เนื้อหา
- การติดตั้งไดโอด
- วงจรไดโอด
- คุณสมบัติของไดโอด
- การติดตั้งไดโอดเพื่อการป้องกัน
- ประเภทของวงจรไดโอด
- การใช้งานไดโอดประเภทอื่น ๆ
คุณอาจสงสัยว่าอะไรที่ทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในครัวเรือนของคุณใช้กระแสไฟฟ้าด้วยวิธีการของตนเอง ช่างไฟฟ้าที่สร้างเครื่องใช้เหล่านี้รวมถึงเครื่องมืออื่น ๆ ที่ใช้ในอุตสาหกรรมจำเป็นต้องรู้วิธีเชื่อมต่อไดโอดเพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้
การติดตั้งไดโอด
เมื่อเชื่อมต่อไดโอดในวงจรไฟฟ้าตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการเชื่อมต่อขั้วบวกและขั้วลบในวงจรเพื่อให้ประจุไฟฟ้าไหลจากขั้วบวกประจุบวกไปยังขั้วลบประจุลบ
คุณสามารถจำสิ่งนี้ได้โดยการจำไว้ว่าในแผนภาพวงจรไดโอดเส้นแนวตั้งที่อยู่ถัดจากสามเหลี่ยมนั้นมีลักษณะเป็นเครื่องหมายลบแสดงว่าปลายไดโอดนั้นมีประจุลบ คุณสามารถจินตนาการได้ว่านี่หมายความว่าประจุไฟฟ้าไหลจากปลายด้านบวกไปยังขั้วลบ วิธีนี้ช่วยให้คุณจำได้ว่าอิเล็กตรอนไหลผ่านทางแยกของไดโอดอย่างไร
โปรดทราบถึงศักยภาพและกระแสของวงจรและวิธีการที่มีผลต่อการจัดวางไดโอด คุณสามารถจินตนาการไดโอดเป็นสวิตช์ที่เปิดหรือปิดเพื่อให้วงจรสมบูรณ์ หากมีศักยภาพเพียงพอที่จะปล่อยให้กระแสไฟไหลผ่านไดโอดสวิตช์จะปิดเช่นที่กระแสจะไหลผ่าน ซึ่งหมายความว่าไดโอดจะไปข้างหน้าลำเอียง
จากนั้นคุณสามารถใช้ กฎหมายของโอห์ม V = IR เพื่อคำนวณแรงดันไฟฟ้า V, ปัจจุบัน ผม และความต้านทาน R เพื่อวัดความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าระหว่างแหล่งจ่ายแรงดันและไดโอดเอง
หากคุณเชื่อมต่อกับไดโอดในทิศทางอื่นสิ่งนี้จะทำให้ไบแอคกลับขั้วเป็นกระแสที่ไหลจากแคโทดไปยังแอโนด ในสถานการณ์นี้คุณจะเพิ่มพื้นที่พร่องของไดโอดพื้นที่ด้านหนึ่งของจุดแยกไดโอดที่ไม่มีอิเล็กตรอนหรือหลุม (พื้นที่ที่ไม่มีอิเล็กตรอน)
การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในพื้นที่ที่มีประจุลบจะเติมเต็มหลุมในพื้นที่ที่ประจุบวก เมื่อสร้างการเชื่อมต่อไดโอดให้ใส่ใจกับวิธีที่ไดโอดจะเปลี่ยนไปตามทิศทางที่เชื่อมต่อ
วงจรไดโอด
เมื่อใช้ในวงจรไฟฟ้าไดโอดให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านทิศทางเดียว พวกเขากำลังสร้างโดยใช้สองขั้วไฟฟ้าขั้วบวกและแคโทดคั่นด้วยวัสดุ
อิเล็กตรอนไหลออกมาจากขั้วบวกที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่นหรือการสูญเสียอิเล็กตรอนไปยังแคโทดที่มีการลดลงหรือการได้รับอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น โดยทั่วไปแล้วไดโอดจะทำกับเซมิคอนดักเตอร์ที่ช่วยให้ประจุไหลผ่านในที่ที่มีกระแสไฟฟ้าหรือโดยการควบคุมความต้านทานของพวกเขาโดยใช้กระบวนการที่เรียกว่ายาสลบ
การทำให้มึงเมา เป็นวิธีการเพิ่มสิ่งเจือปนให้กับเซมิคอนดักเตอร์เพื่อสร้างรูและสร้างเซมิคอนดักเตอร์ด้วย ชนิดเอ็น (ดังเช่นใน "ประจุลบ") หรือ P-ประเภท (เหมือนใน "ประจุบวก")
เซมิคอนดักเตอร์ชนิด n ประกอบด้วยอิเล็กตรอนส่วนเกินที่จัดเรียงไว้เพื่อให้ประจุสามารถไหลได้อย่างอิสระในขณะที่ยังคงสามารถควบคุมได้ พวกเขากำลังผลิตโดยทั่วไปจากสารหนู, ฟอสฟอรัส, พลวง, บิสมัทและองค์ประกอบอื่น ๆ ที่มีอิเล็กตรอนห้าวาเลนซ์ ตรงกันข้ามเซมิคอนดักเตอร์ชนิด p มีประจุบวกเนื่องจากหลุมและทำจากแกลเลียมโบรอนอินเดียมและองค์ประกอบอื่น ๆ
การกระจายตัวของอิเล็กตรอนและหลุมทำให้ประจุกระแสระหว่าง p-type และ n-type semiconductor และเมื่อเชื่อมต่อเข้าด้วยกันทั้งสองจะสร้าง ทางแยก P-N. อิเล็กตรอนจากเซมิคอนดักเตอร์ชนิด n พุ่งเข้าหา p-type หนึ่งในไดโอดที่ให้กระแสไหลในทิศทางเดียว
ไดโอดมักจะทำจากซิลิกอนเจอร์เมเนียมหรือซีลีเนียม วิศวกรที่สร้างไดโอดสามารถใช้อิเล็กโทรดโลหะในห้องโดยไม่ต้องใช้ก๊าซอื่นหรือกับก๊าซที่ความดันต่ำ
คุณสมบัติของไดโอด
คุณสมบัติเหล่านี้ของไดโอดที่ขนส่งอิเล็กตรอนไปในทิศทางเดียวทำให้เหมาะสำหรับวงจรเรียงกระแสตัว จำกัด สัญญาณตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าสวิตช์ตัวปรับสัญญาณตัวปรับแต่งสัญญาณเครื่องผสมสัญญาณและออสซิลเลเตอร์ วงจรเรียงกระแส แปลงกระแสสลับเป็นกระแสตรง ขีด จำกัด สัญญาณ อนุญาตให้พลังของสัญญาณบางอย่างผ่านไปได้
อุปกรณ์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า รักษาแรงดันไฟฟ้าคงที่ในวงจร ตัวปรับสัญญาณ เปลี่ยนมุมเฟสของสัญญาณอินพุต เครื่องผสมสัญญาณ เปลี่ยนความถี่ที่ผ่านและออสซิลเลเตอร์ผลิตสัญญาณเอง
การติดตั้งไดโอดเพื่อการป้องกัน
นอกจากนี้คุณยังสามารถใช้ไดโอดเพื่อปกป้องส่วนประกอบที่สำคัญหรือสำคัญของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ คุณสามารถใช้ไดโอดที่ไม่ได้ดำเนินการภายใต้สถานการณ์ปกติที่เมื่อมีการขัดขวางอย่างฉับพลันในแรงดันไฟฟ้าที่เรียกว่าแรงดันไฟฟ้าชั่วคราวหรือการเปลี่ยนแปลงที่รุนแรงอื่น ๆ ของสัญญาณที่อาจก่อให้เกิดอันตรายไดโอดจะปราบปรามแรงดันไฟฟ้าที่เหลือ วงจร แรงกระแทกไฟฟ้าเหล่านี้เนื่องจากเดือยจะทำให้วงจรเสียหายโดยการใช้แรงดันไฟฟ้ามากเกินไปโดยไม่ปล่อยให้วงจรปรับให้เหมาะสม
ไดโอดเหล่านี้คือ อุปกรณ์ป้องกันแรงดันที่หยุดชั่วขณะ (TVS) และคุณสามารถใช้พวกเขาเพื่อลดแรงดันไฟฟ้าชั่วคราวหรือสั่งให้มันอยู่ที่อื่นห่างจากวงจร ทางแยก P-N ที่ใช้ซิลิกอนสามารถจัดการกับแรงดันไฟฟ้าชั่วคราวและหลังจากนั้นให้กลับสู่สภาวะปกติหลังจากที่แรงดันไฟฟ้าพุ่งผ่านไป TVS บางตัวใช้ชุดระบายความร้อนที่สามารถจัดการกับแรงดันไฟฟ้าได้ในระยะเวลานาน
ประเภทของวงจรไดโอด
วงจรที่แปลงพลังงานจาก กระแสสลับ (AC) ไปยัง กระแสตรง (DC) สามารถใช้ไดโอดเดี่ยวหรือกลุ่มสี่ตัวก็ได้ ในขณะที่อุปกรณ์ DC ใช้ประจุที่ไหลไปในทิศทางเดียวไฟ AC จะเลื่อนไปมาระหว่างทิศทางไปข้างหน้าและทิศทางย้อนกลับตามช่วงเวลาปกติ
นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการแปลงกระแสไฟฟ้ากระแสตรงจากโรงไฟฟ้าเป็นไฟฟ้ากระแสสลับซึ่งใช้รูปแบบของคลื่นไซน์ที่ใช้ในเครื่องใช้ในครัวเรือนส่วนใหญ่ วงจรเรียงกระแสที่ทำเช่นนี้ทำได้โดยใช้ไดโอดเดี่ยวที่ปล่อยคลื่นเพียงครึ่งเดียวหรือใช้วิธีการของวงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นที่ใช้ทั้งสองครึ่งของรูปคลื่น AC
วงจรไดโอดแสดงให้เห็นว่าพฤติกรรมเหล่านี้เกิดขึ้นได้อย่างไร เมื่อ demodulator ลบสัญญาณ AC ครึ่งหนึ่งออกจากแหล่งจ่ายไฟโดยใช้สององค์ประกอบหลัก แรกคือไดโอดตัวเองหรือวงจรเรียงกระแสที่เพิ่มสัญญาณครึ่งหนึ่งของวงจร AC
ประการที่สองคือตัวกรองสัญญาณความถี่ต่ำที่กำจัดองค์ประกอบความถี่สูงของแหล่งพลังงาน มันใช้ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุอุปกรณ์ที่เก็บประจุไฟฟ้าเมื่อเวลาผ่านไปและใช้การตอบสนองความถี่ของวงจรเองเพื่อกำหนดความถี่ที่จะให้ผ่าน
การออกแบบวงจรไดโอดเหล่านี้โดยทั่วไปจะลบองค์ประกอบเชิงลบของสัญญาณ AC มีแอพพลิเคชั่นในวิทยุที่ใช้ระบบตัวกรองเพื่อตรวจจับสัญญาณวิทยุเฉพาะจากคลื่นพาหะทั่วไป
การใช้งานไดโอดประเภทอื่น ๆ
ไดโอดยังใช้ในการชาร์จอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เช่นโทรศัพท์มือถือหรือแล็ปท็อปโดยเปลี่ยนจากพลังงานที่จัดหาโดยแบตเตอรี่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เป็นพลังงานของแหล่งจ่ายไฟภายนอก วิธีการเหล่านี้นำพากระแสไฟฟ้าออกจากแหล่งกำเนิดและตรวจสอบให้แน่ใจว่าหากแบตเตอรี่ของอุปกรณ์เสียชีวิตคุณสามารถใช้มาตรการอื่นเพื่อชาร์จอุปกรณ์ของคุณ
เทคนิคนี้ถือเป็นจริงสำหรับรถยนต์เช่นกัน หากแบตเตอรี่รถยนต์ของคุณออกไปข้างนอกคุณสามารถใช้สายจัมเปอร์เพื่อเปลี่ยนการกระจายของสายเคเบิลสีแดงและสีดำเพื่อใช้ไดโอดเพื่อป้องกันกระแสไหลในทิศทางที่ผิด
คอมพิวเตอร์ที่ใช้ข้อมูลไบนารี่ในรูปแบบศูนย์และคอมพิวเตอร์ก็ใช้ไดโอดเพื่อทำงานผ่านต้นไม้ตัดสินใจ สิ่งเหล่านี้อยู่ในรูปแบบของ ประตูตรรกะหน่วยพื้นฐานของวงจรดิจิตอลที่ให้ข้อมูลผ่านการเปรียบเทียบค่าที่ต่างกันสองค่า สิ่งเหล่านี้สร้างขึ้นโดยใช้ชิ้นส่วนไดโอดทั้งสองชนิดที่มีขนาดเล็กกว่าไดโอดในแอปพลิเคชันอื่น