დიოდები არის ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული ნახევარგამტარული მოწყობილობა, რომელიც დღეს გამოიყენება ელექტრონულ აღჭურვილობაში.
ისინი ასევე ერთ-ერთი ყველაზე გაუგებარია.
ყოველივე ამის შემდეგ, დიოდებს ხშირად უწოდებენ "ცალმხრივ კარიბჭეებს" ან "მოპარულ კარიბჭეებს", როდესაც მათ მუშაობაზე საუბრობენ.
როდესაც დიოდი გათიშულია გარე ძაბვისგან, მასში არსებული ელექტრონები იჭედებიან შიგნით და ვეღარ ახერხებენ გაქცევას.
როგორც ასეთი, ეს აკავებს დენს, რომელიც მიედინება მიკროსქემის ამ კონკრეტულ ნაწილს შიგნით, გასასვლელის გარეშე, გარდა საპირისპირო ტერმინალის ან დაბრუნების გზისა (ამგვარად, სახელი გვერდის ავლით სახელს).
თუმცა, როდესაც დიოდები ელექტრონიკასთან ერთად არის ნახსენები, ისინი შეიძლება დამაბნეველი იყოს.
ეს იმიტომ ხდება, რომ ბევრი ადამიანი ფიქრობს მათზე, როგორც ხაზოვან მოწყობილობებად - მაშინ, როდესაც სინამდვილეში მათ აქვთ არაწრფივი ქცევა, რაც მათ ბევრად უფრო მრავალმხრივს ხდის, ვიდრე უბრალოდ ჩართვა/გამორთვის ჩამრთველი.
ისევე, როგორც მუსიკალურ ინსტრუმენტს მრავალი გამოყენება აქვს ნოტების დაკვრის გარდა, დიოდი ემსახურება ბევრ მიზანს, გარდა ელექტრული დენის ჩართვა-გამორთვისა.
მოდით შევხედოთ, თუ როგორ მუშაობს დიოდები, რათა გაიგოთ, თუ როგორ შეიძლება მათი გამოყენება და რა უნიკალური თვისებები აქვთ მათ, რაც მათ ელექტრონული სქემის ასეთ სასარგებლო ნაწილებს აქცევს.
რა არის დიოდი?
დიოდები არის ცალმხრივი ელექტრული შუნტი.
დიოდი არის ელექტრონულად კონტროლირებადი ორმხრივი გადამრთველი, რომელიც საშუალებას აძლევს დენს ერთი მიმართულებით გადიოდეს მხოლოდ გარკვეულ პირობებში.
როდესაც დენი მიედინება მხოლოდ ერთი მიმართულებით დიოდის გავლით, მისი ორი ნახევარგამტარული "თითი" ერთმანეთთან არის დაკავშირებული.
როდესაც დენი მიედინება სხვა მიმართულებით, ორი თითი იზოლირებულია ერთმანეთისგან და დენი არ მიედინება.
დიოდები მზადდება ორი ნახევარგამტარი მასალისგან, რომლებიც, როგორც წესი, განლაგებულია „სენდვიჩის“ სახით, რათა დაბლოკოს ელექტრონები ორივე მიმართულებით.
დენის მცირე რაოდენობამ გარკვეულ პირობებში შეიძლება გაანადგუროს მისი ჭარბი ენერგია სითბოს სახით, რაც ელექტრონებს აძლევს დიოდში ერთი მიმართულებით გადინებას - მაშინაც კი, თუ დიოდზე ძაბვა გაცილებით მაღალია, ვიდრე მეორე მხარეს მიმართული ძაბვა.
იმის გამო, რომ დიოდის აქტიური რეგიონი ელექტრონებს მხოლოდ ერთი მიმართულებით მოძრაობს, ხოლო გარე რეგიონი ბლოკავს მათ უკან დაბრუნებას, იგი აღწერილია, როგორც ცალმხრივი ელექტრული შუნტი.
დიოდებს აქვთ დადებითი და უარყოფითი ტერმინალები
დიოდის ორ ბოლოს აქვს + და – ნიშანი, რომ მას არ აქვს შიდა პოლარობა.
როდესაც ძაბვა გამოიყენება დიოდის ბოლოებზე, ამას ეწოდება მოკლე ჩართვის ან "უარყოფითი" ტესტირება.
დიოდები არ არის პოლარიზებული, როგორც ჩვეულებრივი პოლარიზებული ელექტრული გაყვანილობა - ბოლოები გამოიყენება მხოლოდ ტესტირებისთვის და დიოდის შუა ნაწილი ნეიტრალურია („პოლარობის გარეშე“) და დაკავშირებულია მიკროსქემის ელემენტებთან.
ელექტრონიკაში, დიოდის დადებითი ტერმინალი ჩვეულებრივ არის ანოდი, ხოლო უარყოფითი ტერმინალი არის კათოდი.
თუმცა, კონვენცია არ არის ჩამოყალიბებული.
ზოგიერთ წრეში, უარყოფითი ტერმინალი არის კათოდი, ხოლო დადებითი ტერმინალი არის ანოდი.
მაგალითად, ა LED წრე, უარყოფითი ტერმინალი არის კათოდი, მაგრამ ბატარეის წრეში უარყოფითი ტერმინალი არის ანოდი.
არსებობს მრავალი სახის დიოდები
ელექტრონიკაში გამოსაყენებლად სხვადასხვა ტიპის დიოდები არსებობს.
დიოდების უმეტესობა ნახევარგამტარული ნაირსახეობისაა, მაგრამ ასევე არის გამსწორებლები, ფოტოდიოდები და ტრანზისტორები, რომლებიც დიოდების მსგავსად ფუნქციონირებენ.
სასურველი შედეგის მისაღებად მნიშვნელოვანია დიოდის სწორი ტიპის შერჩევა კონკრეტული მიკროსქემისთვის.
დიოდების რამდენიმე მნიშვნელოვანი ტიპია: – სწრაფი გამსწორებლები: ეს დიოდები ძალიან სწრაფად ატარებენ ელექტროენერგიას, რაც იძლევა მაღალი სიხშირის გამოყენების საშუალებას.
– სტანდარტული გამსწორებლები: ეს დიოდები ელექტროენერგიას უფრო ნელა ატარებენ, რაც იძლევა დაბალი სიხშირის გამოყენების საშუალებას.
– Schottky Barrier Rectifiers: ამ დიოდებს აქვთ ჩაშენებული Schottky დიოდი, რომელიც ხელს უშლის მათ უკან გადაადგილებას.
- ფოტოდიოდები: ეს მოწყობილობები გარდაქმნის შუქს ელექტროენერგიად, რაც მათ გამოსადეგს ხდის აპლიკაციების სენსორულ ფუნქციებში.
დიოდებს აქვთ სხვადასხვა ძაბვის ზღურბლები, მახასიათებლები და ავარიის ძაბვები
მიუხედავად იმისა, რომ დიოდები რჩება ცალმხრივი ელექტრული შუნტით, მათ, როგორც წესი, აქვთ ძალიან მაღალი ავარიის ძაბვა (1 მეგავოლტზე მეტი) და ავარიის ძაბვის ბარიერი (ავარიის დასაწყებად საჭირო ძაბვის შემცირება), რაც მათ შესაფერისს ხდის გარკვეული ტიპის აპლიკაციებისთვის.
ეს ზღურბლის პარამეტრები დამოკიდებულია გამოყენებული დიოდის ტიპზე და შეიძლება შეიცვალოს სხვადასხვა ტიპის დიოდების შესაქმნელად.
მაგალითად, სწრაფ გამსწორებელ დიოდს აქვს ავარიის ძაბვის ბარიერი დაახლოებით 0.3 ვოლტი.
ეს ნიშნავს, რომ თუ დიოდზე ძაბვა 0.3 ვოლტზე დაბალია, დიოდი არ ატარებს და წრე დარჩება თავდაპირველ მდგომარეობაში.
თუ წრე ცდილობს მეტი დენის გატანას და ძაბვა წრეზე გაიზრდება, დიოდის დაშლის ძაბვის ბარიერი დაკმაყოფილებულია და დიოდი იწყებს დენის გატარებას საპირისპირო მიმართულებით.
დიოდები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ხაზოვან ან არაწრფივ პროგრამებში
დიოდების ერთი უნიკალური თვისება ის არის, რომ მათი გამოყენება შესაძლებელია ხაზოვან ან არაწრფივ პროგრამებში.
როდესაც გამოიყენება ხაზოვან პროგრამებში, დიოდი გამოიყენება როგორც გადამრთველი.
სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ის ატარებს დენს ერთი მიმართულებით, რაც დამოკიდებულია წრედზე გამოყენებული ძაბვის მიხედვით.
როდესაც წრედზე ძაბვა ვრცელდება, ელექტრონები იწყებენ დიოდის დიოდს და წრე იკვებება.
დიოდი შეიძლება ჩაითვალოს როგორც "ცალმხრივი გადამრთველი".
როდესაც წრე იკვებება, დიოდი ატარებს დენს, რთავს წრეს.
როდესაც წრეზე არ ვრცელდება ძაბვა, დიოდი არ ატარებს და წრე გამორთულია.
არაწრფივ აპლიკაციებში, დიოდი გამოიყენება სიგნალის ამპლიტუდის ან სიძლიერის გასაძლიერებლად ან გასაზრდელად.
მაგალითად, თუ წრე იყენებს დაბალი სიხშირის სიგნალს რაღაცის გასაკონტროლებლად (როგორიცაა ძრავის ჩართვა ან გამორთვა), თავად წრე შეიძლება გამორთული იყოს სიგნალით.
მაგრამ თუ სიგნალი საკმარისად მაღალია (როგორც სატელეფონო აკრეფის ტონი ან მუსიკა რადიოსადგურიდან), დიოდი შეიძლება გამოყენებულ იქნას მიკროსქემის ენერგიის გასაძლიერებლად და ჩართვისთვის, რაც საშუალებას მისცემს მას აკონტროლოს უფრო მაღალი სიხშირის სიგნალი.
როგორ მუშაობს მაღალი ძაბვის დიოდები?
როდესაც მაღალი ძაბვა გამოიყენება ა დიოდური, ის იწყებს ჩატარებას.
თუმცა, იმის გამო, რომ ძაბვა ძალიან მაღალია, დიოდში ჩარჩენილი ელექტრონები ვერ ათავისუფლებენ თავიანთ ენერგიას იმ რაოდენობით, რომ გათავისუფლდნენ მათი შეზღუდვისგან.
შედეგად, დიოდი ატარებს ცოტას, მაგრამ არასაკმარისს წრედის გასაძლიერებლად.
როდესაც დაბალი ძაბვა გამოიყენება წყვილი ტრანზისტორების კარიბჭეებზე, რომლებიც აკონტროლებენ ძაბვას, რომელიც გამოიყენება წრედზე (ე.წ. კიბეების წრედ), სიგნალს ეძლევა დაურეგულირებლად გავლა.
თუმცა, როდესაც კიბის წრეზე ძალიან მცირე ძაბვაა და დიოდები არ ატარებენ საკმარის დენს, სიგნალი არ არის დაშვებული და წრე გამორთულია.
ეს შეიძლება გამოყენებულ იქნას მარტივი სქემების გასაძლიერებლად და შეიძლება იყოს გამოსადეგი დამხარისხებლებისთვის, კომპიუტერებისთვის და ტაიმერებისთვის.
როგორ გამოვთვალოთ ძაბვის ბარიერი დიოდისთვის
დავუშვათ, თქვენ აკავშირებთ დიოდს 12 ვოლტიან დენის წყაროს და გსურთ იცოდეთ, გაატარებს თუ არა (მომარაგებას) დაბალ ძაბვაზე.
ნახევარგამტარული მოწყობილობის დაშლის ძაბვის (VOM) გამოთვლის განტოლება შემდეგია: ამ განტოლებაში "VOH" არის ძაბვა მოწყობილობაზე, როდესაც ის იშლება, "VOHSC" არის დიოდის ზღვრული ძაბვა, როდესაც ის ატარებს. "I" არის დიოდის დენი, "E" არის ელექტრული ველის ძაბვა დიოდზე და "n" არის ელექტრონების რაოდენობა დიოდში.
დიოდის ძაბვის ბარიერის დასადგენად, თქვენ უნდა იცოდეთ დიოდის ავარიის ძაბვა.
თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ ეს მნიშვნელობა ზემოთ მოცემული განტოლების გამოყენებით.
ტიპიური სილიკონის pn შეერთების დიოდის დაშლის ძაბვა არის 1.5 ვოლტი.
ეს ნიშნავს, რომ როდესაც დიოდზე ძაბვა არის 1.5 ვოლტი, დიოდი იშლება და დაიწყებს დენის გატარებას.