Dioder er meget udbredt halvlederindretning. En ensretterdiode er en to-leder halvleder, der kun tillader strøm at passere i en retning. Generelt, P-N-krydsdiode er dannet ved at forbinde halvledermaterialer af n-type og p-type. P-typen side kaldes anoden, og siden af n-typen kaldes katoden. Mange typer dioder anvendes til en lang række applikationer. Ensretterdioder er en vigtig komponent i strømforsyninger, hvor de bruges til at konvertere vekselstrøm til jævnstrømsspænding. Det Zener-dioder bruges til spændingsregulering, hvilket forhindrer uønskede variationer i jævnstrømsforsyninger i et kredsløb.
Symbol for en diode
Symbolet for et ensretterdiodesymbol er vist nedenfor, pilehovedet peger i retning af konventionel strømflow.
Ensretterdiodesymbol
Rectifier Diode Circuit Working
Begge materialer af n-typen og p-typen er kemisk kombineret med en speciel fabrikationsteknik, der resulterer i dannelsen af et p-n-kryds. Denne P-krydsning har to terminaler, der kan kaldes som elektroder, og på grund af dette kaldes det at være en 'DIODE' (Di-ode).
Hvis en ekstern jævnstrømsforsyningsspænding påføres en hvilken som helst elektronisk enhed gennem dens terminaler, kaldes den som forspænding.
Upartisk ensretterdiode
- Når der ikke tilføres en spænding til en ensretterdiode, kaldes den som en ufordelagtig diode, N-siden vil have et stort antal elektroner og meget få antal huller (på grund af termisk excitation), mens P-siden vil have en majoritetsladning bærer huller og meget få antal elektroner.
- I denne proces vil frie elektroner fra N-siden diffundere (spredes) ind i P-siden, og rekombination finder sted i huller til stede der, hvilket efterlader + ve immobile (ikke bevægelige) ioner i N-siden og skaber -ve immobile ioner i P side af dioden.
- Den immobile i n-typen siden nær krydset kanten. Tilsvarende er de immobile ioner i p-typen nær krydskanten. På grund af dette vil antallet af positive ioner og negative ioner akkumuleres ved krydset. Denne således dannede region kaldes udtømningsregion.
- I denne region oprettes et statisk elektrisk felt kaldet barrierepotentiale over PN-krydset mellem dioden.
- Det modsætter sig yderligere migration af huller og elektroner over krydset.
Uforstyrret diode (ingen spænding anvendt)
Fremadspændt diode
- Fremadspænding: I en PN-forbindelsesdiode er den positive terminal på en spændingskilde forbundet til siden af p-typen, og den negative terminal er forbundet til n-siden, dioden siges at være i fremadrettet tilstand.
- Elektronerne bliver frastødt af den negative terminal af jævnstrømsforsyning og driver mod den positive terminal.
- Så under påvirkning af anvendt spænding får denne elektrondrift strøm til at strømme i en halvleder. Denne strøm kaldes 'Driftstrøm'. Da majoritetsbærere er elektroner, er strøm i n-type elektronstrømmen.
- Da huller er majoritetsbærere i p-type, bliver disse frastødt af positiv terminal af jævnstrømsforsyning og bevæger sig over krydset mod den negative terminal. Så strømmen i p-type er hulstrømmen.
- Så den samlede strøm på grund af majoritetsbærere skaber en fremadgående strøm.
- Retningen af konventionel strøm flyder fra positiv til negativ af batteri i retning af konventionel strøm er modsat elektronstrømmen.
Fremadrettet ensretterdiode
Omvendt forspændt diode
- Omvendt forspændt tilstand: hvis dioden er den positive terminal af kildespændingen, der er forbundet til n-typeenden, og den negative terminal af kilden er forbundet til p-typen af dioden, vil der ikke være nogen strøm gennem diode undtagen omvendt mætningsstrøm.
- Dette skyldes, at udtømningslaget i krydset i den omvendte forspændte tilstand bliver bredere med stigende omvendt forspændt spænding.
- Selv om der er en lille strøm, der strømmer fra n-typen til p-typen i dioden på grund af mindretalsbærere. Denne strøm kaldes omvendt mætningsstrøm.
- Minoritetsbærere er hovedsageligt termisk genererede elektroner / huller i henholdsvis p-type halvleder og n-type halvleder.
- Hvis omvendt påtrykt spænding over dioden kontinuerligt øges, vil udtømningslaget efter en bestemt spænding ødelægge, hvilket får en enorm omvendt strøm til at strømme gennem dioden.
- Hvis denne strøm ikke er begrænset eksternt, og den når ud over den sikre værdi, kan dioden blive ødelagt permanent.
- Disse hurtigt bevægelige elektroner kolliderer med de andre atomer i enheden for at slå nogle flere elektroner fra dem. Elektronerne frigiver så meget mere elektroner fra atomerne ved at bryde de kovalente bindinger.
- Denne proces kaldes bærermultiplikation og fører til en betydelig stigning i strømmen gennem p-n-krydset. Det tilknyttede fænomen kaldes lavineopdeling.
Omvendt forspændt diode
Nogle anvendelser af ensretterdiode
Dioder har mange applikationer. Her er et par af de typiske anvendelser af dioder inkluderer:
- Afhjælpning af en spænding, såsom omdannelse af vekselstrøm til jævnspænding
- Isolering af signaler fra en forsyning
- Spændingsreference
- Styring af signalets størrelse
- Blanding af signaler
- Registreringssignaler
- Belysningssystemer
- LASER-dioder
Half-Wave ensretter
En af de mest almindelige anvendelser af dioden er at rette op på AC-spænding til en jævnstrøm levere. Da en diode kun kan lede strøm den ene vej, når indgangssignalet bliver negativt, vil der ikke være nogen strøm. Dette kaldes en halvbølge ensretter . Nedenstående figur viser halvbølge-ensretterdiodekredsløbet.
Half-Wave ensretter
Full-Wave ensretter
- TIL fuldbølge ensretter diode kredsløb bygger med fire dioder, ved denne struktur kan vi gøre begge halvdele af bølgerne positive. For både positive og negative cyklusser af input er der en fremadgående vej gennem diode bro .
- Mens to af dioderne er forudindtastede, er de to andre omvendt forspændte og effektivt elimineret fra kredsløbet. Begge ledningsveje får strøm til at strømme i samme retning gennem belastningsmodstanden, hvilket opnår fuldbølgerektifikation.
- Fuldbølge-ensrettere bruges i strømforsyninger til at konvertere vekselstrøm til jævnspænding. En stor kondensator parallelt med udgangsbelastningsmodstanden reducerer krusningen fra udbedringsprocessen. Nedenstående figur viser fuldbølge-ensretterdiodekredsløbet.
Full-Wave ensretter
Således handler alt om ensretterdiode og dens anvendelser. Kender du andre dioder, der regelmæssigt bruges i realtid elektrisk og elektronikprojekter ? Giv derefter din feedback ved at kommentere i kommentarfeltet nedenfor. Her er et spørgsmål til dig, Hvordan udtømningsområdet dannes i en D. jod?
