Дыёды - адны з найбольш распаўсюджаных паўправадніковых прыбораў, якія сёння выкарыстоўваюцца ў электронным абсталяванні.
Іх таксама адны з самых незразумелых.
У рэшце рэшт, дыёды часта называюць «аднабаковымі варотамі» або «крадзяжнымі варотамі», калі кажуць пра іх працу.
Калі дыёд адключаецца ад вонкавага напружання, электроны ўнутры яго трапляюць у пастку і не могуць выйсці зноў.
Такім чынам, гэта захоплівае ток, які праходзіць праз тую частку ланцуга ўнутр без выйсця, акрамя як праз супрацьлеглы тэрмінал або зваротны шлях (такім чынам, імя абыходзіць імя).
Аднак калі дыёды згадваюцца ў спалучэнні з электронікай, яны могуць увесці ў зман.
Гэта таму, што многія людзі лічаць іх лінейнымі прыладамі, хаця насамрэч яны валодаюць нелінейнымі паводзінамі, што робіць іх значна больш універсальнымі, чым простае ўключэнне/выключэнне.
Падобна таму, як музычны інструмент мае некалькі варыянтаў выкарыстання, акрамя ігры на нотах, дыёд служыць многім мэтам, акрамя простага ўключэння і выключэння электрычнага току.
Давайце паглядзім, як працуюць дыёды, каб вы зразумелі, як іх можна выкарыстоўваць і якімі унікальнымі ўласцівасцямі яны валодаюць, што робіць іх такімі карыснымі часткамі электронных схем.
Што такое дыёд?
Дыёды - гэта аднабаковы электрычны шунт.
Дыёд - гэта двухбаковы перамыкач з электронным кіраваннем, які дазваляе току цячы ў адным кірунку толькі пры пэўных умовах.
Калі ток праз дыёд праходзіць толькі ў адным кірунку, два яго паўправадніковых «пальца» злучаюцца разам.
Калі ток цячэ ў іншы бок, два пальцы ізаляваны адзін ад аднаго і ток не цячэ.
Дыёды зроблены з двух паўправадніковых матэрыялаў, якія звычайна размяшчаюцца ў выглядзе "сэндвіча", каб блакаваць электроны ад патоку ў абодвух напрамках.
Невялікая колькасць току пры пэўных умовах можа рассейваць сваю залішнюю энергію ў выглядзе цяпла, дазваляючы электронам цячы праз дыёд у адным кірунку, нават калі напружанне на дыёдзе значна вышэйшае за напружанне, якое падаецца на іншы бок.
Паколькі актыўная вобласць дыёда дазваляе электронам цячы толькі ў адным кірунку, у той час як знешняя вобласць блакуе іх зваротны паток, гэта апісваецца як аднабаковы электрычны шунт.
Дыёды маюць станоўчыя і адмоўныя клемы
Два канцы дыёда пазначаны знакамі + і –, каб паказаць, што ён не мае ўнутранай палярнасці.
Калі да канцоў дыёда падаецца напружанне, гэта называецца тэставаннем на кароткае замыканне або «адмоўнае» выпрабаванне.
Дыёды не палярызуюцца, як звычайная палярызаваная электрычная правадка - канцы выкарыстоўваюцца толькі для тэсціравання, а сярэдзіна дыёда нейтральная ("без палярнасці") і падключаецца да элементаў схемы.
У электроніцы станоўчая клема дыёда звычайна з'яўляецца анодам, а адмоўная - катодам.
Аднак канвенцыя не высечана ў камені.
У некаторых схемах адмоўная клема з'яўляецца катодам, а станоўчая - анодам.
Напрыклад, у ан Схема святлодыёдаў, адмоўная клема з'яўляецца катодам, але ў ланцугу батарэі адмоўная клема з'яўляецца анодам.
Існуе мноства відаў дыёдаў
Ёсць шмат розных тыпаў дыёдаў, даступных для выкарыстання ў электроніцы.
Большасць дыёдаў належаць да разнавіднасці паўправаднікоў, але ёсць таксама выпрамнікі, фотадыёды і транзістары, якія працуюць як дыёды.
Выбар належнага тыпу дыёда для канкрэтнай схемы важны для атрымання жаданых вынікаў.
Некаторыя важныя тыпы дыёдаў ўключаюць у сябе: – Хуткія выпрамнікі: гэтыя дыёды праводзяць электрычнасць вельмі хутка, што дазваляе выкарыстоўваць высокачашчынныя дадаткі.
– Стандартныя выпрамнікі: гэтыя дыёды павольней праводзяць электрычнасць, што дазваляе выкарыстоўваць нізкачашчынныя прылады.
– Выпрамнікі з бар'ерам Шоткі: гэтыя дыёды маюць убудаваны дыёд Шоткі, які прадухіляе іх зваротную праводнасць.
– Фотадыёды: гэтыя прылады пераўтвараюць святло ў электрычнасць, што робіць іх карыснымі ў дадатках для зандзіравання.
Дыёды маюць розныя парогі напружання, характарыстыкі і напружанне прабоя
Нягледзячы на тое, што дыёды застаюцца аднабаковымі электрычнымі шунтамі, яны звычайна маюць вельмі высокае напружанне прабоя (больш за 1 мегавольт) і парог напружання прабоя (паніжанае напружанне, неабходнае для пачатку прабоя), што робіць іх прыдатнымі для пэўных тыпаў прымянення.
Гэтыя парогавыя параметры залежаць ад тыпу дыёда, які выкарыстоўваецца, і могуць быць зменены для стварэння розных тыпаў дыёдаў.
У якасці прыкладу, хуткасны дыёд выпрамніка мае парог напружання прабоя каля 0.3 вольта.
Гэта азначае, што калі напружанне на дыёдзе ніжэй за 0.3 вольта, дыёд не будзе праводзіць, і ланцуг застанецца ў зыходным стане.
Калі схема спрабуе атрымаць больш току і напружанне ў ланцугу павялічваецца, парог напружання прабоя дыёда дасягаецца, і дыёд пачынае праводзіць ток у процілеглым кірунку.
Дыёды можна выкарыстоўваць у лінейных і нелінейных праграмах
Адной унікальнай асаблівасцю дыёдаў з'яўляецца тое, што яны могуць быць выкарыстаны ў лінейных і нелінейных праграмах.
Пры выкарыстанні ў лінейных праграмах дыёд выкарыстоўваецца ў якасці перамыкача.
Іншымі словамі, ён праводзіць ток у адным кірунку ў залежнасці ад напружання, якое падаецца ў ланцуг.
Калі на ланцуг падаецца напружанне, электроны пачынаюць цячы праз дыёд, і ланцуг сілкуецца.
Дыёд можна разглядаць як «аднабаковы выключальнік».
Калі ланцуг сілкуецца, дыёд праводзіць ток, уключаючы ланцуг.
Калі на ланцуг не падаецца напружанне, дыёд не праводзіць, і ланцуг адключаецца.
У нелінейных праграмах дыёд выкарыстоўваецца для ўзмацнення або павелічэння амплітуды або сілы сігналу.
Напрыклад, калі схема выкарыстоўвае нізкачашчынны сігнал для кіравання чымсьці (напрыклад, уключэннем або выключэннем рухавіка), сама схема можа быць адключана гэтым сігналам.
Але калі сігнал дастаткова высокі (напрыклад, гудок тэлефона або музыка з радыёстанцыі), дыёд можа быць выкарыстаны для ўзмацнення і ўключэння харчавання ланцуга, што дазваляе кіраваць ім з дапамогай больш высокачашчыннага сігналу.
Як працуюць высакавольтныя дыёды?
Калі на а дыёд, ён пачынае праводзіць.
Аднак з-за таго, што напружанне занадта высокае, электроны, якія трапілі ў дыёд, не могуць вызваліць сваю энергію ў дастатковай колькасці, каб вызваліцца са свайго абмежавання.
У выніку дыёд трохі праводзіць, але недастаткова для харчавання ланцуга.
Калі нізкае напружанне падаецца на засаўкі пары транзістараў, якія кантралююць напружанне, якое падаецца ў ланцугу (званы лесвічнай ланцугом), сігнал можа праходзіць праз нерэгуляваны рэжым.
Аднак, калі на лесвічнай ланцугу занадта мала напружання і дыёды не праводзяць дастаткова току, сігнал не праходзіць, і ланцуг адключаецца.
Гэта можа быць выкарыстана для харчавання простых схем і можа быць карысным для сартавальнікаў, камп'ютараў і таймераў.
Як разлічыць парог напружання для дыёда
Дапусцім, вы падключыце дыёд да 12-вольтнай крыніцы харчавання і хочаце ведаць, ці будзе ён праводзіць (забяспечваць энергію) пры нізкім напружанні.
Ураўненне для разліку напружання прабоя (VOM) паўправадніковага прыбора выглядае наступным чынам: у гэтым раўнанні "VOH" - гэта напружанне на прыладзе, калі яно парушаецца, "VOHSC" - гэта парогавае напружанне дыёда, калі ён праводзіць, "I" - гэта ток праз дыёд, "E" - напружанне электрычнага поля на дыёдзе, а "n" - колькасць электронаў у дыёдзе.
Каб вызначыць парог напружання дыёда, трэба ведаць напружанне прабоя дыёда.
Вы можаце знайсці гэта значэнне, выкарыстоўваючы ўраўненне вышэй.
Напружанне прабоя звычайнага крамянёвага дыёда pn-пераходу складае 1.5 вольта.
Гэта азначае, што калі напружанне на дыёдзе складае 1.5 вольта, дыёд зламаецца і пачне праводзіць ток.