Co je křižovatka?

Spojovací dioda je polovodičový krystal, obvykle vyrobený z křemíku, se dvěma připojenými elektrickými svorkami. PN spojovací dioda je nejběžnějším typem polovodičové diody. Charakteristiky spojovací diody obvykle umožňují snadno vést proud v jednom směru, ale ne ve druhém. Spojovací diody lze použít ke změně střídavého proudu (AC) na stejnosměrný proud (DC), snímání teploty a ochraně obvodů před poškozením napětím. Mohou také vytvářet a cítit světlo, formovat logické brány a vykonávat mnoho dalších funkcí. Různé typy propojovacích diod se používají v takových zařízeních, jako jsou rádia, televizory a jednotky CD, mezi mnoha jinými elektronickými zařízeními.

Když je vytvořena spojovací dioda, její krystal je na jedné straně implantován nosiči pozitivního náboje typu p, nazývanými otvory. Na druhou stranu jsou implantovány n-typy negativních nosičů náboje, kterými jsou elektrony. Tenká oblast mezi nimi je známa jako PN křižovatka. Některé elektrony putují křižovatkou, aby se spojily s otvory, a naopak. Toto vytvoří úzkou oblast neutrálního náboje kolem křižovatky, nazvanou depleční vrstva.

Když je na spojovací diodu aplikováno předpínací napětí, typicky tlačí více elektronů do oblasti n-typu. Přinutí také více otvorů do oblasti typu p. Když se toto napětí zvyšuje, depleční vrstva se zužuje. To usnadňuje tok proudu přes křižovatku. Jakmile předpětí překročí určité napětí, proud může proudit docela snadno.

Je-li aplikován opak, zpětné zkreslené napětí, může být z oblasti typu p extrahováno více děr a z oblasti typu n více elektronů. Díry a elektrony jsou odváděny pryč od křižovatky, čímž se rozšiřuje depleční vrstva. To obvykle ztěžuje průtok proudu. Jak se zvětšuje zpětné zkreslení, proud v křižovatce se zpomaluje téměř na nulu. Zbývající „svodový“ proud je často velmi malý, ale může se zvyšovat s teplotou diodového přechodu.

Spojovací dioda má mnoho použití souvisejících s její schopností vést proud pouze v jednom směru. Například může převádět střídavý proud na stejnosměrný proud, známý také jako rektifikace. Může také oddělit zvukový signál od vysokofrekvenčního (RF) signálu v rádiovém přijímači. V řídicích obvodech mohou propojovací diody poskytovat ochranu před výkonovými špičkami, když je zapnuto nebo vypnuto vysokonapěťové zařízení, jako je motor nebo cívka relé. Mnoho typů integrovaných obvodů používá diody na každém pinu, aby se zabránilo nadměrnému vnějšímu napětí poškození čipu.

Spojovací diody mohou být velmi citlivé na světlo bez tmavého plastu, do kterého jsou obvykle zapouzdřeny. Obvykle se používají jako fotodiody k detekci světla a v solárních článcích převádějí světlo na elektřinu. Světelná dioda (LED) je spojovací dioda, která generuje fotony. LED diody existují v různých barvách a mohou produkovat světlo od infračerveného záření k ultrafialovému záření. Často se používají také jako indikátory stavu v elektronických zařízeních. Laserová dioda generuje světlo o jedné vlnové délce, které je obvykle zaostřeno skrz vyleštěnou dutinu v balení. Laserové diody se často používají ve vysokorychlostních komunikacích a spotřebitelských jednotkách CD / DVD.

Mezi další aplikace propojovacích diod patří logická hradla, matice klávesnice, teplotní senzory a regulátory napětí. Spojovací dioda může také fungovat jako kondenzátor s řízeným napětím; obvod pro ladění rádia nebo televize může měnit velikost depleční vrstvy diody, což zase mění kapacitu.