Diody jsou široce používaným polovodičovým zařízením. Usměrňovací dioda je dvouvodičový polovodič, který umožňuje průchod proudu pouze jedním směrem. Obvykle, Dioda přechodu P-N je tvořen spojením polovodičových materiálů typu n a typu p. Strana typu P se nazývá anoda a strana typu n se nazývá katoda. Mnoho typů diod se používá pro širokou škálu aplikací. Usměrňovací diody jsou důležitou součástí napájecích zdrojů, kde se používají k převodu střídavého napětí na stejnosměrné. The Zenerovy diody slouží k regulaci napětí, zabraňující nežádoucím změnám stejnosměrného napájení v obvodu.
Symbol diody
Symbol symbolu usměrňovací diody je zobrazen níže, hrot šipky ukazuje ve směru běžného proudu.
Symbol usměrňovací diody
Usměrňovací diodový obvod pracuje
Oba materiály typu n a typu p jsou chemicky kombinovány se speciální technikou výroby, která vede k vytvoření p-n spojení. Toto spojení P-N má dvě svorky, které lze nazvat jako elektrody, a z tohoto důvodu se nazývá „DIODE“ (Di-ode).
Pokud je na jakékoli elektronické zařízení prostřednictvím jeho svorek přivedeno externí stejnosměrné napájecí napětí, nazývá se to předpětí.
Nestranná usměrňovací dioda
- Pokud do usměrňovací diody není dodáváno žádné napětí, nazývá se to jako nestranná dioda, strana N bude mít větší počet elektronů a velmi málo otvorů (kvůli tepelné excitaci), zatímco strana P bude mít většinový náboj nosné díry a velmi málo počtů elektronů.
- V tomto procesu budou volné elektrony ze strany N difundovat (šířit se) na stranu P a rekombinace probíhá v tam přítomných otvorech, přičemž na straně N zůstanou + nehybné (nepohyblivé) ionty a v P budou vznikat nehybné ionty strana diody.
- Nehybný na straně typu n poblíž spojovací hrany. Podobně nehybné ionty na straně typu p poblíž hrany spojení. Z tohoto důvodu se na křižovatce hromadí počet kladných a záporných iontů. Tato takto vytvořená oblast se nazývá oblast vyčerpání.
- V této oblasti se vytváří statické elektrické pole zvané Bariérový potenciál přes PN přechod diody.
- Je proti další migraci děr a elektronů přes spojení.
Nestranná dioda (bez napětí)
Forward Biased Diode
- Dopředné předpětí: V přechodové diodě PN je kladná svorka zdroje napětí připojena ke straně typu p a záporná svorka je připojena ke straně typu n, o diodě se říká, že je ve stavu předpětí.
- Elektrony jsou odpuzovány zápornou svorkou napájení stejnosměrným napětím a unášeny směrem ke kladné svorce.
- Tento elektronový drift tedy pod vlivem aplikovaného napětí způsobí, že v polovodiči protéká proud. Tento proud se nazývá „Driftový proud“. Protože většinovými nosiči jsou elektrony, proud v typu n je proud elektronů.
- Protože díry jsou většinovými nosiči typu p, tyto jsou odpuzovány kladným vývodem stejnosměrného napájení a pohybují se přes křižovatku směrem k zápornému vývodu. Proud v typu p je tedy proud díry.
- Celkový proud způsobený většinovými nosiči tedy vytváří proud vpřed.
- Směr konvenčního proudu proudí z kladného do záporného pólu baterie ve směru běžného proudu je opačný k toku elektronů.
Předpěťová usměrňovací dioda
Reverzní zkreslená dioda
- Podmínka obráceného předpětí: pokud je dioda kladnou svorkou napájecího napětí je připojena ke konci typu n a záporná svorka zdroje je připojena ke konci p diody, nebude přes ni proud dioda s výjimkou proudu zpětné saturace.
- Je to proto, že při stavu s předpětím je vyčerpaná vrstva spojení širší se zvyšujícím se napětím s předpětím.
- I když v diodě teče z diody n-typ na konec p malým proudem kvůli menšinovým nosičům. Tento proud se nazývá reverzní saturační proud.
- Nositeli menšin jsou hlavně tepelně generované elektrony / díry v polovodičích typu p a n v polovodičích typu n.
- Nyní, pokud se reverzně aplikované napětí přes diodu neustále zvyšuje, pak po určitém napětí se depleční vrstva zničí, což způsobí, že diodou protéká obrovský reverzní proud.
- Pokud tento proud není externě omezen a dosáhne bezpečné hodnoty, může být dioda trvale zničena.
- Tyto rychle se pohybující elektrony se srazí s ostatními atomy v zařízení, aby z nich odkleply další elektrony. Takto uvolněné elektrony dále uvolňují mnohem více elektronů z atomů rozbitím kovalentních vazeb.
- Tento proces se nazývá multiplikace nosné a vede ke značnému zvýšení toku proudu křižovatkou p-n. Přidružený jev se nazývá Avalanche Breakdown.
Reverzní zkreslená dioda
Některé aplikace usměrňovací diody
Diody mají mnoho aplikací. Zde je několik typických aplikací diod:
- Usměrnění napětí, například přeměna střídavého napětí na stejnosměrné
- Izolační signály ze zdroje
- Napěťová reference
- Ovládání velikosti signálu
- Míchání signálů
- Detekční signály
- Osvětlovací systémy
- LASEROVÉ diody
Usměrňovač poloviční vlny
Jedním z nejběžnějších použití diody je oprava Střídavé napětí do stejnosměrného proudu zásobování. Jelikož dioda může vést proud pouze jedním směrem, nebude-li vstupní signál záporný, nebude zde žádný proud. Tomu se říká a půlvlnný usměrňovač . Níže uvedený obrázek ukazuje obvod polovodičové usměrňovací diody.
Usměrňovač poloviční vlny
Plnovlnný usměrňovač
- NA obvod plných vln usměrňovače staví se čtyřmi diodami, díky této struktuře můžeme učinit obě poloviny vln pozitivní. Pro pozitivní i negativní cykly vstupu existuje dopředná cesta skrz diodový můstek .
- Zatímco dvě z diod jsou předpjaté dopředu, ostatní dvě mají předpětí a jsou účinně vyloučeny z obvodu. Obě vodivé cesty způsobují, že proud protéká zátěžovým rezistorem stejným směrem, čímž je dosaženo celovlnové nápravy.
- Plnovlnné usměrňovače se používají v napájecích zdrojích k převodu střídavého napětí na stejnosměrné. Velký kondenzátor paralelně s odporem výstupního zatížení snižuje zvlnění z procesu usměrnění. Níže uvedený obrázek ukazuje obvod diod usměrňovače plné vlny.
Plnovlnný usměrňovač
Jedná se tedy o usměrňovací diodu a její použití. Znáte nějaké další diody, které se pravidelně používají v reálném čase elektrických a projekty elektroniky ? Poté nám poskytněte zpětnou vazbu komentářem v sekci komentáře níže. Zde je otázka pro vás, Jak se oblast vyčerpání tvoří v D. jód?