Диодтар қазіргі уақытта электронды жабдықта қолданылатын ең көп таралған жартылай өткізгіш құрылғылардың бірі болып табылады.
Олар сондай-ақ ең түсінбейтіндердің бірі.
Ақыр соңында, диодтар көбінесе олардың жұмысы туралы айтқан кезде «бір жақты қақпалар» немесе «ұрлық қақпалары» деп аталады.
Диодты сыртқы кернеуден ажыратқанда, оның ішіндегі электрондар ішке қысылып қалады және қайтадан шыға алмайды.
Осылайша, ол қарама-қарсы терминал немесе қайтару жолы арқылы (осылайша атауды айналып өтетін) арқылы шығуды қоспағанда, тізбектің белгілі бір бөлігі арқылы өтетін токты ұстайды.
Дегенмен, диодтар электроникамен бірге айтылғанда, олар шатастыруы мүмкін.
Өйткені, көптеген адамдар оларды сызықтық құрылғылар деп санайды - шын мәнінде олардың сызықтық емес мінез-құлқы бар, бұл оларды жай қосу/өшіру қосқышынан әлдеқайда жан-жақты етеді.
Музыкалық аспаптың ноталарды ойнаудан басқа көптеген мақсаттары бар сияқты, диод электр тогын қосу және өшіруден басқа көптеген мақсаттарға қызмет етеді.
Диодтардың қалай жұмыс істейтінін қарастырайық, осылайша сіз оларды қалай қолдануға болатынын және олардың қандай бірегей қасиеттерге ие екенін түсінуіңіз керек, бұл оларды электронды схеманың пайдалы бөліктеріне айналдырады.
Диод дегеніміз не?
Диодтар – бір жақты электрлік шунттар.
Диод - белгілі бір жағдайларда токтың бір бағытта ағуына мүмкіндік беретін электронды басқарылатын екі жақты қосқыш.
Ток диод арқылы тек бір бағытта өткенде, оның екі жартылай өткізгіш «саусақтары» бір-біріне қосылады.
Ток басқа жолмен ағып жатқанда, екі саусақ бір-бірінен оқшауланады және ток өтпейді.
Диодтар екі жартылай өткізгіш материалдан жасалған, олар әдетте электрондардың екі бағытта ағуына тосқауыл қою үшін «сэндвич» түрінде орналастырылған.
Белгілі бір жағдайларда токтың аз мөлшері оның артық энергиясын жылу ретінде таратуы мүмкін, бұл электрондардың диод арқылы бір бағытта ағуына мүмкіндік береді - тіпті диодтағы кернеу екінші жағына қолданылатын кернеуден әлдеқайда жоғары болса да.
Диодтың белсенді аймағы электрондардың тек бір бағытта ағуына мүмкіндік беретіндіктен, сыртқы аймақ олардың кері ағуын блоктайды, ол бір жақты электрлік шунт ретінде сипатталады.
Диодтардың оң және теріс терминалдары бар
Диодтың екі ұшы оның ішкі полярлығы жоқ екенін көрсету үшін + және – таңбаларымен белгіленеді.
Диодтың ұштарына кернеу қолданылғанда, бұл қысқа тұйықталу немесе «теріс» сынақ деп аталады.
Диодтар қалыпты поляризацияланған электр сымдары сияқты поляризацияланбайды — ұштары тек сынақ үшін пайдаланылады және диодтың ортасы бейтарап («полярлық жоқ») және тізбек элементтеріне қосылған.
Электроникада диодтың оң терминалы әдетте анод, ал теріс терминалы катод болып табылады.
Дегенмен, конвенция тасқа қойылған жоқ.
Кейбір тізбектерде теріс терминал катод, ал оң терминал анод болып табылады.
Мысалы, а Жарықдиодты тізбек, теріс терминал катод болып табылады, бірақ батарея тізбегінде теріс терминал анод болып табылады.
Диодтардың көптеген түрлері бар
Электроникада қолдануға болатын көптеген түрлі диодтар бар.
Көптеген диодтар жартылай өткізгіштер түріне жатады, бірақ диодтар сияқты жұмыс істейтін түзеткіштер, фотодиодтар және транзисторлар да бар.
Қажетті нәтижелерді алу үшін белгілі бір тізбек үшін диодтың дұрыс түрін таңдау маңызды.
Кейбір маңызды диод түрлеріне мыналар жатады: – Жылдам түзеткіштер: Бұл диодтар жоғары жиілікті қолданбаларға мүмкіндік беретін электр тогын өте жылдам өткізеді.
– Стандартты түзеткіштер: бұл диодтар төмен жиілікті қолданбаларға мүмкіндік беретін электр тогын баяу өткізеді.
– Шоттки тосқауыл түзеткіштері: Бұл диодтарда кері өтуге жол бермейтін кірістірілген Шоттки диодтары бар.
– Фотодиодтар: бұл құрылғылар жарықты электрге айналдырады, бұл оларды қолданбаларды сезінуде пайдалы етеді.
Диодтардың кернеу шегі, сипаттамалары және бұзылу кернеулері әртүрлі
Диодтар бір жақты электрлік шунттар болып қала берсе де, олар әдетте өте жоғары бұзылу кернеуіне (1 мегавольттан жоғары) және бұзылу кернеуінің шегіне (бұзылуды бастау үшін қажетті кернеудің төмендеуі) ие, бұл оларды кейбір қолданбаларға жарамды етеді.
Бұл шекті параметрлер пайдаланылатын диод түріне байланысты және диодтардың әртүрлі түрлерін жасау үшін өзгертілуі мүмкін.
Мысал ретінде, жылдам түзеткіш диодтың бұзылу шегі шамамен 0.3 вольтты құрайды.
Бұл диодтағы кернеу 0.3 вольттан төмен болса, диод өткізбейді және тізбек бастапқы күйінде қалады дегенді білдіреді.
Егер тізбек көбірек ток алуға тырысса және тізбектегі кернеу жоғарыласа, диодтың бұзылу кернеуінің шегі орындалады және диод қарама-қарсы бағытта ток өткізе бастайды.
Диодтар сызықты немесе сызықты емес қолданбаларда қолданылуы мүмкін
Диодтардың бірегей ерекшеліктерінің бірі - оларды сызықтық немесе сызықты емес қосымшаларда қолдануға болады.
Сызықтық қосымшаларда пайдаланған кезде диод коммутатор ретінде пайдаланылады.
Басқаша айтқанда, ол тізбекке берілген кернеуге байланысты токты бір бағытта өткізеді.
Тізбек бойынша кернеу қолданылған кезде электрондар диод арқылы ағып, тізбек қуаттанады.
Диодты «бір жақты қосқыш» ретінде қарастыруға болады.
Тізбекті қуаттандыру кезінде диод тізбекті қоса отырып, ток өткізеді.
Тізбекте кернеу болмаған кезде, диод өткізбейді және тізбек өшіріледі.
Сызықты емес қолданбаларда диод сигналдың амплитудасын немесе күшін күшейту немесе арттыру үшін қолданылады.
Мысалы, егер тізбек бір нәрсені басқару үшін төмен жиілікті сигналды пайдаланса (мысалы, қозғалтқышты қосу немесе өшіру), тізбектің өзі сигнал арқылы өшірілуі мүмкін.
Бірақ сигнал жеткілікті жоғары болса (мысалы, телефонның теру сигналы немесе радиостанцияның музыкасы), диодты жоғары жиіліктегі сигнал арқылы басқаруға мүмкіндік беретін тізбектің қуатын күшейту және қосу үшін пайдалануға болады.
Жоғары вольтты диодтар қалай жұмыс істейді?
А арқылы жоғары кернеу қолданылғанда диод, ол жүргізе бастайды.
Дегенмен, кернеу тым жоғары болғандықтан, диодтың ішінде ұсталған электрондар өздерінің энергияларын шектеуден шығу үшін жеткілікті мөлшерде шығара алмайды.
Нәтижесінде, диод аздап өткізеді, бірақ тізбекті қуаттандыру үшін жеткіліксіз.
Тізбек бойынша берілетін кернеуді басқаратын (баспалдақ тізбегі деп аталады) транзисторлар жұбының қақпаларына төмен кернеу берілгенде, сигнал реттелмеген түрде өтуге рұқсат етіледі.
Дегенмен, баспалдақ тізбегінде тым аз кернеу болғанда және диодтар жеткілікті ток өткізбесе, сигналға рұқсат етілмейді және тізбек өшіріледі.
Бұл қарапайым тізбектерді қуаттандыру үшін пайдаланылуы мүмкін және сұрыптаушылар, компьютерлер және таймерлер үшін пайдалы болуы мүмкін.
Диод үшін кернеу шегін қалай есептеу керек
Сіз диодты 12 вольтты қуат көзіне қостыңыз және оның төмен кернеуде өткізетінін (қуат беретінін) білгіңіз келеді делік.
Жартылай өткізгішті құрылғының бұзылу кернеуін (VOM) есептеудің теңдеуі келесідей: Бұл теңдеуде «VOH» - құрылғы бұзылған кездегі кернеу, «VOHSC» - диодтың өткізген кездегі шекті кернеуі, «I» - диод арқылы өтетін ток, «Е» - диодтағы электр өрісінің кернеуі және «n» - диодтағы электрондар саны.
Диодтың кернеу шегін анықтау үшін диодтың бұзылу кернеуін білу қажет.
Бұл мәнді жоғарыдағы теңдеуді пайдалану арқылы табуға болады.
Әдеттегі кремний pn қосылыс диодының бұзылу кернеуі 1.5 вольтты құрайды.
Бұл диодтағы кернеу 1.5 вольт болған кезде диод бұзылып, ток өткізе бастайды дегенді білдіреді.