Co je dioda, princip fungování a práce v obvodu

Dioda

Typy diod: elektrovakum a polovodič. Druhý typ je v současné době používán ve velké většině případů. Nikdy není na škodu vědět, jak pracovat diodu, za to, co to je, jak je uvedeno na obrázku, jaké jsou různé typy diod, použití různých typů diod.

Elektrovakuové diody

Přístroje tohoto typu jsou vyrobeny ve formě elektronových trubek. Lampa vypadá jako skleněná žárovka, uvnitř jsou umístěny dvě elektrody. Jedna je anoda, druhá je katoda. Jsou ve vakuu. Strukturálně se anoda vyrábí ve formě tenkovrstvého válce. Uvnitř je umístěna katoda. Má obecně válcovitý tvar. Izolační vlákno je uloženo uvnitř katody. Všechny prvky mají svorky, které jsou připojeny k kolíkům lampy. Nohy lampy jsou vyvedeny ven.

Princip činnosti

Když elektrický proud prochází spirálou, ohřívá a ohřívá katodu, uvnitř které je umístěna. Z povrchu vyhřívané katody se v bezprostředním okolí hromadí elektrony, které ji opustily, aniž by se urychlovaly další pole. Některé z nich se pak vrátí zpět do katody.

Když kladné napětí je aplikováno na anodu, elektrony emitované katodou spěchají na ni, čímž vzniká anodový proud elektronů.

Katoda má limit pro emise elektronů. Po dosažení tohoto limitu se anodový proud stabilizuje. Pokud se na anodu s ohledem na katodu nanáší zanedbatelné záporné napětí, elektrony se přestanou pohybovat.

Materiál katody, z něhož je vyroben, má vysoký stupeň emisí.

Charakteristika proudového napětí (VAC)

Charakteristika proudového napětí tohoto typu diod graficky znázorňuje závislost anodového proudu na napěťovém napětí aplikovaném na katodové a anodové svorky. Skládá se ze tří částí:

• Pomalý nárůst nelineárního proudu;
• Pracovní část charakteristiky;
• Oblast nasycení anodového proudu.

Nelineární část začíná po oblasti, ve které dochází k omezení anodového proudu. Jeho nelinearita je spojena s malým kladným potenciálem katody, která při zahřívání vláknem opouští elektrony.

Aktivní místo definuje téměř svislou čáru. Charakterizuje závislost anodového proudu na zvyšujícím se napětí.

Saturační oblast je čára konstantního proudu anody se zvyšujícím se napětím mezi elektrodami lampy. Elektronická lampa v této sekci může být porovnána s elektrickým proudovým vodičem. Emisní katoda dosáhla své nejvyšší hodnoty.

Polovodičové diody

Vlastnost p - n přechodu k vysílajícímu elektrickému proudu jednoho směru našla uplatnění při vytváření zařízení tohoto typu. Přímým začleněním je poskytnutí negativního potenciálu pro n-oblast přechodu vzhledem k p-regionu, jehož potenciál je pozitivní. Při takovém zapnutí je zařízení v otevřeném stavu. Když se změní polarita použitého napětí, bude v uzamčeném stavu a proud neprochází.

Klasifikace diod může být provedena podle účelu, podle vlastností výroby, podle druhu použitého materiálu při jeho výrobě.

Hlavně pro výrobu polovodičových přístrojů se používají křemíkové nebo germaniové desky, které mají elektrickou vodivost n-typu. V nich je nadbytek záporně nabitých elektronů.

Pomocí různých výrobních technik můžete na výstupu získat bodové nebo deskové diody.

Při výrobě bodových zařízení je špičkový vodič (jehla) přivařen k desce typu n. Určitá směs je uložena na povrchu. U germaniových desek jehla obsahuje indium, pro křemíkové destičky je jehla pokrytá hliníkem. V obou případech je vytvořena oblast spojení p-n. Jeho tvar připomíná hemisféru (bod).

Pro rovinná zařízení se používá metoda difúze nebo fúze. Oblast přechodů získaných touto metodou se značně liší. Jeho hodnota závisí na účelu výrobku v budoucnu. Trubky jsou připájeny do spojovacích prostorů p - n, které se používají jako terminály z tělesa hotového výrobku pro instalaci různých elektrických obvodů.

Na obvodech jsou polovodičové diody označeny jako rovnostranný trojúhelník, do jehož horního rohu je připojena svislá čára rovnoběžná s jeho základnou. Výstup funkce se nazývá katoda a odvození základny trojúhelníku anodou.

Přímé je zahrnutí, ve kterém je kladný pól zdroje energie spojen s anodou. Po zapnutí napájení je zdroj "plus" připojen k katodě.

Charakteristika proudového napětí

Vlastnost proudu proudu určuje závislost proudu protékajícího polovodičovým prvkem na velikosti a polaritě napětí, který je aplikován na jeho závěry.

V oblasti přímého namáhání se rozlišují tři oblasti: malý proud dopředu a přímý pracovní proud přes diodu. Přechod z jedné oblasti do druhé nastane, když přímé napětí dosáhne prahové vodivosti. Tato hodnota je asi 0,3 voltů pro germaniové diody a 0,7 voltů pro diody na bázi křemíku.

Když je na svorkách použito reverzní napětí dioda, proud je velmi malý a nazývá se zpětným proudem nebo svodovým proudem. Tato závislost je pozorována až do určité hodnoty velikosti zpětného napětí. Říká se to poruchové napětí. Když je překročen, zpětný proud vytváří lavinu podobný.

Limitní hodnoty parametrů

Pro polovodičové diody existují hodnoty jejich parametrů, které nelze překročit. Patří sem:

• Maximální proud vpřed;
• Maximální reverzní poruchové napětí;
• Maximální ztráta výkonu.

Polovodičový prvek může odolat přímému proudu omezeného rozsahu. Když je překročen, p-n křižovatka se přehřívá a rozkládá se. Největší rezervou tohoto parametru jsou napájecí přístroje s rovinou. Rozsah dopředného proudu přes ně může dosáhnout desítek ampérů.

Překročení maximální hodnoty poruchového napětí může transformovat diodu s jednosměrnými vlastnostmi do běžného vodiče elektrického proudu. Rozdělení může být nezvratné a v závislosti na konkrétním použitém nástroji se značně liší.

Spotřeba energie Je to množství, které přímo závisí na proudu a napětí, které se pak aplikuje na svorky diody. Stejně jako překročení maximálního dopředného proudu, překročení limitujícího rozptylu energie vede k nezvratným důsledkům. Dioda právě spaluje a přestává plnit svůj účel. Aby se zabránilo takové situaci, napájecí zařízení instalují nástroje na radiátory, které odvádějí (odvádějí) přebytečné teplo do prostředí.

Typy polovodičových diod

Schopnost diody přenášet proud v dopředném směru a nepřejít naopak, našla uplatnění v elektrotechnice a radiotechnika. Speciální typy diod jsou také navrženy tak, aby prováděly úzký rozsah úkolů.

Usměrňovače a jejich vlastnosti

Jejich použití je založeno na opravných vlastnostech těchto zařízení. Používají se k získání konstantního napětí opravou vstupního proměnného signálu.

Jedna usměrňovací dioda umožňuje získat pulsující napětí kladné polarity na výstupu. Pomocí jejich kombinace můžete získat tvar vlny, který vypadá jako vlna. Při použití ve schématech usměrňovače další prvky, jako jsou elektrolytické kondenzátory s velkou kapacitou a induktory s elektromagnetickými jader (tlumivek), výstupní zařízení může přijímat konstantní napětí připomínající galvanické napětí baterie, jak je požadováno pro provoz většiny zařízení určených pro spotřebitele.

Zenerové diody polovodičů

Tyto diody mají I-V charakteristiku se zpětnou větví velkého strmosti. To znamená, že připojením svorek zenerovy diody napětí, jehož polarita je inverzní, je možné s pomocí omezujících rezistorů zavést do kontrolovaného lavinového režimu poruchy. Napětí v bodě poruchy lavinové má konstantní hodnotu s významnou změnou proudu přes zenerovou diodu, jejíž hodnota je omezena v závislosti na nástroji použitém v obvodu. Takto se výstupní napětí stabilizuje na požadované úrovni.

Technologické operace při výrobě zenerových diod dosahují rozdílné hodnoty rozložení napětí (stabilizační napětí). Rozsah těchto napětí (3-15) voltů. Specifická hodnota závisí na zvoleném zařízení z velké skupiny zenerových diod.

Princip činnosti detektorů

Pro detekci vysokofrekvenčních signálů se používají diody vyrobené pomocí bodové technologie. Úkolem detektoru je omezit polovinu modulovaného signálu. To umožňuje v budoucnu pomocí výstupního filtru ponechat na výstupu zařízení pouze modulační signál. Obsahuje nízkofrekvenční zvukové informace. Tato metoda se používá v rádiových přijímačích, které přijímají signál modulovaný v amplitudě.

LED funkce

Tyto diody jsou charakterizovány skutečností, že když proudí proudem stejného proudu, krystal vysílá proud fotonů, které jsou zdrojem světla. V závislosti na druhu krystalu použitého v LED dioda může být spektrum světla ve viditelném rozsahu lidského oka a neviditelného spektra. Neviditelné světlo je infračervené nebo ultrafialové záření.

Při výběru těchto prvků je nutné představit cíl, který je třeba dosáhnout. Hlavní charakteristiky LED jsou:

• Spotřeba energie;
• Jmenovité napětí;
• Spotřeba proudu.

Spotřeba proudu LED, která se používá pro indikaci v zařízeních s širokým použitím, není větší než 20 mA. Díky tomuto proudu je optimální LED záře. Začátek luminiscence začíná proudem přesahujícím 3 mA.

Jmenovité napětí je určeno vnitřním odporem přechodu, což je proměnné množství. Když se proud stoupá LED, odpor se postupně snižuje. Napětí zdroje energie použité pro napájení LED by nemělo být nižší než napětí uvedené v cestovním pasu.

Spotřeba energie je hodnota, která závisí na aktuální spotřebě a jmenovitém napětí. Zvyšuje se s rostoucími hodnotami, které ji určují. Mělo by být poznamenáno, že silné světelné diody mohou mít ve svém složení 2 nebo dokonce 4 krystaly.

Před ostatními osvětlovacími zařízeními mají LED nesporné výhody. Mohou být uvedeny na dlouhou dobu. Hlavní jsou:

• Vysoká ziskovost;
• Velká trvanlivost;
• Vysoká bezpečnost díky nízké napájecí síti.

Nevýhodou jejich provozu je potřeba dodatečného stabilizovaného stejnosměrného napájení, což zvyšuje náklady.