Předměty:
- obecný
- Dioda jako ochrana polarity a usměrňovač
- Volnoběžná dioda
- Technický provoz diody
Obecné:
Dioda se přidává do mnoha elektronických obvodů, například jako usměrňovač v dynamu nebo rádiu nebo jako volnoběžná dioda v cívce. Tato stránka popisuje, jak to funguje a různé funkce.
Dioda jako ochrana polarity a usměrňovač:
Dioda v systému zajišťuje usměrnění. Proud může protékat pouze jedním směrem a je blokován v opačném směru. To je zřejmé na obrázku níže. To se často provádí za účelem ochrany součástek před nesprávným zapojením (jako tzv. ochrana proti polaritě při přepínání + a -). Pokud dojde k záměně napájení a uzemnění na součástce, diody interně zajistí zadržování napětí, aby se zabránilo poškození například desky s plošnými spoji.
Následující obrázek níže ukazuje základní funkci. Dioda D1 je vodivá, D2 je zpětně předpětí. Je snadné si zapamatovat, že směr, kterým šipka ukazuje, je tam, kde teče proud. V D1 proud projde a dosáhne lampy L1. Lampa se nyní rozsvítí. Lampa L2 ne, protože tato dioda je v opačném směru. Místo lampy jako v tomto příkladu by to mohly být všemožné komponenty, které by se při zapojování mohly neopravitelně poškodit.
Diody se také používají v dynamech pro usměrnění. V dynamu vzniká střídavé napětí, které je nutné převést na stejnosměrné napětí. To je umožněno použitím více diod (na diodovém můstku). Více informací o diodách jako usměrňovači v alternátoru naleznete v kapitole Usměrňovací diody na str. dynamo.
Volnoběžná dioda:
V cívce se generuje vysoké napětí, představte si cívku v zapalovací cívce. Napětí protékající cívkou se zapíná a vypíná tranzistorem. Když už ale tranzistor nevede (proud přiváděný do báze je vypnutý), cívka je stále plná zbytkové energie. Cívka nemůže být „prázdná“ ihned po vypnutí tranzistoru. Po vypnutí se vždy uvolní indukční napětí, které může být mnohonásobně vyšší než palubní napětí 14 voltů.
Výsledkem je, že tranzistor zůstává sepnutý díky tomuto indukčnímu napětí. Díky této indukci udržuje cívka tranzistor vodivý, i když je vypnutý (na bázi tranzistoru).
Aby se tomu zabránilo, je do systému přidána dioda s volnoběžkou. Při vypnutí tranzistoru teče indukční napětí přes volnoběžnou diodu na kladnou svorku cívky. Protože indukční napětí již nedosáhne tranzistoru, zůstane vypnutý.
Technická funkce diody:
Dioda se skládá z kladné křemíkové desky a záporné křemíkové desky. Desky obsahují otvory s kladnými ionty a zápornými elektrony. Ty se pohybují se změnou směru proudění.
Tyto P a N křemíkové desky jsou umístěny proti sobě. Proud jde z kladného do záporného (směr vpřed). Pokud proud teče z negativního do pozitivního směru (zpětný směr), toto se zastaví. Níže uvedené obrázky ukazují, jak se to dělá:
Opačný směr:
Na obrázku níže je dioda vypnutá. Například – je nyní připojeno ke zdroji napětí a + k zemi. Dioda nyní zajišťuje, že od – do + neteče žádný proud.
Všechny záporné elektrony byly nyní přesunuty na desku s negativním křemíkem. Deska s pozitivním křemíkem, tedy s kladnými ionty, nevede. „Díry“ jsou prázdné, takže nemůže dojít k žádnému vedení a tudíž k přenosu proudu.
Směr průchodu:
Proud teče od + do -, takže na obrázku zleva doprava. Kladné a záporné elektrony jsou smíchány. Otvory v P jsou nyní vyplněny zápornými elektrony, takže je vytvořen vodivý efekt (směr přenosu). Dochází však ke ztrátě napětí, protože dochází k obtěžování (průchod není zcela čistý). Toto napětí se nazývá difúzní napětí a je vždy přibližně 0,7 voltu.
Související stránky:
