Diodit ovat laajalti käytetty puolijohdelaite. Tasasuuntaajan diodi on kaksijohtava puolijohde, jonka avulla virta kulkee vain yhteen suuntaan. Yleisesti, P-N-liitosdiodi muodostuu yhdistämällä n- ja p-tyyppiset puolijohdemateriaalit. P-tyyppistä puolta kutsutaan anodiksi ja n-tyyppistä puolta kutsutaan katodiksi. Monenlaisia diodeja käytetään monenlaisiin sovelluksiin. Tasasuuntausdiodit ovat tärkeä osa virtalähteitä, joissa niitä käytetään vaihtamaan vaihtojännite tasajännitteeksi. Zener-diodit käytetään jännitteen säätöön, mikä estää ei-toivotut vaihtelut tasavirtalähteissä piirissä.

Diodin symboli

Tasasuuntaajan diodisymbolin symboli on esitetty alla, nuolenpää osoittaa tavanomaisen virran suuntaan.

Tasasuuntaajan diodisymboli

Tasasuuntaajan diodipiiri toimii

Molemmat n-tyypin ja p-tyypin materiaalit on kemiallisesti yhdistetty erityiseen valmistustekniikkaan, joka johtaa p-n-liitoksen muodostumiseen. Tällä P-N-liitännällä on kaksi päätettä, joita voidaan kutsua elektrodeiksi, ja tästä syystä sitä kutsutaan 'DIODE' (Di-ode).

Jos ulkoista tasavirtalähdejännitettä syötetään mihin tahansa elektroniseen laitteeseen sen napojen kautta, sitä kutsutaan esijännitykseksi.

Puolueeton tasasuuntausdiodi

Kun tasasuuntaajan diodille ei syötetä jännitettä, sitä kutsutaan puolueettomaksi diodiksi, N-puolella on suurin osa elektronista ja hyvin vähän reikiä (lämpöherätyksen vuoksi), kun taas P-puolella on enemmistövaraus kantoaukkoja ja hyvin vähän elektroneja.
Tässä prosessissa vapaat elektronit N-puolelta diffundoituvat (leviävät) P-puolelle ja yhdistyvät uudelleen siellä olevissa reikissä, jolloin + ve-liikkumattomat (ei liikkuvat) ionit jäävät N-puolelle ja luo -ve-liikkumattomat ionit P-puolelle diodin puolella.
Liikkumaton n-tyypin puolella lähellä risteysreunaa. Vastaavasti liikkumattomat ionit p-tyypin puolella lähellä risteysreunaa. Tämän vuoksi risteykseen kertyy positiivisten ja negatiivisten ionien lukumäärä. Tätä näin muodostunutta aluetta kutsutaan ehtymisalueeksi.
Tällä alueella syntyy staattinen sähkökenttä, jota kutsutaan estopotentiaaliksi, diodin PN-liitoksen yli.
Se vastustaa reikien ja elektronien siirtymistä risteyksessä.

Puolueeton diodi (ei jännitettä)

Eteenpäin esijännitetty diodi

Eteenpäin suuntautuva esijännitys: PN-liitosdiodissa jännitelähteen positiivinen napa on kytketty p-tyypin puolelle ja negatiivinen napa on kytketty n-tyypin puolelle, diodin sanotaan olevan eteenpäin suuntautuvassa esijännitetilassa.
Tasajännitesyötön negatiivinen napa hylkää elektronit ja ajautuu kohti positiivista napaa.
Joten käytetyn jännitteen vaikutuksesta tämä elektronin kulkeutuminen saa virran virtaamaan puolijohteessa. Tätä virtaa kutsutaan 'ajeluvirraksi'. Koska enemmistön kantajat ovat elektroneja, n-tyypin virta on elektronivirta.
Koska reiät ovat p-tyyppisiä enemmistökantajia, DC-syötteen positiivinen napa hylkää ne ja liikkuvat risteyksen yli kohti negatiivista terminaalia. Joten p-tyypin virta on reikävirta.
Joten enemmistön kantajien aiheuttama kokonaisvirta luo eteenpäin-virran.
Tavanomaisen virran suunta virtaa akun positiivisesta negatiiviseen tavanomaisen virran suuntaan on päinvastainen elektronien virtaukseen.

Eteenpäin esijännitetty tasasuuntausdiodi

“aurinkokennojen akkujen latauspiiri ”

Käänteinen esijännitetty diodi

Käänteinen esijännitetila: jos diodi on positiivinen napalähde, jännite on kytketty n-tyyppiseen päähän ja lähteen negatiivinen napa on kytketty diodin p-tyyppiseen päähän, virtaa ei tule diodi paitsi käänteinen kyllästysvirta.
Tämä johtuu siitä, että päinvastaisessa esijännitetilassa risteyksen tyhjennyskerros laajenee vastakkaisen esijännitetyn jännitteen kasvaessa.
Vaikka diodissa n-tyypistä p-tyypin päähän virtaa pieni virta, johtuen vähemmistökantajista. Tätä virtaa kutsutaan käänteiseksi kyllästysvirraksi.
Vähemmistön kantajat ovat pääasiassa p-tyyppisissä puolijohteissa termisesti muodostuvia elektroneja / reikiä ja n-tyyppisissä puolijohteissa.
Jos diodin vastakkaista jännitettä lisätään jatkuvasti, tietyn jännitteen jälkeen tyhjennyskerros tuhoutuu, mikä aiheuttaa valtavan vastavirran virtaavan diodin läpi.
Jos tätä virtaa ei ole ulkoisesti rajoitettu ja se ylittää turvallisen arvon, diodi voi tuhoutua pysyvästi.
Nämä nopeasti liikkuvat elektronit törmäävät laitteen muihin atomeihin kolhuttaakseen vielä joitain elektroneja niistä. Siten vapautuneet elektronit vapauttavat edelleen paljon enemmän elektroneja atomista rikkomalla kovalenttiset sidokset.
Tätä prosessia kutsutaan kantoaaltokertoimeksi ja se johtaa huomattavaan virran kasvuun p-n-liitoksen läpi. Tähän liittyvää ilmiötä kutsutaan Avalanche Breakdowniksi.

Käänteinen esijännitetty diodi

Joitakin tasasuuntausdiodin sovelluksia

Diodeilla on monia sovelluksia. Tässä on muutamia tyypillisiä diodisovelluksia:

Jännitteen tasaus, kuten vaihtovirran muuttaminen tasajännitteeksi
Signaalien eristäminen virtalähteestä
Jänniteohje
Signaalin koon hallinta
Sekoitetaan signaaleja
Tunnistussignaalit
Valaistusjärjestelmät
LASER-diodit

Puoliaallon tasasuuntaaja

Yksi yleisimmistä diodin käyttötavoista on korjata Vaihtovirta tasavirtaan toimittaa. Koska diodi voi johtaa virtaa vain yhdellä tavalla, kun tulosignaali menee negatiiviseksi, virtaa ei tule. Tätä kutsutaan a puoliaallon tasasuuntaaja . Alla olevassa kuvassa on esitetty puoliaallon tasasuuntaajan diodipiiri.

Puoliaallon tasasuuntaaja

Täyden aallon tasasuuntaaja

TO täystaajuisen tasasuuntaajan diodipiiri rakentaa neljällä diodilla, tällä rakenteella voimme tehdä molemmat aallonpuoliskot positiivisiksi. Tulon sekä positiivisille että negatiivisille jaksoille on eteenpäin kulkeva polku diodisilta .
Vaikka kaksi diodista on eteenpäin esijännitetty, kaksi muuta ovat taaksepäin esijännitetyt ja eliminoivat tehokkaasti piiristä. Molemmat johtotiet aiheuttavat virran kulkemisen samaan suuntaan kuormitusvastuksen läpi, jolloin saavutetaan täyden aallon tasasuuntaus.
Täyden aallon tasasuuntaajia käytetään virtalähteissä vaihtamaan vaihtojännitteet tasajännitteiksi. Suuri kondensaattori rinnakkain lähtökuormavastuksen kanssa vähentää tasasuuntausprosessin aaltoilua. Alla olevassa kuvassa on täyden aallon tasasuuntaajan diodipiiri.

Täyden aallon tasasuuntaaja

Näin ollen kyse on tasasuuntausdiodista ja sen käytöstä. Tiedätkö muita diodeja, joita käytetään säännöllisesti reaaliaikaisessa sähkö- ja elektroniikkaprojektit ? Anna sitten palautteesi kommentoimalla alla olevassa kommenttiosassa. Tässä on kysymys sinulle, Kuinka ehtymisalue muodostuu D: ssä jodi?