מהן דיודות ולמה הן משמשות?

הכי פשוט מוֹלִיך לְמֶחֱצָה רכיב - ה דיודה - מבצעת מגוון פונקציות שימושיות הקשורות למטרת הליבה שלו, ניהול כיוון זרימת הזרם החשמלי. דיודות מאפשרות לזרם לזרום דרכן בכיוון אחד בלבד.

נראה כי דיודות יעילות לחלוטין הן מעגלים פתוחים עם מתח שלילי והן נראות כמו קצרים. אבל בגלל שדיודות מודות בחוסר יעילות מסוים, הקשר שלהן בין זרם למתח אינו ליניארי. ככזה, תרצה לעיין בגיליון הנתונים של דיודה כדי לראות גרף של העקומה של כל דיודה נתונה מתח קדימה ביחס לזרם הקדמי שלו, כך שתבחר את הדיודה המתאימה עבורך פּרוֹיֶקט.

יישומים של דיודות

למרות היותם רק התקני מוליכים למחצה פשוטים עם שני פינים, דיודות חיוניות באלקטרוניקה המודרנית. חלק מהיישומים האופייניים של דיודות כוללים:

• תיקון מתח, כגון הפיכת AC למתחים DC
• בידוד אותות מהספק
• שליטה בגודל האות
• ערבוב אותות

המרת כוח

יישום משמעותי אחד של דיודות הוא המרת מתח AC למתח DC. דיודה בודדת או ארבע דיודות הופכות מתח ביתי של 110V ל-DC על ידי יצירת חצי דרך (דיודה בודדת) או גל מלא (ארבע דיודות) מיישר. הדיודה מאפשרת רק למחצית מצורת הגל AC לעבור דרכה. כאשר דופק מתח זה טוען קבל, מתח המוצא נראה כמתח DC יציב עם אדוות מתח קטנה. שימוש במיישר גל מלא הופך את התהליך הזה ליעיל עוד יותר על ידי ניתוב פולסי ה-AC כך שהחצי החיובי והשלילי של גל הסינוס המבוא יהיו נתפס כפולסים חיוביים בלבד, מה שמכפיל למעשה את תדירות הפולסים המבואים לקבל, מה שעוזר לשמור אותו טעון ולספק מתח יציב יותר.

דיודות וקבלים יוצרים מכפילי מתח שונים כדי לקחת מתח AC קטן ולהכפיל אותו כדי ליצור יציאות מתח גבוהות מאוד. שתי יציאות AC ו-DC אפשריות באמצעות התצורה הנכונה של קבלים ודיודות.

דמודולציה של אותות

השימוש הנפוץ ביותר בדיודות הוא להסיר את הרכיב השלילי של אות AC. מכיוון שהחלק השלילי של צורת גל AC זהה בדרך כלל לחצי החיובי, מעט מאוד מידע אובד למעשה בתהליך זה של הפשטתו, מה שמוביל לאות יעיל יותר מעבד.

דהמודולציה של אותות משמשת בדרך כלל ב רדיו כחלק ממערכת הסינון כדי לסייע בחילוץ אות הרדיו מגל הנשא.

הגנות על מתח יתר

דיודות מתפקדות היטב גם כהתקני הגנה עבור רכיבים אלקטרוניים רגישים. כאשר משתמשים בו בתור התקני הגנה מפני מתח, הדיודות אינן מוליכות בתנאי הפעלה רגילים אך מקצרות מיד כל ספייק במתח גבוה לאדמה היכן שהוא אינו יכול להזיק למעגל משולב. דיודות מיוחדות נקראות מדכאי מתח חולף מתוכננים במיוחד להגנת מתח יתר ויכולים להתמודד עם קוצי חשמל גדולים מאוד לפרקי זמן קצרים, אופייני מאפיינים של קפיצת מתח או התחשמלות, שבדרך כלל פוגעים ברכיבים ומקצרים את חייו של אלקטרוני מוצר.

באופן דומה, דיודה יכולה לווסת מתח על ידי שימוש בתור א גוֹזֵז או א מַגְבִּיל - מטרה מיוחדת המכסה את המתח שיכול לעבור דרכו בנקודה מסוימת.

היגוי נוכחי

היישום הבסיסי של דיודות הוא לכוון את הזרם ולוודא שהוא זורם רק בכיוון הנכון. אזור אחד שבו יכולת היגוי נוכחית של דיודות משמש לטובה הוא במעבר מהכוח המגיע מאספקת חשמל למתח הפועל מסוללה. כאשר מכשיר מחובר ונטען - למשל, טלפון סלולרי או אל-פסק - המכשיר אמור לשאוב חשמל רק מהספק החיצוני ולא מהסוללה, ובזמן שהמכשיר מחובר לחשמל הסוללה צריכה לשאוב כוח ו טעינה מחדש. ברגע שמקור הכוח מוסר, הסוללה צריכה להפעיל את המכשיר כך שהמשתמש לא יבחין בהפרעה.

דוגמה טובה להיגוי נוכחי היא דרך הגנת זרם הפוך. קחו למשל את המכונית שלכם. כשהסוללה שלך מתה ועובר אורח ידידותי מציע לעזור עם כבלי הזינוק, אם תערבבו את הסדר של האדום וה כבלים שחורים אתה לא תטגן את מערכת החשמל של המכונית שלך כי דיודות צמודות לסוללה חוסמות את הכיוון הלא נכון נוֹכְחִי.

שערים לוגיים

מחשבים פועלים בבינארי - ים אינסופי של אפסים ואחדים. עצי ההחלטה הבינאריים במחשוב מבוססים על שערים לוגיים המופעלים על ידי דיודות השולטות אם מתג מופעל ("1") או כבוי ("0"). למרות שמאות מיליוני דיודות מופיעות במעבדים מודרניים, הן זהות מבחינה תפקודית לדיודות שאתה קונה בחנות האלקטרוניקה - רק הרבה יותר קטנות.

דיודות ואור

פנס לד הוא רק פנס שהתאורה שלו מקורה מדיודה פולטת אור. בנוכחות מתח חיובי, נוריות לד זוהרות.

פוטודיודה, לעומת זאת, מקבלת אור דרך אספן (כמו פאנל סולארי מיני) וממירה את האור הזה לכמות קטנה של זרם.