Aiheet:
- Yleinen
- Diodi napaisuussuojana ja tasasuuntaajana
- Vapaasti pyörivä diodi
- Diodin tekninen toiminta
yleinen:
Diodi lisätään moniin elektroniikkapiireihin, esimerkiksi tasasuuntaajana dynamossa tai radiossa tai vapaasti pyörivänä diodina kelassa. Tällä sivulla käsitellään sen toimintaa ja sen eri toimintoja.
Diodi napaisuussuojana ja tasasuuntaajana:
Järjestelmän diodi tarjoaa tasasuuntauksen. Virta voi virrata vain yhteen suuntaan ja se on estetty vastakkaiseen suuntaan. Tämä käy selvästi ilmi alla olevasta kuvasta. Tämä tehdään usein komponenttien suojaamiseksi virheellisiltä kytkennöiltä (ns. napaisuussuojana, kun kytketään + ja -). Jos komponentin virransyöttö ja maadoitus käännetään, diodit varmistavat sisäisesti jännitteen eston, jotta esimerkiksi piirilevy ei vaurioidu.
Alla oleva kuva näyttää perustoiminnon. Diodi D1 on johtava, D2 on käänteinen esijännite. On helppo muistaa, että nuolen osoittamaan suuntaan virta kulkee. Kohdassa D1 virta kulkee ja saavuttaa lampun L1. Lamppu syttyy nyt. Lamppu L2 ei, koska tämä diodi on päinvastainen. Tässä esimerkissä olevan lampun sijaan se voi olla kaikenlaisia komponentteja, jotka voivat vaurioitua korjaamattomasti kytkettäessä.
Diodeja käytetään myös dynamoissa tasasuuntaukseen. Dynamossa syntyy vaihtojännite, joka on muutettava tasajännitteeksi. Tämä on mahdollista käyttämällä useita diodeja (diodisillalla). Lisätietoja diodeista tasasuuntaajana vaihtovirtageneraattorissa, katso sivun luku Diodien tasasuuntaaminen dynamo.
Vapaakäyntidiodi:
Kelaan syntyy korkea jännite, ajattele käämiä sytytyspuolassa. Käämin läpi virtaava jännite kytketään päälle ja pois transistorilla. Kuitenkin, kun transistori ei enää johda (kantaan syötetty virta katkaistaan), kela on edelleen täynnä jäännösenergiaa. Käämi ei voi olla "tyhjä" heti transistorin sammuttamisen jälkeen. Pois päältä kytkemisen jälkeen vapautuu aina induktiojännite, joka voi olla monta kertaa suurempi kuin 14 voltin jännite.
Tuloksena on, että transistori pysyy kytkettynä tämän induktiojännitteen takia. Tämän induktion ansiosta käämi pitää transistorin johtavana, vaikka se on kytketty pois päältä (transistorin pohjassa).
Tämän estämiseksi järjestelmään on lisätty vapaasti pyörivä diodi. Kun transistori sammuu, induktiojännite virtaa vapaakäyntidiodin kautta käämin positiiviseen napaan. Koska induktiojännite ei enää saavuta transistoria, se jää pois päältä.
Diodin tekninen toiminta:
Diodi koostuu positiivisesta piilevystä ja negatiivisesta piilevystä. Levyissä on reikiä, joissa on positiivisia ioneja ja negatiivisia elektroneja. Nämä liikkuvat virtaussuunnan muuttuessa.
Nämä P- ja N-piilevyt asetetaan toisiaan vasten. Virta muuttuu positiivisesta negatiiviseksi (eteenpäin). Jos virta kulkee negatiivisesta positiiviseen (käänteinen suunta), tämä pysähtyy. Alla olevissa kuvissa näkyy, kuinka tämä tehdään:
Käänteinen suunta:
Alla olevassa kuvassa diodi on sammutettu. Esimerkiksi – on nyt kytketty jännitelähteeseen ja + maahan. Diodi varmistaa nyt, että virtaa ei kulje kohdasta – kohtaan +.
Negatiiviset elektronit on nyt siirretty levylle negatiivisen piin kanssa. Positiivisella piillä eli positiivisilla ioneilla varustettu levy ei johda. "Reiät" ovat tyhjiä, joten johtavuutta ja siten virransiirtoa ei voi tapahtua.
Kulkusuunta:
Virta kulkee +:sta -, eli kuvassa vasemmalta oikealle. Positiiviset ja negatiiviset elektronit sekoitetaan. P:n reiät täyttyvät nyt negatiivisilla elektroneilla, joten syntyy johtava vaikutus (läpäisysuunta). Jännite häviää kuitenkin, koska haittaa esiintyy (kanava ei ole täysin puhdas). Tätä jännitettä kutsutaan diffuusiojännitteeksi ja se on aina noin 0,7 volttia.
Aiheeseen liittyvät sivut:
