A legegyszerűbb félvezető komponens - a dióda - számos hasznos funkciót lát el, amelyek az elektromos áram áramlási irányának kezelésére irányulnak. A diódák lehetővé teszik az áram áramlását csak egy irányban.
A tökéletesen hatékony diódák negatív feszültségű nyitott áramköröknek tűnnek, és egyébként rövidzárlatnak tűnnek. De mivel a diódák bizonyos hatástalanságra hivatkoznak, az áram-feszültség kapcsolatuk nemlineáris.
Mint ilyen, meg szeretné tekinteni a dióda adatlapját, hogy egy adott dióda előremenő feszültsége görbéjét ábrázolja az előremenő áramhoz képest, így kiválasztja a megfelelő diódát az adott projekthez.
Diódák alkalmazása
Annak ellenére, hogy egyszerű kétpólusú félvezető eszközök, a diódák létfontosságúak a modern elektronikában. A diódák tipikus alkalmazási területei közül néhány:
- Egy feszültség kiegyenlítése, például az egyenáramú feszültség egyenáramúvá tétele
- A tápellátásból származó jelek elkülönítése
- A jel nagysága szabályozása
- Keverési jelek
Teljesítményátalakítás
A diódák egyik jelentős alkalmazása az egyenáramú tápellátás átalakítása. Egyetlen diódát vagy négy diódát használhatunk arra, hogy a 110V háztartási áramot egyenáramúvá alakítsuk félúton (egyetlen diódával) vagy teljes hullámmal (négy diódával) egyenirányító . A dióda ezt teszi, ha csak az AC hullámforma fele utazik rajta. Amikor ezt a feszültségimpulzust kondenzátor töltésére használják, a kimeneti feszültség egyenletes egyenfeszültségnek tűnik, kis feszültségű hullámossággal. A teljes hullámú egyenirányító segítségével ez a folyamat még hatékonyabbá válik az AC impulzusok irányításával úgy, hogy a bemeneti szinusz hullámának mind pozitív, mind negatív felei csak pozitív impulzusoknak tekinthetők, és ez ténylegesen megduplázza a bemenő impulzusok frekvenciáját a kondenzátorra, ami segít megőrizni a töltést és stabilabb feszültséget biztosítani.
A diódák és a kondenzátorok számos típusú feszültségszorzót hozhatnak létre, hogy egy kis váltakozó áramú feszültséget vegyenek és szorozzák meg, hogy nagyon nagy feszültségű kimeneteket hozzanak létre. Mindkét AC és DC kimenet lehetséges a kondenzátorok és a diódák megfelelő konfigurálásával.
A jelek demodulációja
A diódák leggyakoribb alkalmazása az AC jel negatív komponenseinek eltávolítása. Mivel egy AC hullám negatív része általában azonos a pozitív féllel, nagyon kevés információ veszik el efféle módon, ezzel eltávolítva azt, ami hatékonyabb jelfeldolgozást eredményez.
A jel demodulációt általában a rádiókban használják a szűrőrendszer részeként, hogy megkönnyítsék a rádiójel kivonását a vivőhullámból.
Túlfeszültség elleni védelem
A diódák jól működnek érzékeny elektronikai alkatrészek védelmére is. Feszültségvédő eszközökként történő felhasználáskor a diódák normál üzemi körülmények között nem vezetnek, de azonnal rövidre zárják a nagyfeszültségű földelést, ahol nem okozhatnak ártalmat egy integrált áramkörnek. Speciális diódák tranziens feszültségcsökkentők kifejezetten túlfeszültség-védelemre tervezték, és nagyon rövid idejű, nagy feszültségű tüskékkel kezelhető, feszültségcsúcs vagy áramütés jellemző jellemzőivel, ami általában károsíthatja az alkatrészeket és lerövidítheti egy elektronikus termék élettartamát.
Hasonlóképpen, a dióda szabályozhatja a feszültséget a birkanyíró vagy a határoló - egy speciális cél, amely megakadályozza azt a feszültséget, amely egy bizonyos ponton áthaladhat.
Jelenlegi kormányzás
A diódák alapvető alkalmazása az áram irányítása, és győződjön meg róla, hogy csak a megfelelő irányba áramlik. Egy olyan terület, ahol a diódák jelenlegi kormányzási képessége jó hatással van, a tápfeszültségről az áramellátásból érkező áramról való váltásra. Ha egy készülék be van dugva és töltődik - például egy mobiltelefont vagy szünetmentes tápegységet - az eszköz csak a külső tápegységből húzza ki a tápfeszültséget, és nem az akkumulátornak, és amíg a készülék be van dugva az akkumulátorban, és töltés. Amint az áramforrást eltávolítják, az akkumulátornak be kell kapcsolnia a készüléket úgy, hogy a felhasználó ne észlelje a megszakítást.
Jó példa erre az aktuális kormányzás fordított áramvédelem. Vegyük például az autódat. Amikor az akkumulátor lemerül, és a barátságos járókelők segítséget nyújtanak a jumper kábelekhez, ha összekeverik a piros és fekete kábelek sorrendjét, akkor nem fogja meg a gépkocsi elektromos rendszerét, mert az akkumulátorral szomszédos diódák rossz irányú áramot tartalmaznak.
Logikai kapuk
A számítógépek binárisan működnek - a zérók és a végtelen tengerek. A számítástechnika bináris döntési fái a diódák által engedélyezett logikai kapukon alapulnak, amelyek szabályozzák, hogy a kapcsoló be van-e kapcsolva ("1") vagy ki ("0"). Bár több száz millió dióda jelenik meg a modern processzorokban, funkcionálisan ugyanazok, mint az elektronikus áruházban megvásárolt diódák - csak sokkal kisebbek.
Diódák és fény
A LED-es zseblámpa csak egy zseblámpa, amelynek megvilágítása fénykibocsátó diódából származik. Pozitív feszültség jelenlétében a LEDek ragyognak.
A fénydióda ezzel ellentétben elfogadja a fényt egy kollektoron keresztül (mint például egy mini napelem), és átalakítja azt a kis mennyiségű áramot.
