Wat zijn diodes en waarvoor worden ze gebruikt?

De makkelijkste halfgeleider onderdeel — het diode — vervult een verscheidenheid aan nuttige functies die verband houden met het kerndoel van het beheren van de richting van de stroom van elektrische stroom. Diodes laten de stroom er slechts in één richting doorheen stromen.

Perfect efficiënte diodes lijken open circuits te zijn met een negatieve spanning en zien er anders uit als kortsluitingen. Maar omdat diodes enige inefficiëntie toegeven, is hun stroom-naar-spanningsrelatie niet-lineair. Als zodanig wilt u de datasheet van een diode raadplegen om een ​​grafiek van de curve van een bepaalde diode te zien voorwaartse spanning ten opzichte van de voorwaartse stroom, zodat u de juiste diode voor uw specifieke kiest projecteren.

Toepassingen van diodes

Ondanks dat het slechts eenvoudige halfgeleiderapparaten met twee pinnen zijn, zijn diodes van vitaal belang in moderne elektronica. Enkele van de typische toepassingen van diodes zijn:

• Gelijkrichten van een spanning, zoals het omzetten van AC in DC-spanningen
• Isoleren van signalen van een voeding
• De grootte van een signaal regelen
• Signalen mixen

Vermogensconversie

Een belangrijke toepassing van diodes is het omzetten van wisselstroom in gelijkstroom. Een enkele diode of vier diodes transformeren 110V huishoudstroom naar DC door een halve (enkele diode) of een full-wave (vier diodes) te vormen gelijkrichter. Door de diode kan slechts de helft van de AC-golfvorm er doorheen reizen. Wanneer deze spanningspuls een condensator oplaadt, lijkt de uitgangsspanning een constante gelijkspanning te zijn met een kleine spanningsrimpel. Het gebruik van een dubbelfasige gelijkrichter maakt dit proces nog efficiënter door de AC-pulsen zo te routeren dat zowel de positieve als de negatieve helft van de ingangssinusgolf gezien als alleen positieve pulsen, waardoor de frequentie van de ingangspulsen naar de condensator effectief wordt verdubbeld, waardoor deze opgeladen blijft en een stabielere spanning wordt geleverd.

Diodes en condensatoren creëren verschillende spanningsvermenigvuldigers om een ​​kleine wisselspanning te nemen en deze te vermenigvuldigen om zeer hoge spanningsuitgangen te creëren. Zowel AC- als DC-uitgangen zijn mogelijk met de juiste configuratie van condensatoren en diodes.

Demodulatie van signalen

Het meest gebruikelijke gebruik van diodes is om de negatieve component van een AC-signaal te verwijderen. Omdat het negatieve deel van een AC-golfvorm meestal identiek is aan de positieve helft, heel weinig informatie gaat effectief verloren in dit proces van strippen, wat leidt tot een efficiënter signaal verwerken.

Signaaldemodulatie wordt vaak gebruikt in radio's als onderdeel van het filtersysteem om het radiosignaal uit de draaggolf te helpen halen.

Overspanningsbeveiligingen

Diodes functioneren ook goed als beschermingsinrichtingen voor gevoelige elektronische componenten. Bij gebruik als spanningsbeveiliging apparaten, de diodes zijn niet-geleidend onder normale bedrijfsomstandigheden, maar kortsluiten elke hoogspanningspiek onmiddellijk naar aarde waar deze een geïntegreerd circuit niet kan beschadigen. Gespecialiseerde diodes genaamd tijdelijke spanningsonderdrukkers zijn speciaal ontworpen voor overspanningsbeveiliging en kunnen zeer grote stroompieken aan voor korte perioden, typisch kenmerken van een spanningspiek of elektrische schok, die normaal gesproken componenten zouden beschadigen en de levensduur van een elektronische Product.

Evenzo kan een diode de spanning regelen door als a. te dienen klipper of een begrenzer - een gespecialiseerd doel dat de spanning die er op een bepaald punt doorheen kan gaan, afdekt.

Huidige besturing

De basistoepassing van diodes is om stroom te sturen en ervoor te zorgen dat deze alleen in de juiste richting stroomt. Een gebied waar de huidige stuurcapaciteit van diodes wordt met goed resultaat gebruikt bij het overschakelen van de stroom die van een voeding komt naar de stroom die van een batterij komt. Wanneer een apparaat is aangesloten en wordt opgeladen, bijvoorbeeld een mobiele telefoon of een ononderbroken stroomvoorziening, moet het apparaat stroom krijgen alleen van de externe voeding en niet van de batterij, en terwijl het apparaat is aangesloten, moet de batterij stroom krijgen en opladen. Zodra de stroombron is verwijderd, moet de batterij het apparaat van stroom voorzien, zodat de gebruiker geen onderbreking merkt.

Een goed voorbeeld van stroomsturing is door tegenstroombeveiliging. Denk bijvoorbeeld aan uw auto. Wanneer uw batterij leeg is en een vriendelijke voorbijganger aanbiedt om te helpen met startkabels, als u de volgorde van de rode en zwarte kabels, je frituurt het elektrische systeem van je auto niet omdat diodes naast de batterij de verkeerde richting blokkeren huidig.

Logische poorten

Computers werken binair: een eindeloze zee van nullen en enen. De binaire beslissingsbomen in de informatica zijn gebaseerd op logische poorten die mogelijk worden gemaakt door diodes die bepalen of een schakelaar aan ("1") of uit ("0") is. Hoewel honderden miljoenen diodes in moderne processors voorkomen, zijn ze functioneel hetzelfde als de diodes die je in de elektronicawinkel koopt - alleen veel kleiner.

Diodes en licht

Een LED-zaklamp is slechts een zaklamp waarvan de verlichting afkomstig is van een lichtgevende diode. In aanwezigheid van positieve spanning, LED's gloeien.

Een fotodiode daarentegen accepteert licht via een collector (zoals een minizonnepaneel) en zet dat licht om in een kleine hoeveelheid stroom.