ダイオードとは何ですか？また、それらは何に使用されますか？

最も簡単な 半導体 コンポーネント— ダイオード —電流の流れの方向を管理するという中核的な目的に関連するさまざまな便利な機能を実行します。 ダイオードは、電流が一方向にのみ流れることを可能にします。

完全に効率的なダイオードは、負の電圧の​​開回路のように見え、それ以外の場合は短絡のように見えます。 しかし、ダイオードはある程度の非効率性を認めているため、それらの電流と電圧の関係は非線形です。 そのため、ダイオードのデータシートを参照して、特定のダイオードの曲線のグラフを確認することをお勧めします。 順方向電流に対する順方向電圧。特定のダイオードに適したダイオードを選択します。 事業。

ダイオードの応用

単純な2ピン半導体デバイスであるにもかかわらず、ダイオードは現代の電子機器に不可欠です。 ダイオードの典型的なアプリケーションのいくつかは次のとおりです。

• ACをDC電圧に変えるなど、電圧を整流する
• 電源からの信号の分離
• 信号のサイズの制御
• 信号の混合

電力変換

ダイオードの重要な用途の1つは、AC電力をDC電力に変換することです。 単一のダイオードまたは4つのダイオードは、中間波（単一のダイオード）または全波（4つのダイオード）を形成することにより、110Vの家庭用電力をDCに変換します。 整流器. ダイオードは、AC波形の半分だけがダイオードを通過できるようにします。 この電圧パルスがコンデンサを充電すると、出力電圧は小さな電圧リップルを伴う安定したDC電圧のように見えます。 全波整流器を使用すると、入力正弦波の正と負の両方の半分が次のようになるようにACパルスをルーティングすることにより、このプロセスがさらに効率的になります。 正のパルスとしてのみ見られ、コンデンサへの入力パルスの周波数を効果的に2倍にします。これにより、コンデンサの充電が維持され、より安定した電圧が供給されます。

ダイオードとコンデンサは、異なる電圧乗算器を作成して小さなAC電圧を取得し、それを乗算して非常に高い電圧出力を作成します。 コンデンサとダイオードの適切な構成を使用して、AC出力とDC出力の両方が可能です。

信号の復調

ダイオードの最も一般的な使用法は、AC信号の負の成分を除去することです。 AC波形の負の部分は通常、正の半分と同じであるため、ごくわずかです。 情報を取り除くこのプロセスでは、情報が効果的に失われ、より効率的な信号につながります 処理。

信号復調は一般的に ラジオ 搬送波から無線信号を抽出するのに役立つフィルタリングシステムの一部として。

過電圧保護

ダイオードは、敏感な電子部品の保護装置としても機能します。 として使用する場合 電圧保護装置、ダイオードは通常の動作条件下では非導通ですが、高電圧スパイクをすぐにグランドに短絡し、集積回路に害を及ぼすことはありません。 と呼ばれる特殊なダイオード 過渡電圧サプレッサー 過電圧保護用に特別に設計されており、非常に大きな電力スパイクを短時間で処理できます。 電圧スパイクまたは感電の特性。通常、コンポーネントに損傷を与え、電子機器の寿命を縮めます。 製品。

同様に、ダイオードは、 クリッパー または リミッタ —特定のポイントで通過できる電圧を制限する特殊な目的。

現在のステアリング

ダイオードの基本的な用途は、電流を操作し、電流が適切な方向にのみ流れるようにすることです。 1つのエリア ダイオードの電流ステアリング機能 電源からの電力からバッテリーからの電力への切り替えに効果的に使用されます。 デバイスが接続されて充電されている場合（たとえば、携帯電話や無停電電源装置）、デバイスは電力を消費している必要があります バッテリーではなく外部電源からのみ、デバイスが接続されている間、バッテリーは電力を消費し、 充電します。 電源が取り外されるとすぐに、ユーザーが中断に気付かないように、バッテリーがデバイスに電力を供給します。

現在のステアリングの良い例は 逆電流保護。 たとえば、あなたの車を考えてみましょう。 あなたのバッテリーが切れて、フレンドリーな通行人がジャンパーケーブルを手伝ってくれると申し出たとき、あなたが赤と バッテリーに隣接するダイオードが間違った方向をブロックするため、車の電気システムを揚げない黒いケーブル 現在。

論理ゲート

コンピューターはバイナリーで動作します—ゼロと1の無限の海。 コンピューティングのバイナリデシジョンツリーは、スイッチがオン（ "1"）かオフ（ "0"）かを制御するダイオードによって有効化される論理ゲートに基づいています。 最新のプロセッサには数億個のダイオードが搭載されていますが、機能的には電気店で購入するダイオードと同じで、はるかに小さいものです。

ダイオードと光

LED懐中電灯は、発光ダイオードから照明が供給される懐中電灯です。 正の電圧が存在する場合、 LEDが光る.

対照的に、フォトダイオードはコレクター（ミニソーラーパネルなど）を介して光を受け取り、その光を少量の電流に変換します。