Բլոգ

Դիոդները այսօր էլեկտրոնային սարքավորումների մեջ օգտագործվող ամենատարածված կիսահաղորդչային սարքերից են:

Նրանք նաև ամենաթյուրըմբռնվածներից են:

Ի վերջո, դիոդները հաճախ կոչվում են «միակողմանի դարպասներ» կամ «գողացող դարպասներ», երբ խոսում են դրանց շահագործման մասին:

Երբ դիոդը կտրվում է արտաքին լարումից, դրա ներսում գտնվող էլեկտրոնները փակվում են ներսում և նորից չեն կարողանում փախչել:

Որպես այդպիսին, սա թակարդում է հոսանքը, որը հոսում է սխեմայի որոշակի մասով, առանց ելքի, բացառությամբ հակառակ տերմինալի կամ վերադարձի ճանապարհի (այդպիսով անունը շրջանցելով անունը):

Այնուամենայնիվ, երբ դիոդները նշվում են էլեկտրոնիկայի հետ միասին, դրանք կարող են շփոթեցնել:

Դա պայմանավորված է նրանով, որ շատերը կարծում են, որ դրանք գծային սարքեր են, երբ իրականում նրանք ունեն ոչ գծային վարքագիծ, ինչը նրանց շատ ավելի բազմակողմանի է դարձնում, քան պարզ միացման/անջատման անջատիչը:

Ճիշտ այնպես, ինչպես երաժշտական ​​գործիքն ունի բազմաթիվ կիրառումներ, բացի նոտաներ նվագելուց, դիոդը ծառայում է բազմաթիվ նպատակների, բացի միայն էլեկտրական հոսանքը միացնելուց և անջատելուց:

Եկեք տեսնենք, թե ինչպես են աշխատում դիոդները, որպեսզի հասկանաք, թե ինչպես դրանք կարող են օգտագործվել և ինչ յուրահատուկ հատկություններ ունեն դրանք, որոնք դրանք դարձնում են էլեկտրոնային սխեմաների նման օգտակար մասեր:

Ինչ է դիոդը:

Դիոդները միակողմանի էլեկտրական շունտեր են:

Դիոդը էլեկտրոնային եղանակով կառավարվող երկկողմանի անջատիչ է, որը թույլ է տալիս հոսանքը մեկ ուղղությամբ հոսել միայն որոշակի պայմաններում:

Երբ հոսանքը հոսում է միայն մեկ ուղղությամբ դիոդի միջով, նրա երկու կիսահաղորդչային «մատները» միացված են իրար։

Երբ հոսանքը հոսում է հակառակ ուղղությամբ, երկու մատները մեկուսացված են միմյանցից և հոսանք չի հոսում:

Դիոդները պատրաստվում են երկու կիսահաղորդչային նյութերից, որոնք սովորաբար դասավորված են «սենդվիչ» ձևով, որպեսզի արգելափակեն էլեկտրոնների հոսքը երկու ուղղություններով:

Որոշակի պայմաններում հոսանքի փոքր քանակությունը կարող է ցրել իր ավելցուկային էներգիան որպես ջերմություն՝ հնարավորություն տալով էլեկտրոններին հոսել դիոդի միջով մեկ ուղղությամբ, նույնիսկ եթե դիոդի վրայով լարումը շատ ավելի բարձր է, քան մյուս կողմում կիրառվող լարումը:

Քանի որ դիոդի ակտիվ շրջանը թույլ է տալիս էլեկտրոններին հոսել միայն մեկ ուղղությամբ, մինչդեռ արտաքին շրջանը արգելափակում է նրանց հետ հոսելը, այն նկարագրվում է որպես միակողմանի էլեկտրական շունտ:

Դիոդները ունեն դրական և բացասական տերմինալներ

Դիոդի երկու ծայրերը պիտակավորված են + և – նշաններով, որոնք ցույց են տալիս, որ այն չունի ներքին բևեռականություն:

Երբ լարումը կիրառվում է դիոդի ծայրերին, դա կոչվում է կարճ միացման կամ «բացասական» փորձարկում:

Դիոդները բևեռացված չեն, ինչպես սովորական բևեռացված էլեկտրական լարերը. ծայրերը օգտագործվում են միայն փորձարկման համար, իսկ դիոդի միջնամասը չեզոք է («բևեռականություն չկա») և միացված է շղթայի տարրերին:

Էլեկտրոնիկայի մեջ դիոդի դրական տերմինալը սովորաբար անոդն է, իսկ բացասականը՝ կաթոդը։

Այնուամենայնիվ, կոնվենցիան հաստատված չէ:

Որոշ սխեմաներում բացասական տերմինալը կաթոդն է, իսկ դրականը` անոդը:

Օրինակ, ան LED միացում, բացասական տերմինալը կաթոդն է, բայց մարտկոցի միացումում բացասական տերմինալը անոդն է։

Կան բազմաթիվ տեսակի դիոդներ

Էլեկտրոնիկայի մեջ օգտագործելու համար կան բազմաթիվ տարբեր տեսակի դիոդներ:

Դիոդների մեծ մասը կիսահաղորդչային տեսականի է, բայց կան նաև ուղղիչներ, ֆոտոդիոդներ և տրանզիստորներ, որոնք գործում են դիոդների պես:

Որոշակի շղթայի համար դիոդի ճիշտ տեսակ ընտրելը կարևոր է ցանկալի արդյունքներ ստանալու համար:

Դիոդների որոշ կարևոր տեսակներ ներառում են. – Արագ ուղղիչներ. այս դիոդները շատ արագ փոխանցում են էլեկտրականությունը, ինչը թույլ է տալիս բարձր հաճախականությամբ կիրառումներ կատարել:

– Ստանդարտ ուղղիչներ. այս դիոդներն ավելի դանդաղ են փոխանցում էլեկտրաէներգիան՝ թույլ տալով ցածր հաճախականության կիրառումներ:

– Schottky Barrier Rectifiers. Այս դիոդներն ունեն ներկառուցված Schottky դիոդ, որը թույլ չի տալիս նրանց հետ վարվել:

– Ֆոտոդիոդներ. այս սարքերը լույսը վերածում են էլեկտրականության՝ դրանք օգտակար դարձնելով կիրառական զգայարաններում:

Դիոդներն ունեն տարբեր լարման շեմեր, բնութագրեր և խզման լարումներ

Չնայած դիոդները մնում են միակողմանի էլեկտրական շունտեր, դրանք սովորաբար ունեն շատ բարձր վթարային լարում (ավելի քան 1 մեգավոլտ) և խզման լարման շեմ (նվազած լարումը, որը պահանջվում է խզումը սկսելու համար), ինչը նրանց հարմար է դարձնում որոշակի տեսակի կիրառությունների համար:

Այս շեմային պարամետրերը կախված են օգտագործվող դիոդի տեսակից և կարող են փոփոխվել տարբեր տեսակի դիոդներ ստեղծելու համար:

Որպես օրինակ՝ արագ ուղղիչ դիոդն ունի մոտ 0.3 վոլտ խզման լարման շեմ:

Սա նշանակում է, որ եթե դիոդի վրա լարումը ցածր է 0.3 վոլտից, դիոդը չի անցկացնի, և շղթան կմնա իր սկզբնական վիճակում:

Եթե ​​շղթան փորձում է ավելի շատ հոսանք քաշել, և շղթայի վրա լարումը մեծանում է, դիոդի խզման լարման շեմը բավարարվում է, և դիոդը սկսում է հոսանք անցկացնել հակառակ ուղղությամբ:

Դիոդները կարող են օգտագործվել գծային կամ ոչ գծային ծրագրերում

Դիոդների եզակի առանձնահատկությունն այն է, որ դրանք կարող են օգտագործվել գծային կամ ոչ գծային ծրագրերում:

Երբ օգտագործվում է գծային ծրագրերում, դիոդը օգտագործվում է որպես անջատիչ:

Այլ կերպ ասած, այն հոսանք է անցկացնում մեկ ուղղությամբ՝ կախված շղթայի վրա կիրառվող լարումից:

Երբ լարումը կիրառվում է շղթայի վրա, էլեկտրոնները սկսում են հոսել դիոդի միջով և միացումը սնուցվում է:

Դիոդը կարելի է դիտարկել որպես «միակողմանի անջատիչ»:

Երբ միացումը սնուցվում է, դիոդը հոսում է հոսանք՝ միացնելով շղթան:

Երբ միացումում լարում չի կիրառվում, դիոդը չի անցկացնում, և միացումն անջատված է:

Ոչ գծային կիրառություններում դիոդն օգտագործվում է ազդանշանի ամպլիտուդը կամ ուժը ուժեղացնելու կամ մեծացնելու համար:

Օրինակ, եթե շղթան օգտագործում է ցածր հաճախականության ազդանշան ինչ-որ բան կառավարելու համար (օրինակ՝ շարժիչը միացնելը կամ անջատելը), շղթան ինքնին կարող է անջատվել ազդանշանից:

Բայց եթե ազդանշանը բավականաչափ բարձր է (ինչպես հեռախոսի զանգի ձայնը կամ ռադիոկայանից հնչող երաժշտությունը), դիոդը կարող է օգտագործվել ուժեղացնելու և միացնելու շղթայի հզորությունը՝ թույլ տալով, որ այն վերահսկվի ավելի բարձր հաճախականության ազդանշանով:

Ինչպե՞ս են աշխատում բարձր լարման դիոդները:

Երբ բարձր լարումը կիրառվում է ա դիոդ, այն սկսում է վարել։

Այնուամենայնիվ, քանի որ լարումը չափազանց բարձր է, դիոդի մեջ թակարդված էլեկտրոնները չեն կարող ազատել իրենց էներգիան այնքան քանակությամբ, որ ազատվեն իրենց սահմանափակությունից:

Արդյունքում, դիոդը մի փոքր անցկացնում է, բայց բավարար չէ միացումն սնուցելու համար:

Երբ ցածր լարումը կիրառվում է զույգ տրանզիստորների դարպասների վրա, որոնք վերահսկում են շղթայի վրա կիրառվող լարումը (կոչվում է սանդուղքի միացում), ազդանշանին թույլատրվում է անցնել չկարգավորված:

Այնուամենայնիվ, երբ սանդուղքի միացումում չափազանց քիչ լարում կա, և դիոդները բավարար հոսանք չեն փոխանցում, ազդանշանը չի թույլատրվում անցնել, և միացումն անջատված է:

Սա կարող է օգտագործվել պարզ սխեմաների սնուցման համար և կարող է օգտակար լինել տեսակավորողների, համակարգիչների և ժամանակաչափերի համար:

Ինչպես հաշվարկել լարման շեմը դիոդի համար

Ենթադրենք, դուք միացնում եք դիոդը 12 վոլտ հոսանքի աղբյուրին և ցանկանում եք իմանալ, թե արդյոք այն վարելու է (սնուցում է տալիս) ցածր լարման դեպքում:

Կիսահաղորդչային սարքի քայքայման լարման (VOM) հաշվարկման հավասարումը հետևյալն է. «I»-ը դիոդի միջով անցնող հոսանքն է, «E»-ն դիոդի վրայով էլեկտրական դաշտի լարումն է, իսկ «n»-ը դիոդի էլեկտրոնների թիվն է:

Դիոդի լարման շեմը որոշելու համար անհրաժեշտ է իմանալ դիոդի խզման լարումը:

Դուք կարող եք գտնել այս արժեքը՝ օգտագործելով վերը նշված հավասարումը:

Տիպիկ սիլիցիումային pn միացման դիոդի քայքայման լարումը 1.5 վոլտ է:

Սա նշանակում է, որ երբ դիոդի վրա լարումը 1.5 վոլտ է, դիոդը կփչանա և կսկսի հոսանք անցկացնել:

 

 

Դեկտեմբերի 1, 2022