Contenu
- Installation de diode
- Le circuit de diode
- Caractéristiques des diodes
- Installation de diodes pour la protection
- Types de circuits de diodes
- Autres types d'applications de diodes
Vous vous demandez peut-être ce qui permet aux appareils électroniques de votre ménage d'utiliser l'électricité à leur manière. Les électriciens qui créent ces appareils, ainsi que d'autres outils utilisés dans l'industrie, doivent savoir comment connecter des diodes à ces fins.
Installation de diode
Lors du raccordement d'une diode dans un circuit électrique, assurez-vous que l'anode et la cathode sont connectées dans le circuit de manière à ce que la charge s'écoule de l'anode chargée positivement vers la cathode chargée négativement.
Vous pouvez vous en souvenir en vous rappelant que, dans le schéma de circuit de la diode, la ligne verticale située à côté du triangle ressemble à un signe négatif, indiquant que l'extrémité de la diode est chargée négativement. Vous pouvez imaginer que cela signifie que les charges vont du côté positif au côté négatif. Cela vous permet de vous rappeler comment les électrons circulent dans la jonction d'une diode.
Gardez à l'esprit le potentiel et le courant du circuit et son incidence sur l'emplacement des diodes. Vous pouvez imaginer la diode comme un commutateur qui s'ouvre ou se ferme pour compléter le circuit. Si le potentiel est suffisant pour laisser passer la charge à travers la diode, le commutateur se ferme de manière à laisser passer le courant. Cela signifie que la diode est polarisée en direct.
Vous pouvez alors utiliser Ohms Law V = IR calculer la tension V, actuel je et résistance R mesurer la différence de tension entre la source de tension et la diode elle-même.
Si vous connectiez une diode dans l'autre sens, la diode serait polarisée en sens inverse, car le courant circulerait de la cathode à l'anode. Dans ce scénario, vous augmenteriez la région d'appauvrissement de la diode, la zone d'un côté de la jonction de la diode qui n'a ni électrons ni trous (zones sans électrons).
Le mouvement des électrons dans la région chargée négativement remplirait les trous de la région chargée positivement. Lors de la création de connexions de diodes, faites attention à la façon dont la diode changera en fonction de la direction de connexion.
Le circuit de diode
Lorsqu'elles sont utilisées dans des circuits électriques, les diodes garantissent que le courant circule dans une seule direction. Ils sont construits à l'aide de deux électrodes, une anode et une cathode, séparées par un matériau.
Les électrons circulent de l'anode, où se produit une oxydation ou une perte d'électrons, vers la cathode, où une réduction ou un gain d'électrons se produit. Les diodes sont généralement fabriquées avec des semi-conducteurs laissant passer les charges en présence d'un courant électrique ou en contrôlant leur résistance à l'aide d'un processus appelé dopage.
Se doper est une méthode d’ajout d’impuretés à un semi-conducteur pour créer des trous et rendre le semi-conducteur soit type n (comme dans "charge négative") ou type p (comme dans "charge positive").
Un semi-conducteur de type n contient un excès d’électrons disposé de telle sorte que la charge puisse circuler librement tout en restant contrôlable. Ils sont généralement produits à partir d'arsenic, de phosphore, d'antimoine, de bismuth et d'autres éléments à cinq électrons de valence. Les semi-conducteurs de type p, en revanche, ont une charge positive due aux trous et sont composés de gallium, de bore, d’indium et d’autres éléments.
La distribution des électrons et des trous permet un flux de charge entre les semi-conducteurs de type p et de type n, et, lorsqu'ils sont connectés ensemble, les deux créent un Jonction P-N. Les électrons du semi-conducteur de type n se précipitent vers celui de type p dans des diodes qui permettent au courant de circuler dans une seule direction.
Les diodes peuvent généralement être en silicium, en germanium ou en sélénium. Les ingénieurs qui créent des diodes peuvent utiliser des électrodes métalliques dans une chambre sans aucun autre gaz ou avec un gaz à basse pression.
Caractéristiques des diodes
Ces caractéristiques des diodes transportant des électrons dans une seule direction les rendent idéales pour les redresseurs, les limiteurs de signal, les régulateurs de tension, les commutateurs, les modulateurs de signal, les mélangeurs de signal et les oscillateurs. Redresseurs convertir le courant alternatif en courant continu. Limites de signal permettre à certaines puissances de signaux de passer.
Régulateurs de tension maintenir des tensions constantes dans les circuits. Modulateurs de signal changer l'angle de phase d'un signal d'entrée. Mélangeurs de signal changez la fréquence qui passe et les oscillateurs produisent eux-mêmes le signal.
Installation de diodes pour la protection
Vous pouvez également utiliser des diodes pour protéger des composants sensibles ou importants d'appareils électroniques. Vous pouvez utiliser une diode qui ne fonctionne pas dans des circonstances normales. En cas de surtension soudaine, appelée tension transitoire, ou de toute autre modification radicale du signal susceptible de provoquer des dommages, la diode supprimera la tension le circuit. Ces décharges électriques dues à des pointes endommageraient le circuit en appliquant trop de tension sans laisser le circuit s’y adapter de manière appropriée.
Ces diodes sont diodes de suppression de tension transitoires (TVS), et vous pouvez les utiliser pour réduire la tension transitoire ou pour l’éloigner du circuit. La jonction P-N à base de silicium peut gérer la tension transitoire puis revenir à la normale une fois le pic de tension passé. Certains téléviseurs utilisent des dissipateurs de chaleur capables de gérer des pointes de tension sur de longues périodes.
Types de circuits de diodes
Circuits qui convertissent le pouvoir de courant alternatif (AC) à courant continu (DC) peut utiliser une seule diode ou un groupe de quatre d'entre eux. Tandis que les appareils à courant continu utilisent une charge qui circule dans une seule direction, l’alimentation en courant alternatif passe entre les directions avant et arrière à intervalles réguliers.
Cela est essentiel pour convertir l'électricité en courant continu provenant de centrales électriques en courant alternatif, qui prend la forme d'une onde sinusoïdale, utilisée dans la plupart des appareils ménagers. Pour ce faire, les redresseurs utilisent soit une seule diode ne laissant passer que la moitié de l’onde, soit l’approche d’un redresseur double alternance utilisant les deux moitiés de la forme d’alimentation alternative.
Le circuit de diodes montre comment ce problème se produit. Lorsqu'un démodulateur supprime la moitié du signal AC d'une source d'alimentation, il utilise deux composants principaux. Le premier est la diode elle-même, ou redresseur, qui augmente le signal d’une moitié du cycle alternatif.
Le second est un filtre passe-bas qui élimine les composants haute fréquence de la source d'alimentation. Il utilise une résistance et un condensateur, un dispositif qui stocke la charge électrique dans le temps, et utilise la réponse en fréquence du circuit lui-même pour déterminer les fréquences à laisser passer.
Ces conceptions de circuits à diodes éliminent généralement la composante négative d'un signal alternatif. Il a des applications dans les radios qui utilisent un système de filtrage pour détecter des signaux radio spécifiques d'ondes porteuses générales.
Autres types d'applications de diodes
Les diodes sont également utilisées pour charger des appareils électroniques tels que des téléphones portables ou des ordinateurs portables en passant de l’alimentation fournie par la batterie des appareils électroniques à l’alimentation externe. Ces méthodes éloignent le courant de la source et garantissent que, si la batterie de l'appareil venait à mourir, vous pouvez prendre d'autres mesures pour charger vos appareils.
Cette technique est également valable pour les voitures. Si la batterie de votre voiture devait s'éteindre, vous pouvez utiliser des câbles volants pour modifier la répartition des câbles rouge et noir et utiliser des diodes pour empêcher le courant de circuler dans la mauvaise direction.
Les ordinateurs qui utilisent des informations binaires sous forme de zéros et ceux qui utilisent des diodes fonctionnent également à travers des arbres de décision binaires. Ceux-ci prennent la forme de des portes logiques, les unités de base des circuits numériques laissant passer l’information en comparant deux valeurs différentes. Celles-ci sont construites en utilisant soit des types de pièces de diode qui sont beaucoup plus minuscules que des diodes dans d'autres applications.