Polovodičová (usmerňovacia) dióda PDF

16. Polovodičová dióda Polovodičová (usmerňovacia) dióda Polovodičová dióda je elektronické zariadenie postavené na princípe polovodičového materiálu, ktorý vedie elektrický prúd iba v jednom smere. Najčastejšie sa používa polovodič kremík alebo germánium. Tu sú niektoré základné vlastnosti polovo...

16. Polovodičová dióda Polovodičová (usmerňovacia) dióda Polovodičová dióda je elektronické zariadenie postavené na princípe polovodičového materiálu, ktorý vedie elektrický prúd iba v jednom smere. Najčastejšie sa používa polovodič kremík alebo germánium. Tu sú niektoré základné vlastnosti polovodičových diód: 1. Polovodičový materiál: Dióda je zvyčajne vyrobená z polovodičového materiálu, ktorý má schopnosť viesť elektrický prúd, ale nie rovnakým spôsobom v oboch smeroch. Kremík je najbežnejší polovodič v diódach. 2. Odbočovacia napätie (P-N prechod): Polovodičová dióda má dva konce - jeden z nich je typu P a druhý typu N. Odbočovací napäťový (PN) prechod medzi týmito dvoma oblasťami umožňuje prúdenie elektrického prúdu iba v jednom smere. Keď je prikladané napätie v správnom smere, dióda sa otvára a umožňuje prúd prechádzať cez neňu. 3. Prahové napätie: Prechod cez diódu vyžaduje príklad určitého napätia, ktoré sa nazýva prahové napätie alebo odbočovacie napätie. Ak je napätie nižšie než prahové napätie, dióda bude vypnutá a neumožní prúdu prejsť. 4. Nízky odpor v prevádzkovom smere: V prevádzkovom smere, keď je prahové napätie prekročené, dióda má nízky odpor, čo znamená, že umožňuje voľný prúd prechádzať cez ňu. 5. Vysoký odpor v závernom smere: V závernom smere (keď je napätie aplikované v opačnom smere), dióda má vysoký odpor, čo zabraňuje prúdu prechádzať. To umožňuje dióde fungovať ako ochranný prvok v obvode, ktorý chráni pred nesprávnym smerom prúdu. 6. Využitie: Polovodičové diódy sa využívajú v mnohých elektronických obvodoch, vrátane usmernovačov, oscilátorov, detektorov a mnohých ďalších aplikácií. Polovodičové diódy majú teda dôležité vlastnosti, ktoré ich robia nevyhnutnými v elektronike pre množstvo rôznych funkcií. Používajú sa na usmerňovanie striedavého prúdu na jednosmerný. Usmerňovacia dióda, známa tiež ako dióda usmerňovača, je špeciálny typ polovodičovej diódy, ktorá slúži na prevod striedavého prúdu (AC) na jednosmerný prúd (DC). Tu sú niektoré kľúčové vlastnosti usmerňovacej diódy: 1. Prevod AC na DC: Hlavnou funkciou usmerňovacej diódy je umožniť prúdu prechádzať iba v jednom smere. Týmto spôsobom zabraňuje tomu, aby sa prúd menil smerom, čo vedie k tomu, že striedavý prúd sa mení na jednosmerný prúd. 2. Typy usmerňovania: Existujú dva hlavné typy usmerňovacích diód - jednocestné usmerňovacie diódy (napr. dióda s jedným PN prechodom) a dvojcestné usmerňovacie diódy (napr. dióda s tromi PN prechodmi alebo dióda typu most).  3. Prahové napätie: Podobne ako v prípade bežných polovodičových diód, usmerňovacia dióda má prahové napätie, ktoré musí byť prekročené, aby mohla umožniť prúdu prechádzať. Toto napätie závisí od konkrétneho typu diódy. 4. Jednosmerný napäťový úbytok: Pri prechode prúdu cez usmerňovaciu diódu vzniká malý úbytok napätia, nazývaný jednosmerný napäťový úbytok. Je dôležité zohľadniť tento úbytok pri návrhu a analýze obvodov, kde sa usmerňovacie diódy používajú. 5. Použitie: Usmerňovacie diódy sa najčastejšie používajú v usmerňovačoch, ktoré sa nachádzajú v napájacích zdrojoch, nabíjačkách batérií, adaptéroch a iných elektronických zariadeniach, kde je potrebné previesť striedavý prúd na jednosmerný prúd. 6. Typy usmerňovacích obvodov: Kombinovaním viacerých usmerňovacích diód môžete vytvoriť rôzne typy usmerňovacích obvodov, ako sú jednopulzné usmerňovače, dvojpulzné usmerňovače alebo usmerňovače s plnou vlnou. Usmerňovacie diódy sú teda kľúčovým komponentom v elektronických obvodoch, ktoré potrebujú konvertovať striedavý prúd na jednosmerný prúd pre správne fungovanie prístrojov a zariadení. - Okrem usmerňovania prúdu sa diódy používajú ako tepelný a svetelný senzor, emitor svetla, filter signálu, spínač, demodulátor a podobne. -Kratšia od výroby je katóda a má rovnú plôšku na puzdre a dlhšia je anóda. Diódy sa môžu deliť podľa rôznych kritérií, vrátane ich konkrétnej konštrukcie, elektrických vlastností a aplikačných použití. Tu sú niektoré spôsoby, ako môžeme diódy deliť: 1. Podľa konštrukcie:  P-N prechodové diódy: Najzákladnejší typ diódy, kde existuje P-N prechod. Tento typ zahŕňa štandardné krystalické diódy vyrobené z kremíka alebo germánia.  Schottkyho diódy: Vytvorené kombinovaním polovodiča s kovovým kontaktom, čo vedie k nízkemu odporu a rýchlejšiemu spínaniu.  Túlové diódy: Diódy, ktoré sú vyrobené zo špeciálnych materiálov, ktoré majú špecifické optické vlastnosti. Používajú sa najmä v optoelektronických aplikáciách. 2. Podľa typu usmerňovania:  Jednosmerné diódy: Umožňujú prúdu prechádzať iba v jednom smere. Sem patria štandardné P-N prechodové diódy.  Dvojpulzné diódy: Tieto diódy majú dva P-N prechody a umožňujú prúdu prechádzať v dvoch smeroch.  Schottkyho usmerňovacie diódy: Sú schopné rýchlejšieho usmerňovania a majú nižší napäťový úbytok v porovnaní so štandardnými diódami.  3. Podľa aplikačného použitia:  Signalizačné diódy: Používané na indikáciu stavu alebo na prenos malých signálov.  Výkonové diódy: Navrhnuté na prenos vyšších výkonov a sú schopné odolávať väčším prúdom a napätiu.  Mikrovlnné diódy: Používané v mikrovlnných obvodoch a komunikačných systémoch. 4. Podľa technológie výroby:  Tranzistorové diódy: Kombinujú vlastnosti tranzistora a diódy.  PIN diódy: Majú medzi P- a N-type oblasťou širší neaktivný (intrinsic) región, čo umožňuje ich použitie vysokofrekvenčných aplikáciách. 5. Podľa elektro-optických vlastností:  LED (light-emitting diode): Emitujú svetlo, keď prúd prechádza cez P-N prechod.  Fotodiódy: Generujú elektrický prúd v reakcii na svetlo. Tieto kategórie sú len niektorými spôsobmi, ako sa diódy môžu klasifikovať. V skutočnosti existuje mnoho rôznych typov diód, každý so svojimi špecifickými vlastnosťami a použitiami. Druhy diód