Kaj je dioda, načelo delovanja in delo v vezju

Dioda

Vrste diod: elektrovakum in polprevodnik. Zadnja vrsta se trenutno uporablja v večini primerov. Nikoli ne bo odveč vedeti, kako deluje dioda, kaj je potrebno, kot je prikazano na diagramu, kakšne vrste diode obstajajo, uporaba različnih vrst diode.

Elektrovacuum diode

Instrumenti te vrste so izdelani v obliki elektronskih cevi. Svetilka izgleda kot steklena žarnica, znotraj katere sta nameščeni dve elektrodi. Ena je anoda, druga je katoda. So v vakuumu. Strukturno je anoda izdelana v obliki tankoslojnega cilindra. V notranjosti katode se nahaja. Ima na splošno valjasto obliko. Izolirana žarilna nitka se položi v katodo. Vsi elementi imajo priključke, ki so priključeni na zatiči (noge) svetilke. Noge svetilke se vodijo ven.

Načelo delovanja

Ko električni tok poteka skozi spiralo, se segreva in segreva katodo, v kateri se nahaja. S površine ogrevanih katodov se v njeni neposredni bližini nabirajo elektroni, ki so ga pustili brez dodatnih pospeševalnih polj. Nekateri od njih se nato vrnejo nazaj na katodo.

Ko se na anodo nanese pozitivna napetost, se elektroni, ki jih oddaja katodna žica, ustvarijo anodni tok elektronov.

Katoda ima mejno vrednost emisij elektronov. Ko dosežemo to mejo, se anodni tok stabilizira. Če se na anodo glede na katodo nanese nepomembna negativna napetost, se elektroni nehajo premakniti.

Katodni material, iz katerega je izdelan, ima visoko stopnjo emisij.

Tokovna napetost (VAC)

Tokovna napetost za to vrsto diode grafično prikazuje odvisnost anodnega toka od napetosti naprej, ki se uporablja za katodne in anodne priključke. Sestavljen je iz treh delov:

• Počasen nelinearni tok;
• Delovni del značilnosti;
• Območje anodnega toka zasičenosti.

Nelinearni del se začne po območju izreza anodnega toka. Njegova nelinearnost je povezana z majhnim pozitivnim potencialom katode, ki je pri segrevanju z žarilno nitko zapustil elektron.

Aktivno spletno mesto opredeljuje skoraj navpično črto. Karakterizira odvisnost anodnega toka od naraščajoče napetosti.

Območje nasičenja je črta konstantne tokovne vrednosti anode z naraščajočo napetostjo med žarnicami žarnice. Elektronsko svetilko v tem delu lahko primerjamo z električnim vodnikom. Emisija katode je dosegla najvišjo vrednost.

Polprevodniške diode

Lastnost prehoda p-n za prenosa električnega toka v eni smeri je našla aplikacijo pri ustvarjanju naprav te vrste. Neposredna vključitev je dobava negativnega potenciala za n-regijo tranzicije, glede na p-regijo, katere potencial je pozitiven. Pri takem vklopu je naprava v odprtem stanju. Ko se spremeni polarnost uporabljene napetosti, se bo v zaklenjenem stanju in tok ne bo šel skozi njo.

Klasifikacija diode se lahko izvede glede na njihov namen, glede na značilnosti proizvodnje, glede na vrsto materiala, uporabljenega pri njegovi izdelavi.

V glavnem za proizvodnjo polprevodniških naprav se uporabljajo silicijeve ali germanijeve plošče, ki imajo električno prevodnost n-tipa. V njih je presežek negativno nabitih elektronov.

Z uporabo različnih proizvodnih tehnik lahko na izhodu dobite točke ali plošče.

Pri izdelavi točkovnih naprav je usmerjen vodnik (igla) privarjen na n-ploščo. Na svoji površini se deponira določena zmes. Za germanijeve plošče igla vsebuje indij, za silicijeve rezine pa je igla pokrita z aluminijem. V obeh primerih se kreira območje p-n. Njegova oblika spominja na poloblo (točka).

Za planarne naprave se uporablja difuzijska ali fuzijska metoda. Območje prehodov, pridobljenih s to metodo, se zelo razlikuje. Njena vrednost je odvisna od namena izdelka v prihodnosti. Cevi se spajkata na p-n spojna območja, ki se uporabljajo kot terminali iz telesa končnega izdelka za namestitev različnih električnih vezij.

Na vezjih so polprevodniške diode označene kot enostranski trikotnik, v zgornjem kotu katerega je pritrjena navpična črta, vzporedna z njo. Izhodna funkcija se imenuje katoda in izpod baze trikotnika z anodo.

Neposredno je vključitev, pri kateri je pozitivni pol vira energije priključen na anodo. Ko je moč ponovno vklopljena, je "plus" vir priključen na katodo.

Trenutna napetostna karakteristika

Tokovno-napetostna karakteristika določa odvisnost toka, ki teče skozi polprevodniški element, na velikost in polarnost napetosti, ki se uporablja za njegove zaključke.

V regiji neposrednih napetosti so razločene tri regije: majhen uporni tok in neposredni delovni tok skozi diode. Prehod iz ene regije v drugo se pojavi, ko neposredna napetost doseže prag prevodnosti. Ta vrednost je približno 0,3 volta za germanijeve diode in 0,7 volta za silicijeve diode.

Ko se na sponke doda dioda reverzne napetosti, je tok skozi to zelo majhno in se imenuje obratni tok ali tok puščanja. Ta odvisnost opazujemo do določene vrednosti velikosti vzvratne napetosti. Imenuje se napetost razgradnje. Ko je presežena, obrnjen tok gradi plaz-podoben.

Mejne vrednosti parametrov

Za polprevodniške diode obstajajo vrednosti njihovih parametrov, ki jih ni mogoče preseči. Te vključujejo:

• Največji tok;
• Največja napetost povratne razgradnje;
• Največja izguba moči.

Polprevodniški element lahko prenese enosmerni tok z majhnim obsegom. Ko je presežena, se p-n križišče pregreje in razbije. Največja rezerva na tem parametru je letalo napajalnih naprav. Z njimi lahko dosežemo desetine amperov.

Če presega največjo vrednost napetosti razčlenitve, lahko dioda z enosmernimi lastnostmi pretvori v navaden električni tok. Razčlenitev je lahko nepovratna in se zelo razlikuje glede na uporabljeni instrument.

Poraba energije Je količina, ki je neposredno odvisna od toka in napetosti, ki se potem uporablja za priključke diode. Poleg prekoračitve maksimalnega tokovnega toka, preseganje mejne moči povzroči nepopravljive posledice. Dioda zgoreli in preneha izpolnjevati svoj namen. Da bi preprečili takšno situacijo, električni aparati namestijo instrumente na radiatorje, ki preusmerijo (razpršijo) presežne toplote v okolje.

Vrste polprevodniških diod

Zmožnost diode, da prenese tok v smeri naprej in ne prenese v obratni smeri, je našla aplikacijo v elektrotehniki in radijskem inženirstvu. Posebne vrste diode so bile oblikovane tako, da izvajajo ozek obseg nalog.

Usmerniki in njihove lastnosti

Njihova uporaba temelji na odpravljanju lastnosti teh naprav. Uporabljajo se za pridobivanje konstantne napetosti z odpravo vhodnega spremenljivega signala.

Ena rektifikacijska dioda omogoča doseganje pulzirajoče napetosti pozitivne polarnosti na izhodu. Z njihovo kombinacijo lahko dobite valovno obliko, ki izgleda kot val. Pri uporabi v sistemih usmerniki dodatne elemente, kot je elektrolitski kondenzator velikih kapacitivnosti in tuljave z elektromagnetno jedra (dušilk), lahko izhodna naprava prejme konstantno napetost, ki spominja na galvansko napetost akumulatorja, kot je potrebno za delovanje večine potrošnikov opreme.

Semiconductor zener diode

Te diode imajo značilnost I-V s povratno vejo zelo strmine. To pomeni, da z uporabo na terminalih polarnosti v Zener napetost se odpravi, lahko uporabite omejujejo upori, da se vpišete v upravljanih razgradnih plazov. Napetost na točki plazov okvare ima konstantno vrednost z bistveno spremembo v tekočem skozi zener diode, katerih obseg je omejen glede na tehnologijo, ki se uporablja v krog naprave. Tako se izhodna napetost stabilizira na želeni ravni.

Tehnološki postopki pri izdelavi zener diode dosežejo različne vrednosti napetosti napetosti (stabilizacijska napetost). Razpon teh napetosti (3-15) voltov. Posebna vrednost je odvisna od izbrane naprave iz velike družine zener diode.

Načelo delovanja detektorjev

Za odkrivanje visokofrekvenčnih signalov se uporabljajo diode, izdelane s točkovno tehnologijo. Naloga detektorja je omejiti eno polovico moduliranega signala. To v prihodnosti omogoča, da s pomočjo visokonapetostnega filtra pusti samo modulacijski signal na izhodu naprave. Vsebuje nizkofrekvenčne zvočne informacije. Ta metoda se uporablja v radijskih sprejemnikih, ki sprejemajo signal, moduliran v amplitudi.

LED funkcije

Za te diode je značilno dejstvo, da kdaj pride skozi enosmerni tok, kristal oddaja tok fotonov, ki so vir svetlobe. Glede na vrsto kristala, uporabljenega v LED, je lahko spekter svetlobe v vidnem območju človeškega očesa in v nevidnem spektru. Nevidna svetloba je infrardeče ali ultravijolično sevanje.

Pri izbiri teh elementov je treba predstaviti cilj, ki ga je treba doseči. Glavne značilnosti LED so:

• Poraba električne energije;
• Nazivna napetost;
• Trenutna poraba.

Trenutna poraba LED, ki se uporablja za označevanje v napravah široke uporabe, ni večja od 20 mA. S tem je svetloba LED optimalna. Začetek luminescence se začne pri tokovih nad 3 mA.

Nominalna napetost je določena z notranjim uporom prehoda, ki je spremenljiva količina. Ko se tok skozi LED poveča, se upor postopoma zmanjšuje. Napetost vira napajanja, ki se uporablja za napajanje LED, je treba uporabiti ne manj kot napetost, navedena v potnem listu.

Poraba energije je vrednost, ki je odvisna od trenutne porabe in nazivne napetosti. Poveča se z naraščajočimi vrednostmi, ki jo določajo. Treba je opozoriti, da imajo moćne svetle diode v svoji sestavi 2 ali celo 4 kristale.

Pred drugimi svetlobnimi napravami imajo LED nedvomne prednosti. Lahko jih najdete dlje časa. Najpomembnejši so:

• Visoka donosnost;
• Velika trajnost;
• Visoka raven varnosti zaradi nizkih napetosti.

Pomanjkljivost njihovega delovanja je potreba po dodatnem stabiliziranem napajanju z enosmernim tokom, kar povečuje stroške.