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 circule printr-o singură direcție.
Diodele perfect eficiente par a fi circuite deschise cu o tensiune negativă și, altfel, arată ca niște scurtcircuite. Dar pentru că diodele admit o anumită ineficiență, relația lor curent-tensiune este neliniară. Ca atare, veți dori să consultați fișa de date a unei diode pentru a vedea un grafic al curbei tensiunii directe a oricărei diode date în raport cu curentul său direct, astfel încât să alegeți dioda potrivită pentru proiectul dvs.
Aplicații ale diodelor
În ciuda faptului că sunt simple dispozitive semiconductoare 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
- Controlarea dimensiunii unui semnal
- Amestecarea semnalelor
Conversie de putere
O aplicație semnificativă a diodelor este transformarea energiei AC în curent continuu. O singură diodă sau patru diode transformă puterea de uz casnic de 110 V în DC 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 treacă prin ea. Când acest impuls de tensiune încarcă un condensator, tensiunea de ieșire pare a fi o tensiune continuă constantă cu o mică ondulație de tensiune. Utilizarea unui redresor cu undă completă face acest proces și mai eficient prin direcționarea impulsurilor AC, astfel încât atât jumătățile pozitive, cât și cele negative ale undei sinusoidale de intrare să fie văzute ca doar impulsuri pozitive, dublând efectiv frecvența impulsurilor de intrare către condensator, ceea ce ajută să-l mențină încărcat și să furnizeze o tensiune mai stabilă.
Diodele și condensatorii creează diferiți multiplicatori de tensiune pentru a lua o tensiune AC mică și o înmulți pentru a crea ieșiri de tensiune foarte în altă. Ambele ieșiri AC și DC sunt posibile folosind configurația corectă a condensatoarelor și diodelor.
Demodularea semnalelor
Cea mai obișnuită utilizare a diodelor este eliminarea componentei negative a unui semnal AC. Deoarece porțiunea negativă a unei forme de undă AC este de obicei identică cu jumătatea pozitivă, foarte puține informații se pierd efectiv în acest proces de eliminare a acesteia, ceea ce duce la o procesare mai eficientă a semnalului.
Demodularea semnalului este folosită în mod obișnuit în radiouri ca parte a sistemului de filtrare pentru a ajuta la extragerea semnalului radio din unda purtătoare.
Protecție la supratensiune
Diodele funcționează bine și ca dispozitive de protecție pentru componentele electronice sensibile. Când sunt utilizate ca dispozitive de protecție a tensiunii, diodele sunt neconductoare în condiții normale de funcționare, dar scurtează imediat orice vârf de în altă tensiune la masă unde nu poate dăuna unui circuit integrat. Diodele specializate numite supresoare de tensiune tranzitorie sunt proiectate special pentru protecția la supratensiune și pot face față unor vârfuri de putere foarte mari pentru perioade scurte de timp, caracteristici tipice ale unui vârf de tensiune sau șoc electric, care ar deteriora în mod normal componentele și ar scurta durata de viață a unui produs electronic.
În mod similar, o diodă poate regla tensiunea servind ca dispozitiv de tuns sau limitator - un scop specializat care limitează tensiunea care poate trece prin ea la un anumit punct.
Direcția actuală
Aplicația de bază a diodelor este de a direcționa curentul și de a vă asigura că curge numai în direcția corectă. Un domeniu în care capacitatea curentă de direcție a diodelor este folosită cu succes este trecerea de la puterea care vine de la o sursă de alimentare la puterea care rulează de la o baterie. Când un dispozitiv este conectat și se încarcă - de exemplu, un telefon mobil sau o sursă de alimentare neîntreruptibilă - dispozitivul ar trebui să consume energie numai de la sursa de alimentare externă și nu de la baterie, iar în timp ce dispozitivul este conectat, bateria ar trebui să consume energie. si reincarcare. Imediat ce sursa de alimentare este scoasă, bateria ar trebui să alimenteze dispozitivul, astfel încât utilizatorul să nu observe nicio întrerupere.
Un bun exemplu de direcție curentă este protecția împotriva curentului invers. Luați în considerare, de exemplu, mașina dvs. Când bateria se stinge și un trecător prietenos se oferă să ajute cu cablurile jumper, dacă amestecați ordinea cablurilor roșii și negre, nu veți prăji sistemul electric al mașinii deoarece diodele adiacente bateriei blochează curentul greșit.
Linia de bază
Computerele funcționează în binar - o mare nesfârșită de zerouri și unu. Arborele de decizie binară în calcul se bazează pe porți logice activate de diode care controlează dacă un comutator este pornit ("1") sau oprit ("0"). Deși în procesoarele moderne apar sute de milioane de diode, acestea sunt, din punct de vedere funcțional, aceleași cu diodele pe care le cumpărați de la magazinul de electronice - doar mult mai mici.
Diode și lumină
O lanternă LED este doar o lanternă a cărei iluminare provine de la o diodă emițătoare de lumină. În prezența tensiunii pozitive, LED-urile luminează.
O fotodiodă, prin contrast, acceptă lumina printr-un colector (precum un mini panou solar) și transformă acea lumină într-o cantitate mică de curent.
