Den enkleste halvlederkomponent - den diode -Preformer en række nyttige funktioner relateret til dets centrale formål at styre strømmen af strømmen af elektrisk strøm. Dioder gør det muligt for strømmen at strømme gennem dem kun i én retning.
Perfekt effektive dioder synes at være åbne kredsløb med negativ spænding og de ligner kortslutning ellers. Men fordi dioder indrømmer en vis ineffektivitet, er deres nuværende-til-spændingsforhold ikke-lineært.
Som sådan vil du gerne høre en diode datablad for at se en kurve af kurven for en given diode fremadspænding i forhold til dens fremadgående strøm, så du vælger den rigtige diode til dit eget projekt.
Anvendelser af Dioder
På trods af blot simple to-pin halvlederanordninger er dioder afgørende for moderne elektronik. Nogle af de typiske anvendelser af dioder indbefatter:
- Justering af en spænding, som f.eks. Vekselstrøm til DC spændinger
- Isolering af signaler fra en forsyning
- Styring af signalets størrelse
- Blandesignaler
Power Conversion
En væsentlig anvendelse af dioder er at konvertere vekselstrøm til likestrøm. En enkeltdiode eller fire dioder kan bruges til at transformere 110V husstandsstyrke til DC ved at danne en halvway (single diode) eller en fuldbølge (fire dioder) ensretter . En diode gør dette ved kun at tillade halvdelen af AC-bølgeformen at rejse gennem den. Når denne spændingsimpuls bruges til at oplade en kondensator, ser udgangsspændingen ud til at være en jævn jævnspænding med en lille spændingsrippel. Ved hjælp af en fuldbølge-ensretter gør denne proces endnu mere effektiv ved at dirigere AC-impulserne, således at både de positive og negative halvdele af input sinusbølgen ses som kun positive impulser, hvilket effektivt fordobler frekvensen af indgangspulserne til kondensatoren, hvilket hjælper med at holde det opladet og levere en mere stabil spænding.
Dioder og kondensatorer kan også bruges til at skabe en række typer af spændingsmultiplikatorer for at tage en lille vekselstrøm og multiplicere den for at skabe meget højspændingsudgange. Både AC og DC udgange er mulige ved hjælp af den rigtige konfiguration af kondensatorer og dioder.
Demodulation af Signaler
Den mest almindelige anvendelse af dioder er at fjerne den negative komponent i et AC-signal. Fordi den negative del af en AC-bølgeform sædvanligvis er identisk med den positive halvdel, går meget lille information effektivt tabt i denne proces for at strippe den væk, hvilket fører til mere effektiv signalbehandling.
Signal demodulation anvendes almindeligvis i radioer som en del af filtreringssystemet for at hjælpe med at ekstrahere radiosignalet fra bærebølgen.
Overspændingsbeskyttelse
Dioder fungerer også godt som beskyttelsesanordninger til følsomme elektroniske komponenter. Når de anvendes som spændingsbeskyttelsesanordninger, er dioderne ikke ledende under normale driftsforhold, men straks kort enhver højspændingsspids til jorden, hvor det ikke kan skade et integreret kredsløb. Specialiserede dioder kaldes forbigående spændingsundertrykkere er designet specielt til overspændingsbeskyttelse og kan håndtere meget store strømspidser i korte perioder, typiske egenskaber ved spændingsspids eller elektrisk stød, hvilket normalt ødelægger komponenter og forkorter levetiden for et elektronisk produkt.
Tilsvarende kan en diode regulere spændingen ved at fungere som en clipper eller a limiter -Specialiseret formål, der spænder spændingen, der kan passere gennem det på et bestemt tidspunkt.
Nuværende styring
Den grundlæggende anvendelse af dioder er at styre strøm og sørg for, at den kun strømmer i den rigtige retning. Et område, hvor diodernes nuværende styringskapacitet bruges til god effekt, er ved at skifte fra strøm fra en strømforsyning til strøm, der kører fra et batteri. Når en enhed er tilsluttet og opladning - for eksempel en mobiltelefon eller en uafbrydelig strømforsyning - skal enheden kun trække strøm fra den eksterne strømforsyning og ikke batteriet, og mens enheden er tilsluttet, skal batteriet trække strøm og genopladning. Så snart strømkilden er fjernet, skal batteriet strømforsyne enheden, så brugeren ikke oplever afbrydelser.
Et godt eksempel på nuværende styring er igennem omvendt strømbeskyttelse. Overvej f.eks. Din bil. Når dit batteri dør, og et venligt forbipasserende tilbyder at hjælpe med jumperkabler, hvis du blander rækkefølgen af de røde og sorte kabler, vil du ikke fryse din bils elektriske system, fordi dioder ved siden af batteriet blokerer forkert strøm.
Logiske Gates
Computere opererer i binær-en endeløs sø af nuller og dem. De binære beslutnings træer i databehandling er baseret på logiske porte aktiveret af dioder, der styrer om en switch er tændt ("1") eller slukket ("0"). Selv om hundredvis af millioner af dioder kommer frem i moderne processorer, er de funktionelt de samme som de dioder, du køber hos elektronikforretningen - bare meget mindre.
Dioder og lys
En LED lommelygte er bare en lommelygte, hvis belysning er hentet fra en lysdiode. I nærvær af positiv spænding lyser LED'erne.
En fotodiode accepterer derimod lys gennem en samler (som et mini solpanel) og konverterer lyset til en lille smule strøm.
