Ang mga diode ay isa sa mga pinakakaraniwang aparatong semiconductor na ginagamit sa elektronikong kagamitan ngayon.
Isa rin sila sa mga pinaka-misunderstood.
Pagkatapos ng lahat, ang mga diode ay madalas na tinutukoy bilang "one-way gates" o "steal gates" kapag pinag-uusapan ang kanilang operasyon.
Kapag ang isang diode ay naputol mula sa labas ng boltahe, ang mga electron sa loob nito ay nakulong sa loob at hindi na muling makakatakas.
Dahil dito, kinukulong nito ang kasalukuyang dumadaloy sa partikular na bahagi ng circuit sa loob na walang paraan palabas maliban sa kabaligtaran na terminal o pabalik na landas (kaya ang pangalan ay pumasa sa pangalan).
Gayunpaman, kapag binanggit ang mga diode kasabay ng electronics maaari silang maging nakalilito.
Ito ay dahil iniisip ng maraming tao ang mga ito bilang mga linear na device—kapag ang totoo ay nagtataglay sila ng nonlinear na gawi na ginagawang mas maraming nalalaman kaysa sa simpleng on/off switch lang.
Katulad ng kung paano maraming gamit ang isang instrumentong pangmusika lampas sa pagtugtog ng mga nota, ang isang diode ay nagsisilbi ng maraming layunin bukod pa sa pag-on at off ng electrical current.
Tingnan natin kung paano gumagana ang mga diode upang maunawaan mo kung paano magagamit ang mga ito at kung anong mga natatanging katangian ang taglay nila na gumagawa sa kanila ng mga kapaki-pakinabang na piraso ng electronic circuitry.
Ano ang isang diode?
Ang mga diode ay one-way electrical shunt.
Ang isang diode ay isang elektronikong kontroladong two-way switch na nagpapahintulot sa kasalukuyang dumaloy sa isang direksyon lamang sa ilalim ng ilang mga kundisyon.
Kapag ang kasalukuyang dumadaloy sa isang direksyon lamang sa pamamagitan ng isang diode, ang dalawang semiconductor na "mga daliri" nito ay magkakaugnay.
Kapag ang kasalukuyang ay dumadaloy sa kabilang direksyon, ang dalawang daliri ay nakahiwalay sa isa't isa at walang kasalukuyang daloy.
Ang mga diode ay ginawa mula sa dalawang semiconducting na materyales na karaniwang nakaayos sa isang "sandwich" na paraan upang harangan ang mga electron sa pagdaloy sa magkabilang direksyon.
Ang isang maliit na halaga ng kasalukuyang sa ilalim ng ilang mga kundisyon ay maaaring mawala ang labis na enerhiya nito bilang init, na nagbibigay-daan sa mga electron na dumaloy sa diode sa isang direksyon-kahit na ang boltahe sa kabuuan ng diode ay mas mataas kaysa sa boltahe na inilapat sa kabilang panig.
Dahil pinapayagan lamang ng aktibong rehiyon ng diode na dumaloy ang mga electron sa isang direksyon habang hinaharangan sila ng panlabas na rehiyon mula sa pag-agos pabalik, inilalarawan ito bilang isang one-way na electrical shunt.
Ang mga diode ay may positibo at negatibong mga terminal
Ang dalawang dulo ng diode ay may label na + at – upang ipahiwatig na wala itong panloob na polarity.
Kapag ang isang boltahe ay inilapat sa mga dulo ng isang diode, ito ay tinatawag na short-circuit o "negatibo" na pagsubok.
Ang mga diode ay hindi polarized tulad ng normal na polarized na mga de-koryenteng mga kable—ang mga dulo ay ginagamit lamang para sa pagsubok at ang gitna ng diode ay neutral (“walang polarity”) at nakakonekta sa mga elemento ng circuit.
Sa electronics, ang positibong terminal ng isang diode ay karaniwang ang anode at ang negatibong terminal ay ang katod.
Gayunpaman, ang convention ay hindi nakatakda sa bato.
Sa ilang mga circuit, ang negatibong terminal ay ang katod at ang positibong terminal ay ang anode.
Halimbawa, sa isang LED circuit, ang negatibong terminal ay ang katod, ngunit sa isang circuit ng baterya, ang negatibong terminal ay ang anode.
Mayroong maraming mga uri ng diodes
Maraming iba't ibang uri ng diode na magagamit sa electronics.
Karamihan sa mga diode ay mula sa uri ng semiconductor, ngunit mayroon ding mga rectifier, photodiode, at transistor na gumagana tulad ng mga diode.
Ang pagpili ng tamang uri ng diode para sa isang partikular na circuit ay mahalaga upang makuha ang ninanais na mga resulta.
Ang ilang mahahalagang uri ng diode ay kinabibilangan ng: – Mga Mabilis na Rectifier: Ang mga diode na ito ay nagsasagawa ng kuryente nang napakabilis, na nagbibigay-daan para sa mga high-frequency na aplikasyon.
– Mga Standard Rectifier: Ang mga diode na ito ay nagsasagawa ng kuryente nang mas mabagal, na nagbibigay-daan para sa mga mababang-dalas na aplikasyon.
– Mga Schottky Barrier Rectifier: Ang mga diode na ito ay may built-in na Schottky diode na pumipigil sa mga ito sa paatras.
– Mga Photodiode: Ang mga device na ito ay nagko-convert ng liwanag sa kuryente, na ginagawa itong kapaki-pakinabang sa mga sensing application.
Ang mga diode ay may iba't ibang mga threshold ng boltahe, mga katangian, at mga boltahe ng pagkasira
Bagama't ang mga diode ay nananatiling one-way na electrical shunt, kadalasan ang mga ito ay may napakataas na breakdown na boltahe (higit sa 1 megavolt) at isang breakdown na boltahe na threshold (pinababang boltahe na kinakailangan upang simulan ang breakdown) na ginagawang angkop ang mga ito para sa ilang uri ng mga aplikasyon.
Ang mga parameter ng threshold na ito ay nakasalalay sa uri ng diode na ginagamit at maaaring baguhin upang lumikha ng iba't ibang uri ng diode.
Bilang halimbawa, ang isang fast rectifier diode ay may breakdown voltage threshold na mga 0.3 volts.
Nangangahulugan ito na kung ang boltahe sa kabuuan ng diode ay mas mababa sa 0.3 volts, ang diode ay hindi gagana at ang circuit ay mananatili sa orihinal nitong estado.
Kung ang circuit ay sumusubok na gumuhit ng mas maraming kasalukuyang at ang boltahe sa buong circuit ay nadagdagan, ang breakdown boltahe threshold ng diode ay natutugunan at ang diode ay nagsisimula sa pagsasagawa ng kasalukuyang sa kabaligtaran ng direksyon.
Maaaring gamitin ang mga diode sa mga linear o nonlinear na aplikasyon
Ang isang natatanging katangian ng mga diode ay ang mga ito ay magagamit sa mga linear o nonlinear na aplikasyon.
Kapag ginamit sa mga linear na aplikasyon, ang diode ay ginagamit bilang switch.
Sa madaling salita, nagsasagawa ito ng kasalukuyang sa isang direksyon depende sa boltahe na inilapat sa circuit.
Kapag ang isang boltahe ay inilapat sa isang circuit, ang mga electron ay magsisimulang dumaloy sa diode at ang circuit ay pinapagana.
Ang diode ay maaaring isipin bilang isang "one-way switch".
Kapag ang circuit ay pinalakas, ang diode ay nagsasagawa ng kasalukuyang, na i-on ang circuit.
Kapag walang boltahe na inilapat sa buong circuit, ang diode ay hindi nagsasagawa, at ang circuit ay pinapagana.
Sa mga nonlinear na aplikasyon, ang diode ay ginagamit upang palakihin o palakihin ang amplitude o lakas, ng isang signal.
Halimbawa, kung ang isang circuit ay gumagamit ng isang low-frequency na signal upang kontrolin ang isang bagay (tulad ng pag-on o pag-off ng motor), ang circuit mismo ay maaaring patayin ng signal.
Ngunit kung ang signal ay sapat na mataas (tulad ng isang dial tone ng telepono o musika mula sa isang istasyon ng radyo), ang diode ay maaaring gamitin upang palakasin at i-on ang circuit power, na nagpapahintulot na ito ay makontrol ng mas mataas na frequency signal.
Paano Gumagana ang High Voltage Diodes?
Kapag ang isang mataas na boltahe ay inilapat sa kabuuan ng a diode, nagsisimula itong magsagawa.
Gayunpaman, dahil ang boltahe ay masyadong mataas, ang mga electron na nakulong sa loob ng diode ay hindi mailalabas ang kanilang enerhiya sa sapat na dami upang makalaya sa kanilang pagkakakulong.
Bilang isang resulta, ang diode ay nagsasagawa ng kaunti, ngunit hindi sapat upang paganahin ang circuit.
Kapag ang isang mababang boltahe ay inilapat sa mga pintuan ng isang pares ng mga transistor na kumokontrol sa boltahe na inilapat sa isang circuit (tinatawag na ladder circuit), ang signal ay pinapayagang dumaan sa hindi nakaayos.
Gayunpaman, kapag may masyadong maliit na boltahe sa circuit ng hagdan at ang mga diode ay hindi nagsasagawa ng sapat na kasalukuyang, ang signal ay hindi pinahihintulutan at ang circuit ay pinapagana.
Magagamit ito sa pagpapagana ng mga simpleng circuit at maaaring maging kapaki-pakinabang para sa mga sorter, computer, at timer.
Paano Kalkulahin ang Threshold ng Boltahe para sa isang Diode
Ipagpalagay na ikinonekta mo ang isang diode sa isang 12-volt na pinagmumulan ng kuryente at gusto mong malaman kung ito ay magsasagawa (magbibigay ng kapangyarihan) sa mababang boltahe.
Ang equation para sa pagkalkula ng breakdown voltage (VOM) ng isang semiconductor device ay ang mga sumusunod: Sa equation na ito, ang "VOH" ay ang boltahe sa device kapag ito ay nasira, ang "VOHSC" ay ang threshold voltage ng diode kapag ito ay nagsasagawa, Ang "I" ay ang kasalukuyang sa pamamagitan ng diode, ang "E" ay ang boltahe ng electric field sa buong diode at ang "n" ay ang bilang ng mga electron sa diode.
Upang matukoy ang boltahe threshold ng diode, kailangan mong malaman ang breakdown boltahe ng diode.
Mahahanap mo ang halagang ito sa pamamagitan ng paggamit ng equation sa itaas.
Ang breakdown boltahe ng isang tipikal na silicon pn junction diode ay 1.5 volts.
Nangangahulugan ito na kapag ang boltahe sa diode ay 1.5 volts, ang diode ay masira at magsisimulang magsagawa ng kasalukuyang.