Jak fungují polovodičové diody? k čemu jsou? NAPĚTÍ

Diodu vynalezl americký vědec John Ambrose Fleming v roce 1904.

Fleming pracoval v Cavendish Laboratory v Cambridge (UK) a zkoumal elektronky.

Fleming v průběhu svého výzkumu zjistil, že pokud se kovový drát vloží do elektronky a zahřeje se, začnou z jedné strany drátu unikat elektrony, které se přesunou na druhou stranu drátu a vytvoří proud.

Když se však Fleming pokusil zasunout do lampy druhý drát, všiml si, že elektrony neproudí lampou v opačném směru. To se stalo základem pro vynález diody.

Fleming je považován za vynálezce diody. Jeho vynález byl velkým průlomem v elektronice a od té doby se diody široce používají v mnoha elektronických zařízeních a systémech.

Všeobecné informace

Dioda je polovodičové zařízení, které umožňuje průchod elektrického proudu pouze jedním směrem. Skládá se ze dvou oblastí polovodičů, běžně označovaných jako p-typ a n-typ.

Diodové zařízení

P-typ je polovodič, ve kterém většinu volných nosičů náboje tvoří díry, a typ n je polovodič, ve kterém většinu volných nosičů náboje tvoří elektrony.

Když se p-typ a n-typ spojí, vytvoří se přechodová oblast. V této oblasti se elektrony z typu n přesunou do typu p, vyplní díry a díry z typu p se přesunou do typu n a zaplní prázdná místa pro elektrony. Tím se přechodová oblast nabije.

Když je na diodu přivedeno napětí v propustném směru (s anodou připojenou k typu p a katodou k typu n), elektrony z typu n se budou moci pohybovat směrem k anodě a zaplnit otvory v typu p, který umožňuje, aby proud volně protékal diodou.

Když je na diodu přivedeno napětí v opačném směru (s anodou připojenou k typu n a katodou k typu p), náboje v oblasti přechodu se budou navzájem odpuzovat a elektrony nebudou moci projít dioda. V tomto případě bude dioda fungovat jako otevřený spínač.

Dioda pracuje na základě vlastností přechodové oblasti mezi polovodiči typu p a n, které umožňují průchod elektrického proudu pouze jedním směrem.

Odrůdy

Existuje mnoho typů diod, z nichž každá má své vlastní vlastnosti a aplikace. Některé z nejběžnějších typů diod zahrnují:

1. Křemíkové diody (Si) jsou nejběžnější diody a jsou široce používány ve všech oblastech elektroniky. Mají vysokou spolehlivost, nízkou cenu a mohou pracovat při vysokých teplotách.
2. Germaniové diody (Ge) jsou diody, které mají nižší přenosové napětí a mohou pracovat při vyšších teplotách než křemíkové diody. V moderních zařízeních se používají zřídka, ale stále mohou být užitečné v některých specializovaných aplikacích.
3. Schottkyho diody jsou diody, které se používají k rychlé nápravě vysokofrekvenčních signálů, jako jsou rádiové vlny. Mají nižší přenosové napětí než běžné diody a mohou pracovat na velmi vysokých frekvencích.
4. Super rychlé diody (SBD) jsou diody, které mohou spínat velmi rychle a lze je použít ve vysokofrekvenčních zařízeních, jako jsou telekomunikační aplikace.
5. Schottkyho bariérové ​​diody (SBD) jsou diody, které se používají ve vysokofrekvenčních aplikacích a mají vyšší účinnost a rychlost než standardní diody.
6. Light Emitting Diodes (LED) jsou diody, které se používají k přeměně elektrické energie na světelnou energii. Široké uplatnění nacházejí v osvětlení, indikaci a displejích.
7. Cenové diody jsou diody, které se používají k vytváření stmívacích efektů v osvětlení a řízení teploty LED.
8. Schottkyho diody pro usměrnění obvodů vysokého proudu jsou diody, které se používají pro usměrnění obvodů vysokého proudu a mají vyšší

Schematické označení polovodičové diody

Na schématech je dioda obvykle znázorněna symbolem, který se skládá ze tří částí: čára označující anodu diody, čára označující katodu diody a trojúhelník, který označuje směr toku proudu v propustném směru.

Takto vypadá symbol diody na elektrickém schématu:

Čára směřující k anodě je obvykle delší než čára směřující ke katodě. To vám pomůže zapamatovat si, který konec diody je anoda a který je katoda.

Trojúhelník na symbolu diody označuje směr toku proudu v propustném směru – od anody ke katodě. Když dioda prochází proudem v propustném směru, obvykle se nazývá „dopředná dioda“.

Rozsah aplikace

Diody se používají v mnoha různých obvodech a zařízeních kvůli jejich vlastnosti umožňující proudění elektrického proudu pouze jedním směrem. Zde je několik příkladů:

1. Napájení: Diody se používají v napájecích zdrojích pro přeměnu AC na DC. V tomto případě se diody používají v kombinaci s dalšími součástmi, jako jsou kondenzátory a transformátory.
2. Usměrňovač: Diody se používají v usměrňovacích obvodech k přeměně střídavého proudu na stejnosměrný. V tomto případě lze diody použít v jediném nebo vícenásobném usměrňovači.
3. Světelné produkty: Diody se používají v LED lampách, LED displejích a dalších světelných produktech.
4. Elektronika: Diody se používají v mnoha různých elektronických zařízeních, včetně rádií, televizorů, počítačů, telefonů atd. Lze je použít například jako detektory signálu, stabilizátory napětí, ochrana proti přepólování a další obvody a zařízení.
5. Solární články: Diody se používají v solárních článcích k ochraně proti přepólování a zabraňují vybití baterie za špatných světelných podmínek.

To jsou jen některé příklady použití diod. Ve skutečnosti jsou diody široce používány v různých elektronických a elektrických zařízeních, kde je třeba řídit směr toku elektrického proudu.

Výhody a nevýhody

Diody mají své výhody i nevýhody.

Výhody diod

• Jednou z hlavních výhod diod je jejich schopnost umožnit proudění elektrického proudu pouze jedním směrem, díky čemuž jsou užitečné pro usměrnění a stabilizaci napětí v různých zařízeních.
• Diody mohou být malé a lehké, takže jsou vhodné pro použití v mnoha zařízeních, včetně mobilních zařízení a digitálních hodinek.
• Diody mohou pracovat na vysokých frekvencích, díky čemuž jsou užitečné pro zpracování signálu v rádiové komunikaci a dalších aplikacích.
• Diody mají nízkou spotřebu energie, díky čemuž jsou užitečné pro zařízení napájená bateriemi.

Nevýhody diod

• Diody mají přenosové napětí, při kterém začnou procházet proud v opačném směru, což může poškodit zařízení. Proto je nutné použít další komponenty pro ochranu proti přepólování.
• Diody mohou vytvářet vysoké teplo, zejména při vysokých proudech, což může způsobit přehřátí a poškození zařízení.
• Diody mohou mít šumové charakteristiky, které mohou způsobit zkreslení signálu ve vysokofrekvenčních aplikacích.

Závěr

Diody jsou důležité elektronické součástky, které se široce používají v různých zařízeních a systémech, včetně napájecích zdrojů, radiokomunikací, LED diod, solárních panelů, detektorů a mnoha dalších.

Mají své výhody i nevýhody a jejich výběr a použití vyžaduje pečlivé zvážení a zvážení různých faktorů.

Navzdory tomu však diody zůstávají jednou z nejdůležitějších a nejužitečnějších součástí v elektronice a mají významný přínos pro moderní technologie a inovace.

Tagy: # Historie vzniku diod# Jak fungují diody# Schematické označení diod# Návrh diody