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二極管

科目:

  • 一般
  • 二極體作為極性保護器和整流器
  • 續流二極體
  • 二極體的技術操作

整體:
二極體被添加到許多電子電路中,例如作為發電機或收音機中的整流器,或作為線圈中的續流二極體。 本頁討論它的工作原理和各種功能。

二極體作為極性保護器和整流器:
系統中的二極體提供整流。 電流只能沿著一個方向流動,而在相反方向則被阻擋。 下圖中清楚地表明了這一點。 這樣做通常是為了保護元件免受錯誤連接的影響(作為所謂的極性保護器,當切換 + 和 - 時)。 例如,如果組件上的電源和接地顛倒,二極體會在內部確保電壓被抑制,以防止損壞印刷電路板。

下圖展示了基本功能。 二極體D1導通,D2反向偏壓。 很容易記住箭頭指向的方向就是電流流動的方向。 電流在 D1 處通過並到達燈 L1。 現在燈將會亮起。 燈 L2 則不會,因為該二極體的方向相反。 它可能不是本例中的燈,而是連接後可能會受到不可修復損壞的各種組件。

二極體也用於發電機中進行整流。 在發電機中,產生交流電壓,必須轉換為直流電壓。 這是透過使用多個二極體(在二極體電橋上)來實現的。 有關在交流發電機中用作整流器的二極管的更多信息,請參閱第 XNUMX 頁上的“整流二極管”一章 發電機.

續流二極體:
線圈中會產生高電壓,例如點火線圈中的線圈。 流經線圈的電壓由電晶體開啟和關閉。 然而,當電晶體不再導通(提供給基極的電流被關閉)時,線圈仍然充滿剩餘能量。 關閉電晶體後線圈不能立即“空”。 關閉後,始終會釋放感應電壓,電壓可能比車載電壓 14 伏特高許多倍。

結果是電晶體由於此感應電壓而保持導通狀態。 由於這種感應,線圈使電晶體保持導通,即使它被關閉(在電晶體的基極)。
為了防止這種情況,系統中添加了續流二極體。 當電晶體關閉時,感應電壓會經由續流二極體流到線圈的正極端子。 由於感應電壓不再到達晶體管,因此它保持關閉。

二極體的技術功能:
二極體由正極矽板和負極矽板組成。 這些板含有電洞、正離子和負電子。 它們隨著流動方向的變化而移動。
這些 P 矽板和 N 矽板彼此相對放置。 電流從正到負(正向)。 如果電流從負流向正(相反方向),則停止。 下圖顯示了這是如何完成的:

反方向:
在下圖中,二極體已關閉。 例如,– 現在連接到電壓源,+ 接地。 現在,二極體可確保沒有電流從 – 流向 +。
現在負電子已經全部移動到負矽的板上。 帶有正矽(即帶有正離子)的板不導電。 「孔」是空的,因此不會發生傳導,因此不會發生電流傳輸。

通行方向:
電流從 + 流向 -,因此在圖像中從左到右。 正電子和負電子混合。 P 處的電洞現在被負電子填充,因此產生了導電效應(傳輸方向)。 然而,由於確實發生了麻煩(通道不完全乾淨),所以會出現電壓損失。 此電壓稱為擴散電壓,始終約為 0,7 伏特。