Съдържание
- Основната структура
- Ранни диоди: радиостанции
- LED
- Фотодиоди и светочувствителни диоди
- Защита на веригата
Диодът е двуконечен електронен компонент, който предава електричество само в една посока и само когато към двете му клеми се прилага определена минимална разлика в потенциала или напрежение. Ранните диоди бяха използвани за преобразуване на променлив ток в постоянен ток и за филтриране на сигнала в радиостанции. Оттогава диодите станаха повсеместни, използват се за защита на електрониката, осветяване на домовете ни и сигнали за дистанционно управление.
Основната структура
За да разберете основата на използването на диоди, помага да разгледате стандартната структура на диодите. Стандартният p-n диод има два полупроводника, които осъществяват контакт, образувайки интерфейс. Чистите полупроводници не провеждат, така че се добавят метални примеси. В един полупроводник на p-n диода замърсителният метал лесно се отдава на електрон; другият е също легиран (импулсиран) с метал, който приема електрон лесно. На интерфейса електроните се движат от едната страна към другата, което прави атомите, които електроните оставят положително заредени, а приемащите атоми отрицателни. Това отклонение от неутралност се случва само на интерфейса. Той създава електрическо поле, така че електроните, постъпващи от външен ток, най-вече преминават от страната, приемаща електрон, към страната, даряваща електрон.
Ранни диоди: радиостанции
Това еднопосочно свойство за първи път е експлоатирано в AM радиостанции. Радиосигналът се колебае напред и назад, създавайки променлив ток в антената. Преди усилването сигналът трябва да бъде направен еднопосочен. Следователно радиодиодът пропуска половината от сигнала, който движи електроните в едната посока, но не и другата. Накратко, променливотока се превръща в постоянен ток. След това кондензаторите филтрират високата честота, оставяйки само аудио сигнала, готов за усилване.
LED
Ако приложите напрежение през диод, електроните от електрическия ток, движещ се около електрическата верига, ще излъчват специфична дължина на вълната на светлината, когато се прикрепят към примеса, който приема електрон. Ето как светодиодите произвеждат светлина. След това електроните се придвижват през полупроводниковия интерфейс поради електрическото поле между тях, пресичат полупроводника, който дарява електрони, и продължават към задния край на източника на напрежение, за да завършат веригата.
Фотодиоди и светочувствителни диоди
Точно както диодите могат да произвеждат светлина, така и те могат да създават ток, когато го получат. Двата типа работят заедно в устройство с дистанционно управление, например за вашия телевизор. Последното е как работят фотоволтаичните панели. Два диода излъчват светлина от вашето дистанционно: Един излъчва видима светлина, за да ви уведоми, че сигналът се изпраща; другият излъчва двоичен сигнал при невидима дължина на вълната (по този начин нуждата от видимия фотодиод). Фотоните се удрят в дарящия електрон полупроводник, освобождавайки електрони и им давайки кинетична енергия. Кинетичната енергия може да се превежда само в една посока, тъй като е разрешена само една посока на електрически ток. По същия начин работят слънчевите панели, превеждайки фотони от слънцето в електрически ток само в една посока.
Защита на веригата
Диод може да защити веригата от неправилно поставени батерии. Полярността ще е неправилна, но няма да повреди веригата покрай диода, която позволява само слаб ток. Диодите също играят роля в предпазителите от пренапрежение. Така наречените „лавиновидни“ диоди водят до заземен проводник, но те не пропускат редовен ток поради тяхната еднопосочна ориентация. При достатъчно високо напрежение диод ще пусне напрежение. Когато напрежението се покачи много над работните нива, лавиновият диод се отваря и изпуска допълнителното напрежение през заземяващия проводник.