Dioda: Princip fungování, typy, 7 důležitých aplikací

by

OBSAH

  • Definice
  • Symbol diody
  • Důležité vlastnosti
  • Technika předpětí diod
  • Důležité typy
  • Aplikace diod

Co jsou diody?

Definice Diode:

"Dioda je speciální elektronický prvek se dvěma elektrodami označovanými jako anoda a katoda".

Různé typy diod
Různé typy diods

                                 

Většina diod je vyrobena z polovodičů, jako je křemík, germanium nebo selen.

Jak funguje dioda?

Pracovní princip diody:

Základní charakteristikou diody je přenášení elektrického proudu pouze jedním směrem. Pokud je katoda nabitá záporně při napětí větším než anoda, začne jí protékat určitý proud zvaný „dopředný zlom“.

Když je katoda kladně nabitá vzhledem k anodě, nebude vést žádný proud. Mohou být provozovány jako usměrňovače, spínače a omezovače.

Dopředné přepěťové napětí je přibližně 0.6 V pro křemík, 0.3 V pro germánium a 1 V pro materiál selen.

Pokud v bodě přerušení dopředu proudí analogový signál diodou, je křivka signálu nepřesná a zkreslující. Všechny signály, které se generují, jsou harmonické a integrální násobky, pokud je vstupní frekvence. Ty obecně produkují signály na mikrovlnné frekvenci se správnou úrovní a polaritou aplikace napětí.

Symbol diody:

Diode
Symbol diody

Důležité vlastnosti diod:

  • Dioda je duální elektronická součástka
  • Má nižší odpor v jednom směru a vyšší v jiném směru
  • Většina diod je vyrobena z křemíku
  • Pokles napětí za podmínek předpětí je přibližně 0.7 voltu.
  • Při obráceném předpětí se oblast vyčerpání vrstvy zvýší.

Různé typy diod:

1. PN přechodová dioda -

"Dioda je přechod PN s typem P na jedné straně a typem N na druhé straně".

2. Světelná dioda (LED) -

„LED je polovodičový světelný zdroj, který vydává světlo, když jím protéká proud.“

3. Foto dioda -

"Toto je přechodová dioda PN na bázi polovodičů, pokud je vystavena světlu a vytváří potenciální rozdíl"

4.   Schottkyho dioda -

 "Toto je navrženo spojením polovodiče s kovem. Někdy známá jako horká nosná dioda “.

5.   Tunelová dioda -

" Polovodičová dioda, která má v důsledku tunelování skutečně negativní odpor “.

6.   Varaktorová dioda -

 "Dioda se změnou vnitřní kapacity se změnami zpětného napětí “.

7.   Zenerova dioda -

"Speciální typ diody, navržený tak, aby umožňoval proud zpět, když je použito zpětné napětí. “

Jaké jsou ideální diody?

V ideální diodě, když je v předpětí, začne proud volně proudit ze zařízení. V ideálním případě obvykle bez poklesu napětí při předpětí. Všechny ostatní zdroje napětí spadají přes rezistory obvodu. Při reverzním předpětí je v ideální diodě nulový tok proudu a bude mít nekonečný odpor.

Co jsou praktické diody?

V praktické diodě některé z odporů umožňují, aby proud protékal, pokud je předpětí. Kvůli přítomnosti odporů se část energie rozptýlí, když začne proud protékat předpjatým předpětím. Když je v předpětí, může kvůli vysokému odporu vést.

Dioda je obvykle přechod PN.

  1. Je to bariérový potenciál. Chcete-li tento problém překonat použitím zvláštního napětí na pn křižovatku, může být schopen vést.
  2. Takže proud projde pn spojem, když je vynechán bariérový potenciál.
  3. Je to se dvěma kovovými vodiči známé jako pn křižovatka.
  4. Proces aplikace externího napětí je ovlivnění kanálu.

Předpětí dopředu:

Picture1
Dioda v předpětí
Kredit:  S-kei , PnJunction-Dioda-ForwardBias, CC BY-SA 2.5
  • Baterie připojena ke svorce p na straně p spojovací diody p a poté připojte svorku ke straně n.
  • Pokud použijeme externí napětí, které je větší než potenciální bariéra, začne vést proud, aby prošel
  • Dioda je připojena ke zdroji stejnosměrného napětí (V)
  • Napětí na diodě se nazývá dopředná charakteristika přechodové diody pn
  • Dokud není dosaženo A, neteče žádný diodový proud, protože externí napětí Vf  se staví proti zabudovanému napětí, jehož hodnota je 0.
  • Napětí se však zvyšuje nad A a diodový proud rychle klesá.
  • Pokud je dopředný proud externě zpětný, ořízne osu napětí v bodě, ze kterého Vk lze určit

Reverzní zkreslení:

PnJunction Diode ReverseBias
Dioda v obráceném předpětí
Kredit: S-kei, PnJunction-Dioda-ReverseBias, CC BY-SA 2.5
  • Pokud je na diody pn přivedeno napětí - svorka ve je připojena k polovodiči typu p. Podobně je kladná svorka připojena k typu n.
  • Otvory ze strany p jsou přitahovány k terminálu -ve. Zatímco volné elektrony ze strany n jsou přitahovány k kladné svorce.
  • V krocích se zvyšuje zpětné zkreslení a je pozorován diodový proud.
  • Když reverzní předpětí zvyšuje VBR diodový reverzní proud se velmi brzy zvýší.

Spínací vlastnost diod:

Při dopředném zkreslení, když je aplikováno malé napětí, dioda vede, což překračuje snížení napětí známé jako zapnutý stav.

Ve zpětném zkreslení jsou jen malé proudové zdroje s reverzně aplikovaným napětím, které je menší než hodnota průrazu, známé jako vypnuto

Při přepínání se dioda přepíná z dopředného předpětí do zapnutého stavu na reverzní předpětí ve vypnutém stavu nebo naopak.

Aplikace diod

Oprava:

Dioda obvykle funguje jako usměrňovač a zplošťuje zdroj střídavého proudu na konstantní zdroj energie. Tohoto cíle lze dosáhnout obstrukcí toku v jednom směru a průchodem druhým směrem.

Emise světla:  

LED poskytuje mnohem účinnější zdroj světla. Žárovky jsou dražší než jejich žhavící protějšky, z části proto, že pro práci se střídavým proudem vyžadují další řídicí obvody.

Indukční ztráta zátěže:

Diody se v této aplikaci používají, když je indukční zátěž vypnutá, energie, kterou má uloženou, musí někam jít. Bez řádné ochrany obvodu může uložená energie vést k napěťovým špičkám, které mohou oblouku procházet přes spínač a potenciálně přetížit tranzistor, tato konfigurace umožňuje rozptýlení proudu přes induktor, který se napájí zpět do napájecího zdroje a chrání obvod.

Snímání a ovládání:

Polovodiče mohou snadno generovat elektrické náboje na základě optických efektů. Obecně jsou tato zařízení zabalena takovým způsobem, že blokuje světlo, aby se zabránilo nechtěné elektrické aktivitě. Fotodiody jsou konstruovány pro optimalizaci tohoto efektu. Tyto fotodiody se často používají v infračerveném spektru, například uvnitř dálkových ovladačů spotřebitelů.

Další článek týkající se elektroniky klikněte zde

     

Zanechat komentář