Najjednostavnija komponenta poluprovodnika - dioda - obavlja različite korisne funkcije vezane za njegovu osnovnu svrhu upravljanja vodom struje struje. Diodovi dozvoljavaju struju kroz njih samo u jednom smeru.
Izgleda da su savršene efikasne diode otvoreni krugovi sa negativnim naponom i inače izgledaju kao kratki spojevi. Ali zato što diode priznaju neku neefikasnost, njihova trenutna-naponska veza je nelinearna.
Kao takav, želećete da konsultujete dioptrijsku tablicu podataka da biste videli grafikon krivine bilo kog datog napona napona dioda u odnosu na njegovu naprednu struju, tako da biste izabrali pravu diodu za svoj određeni projekat.
Primjene dioda
Uprkos tome što su jednostavni dvopolni poluprovodnički uređaji, diode su vitalne u modernoj elektronici. Neke tipične primene dioda uključuju:
- Ispravljanje napona, kao što je pretvaranje AC u DC napone
- Izolovanje signala iz snabdevanja
- Upravljanje veličinom signala
- Signali mešanja
Konverzija snage
Jedna značajna primjena dioda je pretvaranje AC napajanja na DC napajanje. Jedna dioda ili četiri diode mogu se koristiti za transformaciju snage domaćinstva od 110V u DC tako što formiraju pola (jednokrevetnu diodu) ili ispravljač sa punim talasom (četiri diode). Diodom to radi, dozvoljavajući samo pola talasa AC da prođe kroz njega. Kada se ovaj impuls napona koristi za punjenje kondenzatora, izlazni napon izgleda da je stabilan DC napon sa malim nihanjem napona. Korišćenjem puna talasnog ispravljača ovaj proces čini još efikasnijim putem usmeravanja AC impulsa tako da se i pozitivne i negativne polovine ulaznog sinusnog vala vide kao samo pozitivni impulsi, efikasno udvostručavajući frekvenciju ulaznih impulsa na kondenzator, što pomaže da se napuni i postavi stabilniji napon.
Diodi i kondenzatori se takođe mogu koristiti za stvaranje više vrsta multiplikatora napona da uzmu mali AC napon i množe ga za stvaranje izuzetno visokog napona. I AC i DC izlazi su mogući koristeći odgovarajuću konfiguraciju kondenzatora i dioda.
Demodulacija signala
Najčešća upotreba dioda je uklanjanje negativne komponente AC signala. Zbog toga što je negativan deo talasa AC obično identičan sa pozitivnom polovinom, vrlo malo informacija je efektivno izgubljeno u ovom procesu uklanjanja, što dovodi do efikasnije obrade signala.
Demodulacija signala se obično koristi u radio-aparatima kao deo sistema za filtriranje kako bi se izvadio radio signal iz talas nosača.
Zaštita od prenapona
Diodi takođe dobro funkcionišu kao zaštitni uređaji za osetljive elektronske komponente. Kada se koriste kao naponski uređaji za zaštitu, diode su neprekidne u normalnim uslovima rada, ali odmah prekoračuju bilo koji visokonaponski konus na zemlju gde ne može da naruši integrisano kolo. Specijalizovane diode zvane supresori napona prelaska su dizajnirani posebno za zaštitu od prenapona i mogu se nositi sa veoma velikim opterećenjima za kratke vremenske periode, tipične karakteristike napona ili električnog udara koji bi normalno oštetili komponente i skratili vijek trajanja elektronskog proizvoda.
Slično tome, dioda može regulisati napon tako što služi kao kliper ili ograničivač - specijalizovana svrha koja ograničava napon koji može proći kroz njega u određenom trenutku.
Trenutni upravljač
Osnovna primena dioda je da usmeri struju i osigura se da tek teče u pravom smeru. Jedno područje u kojem se trenutna sposobnost upravljanja dioda koristi za dobar efekat jeste prebacivanje s napajanja iz napajanja na napajanje iz baterije. Kada je uređaj uključen i punjenje - na primer, mobilni telefon ili neprekidno napajanje - uređaj bi trebao izvlačiti napajanje isključivo iz vanjskog napajanja, a ne baterije, a dok je uređaj uključen u bateriju treba izvlačiti napajanje i punjenje. Čim se izvori napajanja uklone, baterija bi trebalo da napaja uređaj tako da korisnik ne primećuje prekid.
Dobar primjer trenutnog upravljanja je zaštita od obrnutih struja. Razmotrite, na primer, vaš automobil. Kada baterija umre i prijateljski prolaznik nudi pomoć u vezi sa kablovima za skakače, ukoliko miješate red crvenih i crnih kablova, nećete pržiti električni sistem vašeg automobila, jer diode pored akumulatora blokiraju struju pogrešnog pravca.
Logičke kapije
Računari funkcionišu u binarnom sistemu - beskrajno more nula i one. Binarna odluka stabala u računarstvu zasnivaju se na logičkim vratima omogućenim od strane dioda koji kontrolišu uključivanje prekidača ("1") ili isključeno ("0"). Iako se u modernim procesorima pojavljuju stotine miliona dioda, one su funkcionalno iste kao i diode koje kupite u elektronskoj prodavnici - samo mnogo manje.
Diodi i svetlost
Baterijska lampa LED je samo baterijska lampa čije se osvetljenje izvori iz diode koja emituje svetlost. U prisustvu pozitivnog napona, LED svetli.
Fotodioda, za razliku od toga, prihvata svetlost kroz kolektor (poput mini solarnog panela) i pretvara taj svet u malu količinu struje.