Yksinkertaisin puolijohdekomponentti - diodi - tuottaa erilaisia hyödyllisiä toimintoja, jotka liittyvät sen ydinvoimaan sähkövirran virtauksen ohjaamiseksi. Diodit sallivat virran kulkevan niiden läpi vain yhteen suuntaan.
Täysin tehokkaat diodit näyttävät olevan avoimia piirejä negatiivisella jännitteellä ja ne näyttävät oikosululta muilta. Mutta koska diodit myöntävät jonkin verran tehottomuutta, niiden nykyinen ja jännite -suhde on epälineaarinen.
Sinun kannattaa tutustua diodin tekniseen lomakkeeseen, jotta näet minkä tahansa diodin eteenpäin suuntautuvan jännitteen käyrän kaaviosta sen eteenpäin suuntautuvan virran suhteen, joten valitset oikean diodin tietylle hankkeelle.
Diodien käyttö
Vaikka vain kaksipäiset puolijohdekomponentit ovat, diodit ovat elintärkeitä nykyaikaisessa elektroniikassa. Jotkut tyypillisistä diodien sovelluksista ovat:
- Korjaamalla jännite, kuten kääntämällä AC tasavirtajännitteeksi
- Syöttöjännitteiden erottaminen
- Signaalin koon hallinta
- Sekoitussignaalit
Tehon muuntaminen
Yksi merkittävä dioditapahtuma on AC-virran muuntaminen DC-teholle. Yksittäistä diodia tai neljää diodia voidaan käyttää 110 V: n kotitalouden tehon muunta- miseksi DC: iin muodostamalla puoliväli (yksi diodi) tai täysi-aalto (neljä diodia) tasasuuntaajaa . Diodi tekee tämän sallimalla vain puolet AC-aaltomuodosta kulkemaan sen läpi. Kun tätä jännitepulssia käytetään kondensaattorin lataamiseen, lähtöjännite näyttää olevan tasainen DC-jännite pienjänniteverkolla. Koko aallon tasasuuntaajan käyttäminen tekee tämän prosessin entistä tehokkaammaksi ohjaamalla AC-pulsseja niin, että sisääntulosignaalin aallon positiiviset ja negatiiviset puolet nähdään vain positiivisina pulsseina, mikä kaksinkertaistaa syöttöpulssien taajuuden kondensaattoriin, mikä auttaa pitämään sen ladattuna ja antamaan vakaamman jännitteen.
Diodeja ja kondensaattoreita voidaan käyttää myös luomaan lukuisia jännitemittauslajeja pienen vaihtovirtajännitteen ottamiseksi ja moninkertaistamaan sen tuottamaan erittäin suuria jännitteensyöttöjä. Sekä AC- että DC-ulostulot ovat mahdollisia käyttämällä kondensaattoreiden ja diodien oikeaa kokoonpanoa.
Signaalien demodulointi
Diodien yleisin käyttö on poistaa AC-signaalin negatiivinen komponentti. Koska AC-aaltomuodon negatiivinen osa on tavallisesti identtinen positiivisen puolen kanssa, hyvin vähän tietoa häviää tosiasiallisesti tässä prosessissa, joka poistaa sen pois, mikä johtaa tehokkaampaan signaalinkäsittelyyn.
Signaalidemodulaatiota käytetään yleisesti radioissa osana suodatusjärjestelmää, joka auttaa poistamaan radiosignaalin kantoaaltosignaalista.
Ylijännitesuojat
Diodit toimivat myös hyvin herkkien elektronisten komponenttien suojauslaitteina. Kun käytetään jännitteen suojauslaitteina, diodit eivät johda normaaleissa käyttöolosuhteissa, mutta välittömästi lyhyt jokin suuri jännite piikki maahan, jossa se ei voi vahingoittaa integroitua piiriä. Erikoisdiodit, joita kutsutaan väliaikaisiksi jännitevahvisteiksi, on suunniteltu erityisesti ylijännitesuojauksille ja ne pystyvät käsittelemään erittäin suuria tehopikareita lyhyille ajanjaksoille, jännitteen piikkien tai sähköiskun ominaispiirteisiin, jotka tavallisesti vahingoittavat komponentteja ja lyhentävät elektronisen tuotteen käyttöikää.
Vastaavasti diodi voi säätää jännitettä toimimalla leikkaimella tai rajoittimella - erikoistunut tarkoitus, joka rajoittaa jännitettä, joka voi kulkea sen läpi tietyssä pisteessä.
Nykyinen ohjaus
Diodien peruskäyttö on ohjata virtaa ja varmistaa, että se virtaa vain oikeaan suuntaan. Yksi alue, jossa diodien nykyinen ohjauskapasiteetti käytetään hyvään vaikutukseen, on kytkeytyäkseen virtalähteestä, joka tulee virtalähteestä akkuun johtavaan tehoon. Kun laite on kytketty ja latautunut - esimerkiksi matkapuhelin tai keskeytymättömän virransyöttö - laitteen pitäisi vetää vain ulkoista virtalähdettä eikä akkua ja kun laite on kytketty akkuun, sen on oltava vetovoima ja lataaminen. Heti kun virtalähde on poistettu, akun tulee virrata laitteeseen siten, että käyttäjä ei havaitse keskeytyksiä.
Hyvä esimerkki nykyisestä ohjauksesta on käänteisen virran suojauksen avulla. Harkitse esimerkiksi autosi. Kun akku kuolee ja ystävällinen ohikulkija tarjoaa apua jumper-kaapeleiden kanssa, jos sekoitat punaisten ja mustien kaapeleiden järjestystä, et poltuta auton sähköjärjestelmää, koska akkujen vieressä olevat diodit ovat väärän suuntaisia virtoja.
Logic Gates
Tietokoneet toimivat binaarina - loputtomasti nollia ja niitä. Laskennassa käytettävät binääripäästöpuut perustuvat logiikkaportteihin, jotka on mahdollista käyttää diodeilla, jotka ohjaavat kytkimen ollessa päällä ("1") tai pois päältä ("0"). Vaikka satoja miljoonia diodeja esiintyy nykyaikaisissa prosessoreissa, ne ovat toiminnallisesti samoja kuin elektroniikkakaupassa ostavat diodit - aivan pienempiä.
Diodit ja valo
LED-taskulamppu on vain taskulamppu, jonka valaistus on peräisin valoa säteilevästä diodista. Positiivisen jännitteen läsnä ollessa LEDit hehkuvat.
Valodiodi puolestaan hyväksyy valon keräilijän kautta (kuten mini-aurinkopaneeli) ja muuntaa valon pieneksi virtalähteeksi.