Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu Orbis pictus 21. století

Orbis pictus 21. století Diody II. Obor: Elektrikář Ročník: 1. Vypracoval: Ing. Jiří Šebesta, Ph.D. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

Základní aplikace diod Jednocestný usměrňovač Na vstup jednocestného usměrňovače je připojen zdroj střídavého napětí (může být to např. sinusové ze sekundárních svorek síťového transformátoru) Dioda propouští pouze kladné napětí (kladnou půlvlnu), kdy je polarizována v propustném směru

Pokud je vstupní napětí záporné, dioda je v závěrném směru a tedy uzavřena a toto napětí (kladnou půlvlnu) „nepropouští“ Rezistor R představuje zátěž

U předchozího jednocestného usměrňovače jsou na zátěži (rezistoru R) pouze kladné půlvlny Obvykle je však pro zátěž (elektronické zařízení) požadováno usměrněné vyhlazené napětí Jednocestný usměrňovač se pak doplní vhodnou filtrační kapacitou - elektrolytickým kondenzátorem s velkou kapacitou Vyhlazovací (nebo také filtrační) kondenzátor se v době otevření diody nabíjí až hodnotu maximálního napětí kladné půlvlny (max. vstupního napětí - úbytek na diodě), v době kdy je dioda uzavřená se naopak vybíjí do zátěže - napětí pozvolna klesá (ale prakticky udržováno a tedy vyhlazené)

 Jednocestný usměrňovač s vyhlazovacím kondenzátorem

Jednocestný usměrňovač s vyhlazovacím kondenzátorem - průběh procesu nabíjení a vybíjení kondenzátoru Dioda je otevřená, kondenzátor se nabíjí Dioda je zavřená, kondenzátor se vybíjí do zátěže Čím bude vyšší kapacita filtračního kondenzátoru, tím menší bude zvlnění vyhlazeného napětí na zátěži, ale zkrátí se doba nabíjení a proudové špičky diodou budou podstatně větší (je třeba vybrat vhodnou usměrňovací diodu s velkou dovolenou špičkovou hodnotou propustného proudu)

Nevýhodou jednocestného usměrňovače je, že vyžívá pouze jednu půlperiodu vstupního napětí (transformátor je využit jen z poloviny a je zbytečně objemný), proto se častěji využívají dvoucestné usměrňovače Dvoucestný můstkový (Graetzův) usměrňovač Kladnou půlperiodu usměrňují diody DA a DD (růžová cesta) Zápornou půlperiodu usměrňují diody DB a DC (hnědá cesta)

Dvoucestný usměrňovač využí-vá obě půlperiody vstupního na-pětí (transformátor je plně využit)

Nevýhodu dvoucestného můstkového usměrňovače je, že v cestě elektrického proudu jsou vždy 2 diody (tj. 2x úbytek napětí na diodě) – lze použít zapojení dvoucestného usměrňovače se symetrickým zdrojem (transformátorem) Usměrňovač je složen ze dvou jednocestných usměrňovačů (každý je aktivní v jedné půlperiodě) pracujících do společné zátěže.

Protože jsou můstkové dvoucestné usměrňovače velmi rozšířené, vyrábí se kompletně zapouzdřené jako elektronická součástka

Další typy diod Zenerovy diody Zenerovy diody mají upravený PN přechod pomocí silné dotace, tím je v oblasti závěrného průrazného napětí redukován lavinový nárůst vytrhávání elektronů z krystalové mřížky a závěrný proud neroste tak rychle jako u běžného PN přechodu. V tomto stavu nedochází k trvalému (destruktivnímu) poškození atomové mřížky a po snížení závěrného napětí se takový PN přechod vrátí bez poškození do původního stavu. Hovoří se o nedestruktivním průrazu, který lze využít pro aplikace stabilizace napětí (pomocí Zeneorvých diod).

Zapojení Zenerovy diody ve stabilizátoru napětí Napětí které je na Zenerově diodě je současně i na zátěži R Pro přibližný výpočet hodnoty odporu R1 platí: Vhodný proud IZD0 je doporučen v katalogu.

Příklad: Vypočítejte hodnotu rezistoru R1, když je vstupní napětí 15 V, výstupní napětí má být 10V, zátěž má ohmickou hodnotu 100 . Nejprve vypočteme proud I2: V katalogu vybereme Zenerovu diodu BZV55C10V se Zenerovým napětím 10 V při doporučeném proudu IZD0 25 mA. Z řady rezistorů E12 vybereme hodnotu 27 .

 Elektroluminisenční diody Elektroluminisenční neboli LED diody (zkr. z Light-Emitting Diode) generují (emitují) při rekombinaci elektronů a děr v PN přechodu fotony o určitých vlnových délkách (barvě) Přechod je při emitování fotonů v propustném směru, VA charakteristiky LED diod jsou obdobné klasickým diodám, jen prahové napětí je posunuto k vyšším hodnotám (asi 1,7 V pro červenou LED, 2,0 V pro zelenou a 2,3 V pro žlutou)

 Kapacitní diody Kapacitní diody neboli varikapy využívají toho, že při ro-stoucím závěrném napětí se zvětšuje oblast prostorového náboje a tím se současně mění kapacita kondenzátoru mezi elektrodami (anodou a katodou) = napětím přeladitelný kondenzátor Každá dioda vykazuje v závěrném směru určitou kapacitu, varikapy jsou tedy upravené klasické polovodičové diody, tak aby dosáhli větší jakost laditelného kondenzátoru (aplikace v tu-nerech přijímačů)

Děkuji Vám za pozornost Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010 Jiří Šebesta Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky