Diódy sú často používaným polovodičovým zariadením. Usmerňovacia dióda je dvojvodičový polovodič, ktorý umožňuje prúd prechádzať iba jedným smerom. Spravidla Dióda P-N križovatka vzniká spojením polovodičových materiálov typu n a typu p. Strana typu P sa nazýva anóda a strana typu n katóda. Mnoho typov diód sa používa pre širokú škálu aplikácií. Usmerňovacie diódy sú dôležitou súčasťou napájacích zdrojov, kde sa používajú na premenu striedavého napätia na jednosmerné. The Zenerove diódy sa používajú na reguláciu napätia, ktoré zabraňujú nežiaducim zmenám v zdrojoch jednosmerného prúdu v obvode.
Symbol diódy
Symbol symbolu usmerňovacej diódy je zobrazený nižšie, hrot šípky ukazuje v smere bežného prúdu.
Symbol diódy usmerňovača
Usmerňovací diódový obvod pracuje
Oba materiály typu n a typu p sú chemicky kombinované so špeciálnou výrobnou technikou, ktorá vedie k vytvoreniu spojenia p-n. Toto prepojenie P-N má dva terminály, ktoré možno nazvať ako elektródy, a z tohto dôvodu sa nazýva „DIODE“ (Di-ode).
Ak je na akékoľvek elektronické zariadenie cez jeho svorky privádzané externé jednosmerné napájacie napätie, nazýva sa to predpätie.
Nestranná usmerňovacia dióda
- Ak do usmerňovacej diódy nie je napájané žiadne napätie, nazýva sa to ako nestranná dióda, strana N bude mať hlavný počet elektrónov a veľmi malý počet otvorov (v dôsledku tepelného budenia), zatiaľ čo strana P bude mať hlavný náboj nosné diery a veľmi malé množstvo elektrónov.
- V tomto procese budú voľné elektróny zo strany N difundovať (rozširovať sa) na stranu P a rekombinácia sa uskutoční v prítomných otvoroch, pričom na strane N zostanú kladné nehybné ióny (ktoré sa nebudú pohybovať) a vznikne na ne strana diódy.
- Imobilný na strane typu n blízko spojovacej hrany. Podobne sú imobilné ióny na strane p v blízkosti spojovacej hrany. Z tohto dôvodu sa na križovatke nahromadí počet pozitívnych a negatívnych iónov. Táto takto vytvorená oblasť sa nazýva oblasť vyčerpania.
- V tejto oblasti sa vytvára statické elektrické pole nazývané bariérový potenciál cez prechod PN diódy.
- Je proti ďalšej migrácii otvorov a elektrónov cez spoj.
Nestranná dióda (nie je použité napätie)
Forward Biased Diode
- Predpätie vpred: V prechodovej dióde PN je kladná svorka zdroja napätia pripojená na stranu typu p a záporná svorka je pripojená na stranu typu n, o dióde sa hovorí, že je v stave predpätia.
- Elektróny sú odpudzované zápornou svorkou napájania jednosmerným napätím a unášané smerom k kladnej svorke.
- Takže pod vplyvom aplikovaného napätia tento elektrónový drift spôsobuje prúdenie prúdu v polovodiči. Tento prúd sa nazýva „Driftový prúd“. Pretože väčšinovými nosičmi sú elektróny, prúd v type n je elektrónový prúd.
- Pretože otvory sú väčšinovými nosičmi typu p, tieto sú odpudzované kladnou svorkou napájania DC a pohybujú sa cez spoj smerom k zápornej svorke. Takže prúd v type p je prúd diery.
- Celkový prúd spôsobený väčšinovými dopravcami teda vytvára prúd Forward.
- Smer konvenčného prúdu tečie z kladného na záporný pól batérie v smere konvenčného prúdu je opačný k toku elektrónov.
Usmerňovacia dióda s predpätím vpred
Reverzná skreslená dióda
- Podmienka reverzného predpätia: ak je dióda kladnou svorkou napájacieho zdroja, je pripojená na koniec typu n a záporná svorka zdroja je pripojená na koniec typu p diódy, cez ňu nebude prúd. dióda okrem reverzného saturačného prúdu.
- Je to tak preto, lebo pri stave s reverzným predpätím sa vyčerpávacia vrstva spoja rozširuje so zvyšujúcim sa napätím s reverzným predpätím.
- Aj keď v dióde z dôvodu prenosu menšími prúdmi preteká z diódy typu n na typ p malý prúd. Tento prúd sa nazýva reverzný saturačný prúd.
- Menšinové nosiče sú hlavne tepelne generované elektróny / diery v polovodičoch typu p a n v polovodičoch typu n.
- Teraz, ak sa reverzne aplikované napätie na dióde neustále zvyšuje, potom sa po určitom napätí deplečná vrstva zničí, čo spôsobí, že diódou bude prúdiť obrovský spätný prúd.
- Ak tento prúd nie je externe obmedzený a presahuje bezpečnú hodnotu, môže byť dióda trvale zničená.
- Tieto rýchlo sa pohybujúce elektróny kolidujú s ostatnými atómami v prístroji, aby z nich odrezali ďalšie elektróny. Takto uvoľnené elektróny ďalej uvoľňujú oveľa viac elektrónov z atómov rozbitím kovalentných väzieb.
- Tento proces sa nazýva násobenie nosnej a vedie k značnému zvýšeniu prietoku prúdu cez p-n spoj. Pridružený jav sa nazýva Avalanche Breakdown.
Reverzná skreslená dióda
Niektoré aplikácie usmerňovacej diódy
Diódy majú veľa aplikácií. Tu je niekoľko typických aplikácií diód:
- Usmernenie napätia, napríklad zmena striedavého napätia na jednosmerné
- Izolačné signály zo zdroja
- Referencia napätia
- Ovládanie veľkosti signálu
- Miešanie signálov
- Detekčné signály
- Osvetľovacie systémy
- LASEROVÉ diódy
Usmerňovač s polovičnou vlnou
Jedným z najbežnejších použití diódy je oprava Striedavé napätie na jednosmerný prúd zásobovanie. Pretože dióda môže viesť prúd iba jedným smerom, pri poklese vstupného signálu na ňu nebude prúd. Toto sa nazýva a usmerňovač pol vlny . Na nasledujúcom obrázku je znázornený obvod polovodičovej usmerňovacej diódy.
Usmerňovač s polovičnou vlnou
Usmerňovač s plnou vlnou
- TO obvod plných vĺn usmerňovača sa skladá zo štyroch diód, vďaka tejto štruktúre môžeme urobiť obe polovice vĺn pozitívne. Pre pozitívny aj negatívny cyklus vstupu existuje priechodná cesta cez diódový mostík .
- Zatiaľ čo dve z diód sú predpäté dopredu, ďalšie dve sú spätne predpäté a sú efektívne vylúčené z obvodu. Obe vodivé cesty spôsobujú, že prúd preteká rovnakým smerom cez záťažový rezistor, čím sa dosahuje úplná vlna usmernenia.
- Celovlnové usmerňovače sa používajú v napájacích zdrojoch na prevod striedavého napätia na jednosmerné. Veľký kondenzátor paralelne s odporom výstupného zaťaženia redukuje zvlnenie z procesu nápravy. Na nasledujúcom obrázku je znázornený obvod diódy usmerňovača plnej vlny.
Usmerňovač s plnou vlnou
Toto je teda všetko o usmerňovacej dióde a jej použití. Poznáte ďalšie diódy, ktoré sa pravidelne používajú v reálnom čase na elektrické a projekty elektroniky ? Potom nám poskytnite spätnú väzbu prostredníctvom komentárov v sekcii komentárov nižšie. Tu je otázka pre vás, Ako sa oblasť vyčerpania formuje v D. jód?
