δυναμικό φραγμού.
  3. Είναι με δύο μεταλλικές αγωγές που είναι γνωστή ως διασταύρωση pn.
  4. Η διαδικασία εφαρμογής εξωτερικής τάσης είναι πόλωση καναλιών.

Προώθηση προκατάληψης:

Δίοδος στο Forward Biasing
Image Credit:  S-kei , PnJunction-Diode-ForwardBiasCC BY-SA 2.5
  • Ένας συνδεδεμένος με μπαταρία ακροδέκτης + ve στην πλευρά p της διόδου σύνδεσης pn και στη συνέχεια συνδέστε τον ακροδέκτη -ve στην πλευρά n
  • Εάν εφαρμόσουμε μια εξωτερική τάση μεγαλύτερη από το πιθανό φράγμα, τότε αρχίζει να διέρχεται το ρεύμα για να περάσει
  • Η δίοδος συνδέεται σε πηγή τάσης DC (V)
  • Η τάση κατά μήκος της διόδου ονομάζεται προς τα εμπρός χαρακτηριστικό της διόδου σύνδεσης pn
  • Δεν ρέει ρεύμα διόδου έως ότου επιτευχθεί το Α επειδή η εξωτερική τάση Vf  αντιτίθεται με ενσωματωμένη τάση της οποίας η τιμή είναι 0.
  • Ωστόσο, η τάση αυξάνεται πέρα ​​από το Α και το ρεύμα διόδων μειώνεται γρήγορα.
  • Εάν το προς τα εμπρός ρεύμα είναι εξωτερικά προς τα πίσω, κόβει τον άξονα τάσης σε ένα σημείο από το οποίο Vk μπορεί να καθοριστεί

Αντίστροφη προκατάληψη:

Δίοδος σε αντίστροφη πόλωση
Image Credit: S-keiPnJunction-Diode-ReverseBiasCC BY-SA 2.5
  • Εάν εφαρμοστεί τάση σε διόδους διασταύρωσης pn - ο ακροδέκτης ve συνδέεται με τον ημιαγωγό τύπου p. Ομοίως, το τερματικό + ve συνδέεται με τον τύπο-n.
  • Οι οπές από την πλευρά του p προσελκύονται προς τον τερματικό -ve. Ενώ τα ελεύθερα ηλεκτρόνια από την πλευρά n προσελκύονται προς + ve τερματικό.
  • Η αντίστροφη μεροληψία αυξάνεται στα βήματα και παρατηρείται ρεύμα διόδου.
  • Όταν η αντίστροφη προκατάληψη αυξάνει το VBR το αντίστροφο ρεύμα διόδου αυξάνεται πολύ σύντομα.

Αλλαγή ιδιοτήτων των διόδων:

Στην μπροστινή μεροληψία όταν εφαρμόζεται μια μικρή τάση, η δίοδος διεξάγει που υπερβαίνει τη διακοπή τάσης γνωστή ως on-state.

Στην αντίστροφη μεροληψία μόνο πηγές ρεύματος μικρής τάσης με αντίστροφη εφαρμοζόμενη τάση που είναι μικρότερη από την τιμή κατανομής είναι γνωστές ως κατάσταση εκτός λειτουργίας

Κατά την εναλλαγή της ιδιότητας μιας διόδου αλλάζει από την μπροστινή μεροληπτική κατάσταση σε αντίστροφη μεροληπτική κατάσταση ή το αντίστροφο.

Εφαρμογές διόδων

Διόρθωση:

Μια δίοδος συνήθως ενεργεί ως ανορθωτής, ισοπεδώνοντας μια πηγή εναλλασσόμενου ρεύματος σε μια σταθερή τροφοδοσία. Αυτό μπορεί να επιτύχει αυτό το έργο εμποδίζοντας τη ροή προς τη μία κατεύθυνση και περνώντας από την άλλη κατεύθυνση.

Εκπομπή φωτός:  

Το LED παρέχει μια πολύ πιο αποτελεσματική πηγή φωτός. Οι λαμπτήρες κοστίζουν περισσότερο από τους λαμπτήρες πυρακτώσεως, εν μέρει επειδή απαιτούν πρόσθετα κυκλώματα ελέγχου για να λειτουργήσουν με εναλλασσόμενο ρεύμα.

Επαγωγική απαγωγή φορτίου:

Οι δίοδοι χρησιμοποιούνται σε αυτήν την εφαρμογή, όταν απενεργοποιείται ένα επαγωγικό φορτίο, η ενέργεια που έχει αποθηκεύσει πρέπει να πάει κάπου. Χωρίς την κατάλληλη προστασία κυκλώματος, η αποθηκευμένη ενέργεια μπορεί να οδηγήσει σε αιχμές τάσης που μπορούν να σχηματίσουν τόξο στον διακόπτη και ενδεχομένως να υπερφορτώσουν ένα τρανζίστορ, αυτή η διαμόρφωση επιτρέπει στο ρεύμα να διασκορπιστεί μέσω του επαγωγέα και τροφοδοτεί ξανά το τροφοδοτικό και προστατεύει το κύκλωμα.

Αίσθηση και έλεγχος:

Οι ημιαγωγοί μπορούν εύκολα να παράγουν ηλεκτρικά φορτία με βάση τα οπτικά εφέ. Σε γενικές γραμμές, αυτές οι συσκευές συσκευάζονται με τέτοιο τρόπο ώστε να αποκλείει το φως για να αποφευχθεί η ακούσια ηλεκτρική δραστηριότητα. Οι φωτοδιόδους είναι κατασκευασμένες για να βελτιστοποιήσουν αυτό το εφέ. Αυτές οι φωτοδίοδοι χρησιμοποιούνται συχνά στο υπέρυθρο φάσμα, όπως μέσα στα τηλεχειριστήρια του καταναλωτή.

Για περισσότερα άρθρα σχετικά με την Ηλεκτρονική Κάνε κλικ εδώ

Σχετικά με το Soumali Bhattacharya

Αυτήν τη στιγμή επενδύω στον τομέα της Ηλεκτρονικής και της επικοινωνίας.
Τα άρθρα μου επικεντρώνονται στους βασικούς τομείς των ηλεκτρονικών πυρήνων σε μια πολύ απλή αλλά ενημερωτική προσέγγιση.
Είμαι ένας ζωντανός μαθητής και προσπαθώ να ενημερώνομαι με όλες τις τελευταίες τεχνολογίες στον τομέα των ηλεκτρονικών τομέων.

Ας συνδεθούμε μέσω του LinkedIn -
https://www.linkedin.com/in/soumali-bhattacharya-34833a18b/

Αφήστε ένα σχόλιο

Η διεύθυνση email σας δεν θα δημοσιευθεί. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται *

Lambda Geeks