Cea mai simplă componentă semiconductoră - dioda - îndeplinește o varietate de funcții utile legate de scopul principal al gestionării direcției fluxului de curent electric. Diodele permit ca curentul să curgă prin ele într-o singură direcție.
Diodele perfect eficiente par a fi circuite deschise cu tensiune negativă și arata ca circuite scurte altfel. Dar deoarece diodele admit la o anumită ineficiență, relația curent-la-tensiune este neliniară.
Ca atare, veți dori să consultați foaia de date a unei diode pentru a vedea un grafic al curbei unei tensiuni directe a diodei respective în raport cu curentul de transmitere, astfel încât să alegeți dioda potrivită pentru proiectul dvs. particular.
Aplicații ale diodelor
În ciuda faptului că sunt doar simple dispozitive cu două pini semiconductoare, diodele sunt vitale în electronica modernă. Unele dintre aplicațiile tipice ale diodelor includ:
- Rectificarea unei tensiuni, cum ar fi întoarcerea AC în tensiuni DC
- Izolarea semnalelor de la o sursă de alimentare
- Controlul dimensiunii unui semnal
- Semnale de amestecare
Conversia de putere
O aplicație semnificativă a diodelor este de a converti puterea CA în curent continuu. O singură diodă sau patru diode poate fi utilizată pentru a transforma puterea casnică de 110V în curent continuu prin formarea unui redresor la jumătatea distanței (dioda unică) sau a unui redresor cu undă (patru diode). O diodă face acest lucru permițând doar o jumătate din forma de undă AC să circule prin ea. Atunci când acest impuls de tensiune este folosit pentru a încărca un condensator, tensiunea de ieșire pare a fi o tensiune constantă de curent continuu, cu o tensiune mică. Utilizarea unui redresor cu undă de undă completă face ca acest proces să fie și mai eficient prin rutarea impulsurilor AC astfel încât atât jumătățile pozitive, cât și cele negative ale valului sinusoidal de intrare să fie considerate numai impulsuri pozitive, dublând efectiv frecvența impulsurilor de intrare către condensator, ajută la menținerea încărcării și oferă o tensiune mai stabilă.
Diodele și condensatoarele pot fi de asemenea folosite pentru a crea un număr de tipuri de multiplicatori de tensiune pentru a lua o tensiune mică AC și a se multiplica pentru a crea ieșiri de tensiune foarte mari. Ambele ieșiri de curent alternativ și DC sunt posibile utilizând configurația corectă a condensatoarelor și a 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 sunt pierdute efectiv în acest proces de stripare a acesteia, conducând la o procesare mai eficientă a semnalului.
Demodularea semnalului este frecvent utilizată în radiouri ca parte a sistemului de filtrare pentru a ajuta la extragerea semnalului radio de pe valul purtător.
Supravegherea supratensiunii
Diodele funcționează bine și ca dispozitive de protecție pentru componente electronice sensibile. Atunci când sunt utilizate ca dispozitive de protecție la tensiune, diodele sunt neconductoare în condiții normale de funcționare, dar imediat scurt de orice vârf de înaltă tensiune la sol unde nu poate dăuna unui circuit integrat. Diodele specializate numite supresoare de tensiune tranzitorie sunt proiectate special pentru protecția la supratensiune și pot gestiona spații 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 tundere sau limitator - un scop specializat care captează tensiunea care poate trece prin ea într-un anumit punct.
Direcția de direcție curentă
Aplicarea de bază a diodelor este de a direcționa curentul și de a vă asigura că acesta curge numai în direcția corectă. O zonă în care capacitatea de direcție curentă a diodelor este utilizată în mod eficient este trecerea de la alimentarea cu energie electrică la alimentarea de la o baterie. Când un dispozitiv este conectat și încărcat - de exemplu, un telefon mobil sau o sursă de alimentare neîntreruptibilă - dispozitivul ar trebui să atragă alimentarea numai de la sursa externă de alimentare și nu de la baterie, iar în timp ce dispozitivul este conectat la baterie ar trebui să fie puterea de tragere și reîncărcare. Imediat ce sursa de alimentare este îndepărtată, bateria ar trebui să alimenteze dispozitivul astfel încât să nu permită întreruperea acestuia de către utilizator.
Un bun exemplu de direcție curentă este protecția împotriva inversării curentului. Luați în considerare, de exemplu, mașina dvs. Atunci când bateria moare și un pasager prietenos vă oferă ajutor în cazul cablurilor jumperi, dacă amestecați ordinea cablurilor roșii și negre, nu veți prăji sistemul electric al mașinii deoarece diodele adiacente bateriei blochează curentul de direcție greșită.
Porți logice
Calculatoarele funcționează în binar - o mare nesfârșită de zero și una. Arborii de decizie binar în calcul se bazează pe porți logice activate de diode care controlează dacă un întrerupător este pornit ("1") sau oprit ("0"). Deși sute de milioane de diode apar în procesoare moderne, ele 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 care emite lumină. În prezența tensiunii pozitive, LED-urile strălucesc.
O fotodiodă, dimpotrivă, acceptă lumina printr-un colector (ca un panou solar solar) și convertește această lumină într-o cantitate mică de curent.