Ce sunt diodele și pentru ce sunt folosite?

Cel mai simplu semiconductor componentă — cel dioda — îndeplinește o varietate de funcții utile legate de scopul său principal de a gestiona direcția fluxului de curent electric. Diodele permit curentului să circule prin ele într-o singură direcție.

Diodele perfect eficiente par a fi circuite deschise cu o tensiune negativă și, altfel, arată ca niște scurtcircuite. Dar pentru că diodele admit o anumită ineficiență, relația lor curent-tensiune este neliniară. Ca atare, veți dori să consultați fișa de date a unei diode pentru a vedea un grafic al curbei oricărei diode date. Tensiunea directă în raport cu curentul său direct, astfel încât să alegeți dioda potrivită pentru dvs proiect.

Aplicații ale diodelor

În ciuda faptului că sunt simple dispozitive semiconductoare cu doi pini, diodele sunt vitale în electronica modernă. Unele dintre aplicațiile tipice ale diodelor includ:

• Redresarea unei tensiuni, cum ar fi transformarea AC în tensiuni DC
• Izolarea semnalelor de la o sursă
• Controlul mărimii unui semnal
• Semnale de amestecare

Conversie de putere

O aplicație semnificativă a diodelor este transformarea puterii de curent alternativ în putere de curent continuu. O singură diodă sau patru diode transformă puterea de uz casnic de 110 V în DC formând o jumătate (o singură diodă) sau o undă completă (patru diode) redresor. Dioda permite doar jumătate din forma de undă AC să treacă prin ea. Când acest impuls de tensiune încarcă un condensator, tensiunea de ieșire pare a fi o tensiune continuă constantă cu o mică ondulație de tensiune. Folosirea unui redresor cu undă completă face acest proces și mai eficient prin direcționarea impulsurilor AC, astfel încât atât jumătățile pozitive, cât și cele negative ale undei sinusoidale de intrare să fie văzute doar ca impulsuri pozitive, dublând efectiv frecvența impulsurilor de intrare către condensator, ceea ce ajută la menținerea încărcată și la furnizarea unei tensiuni mai stabile.

Diodele și condensatoarele creează diferiți multiplicatori de tensiune pentru a lua o tensiune alternativă mică și o înmulți pentru a crea ieșiri de tensiune foarte înaltă. Ambele ieșiri AC și DC sunt posibile folosind configurația corectă a condensatoarelor și diodelor.

Demodularea Semnalelor

Cea mai obișnuită utilizare a diodelor este de a elimina componenta negativă a unui semnal de curent alternativ. Deoarece porțiunea negativă a unei forme de undă AC este de obicei identică cu jumătatea pozitivă, foarte puțin informațiile se pierd efectiv în acest proces de îndepărtare a acestora, ceea ce duce la un semnal mai eficient prelucrare.

Demodularea semnalului este utilizată în mod obișnuit în radiouri ca parte a sistemului de filtrare pentru a ajuta la extragerea semnalului radio din unda purtătoare.

Protecție la supratensiune

Diodele funcționează bine și ca dispozitive de protecție pentru componentele electronice sensibile. Când este folosit ca dispozitive de protecție a tensiunii, diodele sunt neconductoare în condiții normale de funcționare, dar scurtează imediat orice vârf de înaltă tensiune la masă unde nu poate dăuna unui circuit integrat. Diode specializate numite supresoare de tensiune tranzitorie sunt concepute special pentru protecție la supratensiune și pot face față unor vârfuri de putere foarte mari pentru perioade scurte de timp, tipic caracteristicile unui vârf de tensiune sau șoc electric, care ar deteriora în mod normal componentele și ar scurta durata de viață a unui electronic produs.

În mod similar, o diodă poate regla tensiunea servind ca a maşină de tuns sau a limitator — un scop specializat care limitează tensiunea care poate trece prin el la un anumit punct.

Direcție curentă

Aplicația de bază a diodelor este de a direcționa curentul și de a vă asigura că curge numai în direcția corectă. O zonă în care capacitatea de direcție curentă a diodelor este folosit cu efect bun este în comutarea de la puterea care vine de la o sursă de alimentare la puterea care rulează de la o baterie. Când un dispozitiv este conectat și se încarcă - de exemplu, un telefon mobil sau o sursă de alimentare neîntreruptibilă - dispozitivul ar trebui să consume energie numai de la sursa de alimentare externă și nu de la baterie, iar în timp ce dispozitivul este conectat, bateria ar trebui să consume energie și reîncărcare. Imediat ce sursa de alimentare este scoasă, bateria ar trebui să alimenteze dispozitivul, astfel încât utilizatorul să nu observe nicio întrerupere.

Un bun exemplu de direcție actuală este prin protectie la curent invers. Luați în considerare, de exemplu, mașina dvs. Când bateria ți se stinge și un trecător prietenos se oferă să ajute cu cablurile jumper, dacă amesteci ordinea roșu și cabluri negre nu veți prăji sistemul electric al mașinii deoarece diodele adiacente bateriei blochează direcția greșită actual.

Porți logice

Calculatoarele funcționează în binar - o mare nesfârșită de zerouri și unu. Arborele de decizie binară în calcul se bazează pe porți logice activate de diode care controlează dacă un comutator este pornit ("1") sau oprit ("0"). Deși sute de milioane de diode apar în procesoarele moderne, ele sunt, din punct de vedere funcțional, aceleași cu diodele pe care le cumpărați de la magazinul de electronice - doar mult mai mici.

Diode și Lumină

O lanternă LED este doar o lanternă a cărei iluminare provine de la o diodă emițătoare de lumină. În prezența tensiunii pozitive, LED-urile luminează.

O fotodiodă, dimpotrivă, acceptă lumina printr-un colector (precum un mini panou solar) și transformă acea lumină într-o cantitate mică de curent.