Cea mai simplă componentă semiconductoare - dioda - îndeplinește o varietate de funcții utile legate de scopul său principal de a gestiona direcția fluxului de curent electric. Diodele permit curentului să curgă prin ele într-o singură direcție.
Diodele perfect eficiente par a fi circuite deschise cu o tensiune negativă și altfel arată ca niște scurtcircuite. Dar, deoarece diodele recunosc o anumită ineficiență, relația lor curent-tensiune este neliniară. Ca atare, veți dori să consultați foaia tehnică a diodei pentru a vedea un grafic al curbei tensiunii directe a diodei date în raport cu curentul său înainte, astfel încât să alegeți dioda potrivită pentru proiectul dvs. particular.
:max_bytes(150000):strip_icc()/88563115-5804ec613df78cbc28837eac-0cdc508a3d2340db95036108c674b694.jpg)
Tim Ridley / Getty Images
Aplicațiile diodelor
În ciuda faptului că sunt doar dispozitive semiconductoare simple cu doi pini, diodele sunt vitale în electronica modernă. Unele dintre aplicațiile tipice ale diodelor includ:
- Redresarea unei tensiuni, cum ar fi transformarea AC în tensiuni DC
- Izolarea semnalelor de la o sursă de alimentare
- Controlul dimensiunii unui semnal
- Amestecarea semnalelor
Conversie de putere
O aplicație semnificativă a diodelor este de a converti puterea de curent alternativ în curent continuu. O singură diodă sau patru diode transformă puterea de uz casnic de 110V în CC formând un redresor la jumătate (o singură diodă) sau un redresor cu undă completă (patru diode). Dioda permite doar jumătate din forma de undă AC să se deplaseze prin ea. Când acest impuls de tensiune încarcă un condensator, tensiunea de ieșire pare a fi o tensiune continuă continuă, cu o ondulare mică de tensiune. Folosirea unui redresor cu undă completă face acest proces și mai eficient prin direcționarea impulsurilor de curent alternativ, astfel încât atât jumătățile pozitive cât și cele negative ale undei sinusoidale de intrare să fie văzute doar ca impulsuri pozitive, dublând efectiv frecvența impulsurilor de intrare către condensator, care ajută la menținerea acestuia încărcată și la furnizarea unei tensiuni mai stabile.
Diodele și condensatoarele creează diferiți multiplicatori de tensiune pentru a lua o tensiune alternativă mică și o multiplică pentru a crea ieșiri de înaltă tensiune. Ambele ieșiri de curent alternativ și de curent continuu sunt posibile folosind configurația corectă a condensatoarelor și a diodelor.
Demodularea semnalelor
Cea mai obișnuită utilizare a diodelor este de a elimina componenta negativă a unui semnal de curent alternativ. Deoarece porțiunea negativă a unei forme de undă de curent alternativ este de obicei identică cu jumătatea pozitivă, foarte puține informații se pierd efectiv în acest proces de îndepărtare, ducând la o procesare mai eficientă a semnalului.
Demodularea semnalului este utilizată în mod obișnuit în radiouri ca parte a sistemului de filtrare pentru a ajuta la extragerea semnalului radio din unda purtătoare.
Protecții la supratensiune
Diodele funcționează și ca dispozitive de protecție pentru componente electronice sensibile. Atunci când sunt utilizate ca dispozitive de protecție a tensiunii, diodele nu sunt conductoare în condiții normale de funcționare, dar scurtcircuită imediat orice vârf de înaltă tensiune la masă, unde nu poate afecta un circuit integrat. Diodele specializate numite supresoare de tensiune tranzitorie sunt proiectate special pentru protecția la supratensiune și pot gestiona vârfuri de putere foarte mari pentru perioade scurte de timp, caracteristici tipice ale unui vârf de tensiune sau a unui șoc electric, care în mod normal ar deteriora componentele și ar scurta durata de viață a unui produs electronic.
În mod similar, o diodă poate regla tensiunea servind drept tăietor sau limitator - un scop specializat care limitează tensiunea care poate trece prin ea într-un anumit punct.
Direcția curentă
Aplicația de bază a diodelor este de a direcționa curentul și de a vă asigura că acesta curge doar în direcția corectă. O zonă în care capacitatea actuală de direcție a diodelor este utilizată cu un efect bun este trecerea de la puterea provenită de la o sursă de alimentare la alimentarea cu energie a unei baterii. Când un dispozitiv este conectat și se încarcă - de exemplu, un telefon mobil sau o sursă de alimentare neîntreruptibilă - dispozitivul ar trebui să alimenteze numai din sursa de alimentare externă și nu din baterie, iar în timp ce dispozitivul este conectat în baterie ar trebui să alimenteze și reîncărcare. De îndată ce sursa de alimentare este scoasă, bateria trebuie să alimenteze dispozitivul, astfel încât utilizatorul să nu observe nicio întrerupere.
Un bun exemplu de direcție curentă este prin protecția împotriva curentului invers. Luați în considerare, de exemplu, mașina dvs. Când bateria dvs. moare și un trecător prietenos vă oferă ajutor cu cablurile jumper, dacă amestecați ordinea cablurilor roșii și negre, nu veți prăji sistemul electric al mașinii, deoarece diodele adiacente bateriei blochează curentul de direcție greșită.
Logic Gates
Calculatoarele operează în binar - o mare nesfârșită de zero și unii. Arborii de decizie binari din calcul se bazează pe porțile logice activate de diode care controlează dacă un comutator este pornit („1”) sau oprit („0”). Deși sute de milioane de diode apar în procesoarele moderne, acestea sunt funcționale la fel ca diodele pe care le cumpărați la magazinul de electronice - doar mult mai mici.
Diode și lumină
O lanternă cu LED-uri este doar o lanternă a cărei iluminare provine dintr-o diodă emitentă de lumină. În prezența unei tensiuni pozitive, LED-urile luminează.
O fotodiodă, în schimb, acceptă lumina printr-un colector (ca un mini panou solar) și transformă acea lumină într-o cantitate mică de curent.