Dioodid (0)

Dioodid
Diood
Diood on elektroonikas
kasutatav komponent, mille
eesmärk on tagada vaid
ühesuunaline
elektrilaengute liikumine.
Põhimõtteliselt lubab diood
elektrivoolul liikuda ühes
suunas, aga takistab selle
liikumist teises suunas.
Dioodi võib seega ette
kujutada tagasilöögiklapi
elektroonilise analoogina.
Ajalugu
Elektronlamp ja pooljuhtdioodid arenesid
paraleelselt. Elektronlamp dioodi põhimõtte avastas
Frederick Guthrie 1873. aastal ning aasta hiljem
avastas Saksa teadlane Karl Ferdinand Braun
pooljuhtdioodide tööpõhimõtte.
Thomas Edison taasavastas 1880. aastal
elektronlamp dioodi tööpõhimõtte ning patenteeris
selle 1883 aastal , kuid ei arendanud ideed edasi.
Braun patenteeris pooljuhtalaldi 1899 aastal. Sir
Jagdish Bose jätkas Brauni avastatud dioodi uurimist
raadiosignaali vastuvõtuks vajaliku komponendina.
Ajalugu
Esimene pooljuhtdioodidega raadiovastuvõtja ehitati
umbes 1900 aastal Greenleaf Whittier Pickard poolt.
Inglismaal patenteeris elektronlamp dioodi John
Ambrose Fleming 16. novembril 1904 aastal. Pickard
sai patendi oma pooljuhtdetektorile 20. novembril
1906 .
Avastuste tegemise ajal kutsuti selliseid seadmeid ka
alalditeks. 1919 aastal mõtles William Henry Eccles
välja sõna "diood": kreekakeelsetest sõnadest - di
tõlkes `kaks', ja ode (sõnast odos) tõlkes `teed'.
Tööpõhimõte
Dioodi tööpõhimõtet võib võrrelda uksega mis
avaneb ühele poole, kuid ei avane teisele
poole. Ehk siis teiste sõnadega: diood laseb
voolu läbi ainult ühes suunas ja takistab selle
läbipääsu teises suunas. Kui päri või
vastuvool juhtub olema liiga tugev siis diood
hävib.
Reaalne diood juhib õige veidi voolu ka vastupidi
lülitatuna.
Samuti ei ole tema takistus pärisuunas kunagi null:
tavalisele dioodile langeb alati umbes 0,7 volti
pinget.
Madala toitepinge juures päris oluline kaotus.
Eridioodidel on pingelang väiksem, nt 0,15 V
(Schottky diood).
Diood
Poest ostetud dioodil võib ühe väljaviigu lähedal
märgata korpusele joonistatud joont ­ nii
tähistatakse katoodikoiba.
Vool liigub elemendis alati anoodilt katoodile, see
ongi pärisuund.
Dioodi korpuse sees on üksainus P-N pooljuhtsiire.
Materjaliks enamasti räni (Si), kõrggsagedus-
dioodides ka germaanium (Ge) või GaAs.
Ühendamine
Dioodi skeemile ühendades tuleb jälgida
dioodi polaarsust.
Dioode kasutades tuleks vaadata ka seda kas
dioodid antud pinget ja voolu ka kannatavad.
Sellega hoiate ära dioodi ja võibolla ka muude
komponentide riknemise.
Kasutamine
Dioode kasutatakse
näiteks toiteplokkides,
kus nad muudavad
vahelduvvoolu (AC)
alalisvooluks (DC).
Selleks on vaja nelja
dioodi või dioodsilda
(mis koosneb neljast
dioodist), trafot ja
kondekaid.
Veel kasutusalasid
Dioodi võimet voolu ainult ühes suunas juhtida
kasutatakse kõikvõimalikes toiteplokkides alaldina,
tele-, raadio-, satelliidi- ja muudeski vastuvõtjates
detektorina ja kindlasti ka mitmesugustes
loogikalülitustes.
Tema abil on võimalik raadiolaines sisalduvat
informatsiooni kätte saada (- detekteerimine).
Dioodsild
Dioodsild koosneb neljast dioodist mis on
omavahel spets ühenduses. Dioodsilla
ülesandeks on muuta vahelduvvool (AC)
alalisvooluks (DC). Üleval pildil on näidatud
millised dioodsillad välja näevad ja kuidas
nelja dioodi ühendamisel on saadud dioodsild.
Põhidioodid
Kui dioodis leiab kasutust P-N-siirde
põhiomadus s.o. ühesuunaline elektrijuhtivus,
nim. neid dioode põhidioodideks ehk lihtsalt
dioodideks.
Põhidioodideks on alaldusdioodid ja
lülitidioodid
Pooljuhtdioodid
Pooljuhtdioodid on pooljuhtseadised, mille
põhiosaks on pooljuhtkristalli tekitatud P-N-
siire, mis on varustatud eri osadega
ühendatud viikudega ja paigutatud
standardsesse hermeetilisse kesta.
Kest võib olla kas klaasist, plastist või
metallist. Metallkesti kasutatakse reeglina
suurevoolulistel dioodidel ja tavaliselt on see
parema jahutuse võimaldamiseks ühendatud
dioodi katoodiga.
Enimlevinud eriotstarbelised dioodid
Stabilitronid (zenerdioodid)
Mahtuvusdioodid
Valgusdioodid
Fotodioodid.
Alaldusdioodid
Alaldusdioodid on ette nähtud vahelduvvolu
muundamiseks alalisvooluks toite otstarbel.
Seega on nad suurevoolulised dioodid , mille
lubatav pärivool on mõnesajast milliamprist
sadade ampriteni.
Lubatav vastupinge ulatub alaldusdioodidel
sadadest tuhandete voltideni.
Schottky alaldusdioodid
Lülitidioodid
Lülitidioodid on ette nähtud vooluahelate
katkestamiseks ja sulgemiseks, mistõttu on
oluline kiire avanemine ja sulgumine.
Samuti sobivad nad kasutamiseks kõrg-
sagedusahelates.
Lubatavad pärivoolu ja vastupinge väärtused
on neil tunduvalt väiksemad kui
alaldusdioodidel.
Stabilitronid ja stabistorid
Stabilitron (ka Zeneri diood) on ränidiood, mis
töötab läbilöögireziimil ja mis hoiab temaga
paralleelselt ühendatud koormusel pinge
peaaegu muutumatuna, kuigi toitepinge või
koormusvool muutuvad.
Stabilitroni töö põhineb P-N-siirde teatud
kindla vastupinge väärtust Uz ületaval toimel,
mil järsult väheneb dioodi takistus ja tugevneb
teda läbiv vool. Kui siirdes hajuv võimsus
seejuures ei ületa lubatavat väärtust, on
selline reziim lubatav.
Mahtuvusdioodid
Mahtuvusdiood ehk varikap on ränidiood, mille puhul
kasutatakse P-N-siirde mahtuvuse sõltuvust
vastupingest.
Diood toimib sel juhul elektriliselt tüüritava
muutkondensaatorina, mille elektroodidevahelise
dielektriku - siirde tõkkekihi paksus suureneb
vastupinge suurenemisel.
Põhiliselt kasutatakse mahtuvusdioodi
raadiotehnikas võnkeringide häälestamiseks soovitud
sagedusele, kus nad on välja tõrjunud varem
laialdaselt kasutatud pöördkondensaatorid.
Fotodiood
Fotodiood on pooljuhtdiood, mis on
konstrueeritud nii, et on võimalik valguse pääs
P-N-siirde tsooni ehk täpsemalt tõkkekihti.
Kasutatakse fotoelementides ja
päikesepatareides
LED-ehk valgust eraldav diood
LED'e esineb paljudes
värvides (punane,
sinine, kollane jne). Neid
kasutatakse
valgustuseks või mingi
protsessi kontrolliks
(näit kõvaketta aktiivsust
näitab arvutil punane
LED).
Ka LED'e tuleb
ühendada õiget pidi.
Olulised parameetrid:
Maksimaalne vastupinge (võrgualaldi dioodidel võiks ikka
üle 400 V olla);
Maksimaalne pärivool (ütleb, millise võimsusega
koormust saame alaldile järele ühendada);
Maksimaalne päripingelang (tüüpiliselt umbes 0,7 V ränil,
0,3 V germaaniumil);
Maksimaalne vastuvool (lekkevool, enamasti üsna väike);
Töösagedus ehk taastumisaeg.
Kasutatud materjal:
http://et.wikipedia.org/wiki/Diood
http://wiki.wifi.ee/index.php?title=Diood
http://www.hot.ee/qwerty009/dioodid.htm
http://parsek.yf.ttu.ee/~felc/ak/Aabits4.pdf