Usměrňovací diodový obvod pracuje a jeho aplikace

Vyzkoušejte Náš Nástroj Pro Odstranění Problémů





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

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)

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

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

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

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

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?