Ο επίσημος ορισμός της διόδου είναι ότι είναι ένα στοιχείο που έχει διαφορετική αγωγιμότητα, ανάλογα με την κατεύθυνση που ρέει το ηλεκτρικό ρεύμα. Η χρήση του είναι απαραίτητη σε κυκλώματα που πρέπει να περιορίσουν τη διαδρομή του. Αυτό το άρθρο θα σας πει περισσότερα για τη συσκευή της διόδου, καθώς και για ποιους τύπους υπάρχουν και πώς να τους διακρίνετε.
Ιστορικό Εμφάνισης
Εργασίες που σχετίζονται με διόδους ξεκίνησαν παράλληλα από δύο επιστήμονες ταυτόχρονα - τον Βρετανό Frederick Guthrie και τον Γερμανό Carl Brown. Οι ανακαλύψεις του πρώτου βασίστηκαν σε διόδους σωλήνα, του δεύτερου - σε στερεάς κατάστασης. Ωστόσο, η ανάπτυξη της επιστήμης εκείνη την εποχή δεν επέτρεψε να γίνει μια μεγάλη ανακάλυψη προς αυτή την κατεύθυνση, αλλά έδωσε νέα τροφή για σκέψη.
Στη συνέχεια, λίγα χρόνια αργότερα ο Thomas Edison ανακάλυψε ξανά τις διόδους και αργότερα κατοχύρωσε την εφεύρεση με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας. Ωστόσο, για κάποιο λόγο, δεν βρήκε καμία εφαρμογή στα έργα του. Ως εκ τούτου, η ανάπτυξη της τεχνολογίας διόδων συνεχίστηκε από άλλους επιστήμονες σε διαφορετικά χρόνια.
Με την ευκαιρία, πριν από τις αρχές του 20ου αιώνα, οι δίοδοι ονομάζοντανανορθωτές. Στη συνέχεια, ο επιστήμονας William Henry Eckles εφάρμοσε δύο ρίζες λέξεων - di και odos. Το πρώτο από τα ελληνικά μεταφράζεται ως "δύο", το δεύτερο - "τρόπος". Έτσι η λέξη "δίοδος" σημαίνει "δύο τρόποι".
Αρχή λειτουργίας και βασικές πληροφορίες για τις διόδους
Η δίοδος έχει δύο ηλεκτρόδια - μια άνοδο και μια κάθοδο. Εάν η άνοδος έχει θετικό δυναμικό σε σχέση με την κάθοδο, τότε η δίοδος γίνεται ανοιχτή. Δηλαδή το ρεύμα περνάει και έχει μικρή αντίσταση της διόδου.
Αν υπάρχει θετικό δυναμικό στην κάθοδο, τότε η δίοδος δεν είναι ανοιχτή, έχει υψηλή αντίσταση και δεν περνάει ηλεκτρικό ρεύμα.
Πώς λειτουργεί μια δίοδος;
Βασικά, το σώμα του στοιχείου είναι κατασκευασμένο από γυαλί, μέταλλο ή κεραμικές ενώσεις. Κάτω από την επίστρωση υπάρχουν δύο ηλεκτρόδια. Η απλούστερη δίοδος περιέχει ένα νήμα μικρής διαμέτρου.
Μπορεί να υπάρχει ειδικό σύρμα μέσα στην κάθοδο. Έχει την ιδιότητα να θερμαίνεται με ηλεκτρικό ρεύμα και ονομάζεται «θερμαντήρας».
Ουσίες που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή, πιο συχνά πυρίτιο ή γερμάνιο. Η μία πλευρά του στοιχείου έχει έλλειψη ηλεκτρονίων, η άλλη - αντίθετα, η περίσσεια τους. Υπάρχει ένα όριο μεταξύ τους, το οποίο παρέχει μια διασταύρωση p-n. Είναι αυτός που σας επιτρέπει να διεξάγετε ρεύμα προς τη σωστή κατεύθυνση.
Χαρακτηριστικά διόδου
Κατά την επιλογή ενός στοιχείου, καθοδηγούνται κυρίως από δύο δείκτες - τη μέγιστη αντίστροφη τάση και τη μέγιστη ισχύ ρεύματος.
Η χρήση των διόδων στην καθημερινή ζωή
Ένα από τα πιο φωτεινά παραδείγματαχρήση διόδων - γεννήτρια αυτοκινήτου. Περιέχει ένα σύμπλεγμα πολλών τέτοιων στοιχείων, το οποίο ονομάζεται "γέφυρα διόδου".
Επίσης, τα στοιχεία χρησιμοποιούνται ενεργά σε τηλεοράσεις ή ραδιόφωνα. Σε συνδυασμό με πυκνωτές, οι δίοδοι μπορούν να εξάγουν συχνότητες από μια ποικιλία διαμορφωμένων σημάτων.
Πολύ συχνά ένα σύμπλεγμα διόδων χρησιμοποιείται σε κυκλώματα για την προστασία των καταναλωτών από ηλεκτροπληξία.
Αξίζει επίσης να αναφέρουμε ότι οποιοδήποτε τροφοδοτικό για πολλές ηλεκτρονικές συσκευές περιέχει απαραίτητα διόδους.
Τύποι διόδων
Βασικά, τα στοιχεία μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες. Η πρώτη είναι ένας τύπος διόδων ημιαγωγών, η δεύτερη είναι μη ημιαγωγικές.
Ήταν η πρώτη ομάδα που έγινε ευρέως διαδεδομένη. Το όνομα προέρχεται από τα υλικά από τα οποία κατασκευάζεται η δίοδος: δύο ημιαγωγοί ή ένας ημιαγωγός με ένα μέταλλο.
Υπάρχει επίσης ένας αριθμός ειδικών τύπων διόδων που χρησιμοποιούνται σε ειδικά κυκλώματα και συσκευές.
Δίοδος Zener ή δίοδος Zener
Αυτός ο τύπος χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι όταν συμβαίνει μια βλάβη, εμφανίζεται μια απότομη αύξηση του ρεύματος με υψηλή ακρίβεια. Αυτή η δυνατότητα χρησιμοποιείται στη σταθεροποίηση τάσης.
Τούνελ
Με απλά λόγια, αυτός ο τύπος διόδου σχηματίζει αρνητική αντίσταση στο χαρακτηριστικό ρεύματος-τάσης. Χρησιμοποιείται κυρίως σε ενισχυτές και ταλαντωτές.
Ανεστραμμένη δίοδος
Έχει τη δυνατότητα να μειώνει σημαντικά την τάση στην ανοιχτή λειτουργία. Αυτό βασίζεται επίσης στο τούνελεφέ παρόμοιο με την προηγούμενη δίοδο.
Varicap
Αναφέρεται σε έναν τύπο διόδων ημιαγωγών που έχουν αυξημένη χωρητικότητα ελεγχόμενη ηλεκτρικά σε περίπτωση αντίστροφης αλλαγής τάσης. Χρησιμοποιείται στον συντονισμό και τη βαθμονόμηση ταλαντωτικών κυκλωμάτων.
LED
Η ιδιαιτερότητα αυτού του τύπου διόδου είναι ότι εκπέμπει φως όταν το ρεύμα ρέει προς τα εμπρός. Στον σύγχρονο κόσμο, χρησιμοποιείται σχεδόν παντού όπου απαιτείται φωτισμός με οικονομική πηγή φωτός.
Φωτοδίοδος
Έχει τις αντίστροφες ιδιότητες της προηγούμενης εμφάνισης. Δηλαδή, αρχίζει να δημιουργεί ηλεκτρικό φορτίο όταν το χτυπά το φως.
Σήμανση
Για να προσδιορίσουν τον τύπο, να μάθουν τα χαρακτηριστικά μιας διόδου ημιαγωγών, οι κατασκευαστές εφαρμόζουν ειδικούς χαρακτηρισμούς στο σώμα του στοιχείου. Αποτελείται από τέσσερα μέρη.
Καταρχήν - ένα γράμμα ή ένας αριθμός, που υποδεικνύει το υλικό από το οποίο κατασκευάζεται η δίοδος. Μπορεί να λάβει τις ακόλουθες τιμές:
- G (1) - γερμάνιο;
- K (2) - πυρίτιο;
- A (3) - αρσενίδιο γαλλίου;
- Και (4) - ίνδιο.
Στον δεύτερο - τύποι διόδων. Μπορούν επίσης να έχουν διαφορετικές σημασίες:
- D - ανορθωτές;
- B - varicap;
- A - φούρνος μικροκυμάτων;
- I - σήραγγα;
- С - δίοδοι zener;
- C - πόλοι και μπλοκ ανορθωτή.
Στην τρίτη θέση βρίσκεται ένας αριθμός που δείχνει την περιοχήεφαρμογή στοιχείου.
Τέταρτη θέση - αριθμοί από το 01 έως το 99, που υποδεικνύουν τον αύξοντα αριθμό ανάπτυξης.
Επίσης, μπορούν να εφαρμοστούν πρόσθετοι χαρακτηρισμοί στην θήκη. Όμως, κατά κανόνα, χρησιμοποιούνται σε εξειδικευμένες συσκευές και κυκλώματα.
Για ευκολία αντίληψης, οι δίοδοι μπορούν επίσης να επισημαίνονται με διάφορα γραφικά σύμβολα, όπως κουκκίδες και ρίγες. Δεν υπάρχει ιδιαίτερη λογική σε τέτοια σχέδια. Δηλαδή, για να προσδιορίσετε τι είδους δίοδος είναι, θα πρέπει να κοιτάξετε σε έναν ειδικό πίνακα αντιστοιχίας.
Triodes
Αυτός ο τύπος ηλεκτρονικού στοιχείου μοιάζει κάπως με μια δίοδο, αλλά εκτελεί άλλες λειτουργίες και έχει τη δική του σχεδίαση.
Η κύρια διαφορά μεταξύ μιας διόδου και μιας τριόδου είναι ότι η τελευταία έχει τρεις ακροδέκτες και το όνομα "τρανζίστορ" χρησιμοποιείται πιο συχνά σε σχέση με αυτό. Η αρχή λειτουργίας βασίζεται στον έλεγχο των ρευμάτων στα κυκλώματα εξόδου με μικρό σήμα.
Δίοδοι και τρίοδοι (τρανζίστορ) χρησιμοποιούνται σχεδόν σε κάθε ηλεκτρονική συσκευή. Συμπεριλαμβανομένων των επεξεργαστών.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα
Πριν από το συμπέρασμα, μπορείτε να συνοψίσετε όλες τις πληροφορίες σχετικά με τις διόδους και να κάνετε μια λίστα με τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους.
Πλεονεκτήματα:
- Χαμηλή τιμή διόδων.
- Εξαιρετική απόδοση.
- Υψηλός πόρος εργασίας.
- Μικρό μέγεθος, που διευκολύνει την τοποθέτησή τους στα διαγράμματα.
- Δυνατότητα χρήσης διόδου σε εναλλασσόμενο ρεύμα.
Από τα μειονεκτήματα, ίσως, μπορεί κανείς να ξεχωρίσει το γεγονός ότι δεν υπάρχει τύπος ημιαγωγών για υψηλές τάσεις πολλών κιλοβολτ. Επομένως, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε παλαιότερους αντίστοιχους λαμπτήρες. Επίσης, η έκθεση σε υψηλές θερμοκρασίες επηρεάζει αρνητικά τη λειτουργία και την κατάσταση του στοιχείου.
Μερικά ενδιαφέροντα στοιχεία για τις διόδους
Τα πρώτα αντίγραφα δημιουργήθηκαν με χαμηλή ακρίβεια. Ως εκ τούτου, η εξάπλωση των προκυπτόντων χαρακτηριστικών των διόδων ήταν πολύ μεγάλη, με αποτέλεσμα οι ήδη τελειωμένες συσκευές να έπρεπε, όπως λένε, να "τακτοποιηθούν". Δηλαδή, μερικές δίοδοι, φαίνεται, της ίδιας σειράς θα μπορούσαν να έχουν εντελώς διαφορετικές ιδιότητες. Μετά τον έλεγχο, τα είδη επισημάνθηκαν σύμφωνα με τα πραγματικά τους χαρακτηριστικά.
Οι δίοδοι που κατασκευάζονται σε γυάλινη θήκη έχουν ένα ενδιαφέρον χαρακτηριστικό - ευαισθησία στο φως. Δηλαδή, εάν η συσκευή, η οποία περιλαμβάνει ένα τέτοιο στοιχείο, έχει κάλυμμα ανοίγματος, τότε ολόκληρο το κύκλωμα μπορεί να λειτουργήσει διαφορετικά σε κλειστή και ανοιχτή κατάσταση.
Συμπέρασμα
Γενικά, για να κατανοήσετε πλήρως και να κατανοήσετε πώς να εφαρμόζετε σωστά και πού να χρησιμοποιείτε διόδους, πρέπει να μελετήσετε περισσότερη βιβλιογραφία. Απαιτείται κατάλληλη εμπειρία για τον προσδιορισμό του τύπου του στοιχείου με το μάτι. Λοιπόν, για αρχάριους, οι πίνακες και οι οδηγοί σήμανσης μπορούν να βοηθήσουν σε αυτό.
Είναι επίσης απαραίτητο να έχουμε τουλάχιστον μια βασική κατανόηση του ηλεκτρικού ρεύματος, των ιδιοτήτων του. Φυσικά, όλα αυτά πέρασαν στο σχολείο, αλλά τώρα ποιος μπορεί να θυμηθεί παράξενα ακόμη και τον νόμο του Ohm;
Επομένως, χωρίς βασικές γνώσεις, η κατάδυση στον κόσμο των ηλεκτρονικών θα είναι πολύ προβληματική.
