Phân biệt thuận so với thiên hướng ngược và ảnh hưởng của chúng đối với chức năng của diode

 

Kể từ ngày mẹ tôi làm tôi ngạc nhiên với chiếc máy tính gia đình đầu tiên vào dịp Giáng sinh trở lại, à, hãy nói rằng từ rất lâu rồi, tôi đã bị hấp dẫn bởi công nghệ. Dù sao thì, vào thời điểm đó, tôi là niềm ghen tị của tất cả các đồng nghiệp lập dị, mọt sách và giáo viên ở trường tôi. Tôi đã ở đó với con số 64 ấn tượng, hãy đợi đấy, kilobyte sức mạnh xử lý thô.

Bây giờ, chuyển tiếp nhanh đến ngày nay và máy tính xách tay của tôi sử dụng gấp 100,000 lần dung lượng RAM đó chỉ riêng trong bộ nhớ RAM. Vì vậy, có thể an toàn khi nói rằng công nghệ máy tính đã phát triển. Tuy nhiên, có một điều chưa được và đó là khả năng cạnh tranh của các nhà sản xuất máy tính.

Đôi khi sự lựa chọn một thiết bị hoặc phương pháp là về nhu cầu hoặc chức năng. Hơn nữa, nhu cầu về một chức năng cụ thể là động lực chính khi lựa chọn một thiết bị hoặc quy trình trong lĩnh vực điện tử.

Diode Bias hoặc Bias là gì?

Trước khi chúng ta so sánh hai kiểu thiên vị, trước tiên, tôi sẽ thảo luận về đặc điểm cá nhân của chúng. Trong điện tử, chúng tôi định nghĩa thiên vị hoặc xu hướng là một phương pháp thiết lập một tập hợp các dòng điện hoặc điện áp tại các điểm khác nhau của một mạch điện tử để thiết lập các điều kiện hoạt động thích hợp trong một thành phần điện tử. Mặc dù đây là một phiên bản đơn giản của câu trả lời, nhưng về cơ bản thì nó vẫn đúng. Hơn nữa, với xu hướng, có hai loại xu hướng, xu hướng thuận và xu hướng ngược.

Như tôi chắc chắn bạn đã biết, một diode (điểm nối PN) hoạt động giống như đường cao tốc một chiều vì nó cho phép dòng điện chạy theo một hướng dễ dàng hơn hướng khác. Tóm lại, một diode thường dẫn dòng điện theo một hướng và điện áp mà chúng áp dụng tuân theo hướng phân cực thuận được mô tả. Tuy nhiên, khi điện áp di chuyển theo hướng ngược lại, chúng ta gọi định hướng này là phân cực ngược. Ngoài ra, khi phân cực ngược, một diode tiếp giáp PN tiêu chuẩn thường sẽ ức chế hoặc chặn dòng điện, gần giống như một phiên bản điện tử của van một chiều.

Xu hướng thuận so với Xu hướng ngược

Trong một diode tiêu chuẩn, xu hướng thuận xảy ra khi điện áp trên diode cho phép dòng điện tự nhiên, trong khi xu hướng ngược biểu thị điện áp trên diode theo hướng ngược lại.

Tuy nhiên, điện áp qua một diode trong quá trình phân cực ngược không tạo ra dòng điện đáng kể nào. Hơn nữa, đặc tính đặc biệt này có lợi cho việc thay đổi dòng điện xoay chiều (AC) thành dòng điện một chiều (DC).

Có nhiều cách sử dụng khác cho đặc tính này, bao gồm cả điều khiển tín hiệu điện tử.

Kiến thức về vị trí diode Zener có thể tạo ra hoặc phá vỡ một thiết kế.

 

Hoạt động của một Diode

Trước đó, tôi đã cung cấp một giải thích đơn giản hơn về hoạt động của diode tiêu chuẩn. Quá trình chi tiết của một diode có thể hơi khó hiểu vì nó liên quan đến sự hiểu biết về cơ học lượng tử. Hoạt động của diode liên quan đến dòng điện tích âm (electron) và điện tích dương (lỗ trống). Về mặt công nghệ, chúng tôi đề cập đến một diode bán dẫn như một điểm tiếp giáp pn. Các điểm nối pn cũng là một phần thiết yếu của hoạt động của tế bào quang điện.

Nói chung, hoạt động thích hợp của một diode đòi hỏi một yếu tố hoặc quy trình thiết yếu khác được gọi là pha tạp. Bạn có thể pha tạp chất bán dẫn với vật liệu để tạo điều kiện dư thừa các điện tử dễ bị dịch chuyển, mà chúng ta gọi là vùng âm hoặc loại n. Hơn nữa, cũng có thể pha tạp chất bán dẫn để thúc đẩy dư thừa lỗ trống để dễ dàng hấp thụ các điện tử đó, và chúng tôi gọi đây là vùng loại p hoặc vùng dương. Hơn nữa, vùng tích cực và tiêu cực của diode còn được gọi là cực dương (P) và cực âm (N) của nó.

Nhìn chung, chính sự khác biệt giữa hai vật liệu và sức mạnh tổng hợp sau đó của chúng trong khoảng cách cực ngắn (<milimet) tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động của diode. Tuy nhiên, tất nhiên, chức năng của diode chỉ có thể thực hiện được khi chúng ta hợp nhất hai loại vật liệu (P, N). Ngoài ra, sự hợp nhất của hai loại vật liệu này tạo thành cái mà chúng ta gọi là mối nối pn. Hơn nữa, vùng tồn tại giữa hai yếu tố được gọi là vùng cạn kiệt.

Lưu ý: Hãy nhớ rằng để có chức năng thích hợp, một diode yêu cầu điện áp ngưỡng tối thiểu để vượt qua vùng cạn kiệt. Hơn nữa, điện áp ngưỡng tối thiểu trong hầu hết các trường hợp đối với điốt là xấp xỉ 0.7 vôn. Ngoài ra, điện áp phân cực ngược sẽ tạo ra một lượng nhỏ dòng điện qua diode, và nó được gọi là dòng rò, nhưng thông thường nó không đáng kể. Cuối cùng, nếu bạn đặt một điện áp ngược đáng kể, nó sẽ gây ra sự cố điện tử toàn diện của diode, do đó cho phép dòng điện chạy theo hướng ngược lại qua diode.

Chức năng và hoạt động của Diode tiếp tục

Nói chung, khi sự khuếch tán tạo điều kiện thuận lợi cho sự di chuyển tiếp theo của các electron từ vùng loại n, chúng bắt đầu lấp đầy các lỗ trống trong vùng loại p. Kết quả của hành động này tạo thành các ion âm trong vùng loại p, do đó để lại các ion dương trong vùng loại n. Nhìn chung, sự điều khiển chính của hành động này nằm trong hướng của điện trường. Như bạn có thể tưởng tượng, điều này dẫn đến hành vi điện có lợi, tất nhiên, tùy thuộc vào cách bạn áp dụng điện áp, tức là xu hướng.

Hơn nữa, liên quan đến một diode tiếp giáp pn tiêu chuẩn, có ba điều kiện phân cực và hai vùng hoạt động. Ba loại điều kiện xu hướng có thể có như sau:

• Phân cực thuận: Điều kiện phân cực này kết hợp việc kết nối điện thế dương với vật liệu loại P và âm với vật liệu loại N qua diode, do đó làm giảm chiều rộng của diode.

• Phân cực ngược: Ngược lại, điều kiện phân cực này liên quan đến việc kết nối điện thế âm với vật liệu loại P và dương với vật liệu loại N qua diode, do đó làm tăng chiều rộng của diode.

• Không phân cực: Đây là điều kiện phân cực trong đó không có điện thế điện áp bên ngoài đặt vào diode.

Xu hướng thuận so với Xu hướng ngược và các phương sai của chúng

Sự phân biệt ngược lại củng cố rào cản tiềm năng và cản trở dòng chảy của các hạt mang điện tích. Ngược lại, phân cực thuận làm suy yếu rào cản tiềm năng, do đó cho phép dòng điện chạy qua đường giao nhau dễ dàng hơn.

Trong khi phân cực thuận, chúng tôi kết nối đầu cực dương của nguồn điện áp với cực dương và cực âm với cực âm. Ngược lại, trong khi phân cực ngược lại, chúng ta kết nối cực dương của nguồn điện áp với cực âm và cực âm với cực dương.

• Phân cực thuận làm giảm cường độ của rào cản tiềm năng của điện trường trên thế năng, trong khi phân cực ngược làm tăng cường độ chắn thế.

• Một vật phân cực thuận có điện áp ở anot lớn hơn hiệu điện thế ở catot. Ngược lại, phân cực ngược có điện áp catôt lớn hơn điện áp anôt.

• Phân cực thuận có dòng điện thuận đáng kể, trong khi phân cực ngược có dòng điện thuận tối thiểu.

• Lớp suy giảm của một diode về cơ bản mỏng hơn đáng kể khi phân cực thuận và dày hơn nhiều khi phân cực ngược.

• Phân cực thuận làm giảm điện trở của diode và phân cực ngược làm tăng điện trở của diode.

• Dòng điện chạy dễ dàng trong khi phân cực thuận, nhưng phân cực ngược không cho phép dòng điện chạy qua điốt.

• Mức độ của dòng điện phụ thuộc vào điện áp thuận trong khi phân cực thuận, tuy nhiên, lượng dòng điện là nhỏ nhất hoặc không đáng kể trong phân cực ngược.

• Trong phân cực thuận, một thiết bị sẽ hoạt động như một chất dẫn điện và như một chất cách điện nếu phân cực ngược lại.

Lập kế hoạch cho mạch của bạn dựa trên tiềm năng thiên vị là dấu hiệu của phân tích thông minh.

 

Khả năng của một diode hoạt động như hai thiết bị riêng biệt, nhưng hiệu quả như nhau khiến nó trở thành một thành phần thực sự thích ứng. Các tác động của xu hướng lên chức năng của diode cung cấp khả năng kiểm soát tối ưu về chức năng mà một diode sẽ đóng trong thiết kế mạch của bạn. Việc sử dụng xu hướng thuận và nghịch mang lại cho nhà thiết kế mạch quyền kiểm soát tối ưu đối với chức năng của diode.

Rất may, với bộ công cụ thiết kế và phân tích của Cadence, bạn chắc chắn sẽ có các nhà thiết kế và nhóm sản xuất của mình làm việc cùng nhau để triển khai việc sử dụng các kỹ thuật xu hướng thuận và ngược trong tất cả các thiết kế PCB của bạn. Allegro PCB Designer là giải pháp bố trí mà bạn đang tìm kiếm và nó có thể tạo điều kiện thuận lợi cho việc triển khai các chiến lược thiết kế xu hướng thuận hoặc nghịch vào các thiết kế PCB hiện tại và tương lai của bạn. 

Để lại lời nhắn 

Danh sách tin nhắn