Всем привет, добро пожаловать на канал ZimZimDIY.
Сегодня, как обычно, я расскажу о простых электронных устройствах в стиле канала Zimzim DIY.
А сегодня речь пойдёт о диодах! Так как многие друзья просили, я, пожалуй, разделю видео на три эпизода. Начнём с первого.
Я совершу путешествие в прошлое, когда диодов ещё не было.
*Если бы не было диодов, мы бы все полагались исключительно на переменный ток, потому что не было бы преобразователя сигнала, или того, что называется выпрямителем, разделяющего клеммы + и -.
*И аккумуляторов бы не было, потому что не было бы зарядных устройств постоянного тока.
*Освещение, например, современные сверхэнергосберегающие светодиодные лампы, не существовало бы, потому что для питания им требуются клеммы + и -. Вместо этого пришлось бы использовать лампы накаливания, которые потребляют больше энергии из-за отсутствия клемм. Наконец, транзисторы, сердце промышленных инноваций, таких как компьютеры, мобильные телефоны, калькуляторы и цифровые часы, не существовали бы, потому что эти устройства были разработаны на основе диодов.
Видите? Диоды — очень важное устройство. Они могут произвести революцию в мире.
Что такое диод и из чего он сделан?
Диод — это тип полупроводника, в основном из кремния.
Кремний — второй по распространённости элемент в земной коре после кислорода.
Итак, что же означает слово «полупроводник»? Это просто означает, что он может либо проводить электричество, либо нет.
Благодаря своей нейтральности он не прилегает ни к одной из сторон.
Изобретатели и инженеры увидели это преимущество и развили его путём проб и ошибок. Но неожиданно хорошие результаты были получены следующим образом:
Поместите кремний в центр диода, разрежьте его пополам, разделив на две половины. Затем добавьте к нему электрические свойства.
Это позволяет диоду пропускать электричество только в одном направлении. Как это происходит?
Обычно это называется легированием. Добавляются легирующие вещества P- и N-типа.
После этого их покрывают пластиком, который служит изолятором.
Итак, что же такое вещества P- и N-типа? Давайте рассмотрим их подробнее.
Предположительно, это атомы кремния. Атом — это очень маленькая частица вещества, связанная вместе. Ядро в центре, состоящее из протонов и нейтронов, захватывает электроны, заставляя их вращаться вокруг себя.
Нас интересуют именно электроны, поскольку при их движении генерируется электрический ток.
Давайте посмотрим на наш кремний. Обратите внимание, что в атоме почти не осталось свободных электронов. Если бы процесс остановился на этом, диод ничем не отличался бы от обычного провода.
Чтобы диод проводил ток в одном направлении, изобретатели пытались легировать его другими материалами, как я уже упоминал выше.
С одной стороны был избыток электронов, а с другой — недостаток. Недостаток электронов создавал дырки, ожидая, пока электроны придут извне, чтобы заполнить их. (Ждём вас в Samila Beach)
Итак, мы взяли пары материалов, которые мы ранее легировали, и соединили их вместе, чтобы создать диод.
Но, по карме,
природа этого мира требует баланса с обеих сторон. Электроны на стороне с большим количеством электронов, называемой N-стороной, имеют тенденцию мигрировать и находить новое пристанище. На стороне электронов, где электронов меньше, или P-стороне,
они создают зазор, границу между двумя полупроводниковыми материалами, называемую p-n-переходом, которая действует как граница. Если электрон пытается перепрыгнуть или хочет перейти на другую сторону, ему требуется напряжение около 0,7 В, чтобы достичь этой стороны.
Итак, как же добиться напряжения 0,7 В? Всё верно. Подключить его к источнику питания, будь то батарея, трансформатор, адаптер или что-то ещё.
Теперь наш материал P-типа зарекомендовал себя как анод (положительный вывод). Сторона N-типа стала катодом (отрицательным полюсом).
Теперь, если я подключу её к правильному напряжению,
она будет привлекать электроны, исходящие от отрицательного полюса батареи. Теперь на ней есть и напряжение, и электроны. Если напряжение больше 0,7 В,
электроны достаточно отталкиваются, чтобы легко перейти на другую сторону или к другому полюсу.
Повторю ещё раз: напряжение около 0,7 В позволяет ей проводить ток. Этот метод в тайском языке называется прямым смещением.
А теперь попробуем обратный. Я поменяю полярность батареи. Посмотрим, что произойдёт: электроны захватываются и притягиваются к положительному полюсу.
Обратите внимание, что зазор между двумя выводами ещё больше увеличивается.
Этот метод подключения называется обратным смещением. Помимо того, что диод препятствует прохождению тока, он также действует как хороший изолятор.
В этом выпуске мы объясним, что такое диод и из чего он сделан. В следующем выпуске мы рассмотрим принципы работы диодов и их функции. Следите за новостями и подписывайтесь.
Спасибо за просмотр!
Информация из интернета:
Инженерное мышление
Информация по комментариям в разработке