Diyotlar Nedir ve Ne İçin Kullanılır?

En basit yarı iletken bileşen - diyot - elektrik akımının akış yönünü yönetme temel amacı ile ilgili çeşitli yararlı işlevleri yerine getirir. Diyotlar, akımın içlerinden yalnızca bir yönde akmasına izin verir.

Mükemmel verimli diyotlar, negatif voltajlı açık devreler gibi görünürler ve aksi takdirde kısa devre gibi görünürler. Ancak diyotlar bazı verimsizlikleri kabul ettikleri için akım-voltaj ilişkisi doğrusal değildir. Bu nedenle, herhangi bir diyotun ileri akımına göre ileri voltajının eğrisinin bir grafiğini görmek için bir diyotun veri sayfasına başvurmak isteyeceksiniz, böylece belirli projeniz için doğru diyodu seçersiniz.

Tim Ridley / Getty Images

Diyot Uygulamaları

Sadece basit iki pinli yarı iletken cihazlar olmasına rağmen, diyotlar modern elektronikte hayati önem taşır. Diyotların tipik uygulamalarından bazıları şunları içerir:

• AC'yi DC voltajlarına dönüştürmek gibi bir voltajı düzeltmek
• Bir kaynaktan gelen sinyalleri izole etme
• Bir sinyalin boyutunu kontrol etme
• Karıştırma sinyalleri

güç Dönüşümü

Diyotların önemli bir uygulaması, AC gücünü DC gücüne dönüştürmektir. Tek bir diyot veya dört diyot, bir yarım yol (tek diyot) veya bir tam dalga (dört diyot) doğrultucu oluşturarak 110 V ev gücünü DC'ye dönüştürür. Diyot, AC dalga formunun yalnızca yarısının içinden geçmesine izin verir. Bu voltaj darbesi bir kapasitörü şarj ettiğinde, çıkış voltajı, küçük bir voltaj dalgalanmasına sahip sabit bir DC voltajı gibi görünür. Tam dalgalı bir doğrultucu kullanmak, AC darbelerini yönlendirerek bu işlemi daha da verimli hale getirir, böylece giriş sinüs dalgasının hem pozitif hem de negatif yarıları yalnızca pozitif darbeler olarak görülür ve kapasitör giriş darbelerinin frekansını etkin bir şekilde ikiye katlar. şarjlı kalmasına ve daha kararlı bir voltaj sağlamasına yardımcı olur.

Diyotlar ve kapasitörler, küçük bir AC voltajı almak için farklı voltaj çarpanları oluşturur ve çok yüksek voltaj çıkışları oluşturmak için çoğaltır. Kondansatörlerin ve diyotların doğru konfigürasyonu kullanılarak hem AC hem de DC çıkışları mümkündür.

Sinyallerin Demodülasyonu

Diyotların en yaygın kullanımı, bir AC sinyalinin negatif bileşenini çıkarmaktır. Bir AC dalga biçiminin negatif kısmı genellikle pozitif yarı ile aynı olduğundan, bu süreçte çok az bilgi etkili bir şekilde kaybolur ve bu da daha verimli sinyal işlemeye yol açar.

Sinyal demodülasyonu, radyo sinyalini taşıyıcı dalgadan çıkarmaya yardımcı olmak için filtreleme sisteminin bir parçası olarak radyolarda yaygın olarak kullanılır.

Aşırı Gerilim Korumaları

Diyotlar ayrıca hassas elektronik bileşenler için koruma cihazları olarak iyi çalışır. Voltaj koruma cihazları olarak kullanıldığında, diyotlar normal çalışma koşulları altında iletken değildir, ancak herhangi bir yüksek voltaj yükselmesini, entegre bir devreye zarar veremeyeceği yerde hemen toprağa kısa devre yapar. Geçici voltaj bastırıcılar olarak adlandırılan özel diyotlar, aşırı voltaj koruması için özel olarak tasarlanmıştır ve kısa süreler için çok büyük güç artışlarını, normalde bileşenlere zarar veren ve bir elektronik ürünün ömrünü kısaltan voltaj yükselmesi veya elektrik çarpmasının tipik özelliklerini idare edebilir.

Benzer şekilde, bir diyot, bir kesme makinesi veya sınırlayıcı olarak hizmet ederek voltajı düzenleyebilir - belirli bir noktada içinden geçebilecek voltajı sınırlayan özel bir amaç.

Mevcut Direksiyon

Diyotların temel uygulaması, akımı yönlendirmek ve sadece doğru yönde akmasını sağlamaktır. Diyotların mevcut yönlendirme kapasitesinin iyi bir etki için kullanıldığı bir alan, bir güç kaynağından gelen güçten bir bataryadan çalışan güce geçiş yapmaktır. Bir cihaz takılıyken ve şarj olurken - örneğin, bir cep telefonu veya kesintisiz güç kaynağı - cihaz, bataryadan değil, yalnızca harici güç kaynağından güç çekmeli ve cihaz, bataryaya takılıyken güç çekmelidir. ve şarj oluyor. Güç kaynağı çıkarılır çıkarılmaz, batarya cihaza güç sağlamalıdır, böylece kullanıcı hiçbir kesinti fark etmez.

Akım yönlendirmenin iyi bir örneği, ters akım korumasıdır. Örneğin arabanızı düşünün. Piliniz bittiğinde ve yoldan geçen dost canlısı bir kişi atlama kabloları konusunda yardımcı olmayı teklif ettiğinde, kırmızı ve siyah kabloların sırasını karıştırırsanız, aracınızın elektrik sistemini kızartmazsınız çünkü aküye bitişik diyotlar yanlış yön akımını engeller.

Mantık kapıları

Bilgisayarlar ikili olarak çalışır - sonsuz bir sıfırlar ve birler denizi. Hesaplamadaki ikili karar ağaçları, bir anahtarın açık ("1") veya kapalı ("0") olup olmadığını kontrol eden diyotlar tarafından etkinleştirilen mantık geçitlerine dayanır. Modern işlemcilerde yüz milyonlarca diyot görünse de, bunlar işlevsel olarak elektronik mağazasından satın aldığınız diyotlarla aynıdır - çok daha küçüktür.

Diyotlar ve Işık

Bir LED el feneri, aydınlatması ışık yayan bir diyottan elde edilen bir el feneridir. Pozitif voltaj olması durumunda LED'ler yanar.

Bir fotodiyot, aksine, ışığı bir kollektörden (mini güneş paneli gibi) kabul eder ve bu ışığı az miktarda akıma dönüştürür.