ساده ترین اجزای نیمه هادی - دیود - انواع مختلفی از توابع مفید مربوط به هدف اصلی خود را برای مدیریت مسیر جریان جریان الکتریکی می سازد. دیودها اجازه می دهند جریان از طریق آنها فقط در یک جهت جریان یابد.
دیودهای کاملا کارآمد به نظر میرسد مدارهای باز با ولتاژ منفی هستند و در غیر اینصورت مدارهای کوتاه به نظر میرسند. اما چون دیودها به بعضی از ناکارآمدی اعتراف می کنند، ارتباطشان با جریان به ولتاژ غیر خطی است.
به همین ترتیب، شما می خواهید با یک صفحه داده دیود مشورت کنید تا نمودار منحنی هر ولتاژ دیود مربوط به جریان مستقیم آن را ببینید، به طوری که دیود راست برای پروژه خاص خود را انتخاب کنید.
برنامه های کاربردی دیودها
با وجود دستگاه های نیمه هادی دو پین ساده، دیودها در الکترونیک مدرن حیاتی هستند. برخی از کاربردهای معمول دیودها عبارتند از:
- اصلاح یک ولتاژ، مانند تبدیل AC به ولتاژ DC
- سیگنال جداسازی از یک منبع
- کنترل اندازه سیگنال
- مخلوط کردن سیگنال
تبدیل انرژی
یک کاربرد قابل توجه دیودها این است که تبدیل قدرت AC به قدرت DC. یک دیود واحد یا چهار دیود میتواند برای تبدیل قدرت خانگی 110V به DC با تشکیل یک نیمه دیود (یک دیود) یا یک یک موج کامل (چهار دیودها) یکسو کننده استفاده شود . یک دیود این کار را با اجازه دادن به نیمی از شکل موج AC انجام می دهد تا از طریق آن عبور کند. هنگامی که این پالس ولتاژ برای شارژ یک خازن مورد استفاده قرار می گیرد، ولتاژ خروجی به نظر می رسد یک ولتاژ دائمی DC با ولتاژ ولتاژ کوچک است. با استفاده از یک رگولاتور کامل موج این فرایند را حتی با مسیریابی پالس های AC باعث می شود تا هر دو طرف مثبت و منفی موج موج سینوسی ورودی به عنوان تنها پالس های مثبت دیده شوند، به طور موثر دو برابر شدن پالس های ورودی به خازن، که کمک می کند تا شارژ آن را حفظ و ولتاژ پایدار تر را تحویل دهد.
دیودها و خازن ها همچنین می توانند برای ایجاد تعدادی از انواع ضریب ولتاژ برای یک ولتاژ AC کوچک و برای تولید ولتاژ بسیار بالا استفاده شوند. هر دو خروجی AC و DC با استفاده از پیکربندی مناسب خازن ها و دیودها امکان پذیر است.
اصلاح سیگنال ها
شایع ترین استفاده از دیودها این است که مولفه منفی یک سیگنال AC را حذف کنیم. از آنجا که بخش منفی یک شکل موج AC، معمولا با نیمه مثبت یکسان است، اطلاعات بسیار کمی در این فرایند از بین بردن آن دور می شود، که منجر به پردازش سیگنال کارآمد می شود.
Demodulation سیگنال معمولا در رادیوها به عنوان بخشی از سیستم فیلترینگ برای کمک به استخراج سیگنال رادیویی از موج حامل استفاده می شود.
حفاظت از ولتاژ
دیودها همچنین به عنوان دستگاه های حفاظتی برای قطعات الکترونیکی حساس عمل می کنند. هنگامی که به عنوان دستگاه حفاظت ولتاژ مورد استفاده قرار می گیرد، دیودها تحت شرایط عادی کارکرد ناکارا نیست، اما فورا هر سنسور ولتاژ بالا به زمین متصل می شود، جایی که نمی تواند به مدار یکپارچه آسیب برساند. دیودهای تخصصی به نام سرکوبگرهای ولتاژ گذرا به طور خاص برای حفاظت بیش از حد ولتاژ طراحی شده اند و می توانند برای سنسورهای کوتاه مدت، ویژگی های معمول یک سنسور ولتاژ یا شوک الکتریکی، به طور معمول به قطعات آسیب برساند و زندگی یک محصول الکترونیکی را کوتاه کنند.
به طور مشابه، یک دیود می تواند ولتاژ را توسط خدمت به عنوان یک گیره یا یک محدود کننده تنظیم کند ، هدف خاصی است که ولتاژ را که می تواند در یک نقطه خاص از آن عبور کند.
فرماندهی فعلی
کاربرد پایه دیودها این است که جریان را هدایت کنید و اطمینان حاصل کنید که فقط در جهت مناسب جریان دارد. یکی از زمینه هایی که قابلیت هدایت فعلی دیودها برای اثر خوب استفاده می شود، تغییر در قدرت است که از یک منبع تغذیه تا قدرت در حال اجرا از یک باتری است. هنگامی که یک دستگاه وصل شده و شارژ می شود، مثلا یک تلفن همراه یا یک منبع برق اضطراری - دستگاه باید فقط از منبع برق خارجی و نه باتری استفاده کند، و درحالی که دستگاه در باتری قرار گرفته است، باید توان مصرفی داشته باشد و شارژ به محض اینکه منبع برق برداشته شود، باتری باید دستگاه را به طوری که بدون وقفه توسط کاربر متوجه شود.
یک نمونه خوب از فرمان فعلی از طریق حفاظت جریان معکوس است. برای مثال، ماشین خود را در نظر بگیرید. هنگامی که باتری خود را میمیرد و یک گذرنده دوستانه برای ارائه کمک به کابلهای دوشاخه پیشنهاد می کند، اگر ترتیب کابل های قرمز و سیاه را مخلوط کنید، سیستم برق خودرو خود را نخواهید خورد چون دیودها در مجاورت باتری مسدود شده است.
درگاه های منطقی
کامپیوترها در دودویی کار می کنند - دریای بی پایان از صفر و یک. درخت تصمیم گیری باینری در محاسبات بر اساس دروازه های منطقی فعال شده توسط دیودها است که کنترل سوئیچ ("1") یا خاموش ("0") را کنترل می کند. اگرچه در پردازنده های مدرن، صدها میلیون دیودها ظاهر می شوند، آنها به طور کارا مشابه دیودهایی که در فروشگاه الکترونیک خریداری می کنید، بسیار کوچکتر هستند.
دیودها و نور
یک چراغ قوه چراغ قوه یک چراغ قوه است که روشنایی آن از یک دیود نور پرتاب می شود. در حضور ولتاژ مثبت، LED ها درخشش می یابند.
یک عکاسی دیجیتال، در مقابل، نور را از طریق یک جمع کننده (مانند یک پانل خورشیدی کوچک) می پذیرد و این نور را به یک مقدار کوچک از جریان تبدیل می کند.