A legegyszerûbb félvezetõ komponens - a dióda - számos hasznos funkciót lát el, amelyek alapvetõ célja az elektromos áram áramlásának irányítása. A diódák lehetővé teszik az áram áramlását csak egy irányban.
A tökéletesen hatékony diódák negatív feszültségű nyitott áramköröknek tűnnek, és egyébként rövidzárlatnak tűnnek. De mivel a diódák bizonyos hatástalanságra hivatkoznak, az áram-feszültség kapcsolatuk nemlineáris.
Mint ilyen, meg szeretné tekinteni a dióda adatlapját, hogy egy adott dióda előremenő feszültsége görbéjét ábrázolja az előremenő áramhoz képest, így kiválasztja a megfelelő diódát az adott projekthez.
Diódák alkalmazása
Annak ellenére, hogy egyszerű kétpólusú félvezető eszközök, a diódák létfontosságúak a modern elektronikában. A diódák tipikus alkalmazási területei közül néhány:
- Egy feszültség kiegyenlítése, például az egyenáramú feszültség egyenáramúvá tétele
- A tápellátásból származó jelek elkülönítése
- A jel nagysága szabályozása
- Keverési jelek
Teljesítményátalakítás
A diódák egyik jelentős alkalmazása az egyenáramú tápellátás átalakítása. Egyetlen diódát vagy négy diódát használhatunk arra, hogy a 110V háztartási áramot egyenáramúvá alakítsuk félúton (egyetlen diódával) vagy teljes hullámú (négy diódával) egyenirányítóval . A dióda ezt teszi, ha csak az AC hullámforma fele utazik rajta. Amikor ezt a feszültségimpulzust kondenzátor töltésére használják, a kimeneti feszültség egyenletes egyenfeszültségnek tűnik, kis feszültségű hullámossággal. A teljes hullámú egyenirányító segítségével ez a folyamat még hatékonyabbá válik az AC impulzusok irányításával úgy, hogy a bemeneti szinusz hullámának mind pozitív, mind negatív felei csak pozitív impulzusoknak tekinthetők, és ez ténylegesen megduplázza a bemenő impulzusok frekvenciáját a kondenzátorra, ami segít megőrizni a töltést és stabilabb feszültséget biztosítani.
A diódák és a kondenzátorok számos típusú feszültségszorzót hozhatnak létre, hogy egy kis váltakozó áramú feszültséget vegyenek és szorozzák meg, hogy nagyon nagy feszültségű kimeneteket hozzanak létre. Mindkét AC és DC kimenet lehetséges a kondenzátorok és a diódák megfelelő konfigurálásával.
A jelek demodulációja
A diódák leggyakoribb alkalmazása az AC jel negatív komponenseinek eltávolítása. Mivel egy AC hullám negatív része általában azonos a pozitív féllel, nagyon kevés információ veszik el efféle módon, ezzel eltávolítva azt, ami hatékonyabb jelfeldolgozást eredményez.
A jel demodulációt általában a rádiókban használják a szűrőrendszer részeként, hogy megkönnyítsék a rádiójel kivonását a vivőhullámból.
Túlfeszültség elleni védelem
A diódák jól működnek érzékeny elektronikai alkatrészek védelmére is. Feszültségvédő eszközökként történő felhasználáskor a diódák normál üzemi körülmények között nem vezetnek, de azonnal rövidre zárják a nagyfeszültségű földelést, ahol nem okozhatnak ártalmat egy integrált áramkörnek. A speciális feszültségcsökkentő diódák kifejezetten a túlfeszültség elleni védelemhez vannak tervezve, és rövid időn keresztül nagyon nagy teljesítményű tüskékkel kezelhetők, feszültségcsúcs vagy áramütés tipikus jellemzői, amelyek általában károsíthatják az alkatrészeket és lerövidítik az elektronikus termék élettartamát.
Hasonlóképpen, a dióda szabályozhatja a feszültséget úgy, hogy kiszolgálóként vagy limiterként szolgál - egy speciális célra, amely lefedi a feszültséget, amely egy bizonyos ponton áthalad.
Jelenlegi kormányzás
A diódák alapvető alkalmazása az áram irányítása, és győződjön meg róla, hogy csak a megfelelő irányba áramlik. Egy olyan terület, ahol a diódák jelenlegi kormányzási képessége jó hatással van, a tápfeszültségről az áramellátásból érkező áramról való váltásra. Ha egy készülék be van dugva és töltődik - például egy mobiltelefont vagy szünetmentes tápegységet - az eszköz csak a külső tápegységből húzza ki a tápfeszültséget, és nem az akkumulátornak, és amíg a készülék be van dugva az akkumulátorban, és töltés. Amint az áramforrást eltávolítják, az akkumulátornak be kell kapcsolnia a készüléket úgy, hogy a felhasználó ne észlelje a megszakítást.
Az aktuális kormányzás jó példája a fordított áramvédelem. Vegyük például az autódat. Amikor az akkumulátor lemerül, és a barátságos járókelők segítséget nyújtanak a jumper kábelekhez, ha összekeverik a piros és fekete kábelek sorrendjét, akkor nem fogja meg a gépkocsi elektromos rendszerét, mert az akkumulátorral szomszédos diódák rossz irányú áramot tartalmaznak.
Logikai kapuk
A számítógépek binárisan működnek - a zérók és a végtelen tengerek. A számítástechnika bináris döntési fái a diódák által engedélyezett logikai kapukon alapulnak, amelyek szabályozzák, hogy a kapcsoló be van-e kapcsolva ("1") vagy ki ("0"). Bár több száz millió dióda jelenik meg a modern processzorokban, funkcionálisan ugyanazok, mint az elektronikus áruházban megvásárolt diódák - csak sokkal kisebbek.
Diódák és fény
A LED-es zseblámpa csak egy zseblámpa, amelynek megvilágítása fénykibocsátó diódából származik. Pozitív feszültség jelenlétében a LEDek ragyognak.
A fénydióda ezzel ellentétben elfogadja a fényt egy kollektoron keresztül (mint például egy mini napelem), és átalakítja azt a kis mennyiségű áramot.