Wat doet een diode
Wat is lege diode, constructie, werk en toepassingen:
Constructie van de vacuümdiode – De vacuümdiode is de eenvoudigste vorm van de elektronentube voor productie en regeling van vrije elektronen. Een typische vacuümdiode wordt weergegeven in figuur 5.1.
Het bestaat uit twee elektroden – een kathode en een anode (of een plaat) gemonteerd op een basis en vergrendeld in een zeer geëvacueerde envelop van glas of metaal. De kathode dient als een elektronenzender en de anode (of plaat) omringt de kathode en fungeert als een elektronenverzamelaar.
Kathode kan een eenvoudige gloeidraad zijn van wolfraam of Thorié Tungsten. Als alternatief kan het een nikkelbuis zijn bedekt met bariumoxide of strontiumoxide en verwarmd door een geïsoleerde gloeidraad, zoals geïllustreerd in figuur 5.1 (c).
De grootste emissie -efficiëntie is beschikbaar met oxide -coatingkathoden, maar de filamentkathoden zijn het moeilijkst. De anode is over het algemeen een holle metalen cilinder.
In buizen met lage kracht is de anode over het algemeen nikkel of ijzer, maar in het geval van hoge power buizen kunnen tantaal, molybdeen of grafiet worden gebruikt omdat ze niet zo snel verslechteren als ijzer of nikkel bij hoge temperaturen.
De anode wordt groot genoeg gemaakt om warmte te verdrijven zonder overmatige temperatuurstijging. Vaak is de anode uitgerust met koelvinnen om de warmte te verwijderen die uit de anode wordt geproduceerd. Bovendien is het oppervlak van de anode over het algemeen zwart en ruw voor een gemakkelijke eliminatie van warmte.
De benodigde pin -verbindingen worden gepubliceerd aan de onderkant van de buis via waterdichtingsverbindingen. De basisstructuur en het circuitsymbool van een lege diode worden gegeven in Fig. 5.1 (a) en (b) respectievelijk.
Werking van de vacuümdiode:
Het functioneren van een diode is gebaseerd op de fundamentele elektriciteitswet die, net als de kosten, de kosten worden afgestoten en, in tegenstelling tot de kosten, aantrekken. De elektronen die worden uitgestoten door de kathode van een elektronentube zijn negatieve elektrische belastingen.
Deze ladingen kunnen worden aangetrokken of geduwd uit de anode van een diodebuis, afhankelijk van of de anode positief of negatief wordt geladen.
Wanneer een metalen kathode voldoende (direct of indirect) wordt verwarmd, wordt een onzichtbare wolk van elektronen in de ruimte vrijgegeven om de ruimtelasting te vormen. De ruimtelast oefent een reparatiekracht uit op de elektronen die door de kathode worden uitgezonden.
Als de anode (of plaat) wordt gemaakt bij de positieve WRT -kathode (door de anode aan te sluiten op de positieve terminal van een HT -batterij en een kathode met een negatieve terminal, zoals geïllustreerd in Fig.
5.2) wordt een elektrisch veld gemaakt dat zich uitstrekt van de anode tot de kathode en de elektronen van de ruimtelast worden aangetrokken door de anode en bijgevolg circuleert een stroom door de buis.
Door de plaat te bereiken, blijven de elektronen circuleren door het externe circuit bestaande uit verbindingsdraad, milliameter en batterij.
De aankomende elektronen worden geabsorbeerd in de terminal + ve van de batterij en het gelijke aantal elektronen stroomt uit de batterijterminal en keert terug naar de kathode, waardoor de door emissie verloren voeding wordt gereconstrueerd.
Zolang de buiskathode bij de emissietemperatuur wordt gehandhaafd en de anode positief blijft, blijven de elektronen van de kathode naar de anode in de buis en de anode naar de kathode door een extern circuit stromen.
Opgemerkt moet worden dat het elektronenstroombeheer tegen de veronderstelde of conventionele stroomrichting van de stroom in het circuit is.
In het geval dat de anode negatief wordt gemaakt in vergelijking met de kathode; De elektronen zouden terug worden gebracht naar de kathode en geen stroom zou in het circuit stromen. Inderdaad, noch de plaat is gemaakt van passend materiaal voor de emissie van elektronen, noch is het heet genoeg om elektronen uit te stoten.
De werking van een lege diode kan als volgt worden gesloten:
- De diode gedraagt zich alleen wanneer de anode of de plaat wordt gemaakt in de positieve WRT -kathode. Het zal niet naar de tegenovergestelde richting leiden, dat wil zeggen wanneer de anode een negatieve WRT -kathode is.
- De stroom van elektronen in een diode vindt alleen plaats van kathode tot anode en nooit van anode naar de kathode. Met deze unidirectionele geleiding kan de diode fungeren als een schakelaar of een klep, die de geleiding starten of automatisch stoppen, afhankelijk van of de plaat + ve of -ve is in vergelijking met de kathode. Met deze eigenschap kan de diode als een gelijkrichter fungeren.
Kenmerken van de vacuümdiode:
De grootte van de stroom die een buis kruist, bekend als anode of plaatstroom, hangt af van zowel het aantal elektronen dat door de kathode wordt uitgezonden als het vermogen van de anode (of de plaat) om elektronen aan te trekken.
Het aantal elektronen dat door de kathode wordt uitgezonden, hangt af van de temperatuur, die op zijn beurt afhangt van de weerstand van de stroom die door de kathode of de radiator stroomt.
De capaciteit van de plaat om de uitgezonden elektronen aan te trekken, hangt af van de spanning tussen de anode en de kathode die bekend staat als de plaatspanning. Aldus hangt de plaatstroom van een diode af van twee factoren (i) de spanning van de plaat en (ii) de temperatuur van de kathode.
Het circuitdiagram om de kenmerken van een diode te bepalen, wordt geïllustreerd in figuur 5.3.
Het belangrijkste kenmerk van een lege diode is het kenmerk van de plaat die de relatie biedt tussen de spanning van de plaat, de EP -stroom en de plaatstroom, IP.
Het kan worden bepaald door de temperatuur van de constante kathode te behouden, de spanning van de plaat te variëren met behulp van een mobiele kraan op de potentiometer zoals aangegeven, waarbij de overeenkomstige waarden van de stroom van de plaat worden opgemerkt en de krommen tussen de spanning van de plaat en de plaatstroom te traceren. Verschillende krommen worden verkregen met verschillende temperatuurwaarden van de kathode, zoals weergegeven in figuur 5.4.
Uit de spanningskarakteristieken van de huidige plaat van de geïllustreerde plaat in Fig.
5.4 zien we dat de plaatstroom IP toeneemt in punt “a” met de toename van de spanning van de plaat, zijn maximale waarde bereikt tot “a” en als de spanning van de plaat nog steeds toeneemt, wordt de plaatstroom bijna constant zoals weergegeven door de platte curve AC.
De reden is dat wanneer de spanning van de plaat laag is, alle elektronen die door de kathode worden uitgezonden niet worden aangetrokken door de anode en ze in de ruimte tussen de kathode en de anode blijven en dat de spanning van de plaat steeds meer elektronen verhoogt die door de plaat worden aangetrokken en daarom de plaatstroom neemt toe met de toename van de spanning van de plaat.
Op punt “a” op de curve, dat wil zeggen
Wanneer de plaatstroom zijn maximum bereikt, worden alle door de kathode uitgestoten elektronen aangetrokken door de anode en een extra toename van de spanning van de plaat zal geen merkbare toename van de plaatstroom veroorzaken, zodat de karakteristieke IP -EP -curve van een diode ongeveer een horizontale lijn wordt, zoals weergegeven in de figuur.
Als de temperatuur van de kathode wordt verhoogd van T1 tot T2 of T3 absoluut door de verwarmingsstroom te vergroten, zal de plaatstroom verder toenemen zoals aangegeven door de krommen getrokken voor respectievelijk T2- en T3 -temperaturen.
Dus, met lage plaquespanningswaarden, wordt de plaatstroom beperkt door de ruimte van de ruimte en varieert volgens de drie helften van het kind, dat wil zeggen IP = K EP3 / 2 waarbij K een constante is volgens de vorm van de elektroden en de geometrie van de buis.
We zien dus dat er twee hoofdgebieden van de kenmerken van een diodeplaat zijn: het beperkte gebied van de ruimte van de ruimte en de regio die beperkt is tot temperatuur.
De diode werkt in zijn regio beperkt tot ruimtelasting wanneer meer elektronen in de kathode worden geproduceerd dan wat wordt aangetrokken door de plaat.
De statische kenmerken van een lege diode die een relatie biedt tussen de stroom van de plaat en de temperatuur van de kathode kan worden bepaald met behulp van het geïllustreerde circuit in figuur 5.3. De krommen worden getrokken tussen de stroom van de plaat en de temperatuur van de kathode met behoud van de spanning van de constante plaat.
Twee of drie vergelijkbare krommen worden verkregen voor verschillende plaatspanningwaarden, zoals weergegeven in figuur 5.5. Uit de stroom van de plaat – temperatuurkarakteristieken van de kathode, is het duidelijk dat de plaatstroom snel toeneemt met de toename van de temperatuur van de kathode.
Voor een bepaalde waarde van de plaquespanning wordt een temperatuur bereikt wanneer de plaatstroom niet langer toeneemt met de temperatuur maar constant wordt door de verzadiging van de ruimtelasting. Als de spanning van de plaat toeneemt, zal de verzadiging van de ruimte op een hoger punt plaatsvinden.
Weerstand tegen de diodeplaat:
Uit de kenmerken van de plaat van een lege diode (Fig. 5.4) zien we dat de plaatstroom, IP varieert met de variaties in plaatspanning, Ep. Aldus kan een diode worden beschouwd als een interne weerstand die de amplitude van de plaatstroom beperkt.
Deze interne weerstand aangeboden door de diode staat bekend als de weerstand tegen de plaat. De weerstand tegen de plaat van een diode is voornamelijk te wijten aan de belasting van negatieve ruimte en in mindere mate hangt af van de fysieke grootte en de afstand van de elektroden.
Deze weerstand is niet hetzelfde voor DC en AC en daarom heeft de diode net als elke andere vacuümbuis twee soorten weerstand, namelijk. CC -plaatweerstand en Ca -plaqueweerstand.
De weerstand aangeboden door een directe stroomdiode wordt weerstand tegen de DC -plaat, RP genoemd. Het kan worden bepaald door de verhouding van de totale spanning van de CC -plaat door de diode in de stroom van de plaat te bepalen. Op elk punt P op de karakteristieke curve van de plaat (Fig. 5.6), is de spanning van de plaat OA en is de overeenkomstige plaatstroom OB.
Vervolgens door de wet van OHM, weerstand tegen de DC -plaat,
De weerstand tegen de CC -plaat is niet constant, maar hangt af van het werkpunt van het kenmerk van de diodeplaat. Het is op verschillende tijdstippen anders, zoals geïllustreerd in figuur 5.6. Inderdaad, het kenmerk van de diodeplaat is geen rechte lijn.
De weerstand aangeboden door een afwisselend diode staat bekend als de AC -plaatweerstand, RP. Het wordt gedefinieerd als de verhouding van een kleine verandering in plaquespanning door een diode naar de resulterende modificatie van de plaatstroom, dat wil zeggen
AC -plaatweerstand,
Voor het werkpunt P op het kenmerk van de plaat, biedt het omgekeerde van de helling van de raaklijn naar het kenmerk op punt P weerstand tegen de Ca -plaat.
Aangezien de buizen over het algemeen worden gebruikt met AC, is de weerstand tegen de plaat CA daarom veel belangrijker dan de weerstand tegen de DC -plaat.
De weerstand tegen de Ca -plaat kan worden bepaald uit het kenmerk van de plaat door een kleine verandering in plaatspanning halverwege aan elke kant van het werkpunt te overwegen. De weerstand tegen de Ca -plaque van een diode wordt ook de dynamische weerstand genoemd.