LED - ΜΙΑ ΦΩΤΕΙΝΗ ΔΙΟΔΟΣ

LED

LED είναι η συντομία της φράσης Light Emitting Diode. Στην ουσία είναι μια ημιαγωγή συσκευή που εκπέμπει φως ορατού κι "αόρατου" φάσματος (υπέρυθρο), μόλις τη διαπεράσει ηλεκτρικό ρεύμα. Η χρήση τους βρίσκεται στις περισσότερες εφαρμογές που σχετίζονται με φωτισμό, οπτικά, τηλεόραση, επιγραφές. Τα υπέρυθρα led χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές όπως είναι τα κλειστά κυκλώματα παρακολούθησης.

Το κυριότερο υλικό που χρησιμοποιείται είναι το γάλλιο και ορισμένες παραλλαγές του. Η λειτουργία του βασίζεται στη διεπαφή p - n όπου υπάρχουν ηλεκτρόνια και οπές αντίστοιχα. Η αρχή του είναι ίδια με αυτή μιας κανονικής διόδου. Μόνο που εδώ ο κατασκευαστής εκμεταλλεύεται τη διαρροή ρεύματος από την άνοδο στην κάθοδο και παράγεται ένα συνεχόμενο φως, του οποίου το χρώμα ποικίλλει ανάλογα με το μήκος κύματος.

Λειτουργία Led

Περισσοτερα εδω

ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ - ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΤΣΙΠ

Τα ολοκληρωμένα είναι ηλεκτρονικά κυκλώματα, όπως το λέει και η λέξη είναι κυκλώματα. Είναι ο συνδυασμός των κατάλληλων λογικών πυλών σε σμίκρυνση, που θα δώσουν το ανάλογο σήμα. Λέγονται ολοκληρωμένα γιατί όλη αυτή η κυκλωματική διάταξη βρίσκεται σε αυτά τα μικρά εξαρτήματα, τα οποία πολλοί έχουν ακουστά ως τσιπάκια ή τσιπς. Το υλικό στο οποίο είναι σχεδιασμένα είναι ένα λεπτό στρώμα πυριτίου.

Διακρίνονται σε 4 βασικές κατηγορίες: 

- SSI (μικρής κλίμακας ολοκλήρωσης μέχρι 20 λογικές πύλες)

- MSI (μεσαίας κλίμακας ολοκλήρωσης μέχρι 200 λογικές πύλες)

- LSI (μεγάλης κλίμακας ολοκλήρωσης μέχρι 200.000 λογικές πύλες)

- VLSI (πολύ μεγάλης κλίμακας που ξεπερνούν τον αριθμό των LSI)

-->

Περισσοτερα εδω

ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΤΟ THYRISTOR

Thyristor είναι μια ημιαγωγική διάταξη που χρησιμοποιεί εσωτερική ανάδραση για να δημιουργήσει ένα νέο είδος μεταγωγικής διάταξης. Τα πιο σημαντικά που συναντούμε είναι το triac και το SCR (ελεγχόμενος ανορθωτής πυριτίου). Μπορούν να χρησιμοποιηθούν και ως προστασία από πολύ μεγάλες τάσεις, σε περιπτώσεις ελέγχου κινητήρων καθώς σε συστήματα φωτισμού κτλ.

TRIAC                                                   SCR 

Ένα thyristor περιέχει 4 στρώματα τύπου P και N. Ενεργούν ως διακόπτες στους οποίους, δεχόμενοι ένα ρεύμα έναυσης στην πύλη, παραμένουν στην παρούσα κατάσταση μέχρι να αντιστραφεί η φορά τάσης. 

 Thyristor

-->

Περισσοτερα εδω

MOSFET vs JFET

Έχουμε 2 τύπους transistor, τους επίδρασης πεδίου FET και τα διπολικά τρανζίστορ επαφής BJT. Στο παρόν άρθρο θα κάνουμε αναφορά στα τρανζίστορ επίδρασης πεδίου. Με τη σειρά τους χωρίζονται στα MOSFET και JFET.

Τα FET είναι ηλεκτρονικά στοιχεία επαφής p-n. Έχουν 3 ακροδέκτες, εκροή D πύλη G και πηγή S. Αυτό που κάνει σαν τρανζίστορ είναι να δέχεται εξωτερική τάση στον ακροδέκτη G και διαχειρίζεται το εσωτερικό ηλεκτρικό πεδίο, δηλαδή τον διαμοιρασμό του ρεύματος στους άλλους 2 ακροδέκτες. Σε οτι αφορά τις 2 υποκατηγορίες τρανζίστορ... MOSFET είναι ημιαγωγός οξειδίου-μετάλλου (Metal Oxide Semiconductor) και JFET ημιαγωγός FET επαφής (Junction FET).

 MOSFET

Κοινό χαρακτηριστικό:

- Δε χρειάζονται μεγάλο ρεύμα οδήγησης όπως τα διπολικά τρανζίστορ

Διαφορά MOSFET - JFET

- στα MOSFET η τάση ελέγχου λειτουργίας (δυναμικό πύλης) εφαρμόζεται στην ενεργό περιοχή από υλικό μόνωσης οξειδίου ενώ στα JFET από επαφή τύπου p-n 

Στα MOSFET όταν η ενεργός περιοχή είναι p-τύπου ονομάζονται PMOS κι όταν είναι N-τύπου λέγονται NMOS. Χαρακτηριστικό είναι ότι λόγω του μονωτικού στρώματος έχουν πολύ μικρή ισχύ.

 JFET

-->

Περισσοτερα εδω

ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΤΗΣ - Η ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ ΣΤΑ ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΑ ΡΕΥΜΑΤΑ

 Ο μετασχηματιστής είναι μια διάταξη, η οποία παίρνει μια τάση και προκαλεί αύξηση του μεγέθους της τάσης ή υποβιβασμό αυτής. Η όλη λειτουργία του μετασχηματιστή οφείλεται στην επαγωγική ιδιότητα του πηνίου. Ανάλογα με τον αριθμό των περιελίξεων δημιουργείται διαφορετική ηλεκτρεγερτική δύναμη ΗΕΔ, η οποία καθορίζει το ποσοστό αύξησης ή μείωσης της τάσης. Πιο συγκεκριμένα υπάρχουν ενσωματωμένα 2 κυκλώματα, το πρωτεύον και το δευτερεύον. Το πρωτεύον βρίσκεται αμέσως μόλις περάσει το ρεύμα από την είσοδο και το δευτερεύον είναι αυτό που θα περάσει ακριβώς πριν την έξοδο. Ο μετασχηματιστής βρίσκει εφαρμογή σε εναλλασσόμενα ρεύματα AC. Κι αυτό γιατί η αλλαγή αυτή στα μεγέθη προκαλείται από την αμοιβαία επαγωγή. 

 Η αμοιβαία επαγωγή έχει ως εξής. Στο πρωτεύον κύκλωμα περνάει το εναλλασσόμενο ρεύμα μέσα από την περιέλιξη και δημιουργεί μαγνητικό πεδίο. Το πεδίο αυτό είναι μεταβαλλόμενο γιατί και το εναλλασσόμενο ρεύμα είναι μεταβαλλόμενο. Από την άλλη στο δευτερεύον αλληλεπιδρά το μαγνητικό πεδίο και δημιουργεί την επαγώμενη μεταβαλλόμενη τάση. Στο συνεχές δε θα υπήρχε αυτή η δυνατότητα γιατί είναι σταθερή η κατεύθυνση του ρεύματος, οπότε θα χρειαζόταν κάποια παρέμβαση για να προκληθεί κάποια μεταβαλλόμενη κίνηση.

Η σχέση που συνδέει τις τάσεις πρωτεύοντος, δευτερεύοντος και των περιελίξεών τους είναι η εξής:

Vs/Vp = Ns/Np 

όπου Vp τάση πρωτεύοντος Vs τάση δευτερεύοντος και Νp Ns ο αντίστοιχος αριθμός περιελίξεών τους. Όταν ισχύει Ns>Np τότε υψώνεται η τάση ενώ όταν Ns<Np τότε υποβιβάζεται.

-->

Περισσοτερα εδω

ΔΙΟΔΟΣ ZENER vs ΔΙΟΔΟΣ SCHOTTKY

Η δίοδος ζένερ είναι μια δίοδος με παρόμοια χαρακτηριστικά, που όμως ξεχωρίζει από τις υπόλοιπες. Λειτουργεί σε ανάστροφη πόλωση σε αντίθεση με τις υπόλοιπες διόδους, στην περιοχή κατάρρευσης. Χρησιμοποιείται ευρέως σε κυκλώματα σταθεροποίησης τάσης. 

Διάγραμμα χαρακτηριστικής καμπύλης διόδου Zener V - I

Παρατηρούμε οτι στην περιοχή κατάρρευσης αναπτύσσεται ραγδαία αύξηση ρεύματος και η τάση παραμένει σχεδόν σταθερή και ίση με Vz. Η περιοχή λειτουργίας της διόδου zener παρουσιάζει μια μέγιστη τιμή Iz(max). Εύλογο είναι αν ξεπεραστεί αυτή η τιμή να καταστραφεί η δίοδος. Η αντίσταση της είναι πολύ μικρή και σε αρκετές περιπτώσεις μια επιπρόσθετη αντίσταση σε σειρά να την προστατεύσει. 

        Συμβολισμός διόδου zener

Από την άλλη έχουμε τη δίοδο Schottky. Είναι μια πιο εξειδικευμένη δίοδος που αποτελείται από ένα συνδυασμό μετάλλου και ημιαγωγού. 

Στο ένα μέρος της επαφής υπάρχει μέταλλο, χρυσός, λευκόχρυσος ή άργυρος. Στην άλλη επαφή θα παρατηρήσουμε σώμα πυριτίου. Πριν πολωθεί η δίοδος αυτή, τα ελεύθερα ηλεκτρόνια του πυριτίου βρίσκονται σε χαμηλότερα επίπεδα ενέργειας από αυτά των ηλεκτρονίων του μετάλλου. Αυτή η διαφορά στάθμης ονομάζεται φράγμα Schottky. Μόλις έρθει η δίοδος σε ορθή πόλωση, τα ελεύθερα ηλεκτρόνια του πυριτίου ανεβαίνουν ενεργειακά, φτάνοντας σε επίπεδο που να μπορούν να εισέλθουν στο μέταλλο και να επιτευχθεί μεγάλο ρεύμα. Η επαναφορά σε κατάσταση αποκοπής γίνεται σχεδόν ακαριαία εν συγκρίσει με τις υπόλοιπες διόδους.

Διάγραμμα χαρακτηριστικής καμπύλης διόδου Schottky V - I

  Συμβολισμός διόδου Schottky

Κυριότερη εφαρμογή της διόδου Schottky βρίσκουμε στους ηλεκτρονικούς υπολογιστές. Πιο αναλυτικές εφαρμογές των διόδων θα δούμε σε άλλο άρθρο. 

-->

Περισσοτερα εδω

Η ΔΙΟΔΟΣ ΚΑΙ Η ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΗΣ

Η δίοδος, όπως αναφέραμε και σε προηγούμενο άρθρο είναι ένας ημιαγωγός. Η ιδιότητα που έχει είναι να επιτρέπει τη διέλευση του ηλεκτρικού ρεύματος μόνο προς μια κατεύθυνση κι όχι στην αντίθετη. Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει την περιοχή λειτουργίας μιας διόδου.

Σε μια δίοδο πυριτίου, που είναι και οι συχνότερα χρησιμοποιούμενες σε κυκλώματα, η τάση είναι περίπου 0.7V. Η αντίστασή της σε ορθή πόλωση κυμαίνεται από 50 - 100Ω ενώ στην αντίστροφη ξεπερνά τα 10.000Ω. 

Μπορούμε να την παρομοιάσουμε με ένα διακόπτη. Σε ορθή πόλωση λειτουργεί σαν κλειστός διακόπτης και στην ανάστροφη σαν ανοιχτός. 2 κατηγορίες διόδων με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά που τα κάνει τα ξεχωρίζουν είναι η δίοδος ζένερ (zener) και η δίοδος Schottky.

-->

Περισσοτερα εδω