Οι δίοδοι είναι ευρέως χρησιμοποιούμενες συσκευές ημιαγωγών. Η διόρθωση ανορθωτή είναι ένας ημιαγωγός δύο αγωγών που επιτρέπει στο ρεύμα να περάσει μόνο σε μία κατεύθυνση. Γενικά, Δίοδος διασταύρωσης P-N σχηματίζεται συνδυάζοντας υλικά ημιαγωγών τύπου n και p. Η πλευρά τύπου P ονομάζεται άνοδος και η πλευρά τύπου n ονομάζεται κάθοδος. Πολλοί τύποι διόδων χρησιμοποιούνται για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Οι διόδους ανορθωτή είναι ένα ζωτικό συστατικό των τροφοδοτικών όπου χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή τάσης AC σε τάση DC. ο Δίοδοι Zener χρησιμοποιούνται για ρύθμιση τάσης, αποτρέποντας ανεπιθύμητες διακυμάνσεις σε τροφοδοτικά DC εντός κυκλώματος.
Σύμβολο μιας διόδου
Το σύμβολο ενός συμβόλου διόδου ανορθωτή φαίνεται παρακάτω, η κεφαλή βέλους δείχνει προς την κατεύθυνση της συμβατικής ροής ρεύματος.
Σύμβολο διόρθωσης ανορθωτή
Το κύκλωμα διόδων ανορθωτή λειτουργεί
Και τα δύο υλικά τύπου n & p συνδυάζονται χημικά με μια ειδική τεχνική κατασκευής που έχει ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό μιας σύνδεσης p-n. Αυτή η σύνδεση P-N έχει δύο ακροδέκτες που μπορούν να κληθούν ως ηλεκτρόδια και για αυτόν τον λόγο, καλείται να είναι «DIODE» (Di-ode).
Εάν μια εξωτερική τάση τροφοδοσίας DC εφαρμόζεται σε οποιαδήποτε ηλεκτρονική συσκευή μέσω των ακροδεκτών της, ονομάζεται Biasing.
Αμερόληπτη διόρθωση ανορθωτή
- Όταν δεν παρέχεται τάση σε διόρθωση ανορθωτή, τότε ονομάζεται Δίοδος Αμερόληπτης, η πλευρά Ν θα έχει τον πλειοψηφικό αριθμό ηλεκτρονίων και πολύ λίγους αριθμούς οπών (λόγω θερμικής διέγερσης) ενώ η πλευρά Ρ θα έχει πλειοψηφική φόρτιση φορείς τρύπες και πολύ λίγους αριθμούς ηλεκτρονίων.
- Σε αυτήν τη διαδικασία, ελεύθερα ηλεκτρόνια από την πλευρά Ν θα διαχέονται (απλώνονται) στην πλευρά Ρ και θα ανασυνδυαστούν σε τρύπες που υπάρχουν εκεί, αφήνοντας + ve ακίνητα (μη κινητά) ιόντα στην πλευρά Ν και δημιουργώντας -ve ακίνητα ιόντα στο P πλευρά της διόδου.
- Το ακίνητο στην πλευρά τύπου n κοντά στην άκρη διασταύρωσης. Ομοίως, τα ακίνητα ιόντα στην πλευρά τύπου p κοντά στην άκρη διασταύρωσης. Λόγω αυτού, ο αριθμός των θετικών και αρνητικών ιόντων θα συσσωρευτεί στη διασταύρωση. Αυτή η περιοχή που σχηματίζεται ονομάζεται περιοχή εξάντλησης.
- Σε αυτήν την περιοχή, δημιουργείται ένα στατικό ηλεκτρικό πεδίο που ονομάζεται Barrier Potential κατά μήκος της διασταύρωσης PN της διόδου.
- Αντιτίθεται στην περαιτέρω μετανάστευση οπών και ηλεκτρονίων κατά μήκος της διασταύρωσης.
Αμερόληπτη δίοδος (δεν εφαρμόζεται τάση)
Προωθούμενη μεροληπτική δίοδος
- Προώθηση προς τα εμπρός: Σε μια δίοδο διακλάδωσης PN, ο θετικός ακροδέκτης μιας πηγής τάσης συνδέεται με την πλευρά τύπου p και ο αρνητικός ακροδέκτης συνδέεται με την πλευρά τύπου-n, η δίοδος λέγεται ότι βρίσκεται σε κατάσταση προκατάληψης προώθησης.
- Τα ηλεκτρόνια απωθούνται από τον αρνητικό ακροδέκτη της παροχής τάσης DC και μετακινούνται προς το θετικό ακροδέκτη.
- Έτσι, υπό την επίδραση της εφαρμοζόμενης τάσης, αυτή η μετατόπιση ηλεκτρονίων προκαλεί τη ροή ρεύματος σε έναν ημιαγωγό. Αυτό το ρεύμα ονομάζεται 'Drift current'. Καθώς οι φορείς πλειοψηφίας είναι ηλεκτρόνια, το ρεύμα στον τύπο-n είναι το ρεύμα ηλεκτρονίων.
- Καθώς οι οπές είναι φορείς πλειοψηφίας σε τύπο p, αυτές απωθούνται από θετικό τερματικό τροφοδοσίας DC και κινούνται κατά μήκος της διασταύρωσης προς τον αρνητικό τερματικό. Έτσι, το ρεύμα σε τύπο p είναι το ρεύμα οπών.
- Έτσι, το συνολικό ρεύμα που οφείλεται στην πλειοψηφία των μεταφορέων δημιουργεί ένα ρεύμα προώθησης.
- Η κατεύθυνση του συμβατικού ρεύματος ρέει από θετικό σε αρνητικό της μπαταρίας προς την κατεύθυνση του συμβατικού ρεύματος είναι αντίθετη από τη ροή ηλεκτρονίων.
Δίοδος ανορθωτή προς τα εμπρός
Αντίστροφη μεροληπτική δίοδος
- Αντίστροφη μεροληπτική κατάσταση: εάν η δίοδος είναι ο θετικός ακροδέκτης της τάσης πηγής είναι συνδεδεμένος στο άκρο τύπου-n και ο αρνητικός ακροδέκτης της πηγής συνδέεται με το άκρο τύπου p της διόδου, δεν θα υπάρχει ρεύμα μέσω του δίοδος εκτός από το αντίστροφο ρεύμα κορεσμού.
- Αυτό συμβαίνει επειδή στην κατάσταση αντίστροφης μεροληψίας το στρώμα εξάντλησης της διασταύρωσης γίνεται ευρύτερο με την αύξηση της αντίστροφης πόλωσης τάσης.
- Παρόλο που υπάρχει ένα μικρό ρεύμα που ρέει από το άκρο τύπου-προς προς τον τύπο ρ στην δίοδο λόγω των μειονοτικών φορέων. Αυτό το ρεύμα ονομάζεται Reverse Saturation Current.
- Οι φορείς μειονοτήτων είναι κυρίως θερμικά παραγόμενα ηλεκτρόνια / οπές σε ημιαγωγό τύπου p και ημιαγωγό τύπου n αντίστοιχα.
- Τώρα, εάν η αντίστροφη εφαρμοζόμενη τάση σε όλη τη δίοδο αυξάνεται συνεχώς, τότε μετά από συγκεκριμένη τάση το στρώμα εξάντλησης θα καταστρέψει το οποίο θα προκαλέσει ένα τεράστιο αντίστροφο ρεύμα να ρέει μέσω της διόδου.
- Εάν αυτό το ρεύμα δεν περιορίζεται εξωτερικά και φτάσει πέρα από την ασφαλή τιμή, η δίοδος μπορεί να καταστραφεί οριστικά.
- Αυτά τα ταχέως κινούμενα ηλεκτρόνια συγκρούονται με τα άλλα άτομα της συσκευής για να χτυπήσουν μερικά περισσότερα ηλεκτρόνια από αυτά. Τα ηλεκτρόνια, που απελευθερώνονται έτσι απελευθερώνουν πολύ περισσότερα ηλεκτρόνια από τα άτομα, σπάζοντας τους ομοιοπολικούς δεσμούς.
- Αυτή η διαδικασία ονομάζεται πολλαπλασιασμός φορέα και οδηγεί σε σημαντική αύξηση της ροής ρεύματος μέσω της διασταύρωσης p-n. Το σχετικό φαινόμενο ονομάζεται Avalanche Breakdown.
Αντίστροφη μεροληπτική δίοδος
Μερικές εφαρμογές της διόρθωσης ανορθωτή
Οι δίοδοι έχουν πολλές εφαρμογές. Εδώ είναι μερικές από τις τυπικές εφαρμογές των διόδων περιλαμβάνουν:
- Διορθώνοντας μια τάση, όπως η μετατροπή του AC σε τάσεις DC
- Απομόνωση σημάτων από παροχή
- Αναφορά τάσης
- Έλεγχος του μεγέθους ενός σήματος
- Μίξη σημάτων
- Σήματα ανίχνευσης
- Συστήματα φωτισμού
- Δίοδοι LASER
Ανορθωτής μισού κύματος
Μία από τις πιο κοινές χρήσεις για τη δίοδο είναι η διόρθωση του Τάση AC σε ισχύ DC Προμήθεια. Επειδή, μια δίοδος μπορεί να μεταφέρει ρεύμα μόνο με έναν τρόπο, όταν το σήμα εισόδου πηγαίνει αρνητικό, δεν θα υπάρχει ρεύμα. Αυτό ονομάζεται a ανορθωτής μισού κύματος . Το παρακάτω σχήμα δείχνει το κύκλωμα διόδου ανορθωτή μισού κύματος.
Ανορθωτής μισού κύματος
Ανορθωτής πλήρους κύματος
- ΠΡΟΣ ΤΗΝ κύκλωμα διόδου ανορθωτή πλήρους κύματος χτίζει με τέσσερις διόδους, με αυτή τη δομή μπορούμε να κάνουμε και τα δύο μισά των κυμάτων θετικά. Και για τους θετικούς και τους αρνητικούς κύκλους της εισόδου, υπάρχει μια μπροστινή διαδρομή μέσω του γέφυρα διόδων .
- Ενώ δύο από τις δίοδοι είναι μεροληπτικές προς τα εμπρός, οι άλλες δύο έχουν αντίστροφη μεροληψία και αποβάλλονται αποτελεσματικά από το κύκλωμα. Και οι δύο διαδρομές αγωγής προκαλούν το ρεύμα να ρέει προς την ίδια κατεύθυνση μέσω της αντίστασης φορτίου, επιτυγχάνοντας πλήρη διόρθωση κύματος.
- Οι ανορθωτές πλήρους κύματος χρησιμοποιούνται σε τροφοδοτικά για τη μετατροπή τάσεων AC σε τάσεις DC. Ένας μεγάλος πυκνωτής παράλληλα με την αντίσταση φορτίου εξόδου μειώνει τον κυματισμό από τη διαδικασία διόρθωσης. Το παρακάτω σχήμα δείχνει το κύκλωμα διόδου ανορθωτή πλήρους κύματος.
Ανορθωτής πλήρους κύματος
Επομένως, όλα αυτά αφορούν τη Δίοδο ανορθωτή και τις χρήσεις της. Γνωρίζετε άλλες διόδους που χρησιμοποιούνται τακτικά σε ηλεκτρικό και σε πραγματικό χρόνο έργα ηλεκτρονικής ; Στη συνέχεια, δώστε τα σχόλιά σας σχολιάζοντας την παρακάτω ενότητα σχολίων. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, Πώς σχηματίζεται η περιοχή εξάντλησης σε D ιώδιο?
