다이오드는 무엇이며 어떤 용도로 사용됩니까?

가장 간단한 반도체 부품 인 다이오드는 전류 흐름의 방향을 관리하는 핵심 목적과 관련된 다양한 유용한 기능을 수행합니다. 다이오드는 전류가 한 방향으로 만 흐르도록합니다.

완벽하게 효율적인 다이오드는 음의 전압을 갖는 개방 회로로 보이며 그렇지 않으면 단락 회로처럼 보입니다. 그러나 다이오드는 일부 비 효율성을 인정하기 때문에 전류-전압 관계는 비선형입니다. 따라서 특정 프로젝트에 적합한 다이오드를 선택할 수 있도록 다이오드의 데이터 시트를 참조하여 특정 다이오드의 순방향 전압에 대한 특정 다이오드의 순방향 전압 곡선 그래프를보고 싶을 것입니다.

Tim Ridley / 게티 이미지

다이오드의 응용

단순한 XNUMX 핀 반도체 장치 임에도 불구하고 다이오드는 현대 전자 장치에서 매우 중요합니다. 다이오드의 일반적인 응용 분야는 다음과 같습니다.

AC를 DC 전압으로 바꾸는 것과 같은 전압 정류
전원에서 신호 분리
신호 크기 제어
신호 혼합

전력 변환

다이오드의 중요한 응용 분야 중 하나는 AC 전원을 DC 전원으로 변환하는 것입니다. 단일 다이오드 또는 110 개의 다이오드는 중간 (단일 다이오드) 또는 전파 (XNUMX 개의 다이오드) 정류기를 형성하여 XNUMXV 가정용 전력을 DC로 변환합니다. 다이오드는 AC 파형의 절반 만 통과하도록 허용합니다. 이 전압 펄스가 커패시터를 충전하면 출력 전압은 작은 전압 리플이있는 안정적인 DC 전압으로 보입니다. 전파 정류기를 사용하면 AC 펄스를 라우팅하여이 프로세스를 더욱 효율적으로 만들어 입력 사인파의 양과 음의 절반이 모두 양의 펄스로만 표시되도록하여 입력 펄스의 주파수를 커패시터로 효과적으로 두 배로 늘립니다. 충전 상태를 유지하고보다 안정적인 전압을 제공하는 데 도움이됩니다.

다이오드와 커패시터는 서로 다른 전압 배율기를 생성하여 작은 AC 전압을 사용하고이를 곱하여 매우 높은 전압 출력을 생성합니다. 커패시터와 다이오드의 올바른 구성을 사용하면 AC 및 DC 출력이 모두 가능합니다.

신호 복조

다이오드의 가장 일반적인 용도는 AC 신호의 음극 성분을 제거하는 것입니다. AC 파형의 음의 부분은 일반적으로 양의 절반과 동일하기 때문에이 파형을 제거하는 과정에서 거의 정보가 손실되지 않아보다 효율적인 신호 처리가 가능합니다.

신호 복조는 일반적으로 라디오에서 반송파에서 라디오 신호를 추출하는 데 도움이되는 필터링 시스템의 일부로 사용됩니다.

과전압 보호

다이오드는 민감한 전자 부품에 대한 보호 장치로도 기능합니다. 전압 보호 장치로 사용되는 경우 다이오드는 정상 작동 조건에서 비전 도성이지만 집적 회로에 해를 끼치 지 않는 고전압 스파이크를 접지로 즉시 단락시킵니다. 과도 전압 억 제기라고하는 특수 다이오드는 과전압 보호를 위해 특별히 설계되었으며 단시간 동안 매우 큰 전력 스파이크, 일반적으로 부품을 손상시키고 전자 제품의 수명을 단축시키는 전압 스파이크 또는 감전의 일반적인 특성을 처리 할 수 있습니다.

마찬가지로 다이오드는 특정 지점에서 통과 할 수있는 전압을 제한하는 특수 목적인 클리퍼 또는 제한 기 역할을하여 전압을 조절할 수 있습니다.

현재 조향

다이오드의 기본 적용은 전류를 조정하고 올바른 방향으로 만 흐르도록하는 것입니다. 다이오드의 현재 스티어링 기능이 좋은 효과를내는 데 사용되는 한 가지 영역은 전원 공급 장치에서 나오는 전력에서 배터리에서 실행되는 전력으로 전환하는 것입니다. 예를 들어 휴대 전화 또는 무정전 전원 공급 장치와 같은 장치가 연결되어 충전되는 경우 장치는 배터리가 아닌 외부 전원 공급 장치에서만 전원을 끌어 야하며 장치가 배터리에 연결되어있는 동안 전원을 끌어 야합니다. 그리고 재충전. 전원이 제거 되 자마자 배터리가 장치에 전원을 공급하여 사용자가 방해를받지 않도록해야합니다.

전류 조향의 좋은 예는 역전 류 보호입니다. 예를 들어 자동차를 생각해보십시오. 배터리가 죽고 친절한 통행인이 점퍼 케이블을 도와 주겠다고 제안 할 때 빨간색과 검은 색 케이블의 순서를 혼합하면 배터리에 인접한 다이오드가 잘못된 방향 전류를 차단하기 때문에 자동차의 전기 시스템을 튀기지 않을 것입니다.

로직 게이트

컴퓨터는 1과 0의 끝없는 바다 인 바이너리로 작동합니다. 컴퓨팅의 이진 결정 트리는 스위치가 켜져 있는지 ( "XNUMX") 꺼져 있는지 ( "XNUMX") 제어하는 다이오드에 의해 활성화 된 논리 게이트를 기반으로합니다. 수억 개의 다이오드가 최신 프로세서에 나타나기는하지만 전자 제품 매장에서 구입하는 다이오드와 기능적으로 동일하며 훨씬 더 작습니다.

다이오드와 빛

LED 손전등은 발광 다이오드에서 조명이 공급되는 손전등입니다. 양의 전압이 있으면 LED가 켜집니다.

대조적으로 포토 다이오드는 집 전체 (미니 태양열 패널과 같은)를 통해 빛을 받아들이고 그 빛을 소량의 전류로 변환합니다.