A diódák széles körben használt félvezető eszközök. Az egyenirányító dióda kétvezetékes félvezető, amely lehetővé teszi az áramnak csak egy irányba való áthaladását. Általában, P-N csomópont dióda n-típusú és p-típusú félvezető anyagok összekapcsolásával jön létre. A P típusú oldalt anódnak, az n típusú oldalt pedig Katódnak nevezzük. Sokféle diódát alkalmaznak sokféle alkalmazáshoz. Az egyenirányító diódák létfontosságú alkatrészek a tápegységekben, ahol az AC feszültséget egyenfeszültséggé alakítják. A Zener diódák feszültségszabályozásra használják, megakadályozva az áramkörben az egyenáramú tápellátások nem kívánt változásait.
Dióda szimbóluma
Az egyenirányító dióda szimbóluma lent látható, a nyílhegy a hagyományos áramlás irányába mutat.
Egyenirányító dióda szimbólum
Egyenirányító dióda áramkör működik
Mind az n típusú, mind a p típusú anyagokat kémiailag kombinálják egy speciális gyártási technikával, amelynek eredményeként p-n kereszteződés alakul ki. Ennek a P-N csomópontnak két terminálja van, amelyeket elektródának hívhatunk, és emiatt 'DIODE' -nak (Di-ode) hívják.
Ha bármely elektronikus eszközre külső DC tápfeszültséget vezetnek a kapcsain keresztül, akkor azt torzításnak hívják.
Elfogulatlan egyenirányító dióda
- Ha egy egyenirányító diódához nem adnak feszültséget, akkor azt torzítatlan diódának hívják, akkor az N-oldalon elektronok többsége és nagyon kevés furata lesz (a termikus gerjesztés miatt), míg a P-oldalnak többségi töltése lesz lyukakat hordoz és nagyon kevés elektront tartalmaz.
- Ebben a folyamatban az N-oldali szabad elektronok diffundálnak (elterjednek) a P-oldalra, és a rekombináció az ott jelenlévő lyukakban megy végbe, + ve mozdulatlan (nem mozgatható) ionokat hagyva N-oldalon, és -ve mozdulatlan ionokat hozva létre a P-ben a dióda oldala.
- A mozdulatlan az n típusú oldalon, a kereszteződés szélének közelében. Hasonlóképpen, a mozdulatlan ionok a p típusú oldalon a csomópont szélénél. Emiatt pozitív és negatív ionok száma halmozódik fel a kereszteződésben. Ezt az így kialakult régiót kimerítési régiónak nevezzük.
- Ebben a régióban a dióda PN csatlakozásánál létrejön egy barrier potenciálnak nevezett statikus elektromos mező.
- Ellenzi a lyukak és elektronok további vándorlását a csomóponton.
Elfogulatlan dióda (nincs feszültség)
Előre elfogult dióda
- Előre irányú előfeszítés: Egy PN csatlakozási diódában egy feszültségforrás pozitív kapcsa csatlakozik a p típusú oldalra, a negatív kapocs pedig az n típusú oldalra, a diódáról azt mondják, hogy előreirányított előfeszített állapotban van.
- Az egyenáramú feszültségellátás negatív kapcsain az elektronok taszítják és a pozitív kapocs felé sodródnak.
- Tehát az alkalmazott feszültség hatására ez az elektronsodródás az áram áramlását eredményezi egy félvezetőben. Ezt az áramot „sodródási áramnak” nevezik. Mivel a többségi hordozók elektronok, az n-típusú áram az elektronáram.
- Mivel a furatok p-típusú többségi hordozók, ezeket az egyenáramú tápellátás pozitív kapcsa elűzi, és a kereszteződésen át a negatív terminál felé mozog. Tehát a p-típusú áram a furatáram.
- Tehát a többségi hordozók által okozott teljes áram Forward áramot hoz létre.
- A hagyományos áram iránya az akkumulátor pozitív és negatív között a hagyományos áram irányában ellentétes az elektronok áramlásával.
Előre elfogult egyenirányító dióda
Fordított előfeszített dióda
- Fordított előfeszített állapot: ha a dióda a forrás pozitív kapcsa, az n típusú véghez csatlakozik, és a forrás negatív kapcsa a dióda p típusú végéhez csatlakozik, akkor a dióda, kivéve a fordított telítési áramot.
- Ennek oka, hogy fordított előfeszített állapotban a kereszteződés kimerítő rétege szélesebbé válik a fordított előfeszített feszültség növekedésével.
- Bár a diódában egy kisebb áram folyik az n-típusból a p-típusú végbe a kisebbségi hordozók miatt. Ezt az áramot fordított telítési áramnak nevezzük.
- A kisebbségi hordozók főleg hővel generált elektronok / lyukak a p-típusú félvezetőben, illetve az n-típusú félvezetők.
- Ha a diódán alkalmazott fordított feszültség folyamatosan növekszik, akkor bizonyos feszültség után a kimerülő réteg elpusztul, ami hatalmas visszirányú áramot fog vezetni a diódán.
- Ha ez az áram nincs külsőleg korlátozva, és meghaladja a biztonságos értéket, a dióda végleg megsemmisülhet.
- Ezek a gyorsan mozgó elektronok ütköznek a készülék többi atomjával, hogy még néhány elektron leütjenek róluk. Az így felszabadult elektronok a kovalens kötések megszakításával sokkal több elektron szabadulnak fel az atomokból.
- Ezt a folyamatot vivő szorzásnak nevezik, és ez jelentős növekedést eredményez a p-n csomóponton átáramló áramlásban. A kapcsolódó jelenséget Avalanche Breakdownnak hívják.
Fordított előfeszített dióda
Az egyenirányító dióda egyes alkalmazásai
A diódáknak számos alkalmazásuk van. Íme néhány a diódák tipikus alkalmazásai közül:
- A feszültség javítása, például az AC váltása DC feszültségekké
- Jelek izolálása egy tápegységről
- Feszültség referencia
- A jel méretének szabályozása
- Jelek keverése
- Detektálási jelek
- Világító rendszerek
- LÉZER diódák
Félhullámú egyenirányító
A dióda egyik leggyakoribb felhasználása a AC feszültség egyenárammá kínálat. Mivel egy dióda csak egy irányban képes vezetni az áramot, amikor a bemeneti jel negatív lesz, akkor nem lesz áram. Ezt hívják a félhullámú egyenirányító . Az alábbi ábra a félhullámú egyenirányító dióda áramkört mutatja.
Félhullámú egyenirányító
Teljes hullámú egyenirányító
- NAK NEK teljes hullámú egyenirányító dióda áramkör négy diódával épít, ezzel a szerkezettel pozitívvá tehetjük a hullámok mindkét felét. A bemenet pozitív és negatív ciklusai esetében is van egy előre vezető út a diódahíd .
- Míg a diódák közül kettő előre torzított, a másik kettő fordított előfeszített és hatékonyan kiküszöböli az áramkörből. Mindkét vezetési út miatt az áram ugyanabba az irányba áramlik a terhelési ellenálláson, teljes hullámú egyenirányítást eredményezve.
- A teljes hullámú egyenirányítókat a tápegységekben használják az AC feszültségek DC feszültségekké történő átalakítására. A kimeneti terhelési ellenállással párhuzamosan elhelyezett nagy kondenzátor csökkenti az egyenirányítási folyamat hullámosságát. Az alábbi ábra a teljes hullámú egyenirányító dióda áramkört mutatja.
Teljes hullámú egyenirányító
Így ez az egyenirányító diódáról és annak felhasználásáról szól. Ismer egyéb olyan diódákat, amelyeket rendszeresen használnak valós idejű elektromos és elektronikai projektek ? Ezután kérjük, adja meg visszajelzését az alábbi megjegyzések részben kommentálva. Itt van egy kérdés az Ön számára Hogyan alakul ki a kimerülési régió egy D-ben jód?
