ההגדרה הרשמית של דיודה היא שמדובר באלמנט בעל מוליכות שונה, תלוי באיזה כיוון זורם הזרם החשמלי. השימוש בו נחוץ במעגלים שצריכים להגביל את דרכו. מאמר זה יספר לכם יותר על מכשיר הדיודה, כמו גם אילו סוגים קיימים וכיצד להבחין ביניהם.
היסטוריה של הופעה
עבודות הקשורות לדיודות החלו במקביל על ידי שני מדענים בבת אחת - הבריטי פרדריק גאת'רי וקרל בראון הגרמני. התגליות של הראשון התבססו על דיודות צינור, השני - על מצב מוצק. עם זאת, התפתחות המדע באותה תקופה לא אפשרה פריצת דרך גדולה בכיוון זה, אלא נתנה חומר למחשבה.
ואז כמה שנים מאוחר יותר תומס אדיסון גילה מחדש דיודות ומאוחר יותר רשם פטנט על ההמצאה. עם זאת, משום מה, הוא לא מצא כל יישום בעבודותיו. לכן, פיתוח טכנולוגיית הדיודות נמשך על ידי מדענים אחרים בשנים שונות.
אגב, לפני תחילת המאה ה-20, דיודות נקראומיישרים. ואז המדען וויליאם הנרי אקלס יישם שני שורשי מילים - די ואודוס. הראשון מיוונית מתורגם כ"שניים", השני - "דרך". אז המילה "דיודה" פירושה "דו כיוונים".
עקרון עבודה ומידע בסיסי על דיודות
לדיודה יש שתי אלקטרודות - אנודה וקתודה. אם לאנודה יש פוטנציאל חיובי ביחס לקתודה, אז הדיודה הופכת פתוחה. כלומר, הזרם עובר ויש לו התנגדות קטנה של הדיודה.
אם יש פוטנציאל חיובי על הקתודה, אז הדיודה לא פתוחה, בעלת התנגדות גבוהה ואינה מעבירה זרם חשמלי.
איך עובדת דיודה?
בעיקרון, גוף האלמנט עשוי מזכוכית, מתכת או תרכובות קרמיקה. מתחת לציפוי יש שתי אלקטרודות. הדיודה הפשוטה ביותר מכילה נימה בקוטר קטן.
ייתכן שיש חוט מיוחד בתוך הקתודה. יש לו את התכונה להיות מחומם באמצעות זרם חשמלי והוא נקרא "מחמם".
חומרים המשמשים בייצור, לרוב סיליקון או גרמניום. בצד אחד של היסוד יש מחסור באלקטרונים, בצד השני - להיפך, עודף שלהם. יש גבול ביניהם, המספק צומת p-n. הוא זה שמאפשר לך להוביל זרם בכיוון הנכון.
מאפייני דיודה
כאשר בוחרים אלמנט, הם מונחים בעיקר על ידי שני אינדיקטורים - המתח המקסימלי לאחור וחוזק הזרם המרבי.
השימוש בדיודות בחיי היומיום
אחת הדוגמאות הבולטות ביותרשימוש בדיודות - מחולל רכב. הוא מכיל קומפלקס של כמה אלמנטים כאלה, הנקרא "גשר דיודה".
כמו כן, נעשה שימוש פעיל באלמנטים בטלוויזיות או ברדיו. בשילוב עם קבלים, דיודות יכולות לחלץ תדרים ממגוון של אותות מאופננים.
לעתים קרובות מאוד נעשה שימוש בקומפלקס של דיודות במעגלים כדי להגן על צרכנים מפני התחשמלות.
כדאי גם להזכיר שכל ספק כוח למכשירים אלקטרוניים רבים מכיל בהכרח דיודות.
סוגי דיודות
בעיקרון, ניתן לחלק את האלמנטים לשתי קבוצות. הראשון הוא סוג של דיודות מוליכים למחצה, השני אינו מוליכים למחצה.
זו הייתה הקבוצה הראשונה שהפכה לנפוצה. השם בא מהחומרים מהם עשויה הדיודה: שני מוליכים למחצה או מוליך למחצה עם מתכת.
יש גם מספר סוגים מיוחדים של דיודות המשמשים במעגלים והתקנים מיוחדים.
דיודת זנר או דיודת זנר
סוג זה מאופיין בכך שכאשר מתרחש תקלה, מתרחשת עלייה חדה בזרם עם דיוק גבוה. תכונה זו משמשת בייצוב מתח.
מנהרה
במילים פשוטות, סוג זה של דיודה יוצר התנגדות שלילית על מאפיין המתח הזרם. משמש בעיקר במגברים ומתנדים.
דיודה הפוכה
יש לו את היכולת להוריד משמעותית את המתח במצב פתוח. גם זה מבוסס על המנהרהאפקט דומה לדיודה הקודמת.
Varicap
התייחס לסוג של דיודות מוליכים למחצה בעלי קיבול מוגברת הנשלט חשמלית במקרה של שינוי מתח הפוך. משמש בכוונון וכיול של מעגלים מתנודדים.
LED
המוזרות של דיודה מסוג זה היא שהיא פולטת אור כאשר זרם זורם בכיוון קדימה. בעולם המודרני משתמשים בו כמעט בכל מקום בו נדרשת תאורה עם מקור אור חסכוני.
Photodiode
יש לו את המאפיינים ההפוכים של המופע הקודם. כלומר, הוא מתחיל לייצר מטען חשמלי כאשר האור פוגע בו.
סימון
כדי לקבוע את הסוג, כדי לברר את המאפיינים של דיודה מוליכים למחצה, יצרנים מיישמים ייעודים מיוחדים על גוף האלמנט. הוא מורכב מארבעה חלקים.
מלכתחילה - אות או מספר, המציינים את החומר ממנו עשויה הדיודה. יכול לקחת את הערכים הבאים:
- G (1) - גרמניום;
- K (2) - סיליקון;
- A (3) - גליום ארסניד;
- And (4) - אינדיום.
בשני - סוגי דיודות. הן יכולות להיות גם משמעויות שונות:
- D - מיישרים;
- B - varicap;
- A - מיקרוגל;
- I - מנהרה;
- С - דיודות זנר;
- C - מוטות ובלוקים מיישרים.
במקום השלישי מופיע מספר המציין את האזוריישום אלמנט.
מקום רביעי - מספרים מ-01 עד 99, המציינים את המספר הסידורי של הפיתוח.
כמו כן, ניתן להחיל ייעודים נוספים על המארז. אבל, ככלל, הם משמשים במכשירים ומעגלים מיוחדים.
לנוחות התפיסה, ניתן לסמן דיודות גם במגוון סמלים גרפיים, כגון נקודות ופסים. אין היגיון מיוחד בציורים כאלה. כלומר, כדי לקבוע באיזה סוג של דיודה מדובר, תצטרך להסתכל בטבלת התכתבויות מיוחדת.
Triodes
סוג זה של אלמנט אלקטרוני דומה במידה מסוימת לדיודה, אבל הוא מבצע פונקציות אחרות ויש לו עיצוב משלו.
ההבדל העיקרי בין דיודה לטריודה הוא שלאחרונה יש שלושה טרמינלים והשם "טרנזיסטור" נפוץ יותר ביחס אליו. עקרון הפעולה מבוסס על בקרת זרמים במעגלי המוצא עם אות קטן.
דיודות וטריודות (טרנזיסטורים) משמשות כמעט בכל מכשיר אלקטרוני. כולל מעבדים.
יתרונות וחסרונות
לפני הסיכום, תוכלו לסכם את כל המידע על דיודות ולערוך רשימה של היתרונות והחסרונות שלהן.
יתרונות:
- מחיר נמוך של דיודות.
- יעילות מעולה.
- משאב עבודה גבוה.
- גודל קטן, מה שהופך אותו נוח למקם אותם על התרשימים.
- אפשרות להשתמש בדיודה בזרם חילופין.
מבין החסרונות, אולי, אפשר להבחין בעובדה שאין סוג מוליכים למחצה עבור מתחים גבוהים של כמה קילו-וולט.לכן, תצטרך להשתמש במנורות ישנות יותר. כמו כן, חשיפה לטמפרטורות גבוהות משפיעה לרעה על פעולת ומצב האלמנט.
כמה עובדות מעניינות על דיודות
העותקים הראשונים הופקו תוך דיוק נמוך. לכן, התפשטות המאפיינים שהתקבלו של הדיודות הייתה גדולה מאוד, וכתוצאה מכך התקנים שכבר סיימו היו צריכים להיות, כמו שאומרים, "לסדר". כלומר, כמה דיודות, כך נראה, מאותה סדרה יכולות לקבל תכונות שונות לחלוטין. לאחר ההקרנה, הפריטים סומנו בהתאם למאפיינים האמיתיים שלהם.
לדיודות העשויות במארז זכוכית יש תכונה אחת מעניינת - רגישות לאור. כלומר, אם למכשיר, הכולל אלמנט כזה, יש כיסוי פתיחה, אז כל המעגל יכול לעבוד אחרת במצב סגור ופתוח.
מסקנה
באופן כללי, כדי להבין ולהבין באופן מלא כיצד ליישם נכון והיכן להשתמש בדיודות, אתה צריך ללמוד ספרות נוספת. נדרש ניסיון מתאים כדי לקבוע את סוג האלמנט לפי העין. ובכן, למתחילים, טבלאות ומדריכי סימון יכולים לעזור בזה.
יש גם צורך בהבנה בסיסית לפחות של הזרם החשמלי, תכונותיו. כמובן, כל זה התקבל בבית הספר, אבל עכשיו מי יכול לזכור על הסף אפילו את חוק אוהם?
לכן, ללא ידע בסיסי, צלילה לעולם האלקטרוניקה תהיה מאוד בעייתית.
