Diode spanningsval: wat, hoekom, hoe en gedetailleerde feite


In hierdie artikel sal ons die diodespanningsval bespreek, hoekom dit veroorsaak word en hoe ons dit kan bereken. 'n Diode is 'n halfgeleiertoestel wat een rigtingstroomvloei toelaat en stroomvloei aan 'n ander kant beperk.

Diode spanningsval verwys basies na die voorwaartse voorspanningsval. Dit kom voor in 'n diode wat in 'n elektriese stroombaan teenwoordig is wanneer stroom daardeur beweeg. Hierdie voorwaartse voorspanningsspanningsval is die gevolg van die werking van die uitputtingsgebied wat deur die PN-aansluiting gevorm word onder die effek van 'n toegepaste spanning.

Wat is diode spanningsval?

Diodespanningsval is die gevolg van die stroomvloei van anode na katode. Wanneer die diode in voorwaartse voorspanning gelei, staan ​​die potensiaalval daaroor bekend as die diodespanningsval of voorwaartse spanningsval. 

Ideaal gesproke behoort daar geen spanningsval oor die diode te wees wanneer dit stroom dra en werk om GS-uitsetspanning op te wek nie. In die werklike lewe vind 'n klein spanningsval plaas as gevolg van die voorwaartse weerstand en voorwaartse afbreekspanning. Vir silikon is die diodespanningsval ongeveer 0.7 Volt. 

Hoeveel spanning val 'n diode?

Enige diode laat 'n bepaalde hoeveelheid spanning oor sy terminale val. 'n Diodespanningsval van 0.7 V beteken die spanning deur die weerstand of las teenwoordig in die stroombaan is (toevoerspanning – 0.7) volt.

Die spanningsval oor verskillende diodes verskil. Tipies wissel dit van 0.6 tot 0.7 volt vir 'n klein silikondiode. Vir schottky-diodes is die waarde van die spanningsval 0.2 Volt. Vir lig-emitterende diodes of LED's, wissel die spanningsval van 1.4-4 Volt. Germaniumdiodes het 'n spanningsval van 0.25-0.3 volt.

Lees meer op….Spanningsval vir kabel: hoe om te bereken en gedetailleerde feite

Waarom het 'n diode 'n spanningsval?

Die diode, in voorwaartse voorspanning, kies 'n geskikte spanningsvlak sodat dit die elektroniese ladings na die PN-aansluiting kan stoot. Dit kan analoog gesê word om elke bal van die vloer af na die bokant van die tafel te "lig".

Die verskil in energievlak wat nodig is om die elektroniese ladings oor die PN-aansluiting te beweeg, veroorsaak die Spanning daling. Daar is ook 'n mate van weerstand in die diode wat verantwoordelik is vir 'n sekere hoeveelheid spanningsval. Die spanningsval as gevolg van weerstand hang af van die toelaatbare stroomvloeitempo by die PN-aansluiting.

Hoe om diode spanningsval te bereken?

Die spanningsval van verskillende diodes verskil. Vir 'n silikondiode is dit ongeveer 0.7 Volt, vir germaniumdiode is dit 0.3 volt en vir schottky diode dit is ongeveer 0.2 Volt. LED's het verskillende spanningsvalwaardes. 

As ons nou die spanningsval oor enige ander element in die stroombaan wil bereken, moet ons die spanningsval van die diodes teenwoordig tussen daardie element en die bron van die bronspanning aftrek. Die spanningsval van daardie element is dus (bronspanning-som van diodespanningsval).

Hoe om spanning te laat val met behulp van diode?

Zenerdiodes is goed om spanning te laat val. Maar 'n triviale metode om spanning te laat val deur diodes te gebruik, is om veelvuldige diodes in serie met die toevoer te koppel. Elke diode veroorsaak 'n spanningsval van byna 0.7 Volt.

Diodes laat slegs een rigtingstroom van elektrisiteit toe, maar die diode sal slegs elektrisiteit gelei wanneer die toevoer die drumpel raak. Die standaard silikondiode-drempel is 0.6 volt. … Nadat elke diode in serie verbind is, daal die spanning met 0.6 volt. Deur hierdie tegniek te gebruik, kan ons spanning in 'n stroombaan laat val deur diodes te gebruik.

Lees ook verder...Hoe om spanningsval in 'n reeks stroombaan te bereken: gedetailleerde feite

vrae

Hoe om spanning te verminder met zenerdiode?

Zener-diode is 'n spesiale geval van diodes wat toelaat dat stroom omgekeerd vloei in 'n sekere spanning, bekend as zener-spanning. Dit kan ook die omgekeerde verminder spanning en werk as 'n doeltreffende spanningsreguleerder.

Om 'n zenerdiode te gebruik om spanning te verminder, moet ons dit parallel met die las in die stroombaan verbind. Die toevoerspanning moet hoër as die zenerspanning wees en die diode moet in omgekeerde voorspanning wees. Hierdie verbinding help om die omgekeerde spanning tot 'n spesifieke waarde te verminder en dien as 'n spanningsreguleerder.

Diode spanningsval formule

Ter wille van eenvoud word voorwaartse spanningsval oor 'n diode aangeneem as 0.7 V. Nou, as daar net een diode in 'n stroombaan saam met 'n las is, is die spanningsval oor die las (toevoerspanning – 0.7) Volt. 

In die geval van veelvuldige diodes in serie in 'n stroombaan, is die spanningsval oor die las (toevoerspanning – die aantal diodes * 0.7). Byvoorbeeld, in beeld 1 is die spanningsval oor die diode D1= (5-0.7) = 4.3 V. Die spanningsval oor die diode D2= (5-2 * 0.7) = 3.6 V. Die spanningsval oor die diode D3 = (5- 3 * 0.7) = 2.9 V. 

diode spanningsval
Image 1

Lees meer op….Spanningsval vir enkelfase: hoe om te bereken en gedetailleerde feite

Diode spanningsval grafiek

Onderstaande tabel beeld die spanningsvalgrense van verskillende soorte diodes uit.

Tipe diodeSpanning daling
Silikon diode0.6-0.7 Volt
Germanium diode0.25-0.3 Volt
Schottky-diode0.15-0.45 Volt
Red LED1.7-2.2 Volt
Blou LED3.5-4 Volt
Geel LED2.1-2.3 Volt
Green LED2.1-4 Volt
Wit LED3.3-4 Volt
Oranje LED2.03-2.20 Volt
Violette LED2.76-4 Volt

Diode spanningsval teen temperatuur

Die diode spanningsval is die potensiaalverskil oor die terminale van die werkende diode. Die spanningsval hang af van die temperatuurkoëffisiënt van die diode, en die gedrag van ander elemente in die stroombaan.

Die positiewe of negatiewe temperatuurkoëffisiënt sal die diodespanningsval onderskeidelik verhoog of verlaag. Die meeste silikondiodes het 'n negatiewe temperatuurkoëffisiënt wat beteken die spanningsval neem af met 'n toename in temperatuur. Zenerdiode het 'n positiewe temperatuurkoëffisiënt wat die spanningsval verhoog.

Diode spanningsval vs stroom

Die Spanning daling oor 'n diode neem toe met stroom op 'n nie-lineêre wyse. Maar aangesien die differensiële weerstand minder is, is die toename baie stadig. Ons kan die voorwaartse spanning vs stroom eienskappe oorweeg. 

Uit die IV-kromme kan ons sien dat 'n groot toename in stroom aanvanklik 'n weglaatbaar klein toename in spanning lewer. Dan gaan die spanning vinniger op, en eskaleer uiteindelik baie vinnig. Die IV-kromme toon 'n eksponensiële groei van spanning met stroom. Teen die tyd dat Vd 0.6/0.7 V kruis, beweeg dit vinnig op.

Wanneer spanning val oor 'n PN-aansluitingsdiode?

Wanneer stroom deur enige komponent in 'n stroombaan gaan, vind 'n spanningsval plaas. Net so, wanneer stroom deur die diode gaan in voorwaartse voorspanning, dan is daar 'n Spanning daling, bekend as voorwaartse spanningsval.

Die pn-aansluitingsdiode kan nie die stroom vanaf die aansluiting in die omgekeerde voorspanning stuur vir baie hoë weerstand nie. Die pn-aansluiting tree op soos 'n oop stroombaan, so die spanningsval oor daardie ideale pn-aansluitingsdiode bly dieselfde. Dit is gelyk aan die batteryspanning.

Klik ook asseblief om te weet oor Organiese ligdiodes.

Kaushikee Banerjee

Ek is 'n elektroniese entoesias en tans toegewy aan die veld van elektronika en kommunikasie. My belangstelling lê daarin om die voorpunttegnologieë te verken. Ek is 'n entoesiastiese leerder en peuter met oopbron-elektronika. LinkedIn ID- https://www.linkedin.com/in/kaushikee-banerjee-538321175

Onlangse plasings