Przedmioty:
- Zarys ogólny
- Dioda jako zabezpieczenie przed polaryzacją i prostownik
- Dioda jednokierunkowa
- Działanie techniczne diody
Ogólne:
Dioda jest dodawana do wielu obwodów elektronicznych, na przykład jako prostownik w dynamie lub radiu lub jako dioda gasząca w cewce. Na tej stronie omówiono sposób działania i różne funkcje.
Dioda jako zabezpieczenie polaryzacji i prostownik:
Dioda w systemie zapewnia prostowanie. Prąd może płynąć tylko w jednym kierunku i jest blokowany w kierunku przeciwnym. Widać to wyraźnie na poniższym obrazku. Często ma to na celu ochronę komponentów przed nieprawidłowym podłączeniem (jako tzw. zabezpieczenie przed polaryzacją przy przełączaniu + i -). Jeśli zasilanie i masa elementu zostaną odwrócone, diody wewnętrznie zapewniają utrzymanie napięcia, aby na przykład zapobiec uszkodzeniu płytki drukowanej.
Poniższy obrazek przedstawia podstawową funkcję. Dioda D1 przewodzi, D2 jest spolaryzowana zaporowo. Łatwo zapamiętać, że kierunek wskazany przez strzałkę to miejsce, w którym płynie prąd. W D1 prąd przepływa i dociera do lampy L1. Lampka teraz się zaświeci. Lampa L2 nie, ponieważ ta dioda jest w odwrotnym kierunku. Zamiast lampy, jak w tym przykładzie, mogą to być wszelkiego rodzaju elementy, które po podłączeniu mogą zostać nieodwracalnie uszkodzone.
Diody są również używane w dynama do prostowania. W dynamo generowane jest napięcie przemienne, które należy przekształcić w napięcie stałe. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu wielu diod (na mostku diodowym). Więcej informacji na temat diod jako prostownika w alternatorze znajdziesz w rozdziale diody prostownicze na stronie dynamo.
Dioda gasząca:
W cewce generowane jest wysokie napięcie, pomyśl o cewce w cewce zapłonowej. Napięcie przepływające przez cewkę jest włączane i wyłączane przez tranzystor. Jednakże, gdy tranzystor przestaje przewodzić (prąd dostarczany do bazy zostaje wyłączony), cewka nadal jest pełna energii resztkowej. Cewka nie może być „pusta” natychmiast po wyłączeniu tranzystora. Po wyłączeniu zawsze uwalniane jest napięcie indukcyjne, które może być wielokrotnie wyższe niż napięcie pokładowe wynoszące 14 woltów.
W rezultacie tranzystor pozostaje włączony pod wpływem tego napięcia indukcyjnego. Dzięki tej indukcji cewka utrzymuje tranzystor w stanie przewodzenia, nawet jeśli jest on wyłączony (u podstawy tranzystora).
Aby temu zapobiec, do układu dodawana jest dioda gasząca. Gdy tranzystor się wyłączy, napięcie indukcyjne przepływa przez diodę gaszącą do dodatniego zacisku cewki. Ponieważ napięcie indukcyjne nie dociera już do tranzystora, pozostaje on wyłączony.
Techniczne działanie diody:
Dioda składa się z dodatniej płytki krzemowej i ujemnej płytki krzemowej. Płytki zawierają dziury z jonami dodatnimi i elektronami ujemnymi. Poruszają się one wraz ze zmianą kierunku przepływu.
Te płytki krzemowe P i N są umieszczone naprzeciwko siebie. Prąd płynie od dodatniego do ujemnego (kierunek do przodu). Jeśli prąd przepływa od ujemnego do dodatniego (w kierunku odwrotnym), następuje jego zatrzymanie. Poniższe obrazy pokazują, jak to się robi:
Odwrotny kierunek:
Na poniższym obrazku dioda jest wyłączona. Na przykład – jest teraz podłączony do źródła napięcia, a + do masy. Dioda zapewnia teraz, że żaden prąd nie przepływa od – do +.
Wszystkie ujemne elektrony zostały teraz przeniesione na płytkę z ujemnym krzemem. Płyta z dodatnim krzemem, czyli jonami dodatnimi, nie przewodzi. „Dziury” są puste, więc nie może nastąpić przewodzenie, a tym samym przepływ prądu.
Kierunek przejścia:
Prąd płynie od + do -, czyli na obrazku od lewej do prawej. Elektrony dodatnie i elektrony ujemne są mieszane. Dziury w punkcie P są teraz wypełnione elektronami ujemnymi, w wyniku czego powstaje efekt przewodzący (kierunek transmisji). Następuje jednak utrata napięcia, bo pojawia się uciążliwość (przejście nie jest całkowicie czyste). Napięcie to nazywane jest napięciem dyfuzyjnym i zawsze wynosi około 0,7 wolta.
Powiązane strony:
