Μαθήματα:
- Γενικός
- Δίοδος ως προστατευτικό πολικότητας και ανορθωτή
- Δίοδος ελεύθερου τροχού
- Τεχνική λειτουργία της διόδου
Γενικά:
Μια δίοδος προστίθεται σε πολλά ηλεκτρονικά κυκλώματα, για παράδειγμα ως ανορθωτής σε δυναμό ή ραδιόφωνο ή ως δίοδος ελεύθερου τροχού σε πηνίο. Αυτή η σελίδα περιγράφει τον τρόπο λειτουργίας και τις διάφορες λειτουργίες.
Δίοδος ως προστατευτικό και ανορθωτή πολικότητας:
Η δίοδος σε ένα σύστημα παρέχει διόρθωση. Το ρεύμα μπορεί να ρέει μόνο προς μία κατεύθυνση και μπλοκάρεται προς την αντίθετη κατεύθυνση. Αυτό φαίνεται ξεκάθαρα στην παρακάτω εικόνα. Αυτό γίνεται συχνά για την προστασία των εξαρτημάτων από εσφαλμένες συνδέσεις (ως λεγόμενο προστατευτικό πολικότητας, κατά την εναλλαγή + και -). Εάν η τροφοδοσία ρεύματος και η γείωση σε ένα εξάρτημα αντιστραφούν, οι δίοδοι εσωτερικά διασφαλίζουν ότι η τάση συγκρατείται για να αποφευχθεί ζημιά στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, για παράδειγμα.
Η παρακάτω εικόνα δείχνει τη βασική λειτουργία. Η δίοδος D1 είναι αγώγιμη, η D2 έχει αντίστροφη πόλωση. Είναι εύκολο να θυμάστε ότι η κατεύθυνση που δείχνει το βέλος είναι όπου ρέει το ρεύμα. Στο D1 το ρεύμα περνάει και φτάνει στη λάμπα L1. Η λάμπα θα ανάψει τώρα. Η λάμπα L2 δεν έχει, γιατί αυτή η δίοδος είναι στην αντίστροφη κατεύθυνση. Αντί για μια λάμπα όπως σε αυτό το παράδειγμα, θα μπορούσε να είναι όλα τα είδη εξαρτημάτων που θα μπορούσαν να καταστραφούν ανεπανόρθωτα κατά τη σύνδεση.
Οι δίοδοι χρησιμοποιούνται επίσης σε δυναμό για ανόρθωση. Σε ένα δυναμό, παράγεται εναλλασσόμενη τάση, η οποία πρέπει να μετατραπεί σε συνεχή τάση. Αυτό γίνεται εφικτό με τη χρήση πολλαπλών διόδων (στη γέφυρα διόδου). Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τις διόδους ως ανορθωτή σε έναν εναλλάκτη, ανατρέξτε στο κεφάλαιο διόρθωση διόδων στη σελίδα δυναμό.
Δίοδος ελεύθερου τροχού:
Μια υψηλή τάση δημιουργείται σε ένα πηνίο, σκεφτείτε ένα πηνίο σε ένα πηνίο ανάφλεξης. Η τάση που ρέει μέσα από το πηνίο ενεργοποιείται και απενεργοποιείται από το τρανζίστορ. Ωστόσο, όταν το τρανζίστορ δεν άγει πλέον (το ρεύμα που παρέχεται στη βάση είναι απενεργοποιημένο), το πηνίο εξακολουθεί να είναι γεμάτο υπολειπόμενη ενέργεια. Το πηνίο δεν μπορεί να είναι «άδειο» αμέσως μετά την απενεργοποίηση του τρανζίστορ. Μετά την απενεργοποίηση, απελευθερώνεται πάντα μια τάση επαγωγής, η οποία μπορεί να είναι πολλές φορές υψηλότερη από την ενσωματωμένη τάση των 14 βολτ.
Το αποτέλεσμα είναι ότι το τρανζίστορ παραμένει ενεργοποιημένο λόγω αυτής της τάσης επαγωγής. Λόγω αυτής της επαγωγής, το πηνίο διατηρεί το τρανζίστορ αγώγιμο, παρόλο που είναι απενεργοποιημένο (στη βάση του τρανζίστορ).
Για να αποφευχθεί αυτό, μια δίοδος ελεύθερου τροχού προστίθεται στο σύστημα. Όταν το τρανζίστορ απενεργοποιείται, η τάση επαγωγής ρέει μέσω της διόδου ελεύθερου τροχού στο θετικό ακροδέκτη του πηνίου. Επειδή η τάση επαγωγής δεν φτάνει πλέον στο τρανζίστορ, παραμένει απενεργοποιημένο.
Τεχνική λειτουργία διόδου:
Μια δίοδος αποτελείται από μια θετική πλάκα πυριτίου και μια αρνητική πλάκα πυριτίου. Οι πλάκες περιέχουν οπές, με θετικά ιόντα και αρνητικά ηλεκτρόνια. Αυτά κινούνται καθώς αλλάζει η κατεύθυνση ροής.
Αυτές οι πλάκες πυριτίου P και N τοποθετούνται μεταξύ τους. Το ρεύμα πηγαίνει από θετικό σε αρνητικό (προς τα εμπρός κατεύθυνση). Εάν το ρεύμα ρέει από αρνητικό σε θετικό (αντίστροφη κατεύθυνση), αυτό διακόπτεται. Οι παρακάτω εικόνες δείχνουν πώς γίνεται αυτό:
Αντίστροφη κατεύθυνση:
Στην παρακάτω εικόνα η δίοδος είναι απενεργοποιημένη. Για παράδειγμα, το – είναι πλέον συνδεδεμένο σε μια πηγή τάσης και το + στη γείωση. Η δίοδος διασφαλίζει τώρα ότι δεν ρέει ρεύμα από – προς +.
Τα αρνητικά ηλεκτρόνια έχουν πλέον μετακινηθεί όλα στην πλάκα με το Αρνητικό πυρίτιο. Η πλάκα με το θετικό πυρίτιο, δηλαδή με τα θετικά ιόντα, δεν αγώγει. Οι «τρύπες» είναι άδειες, επομένως δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί καμία αγωγή και επομένως καμία μεταφορά ρεύματος.
Κατεύθυνση διέλευσης:
Το ρεύμα ρέει από + προς -, έτσι στην εικόνα από αριστερά προς τα δεξιά. Τα θετικά και τα αρνητικά ηλεκτρόνια αναμειγνύονται. Οι οπές στο P γεμίζουν τώρα από τα αρνητικά ηλεκτρόνια, έτσι δημιουργείται ένα αγώγιμο φαινόμενο (η κατεύθυνση μετάδοσης). Ωστόσο, υπάρχει απώλεια τάσης, επειδή υπάρχει ενόχληση (η δίοδος δεν είναι εντελώς καθαρή). Αυτή η τάση ονομάζεται τάση διάχυσης και είναι πάντα περίπου 0,7 βολτ.
Σχετικές σελίδες:
