Kas ir diodes un kam tās tiek izmantotas?

Vienkāršākais pusvadītājs sastāvdaļa — diode — veic dažādas noderīgas funkcijas, kas saistītas ar tās galveno mērķi vadīt elektriskās strāvas plūsmas virzienu. Diodes ļauj strāvai plūst caur tām tikai vienā virzienā.

Ideāli efektīvas diodes ir atvērtas ķēdes ar negatīvu spriegumu, un citādi tās izskatās kā īssavienojumi. Bet, tā kā diodes pieļauj zināmu neefektivitāti, to strāvas un sprieguma attiecība ir nelineāra. Tādējādi jūs vēlēsities apskatīt diodes datu lapu, lai redzētu jebkuras konkrētās diodes līknes grafiku. priekšējais spriegums attiecībā pret tā priekšējo strāvu, lai jūs izvēlētos pareizo diodi projektu.

Diožu pielietojumi

Neskatoties uz to, ka diodes ir vienkāršas divu kontaktu pusvadītāju ierīces, tās ir ļoti svarīgas mūsdienu elektronikā. Daži no tipiskajiem diožu pielietojumiem ir:

• Sprieguma labošana, piemēram, maiņstrāvas pārvēršana līdzstrāvas spriegumos
• Signālu izolēšana no padeves
• Signāla lieluma kontrole
• Signālu sajaukšana

Jaudas pārveidošana

Viens nozīmīgs diožu pielietojums ir pārveidot maiņstrāvu par līdzstrāvu. Viena diode vai četras diodes pārveido 110 V mājsaimniecības strāvu līdzstrāvai, veidojot pusceļu (viena diode) vai pilnviļņu (četras diodes) taisngriezis. Diode ļauj tai pārvietoties tikai pusei no maiņstrāvas viļņu formas. Kad šis sprieguma impulss uzlādē kondensatoru, izejas spriegums, šķiet, ir vienmērīgs līdzstrāvas spriegums ar nelielu sprieguma pulsāciju. Pilna viļņa taisngrieža izmantošana padara šo procesu vēl efektīvāku, novirzot maiņstrāvas impulsus tā, lai gan ieejas sinusoidālā viļņa pozitīvās, gan negatīvās puses būtu tiek uzskatīti tikai par pozitīviem impulsiem, efektīvi dubultojot kondensatora ieejas impulsu frekvenci, kas palīdz uzturēt to uzlādētu un nodrošināt stabilāku spriegumu.

Diodes un kondensatori rada dažādus sprieguma reizinātājus, lai ņemtu nelielu maiņstrāvas spriegumu un reizinātu to, lai izveidotu ļoti augsta sprieguma izejas. Izmantojot pareizo kondensatoru un diožu konfigurāciju, ir iespējamas gan maiņstrāvas, gan līdzstrāvas izejas.

Signālu demodulācija

Visbiežāk izmanto diodes, lai noņemtu maiņstrāvas signāla negatīvo komponentu. Tā kā maiņstrāvas viļņu formas negatīvā daļa parasti ir identiska pozitīvajai pusei, ļoti maz Informācija tiek faktiski zaudēta šajā tās noņemšanas procesā, tādējādi nodrošinot efektīvāku signālu apstrāde.

Parasti tiek izmantota signāla demodulācija radioaparāti kā daļu no filtrēšanas sistēmas, lai palīdzētu iegūt radio signālu no nesēja viļņa.

Pārsprieguma aizsardzība

Diodes labi darbojas arī kā jutīgu elektronisko komponentu aizsardzības ierīces. Lietojot kā sprieguma aizsardzības ierīces, diodes normālos darbības apstākļos nevada, bet nekavējoties saīsina jebkuru augstsprieguma smaili pret zemi, kur tas nevar kaitēt integrētajai shēmai. Specializētās diodes sauc pārejas sprieguma slāpētāji ir īpaši izstrādāti aizsardzībai pret pārspriegumu un var izturēt ļoti lielus jaudas lēcienus īsos laika periodos, tipiski sprieguma smailes vai elektriskās strāvas trieciena raksturlielumi, kas parasti sabojātu sastāvdaļas un saīsinātu elektronikas kalpošanas laiku produkts.

Līdzīgi, diode var regulēt spriegumu, kalpojot kā a griezējs vai a ierobežotājs — specializēts mērķis, kas ierobežo spriegumu, kas var iet caur to noteiktā punktā.

Pašreizējā stūrēšana

Diožu pamatpielietojums ir vadīt strāvu un pārliecināties, ka tā plūst tikai pareizajā virzienā. Viena joma, kurā diožu strāvas vadīšanas spēja tiek izmantots, lai pārslēgtos no strāvas padeves no barošanas avota uz jaudu, kas darbojas no akumulatora. Kad ierīce ir pievienota strāvas avotam un tiek uzlādēta, piemēram, mobilais tālrunis vai nepārtrauktās barošanas avots, ierīcei ir jāsaņem strāva. tikai no ārējā barošanas avota, nevis no akumulatora, un, kamēr ierīce ir pievienota akumulatoram, vajadzētu saņemt strāvu un uzlādēšana. Tiklīdz strāvas avots ir noņemts, akumulatoram ir jābaro ierīce, lai lietotājs nepamanītu nekādus pārtraukumus.

Labs pašreizējās stūrēšanas piemērs ir cauri reversās strāvas aizsardzība. Apsveriet, piemēram, savu automašīnu. Kad akumulators izlādējas un kāds draudzīgs garāmgājējs piedāvā palīdzēt ar džemperu kabeļiem, ja sajaucat sarkano un melnus kabeļus jūs neapcepsiet automašīnas elektrisko sistēmu, jo diodes, kas atrodas blakus akumulatoram, bloķē nepareizu virzienu strāva.

Loģikas vārti

Datori darbojas bināros veidos — bezgalīgā nulles un vieninieku jūrā. Binārie lēmumu koki skaitļošanā ir balstīti uz loģiskajiem vārtiem, ko iespējo diodes, kas kontrolē, vai slēdzis ir ieslēgts ("1") vai izslēgts ("0"). Lai gan mūsdienu procesoros parādās simtiem miljonu diožu, tās funkcionāli ir tādas pašas kā diodes, kuras iegādājaties elektronikas veikalā — tikai daudz mazākas.

Diodes un gaisma

LED lukturītis ir tikai lukturītis, kura apgaismojumu nodrošina gaismas diode. Pozitīva sprieguma klātbūtnē, Gaismas diodes spīd.

Turpretim fotodiode pieņem gaismu caur kolektoru (piemēram, mini saules paneli) un pārvērš šo gaismu nelielā strāvas daudzumā.