Forward Bias vs Reverse Bias u l-Effetti tagħhom fuq il-Funzjonalità tad-Dijodu

 

Minn dakinhar li ommi ssorprendietni bl-ewwel kompjuter tad-dar għall-Milied lura, ejja ngħidu biss żmien twil ilu, kont intrigat bit-teknoloġija. Xorta waħda, dak iż-żmien, kont l-għira ta 'kull geek, nerd, u għalliem sħabi fl-iskola tiegħi. Hemmhekk kont b'64 impressjonanti, stenna għaliha, kilobytes ta 'qawwa ta' pproċessar mhux maħdum.

Issa, 'il quddiem malajr sal-lum, u l-laptop tiegħi jutilizza 100,000 darba dak l-ammont fir-RAM biss. Għalhekk, huwa tajjeb li wieħed jgħid li t-teknoloġija tal-kompjuter evolviet. Madankollu, hemm ħaġa waħda li ma tkunx u li hija l-kompetittività tal-manifatturi tal-kompjuter.

Hemm drabi meta għażla ta 'apparat jew metodu wieħed hija dwar ħtieġa jew funzjoni. Barra minn hekk, il-ħtieġa għal funzjonalità partikolari hija l-forza li tmexxi predominanti meta tagħżel apparat jew proċess fil-qasam tal-elettronika.

X'inhu Dijode Bias jew Biasing?

Qabel ma nqabblu ż-żewġ tipi ta 'preġudizzju, l-ewwel, ser niddiskuti l-karatteristiċi individwali tagħhom. Fl-elettronika, aħna niddefinixxu bias jew biasing bħala metodu ta 'twaqqif ta' sett ta 'kurrenti jew vultaġġi f'punti differenti ta' ċirkwit elettroniku biex jiġu stabbiliti kundizzjonijiet ta 'tħaddim xierqa fi ħdan komponent elettroniku. Għalkemm din hija verżjoni simplifikata tat-tweġiba, xorta hija fundamentalment korretta. Barra minn hekk, bi preġudizzju, jirrisjedi ż-żewġ tipi ta 'preġudizzju, preġudizzju 'l quddiem u preġudizzju invers.

Kif jiena ċert li int taf, dajowd (junction PN) jiffunzjona ħafna bħal awtostrada one-way peress li jippermetti l-fluss tal-kurrent aktar faċilment f'direzzjoni waħda mill-oħra. Fil-qosor, dajowd tipikament imexxi l-kurrent f'direzzjoni waħda, u l-vultaġġ li japplikaw isegwi orjentazzjoni deskritta 'l quddiem biasing. Madankollu, meta l-vultaġġ jiċċaqlaq fid-direzzjoni inversa, nirreferu għal din l-orjentazzjoni bħala preġudizzju invers. Ukoll, meta jkun hemm preġudizzju invers, dajowd ta 'junction PN standard tipikament jinibixxi jew jimblokka l-fluss tal-kurrent, kważi bħal verżjoni elettronika ta' valv ta 'kontroll.

Forward Bias vs Reverse Bias

F'dijodu standard, biasing bil-quddiem iseħħ meta l-vultaġġ madwar dajowd jippermetti l-fluss naturali tal-kurrent, filwaqt li l-polarizzazzjoni inversa tindika vultaġġ madwar id-dijodu fid-direzzjoni opposta.

Madankollu, il-vultaġġ preżenti tul dajowd waqt preġudizzju invers ma jipproduċi l-ebda fluss sinifikanti ta 'kurrent. Barra minn hekk, din il-karatteristika partikolari hija ta 'benefiċċju għall-bidla tal-kurrent alternanti (AC) f'kurrent dirett (DC).

Hemm varjetà ta 'użi oħra għal din il-karatteristika, inkluż il-kontroll tas-sinjal elettroniku.

L-għarfien dwar it-tqegħid tad-dijodu Zener jista 'jagħmel jew ikisser disinn.

 

It-Tħaddim ta' Diode

Aktar kmieni, ipprovdejt spjegazzjoni aktar simplifikata tal-operat standard tad-dijodu. Il-proċess dettaljat ta 'dijodu jista' jkun kemmxejn ta 'sfida biex jinftiehem peress li jinvolvi fehim tal-mekkanika kwantistika. It-tħaddim tad-dijodu jikkonċerna l-fluss ta 'charges negattivi (elettroni) u piżijiet pożittivi (toqob). Teknoloġikament, nirreferu għal dajowd semikonduttur bħala junction pn. Il-junctions Pn huma parti essenzjali ta 'operazzjoni ta' ċellula fotovoltajka wkoll.

B'mod ġenerali, it-tħaddim tajjeb ta 'dijodu jeħtieġ element jew proċess essenzjali ieħor imsejjaħ doping. Tista 'dope semikonduttur b'materjali biex tiffaċilita eċċess ta' elettroni spostati faċilment, li nirreferu għalihom bħala reġjun tat-tip n jew negattiv. Barra minn hekk, huwa wkoll possibbli li tidduppa semikonduttur biex tippromwovi eċċess ta 'toqob biex jassorbu faċilment dawk l-elettroni wkoll, u nirreferu għal dan bħala t-tip p jew reġjun pożittiv. Barra minn hekk, ir-reġjuni pożittivi u negattivi tad-dijodu jissejħu wkoll l-anodu (P) u l-katodu (N) tiegħu.

B'mod ġenerali, huma l-varjazzjonijiet bejn iż-żewġ materjali u s-sinerġija sussegwenti tagħhom fuq distanzi estremament qosra (< millimetru) li jiffaċilitaw it-tħaddim tad-dijodu. Madankollu, il-funzjonalità tad-dijodu hija possibbli biss, ovvjament, meta ngħaqqdu ż-żewġ tipi (P, N) ta 'materjali. Ukoll, l-għaqda ta 'dawn iż-żewġ tipi ta' materjali tifforma dak li nsejħu junction pn. Barra minn hekk, iż-żona li teżisti bejn iż-żewġ elementi tissejjaħ ir-reġjun tat-tnaqqis.

Nota: Żomm f'moħħok li għal funzjonalità xierqa, dajowd jeħtieġ vultaġġ minimu ta 'limitu biex jegħleb ir-reġjun tat-tnaqqis. Barra minn hekk, il-vultaġġ minimu tal-limitu fil-biċċa l-kbira tal-każijiet għad-dijodi huwa ta 'madwar 0.7 volt. Ukoll, il-vultaġġ reverse-bias jipproduċi ammont żgħir ta 'kurrent permezz tad-dijodu, u jissejjaħ kurrent ta' tnixxija, iżda tipikament huwa negliġibbli. Fl-aħħar nett, jekk tapplika vultaġġ invers sinifikanti, dan jikkawża tqassim elettroniku komprensiv tad-dijodu, u b'hekk jippermetti li l-kurrent jgħaddi fid-direzzjoni opposta permezz tad-dijodu.

Funzjonalità u Operazzjoni tad-Dijodu Tkompli

B'mod ġenerali, meta t-tixrid jiffaċilita l-moviment sussegwenti ta 'elettroni mir-reġjun tat-tip n, jibdew jimlew it-toqob fir-reġjun tat-tip p. Ir-riżultat ta 'din l-azzjoni jifforma joni negattivi fir-reġjun tat-tip p, u b'hekk iħalli warajhom joni pożittivi fir-reġjun tat-tip n. B'mod ġenerali, il-kontroll li jirregola din l-azzjoni jirrisjedi fid-direzzjoni tal-kamp elettriku. Kif tista 'timmaġina, dan jirriżulta f'imġieba elettrika ta' benefiċċju li jiddependi, ovvjament, fuq kif tapplika l-vultaġġ, jiġifieri, biasing.

Barra minn hekk, fir-rigward ta 'dijodu ta' junction standard pn, hemm tliet kundizzjonijiet biasing u żewġ reġjuni operattivi. It-tliet tipi possibbli ta’ kundizzjonijiet ta’ preġudizzju huma kif ġej:

• Forward Bias: Din il-kundizzjoni ta 'preġudizzju tinkorpora l-konnessjoni ta' potenzjal ta 'vultaġġ pożittiv mal-materjal tat-tip P u negattiv għall-materjal tat-tip N madwar id-dijodu, u b'hekk tnaqqas il-wisa' tad-dijodu.

• Reverse Bias: B'kuntrast, din il-kundizzjoni ta 'biasing tinvolvi l-konnessjoni ta' potenzjal ta 'vultaġġ negattiv għall-materjal tat-tip P u pożittiv għall-materjal tat-tip N madwar id-dijodu, u b'hekk tiżdied il-wisa' tad-dijodu.

• Zero Bias: Din hija kundizzjoni ta 'bias li fiha m'hemm l-ebda potenzjal ta' vultaġġ estern applikat għad-dijodu.

Preġudizzju 'l quddiem Versus Preġudizzju b'lura u l-Varjanzi tagħhom

Preġudizzju invers isaħħaħ l-ostaklu potenzjali u jimpedixxi l-fluss tat-trasportaturi ta 'ċarġ. B'kuntrast, preġudizzju 'l quddiem idgħajjef il-barriera potenzjali, u b'hekk tippermetti li l-kurrent jgħaddi aktar faċilment tul il-junction.

Waqt li jkun hemm preġudizzju 'l quddiem, aħna nqabbdu t-terminal pożittiv tal-provvista tal-vultaġġ mal-anodu u t-terminal negattiv mal-katodu. B'kuntrast, filwaqt li fil-preġudizzju invers, aħna qabbad it-terminal pożittiv tal-provvista tal-vultaġġ mal-katodu, u t-terminal negattiv mal-anodu.

• Preġudizzju 'l quddiem inaqqas is-saħħa tal-barriera potenzjali tal-kamp elettriku madwar il-potenzjal, filwaqt li preġudizzju invers isaħħaħ il-barriera potenzjali.

• Bias 'il quddiem għandu vultaġġ ta' l-anodu li huwa akbar mill-vultaġġ tal-katodu. B'kuntrast, bias inversa għandha vultaġġ katodu li huwa akbar mill-vultaġġ anodu.

• Preġudizzju 'l quddiem għandu kurrent 'il quddiem sostanzjali, filwaqt li preġudizzju 'l quddiem għandu kurrent 'il quddiem minimu.

• Is-saff tat-tnaqqis tad-dijodu huwa sostanzjalment irqaq waqt li jkun fil-preġudizzju 'l quddiem u ħafna eħxen meta jkun fil-preġudizzju b'lura.

• Il-preġudizzju 'l quddiem inaqqas ir-reżistenza ta' dajowd, u l-preġudizzju invers iżid ir-reżistenza ta 'dijodu.

• Il-kurrent jiċċirkola mingħajr sforz waqt li jkun fil-preġudizzju 'l quddiem, iżda l-preġudizzju b'lura ma jippermettix li l-kurrent jgħaddi mid-dijodu.

• Il-livell tal-kurrent jiddependi fuq il-vultaġġ 'il quddiem waqt li jkun fil-preġudizzju 'l quddiem, madankollu, l-ammont ta' kurrent huwa minimu jew negliġibbli fil-preġudizzju b'lura.

• Fil-preġudizzju 'l quddiem, apparat se jiffunzjona bħala konduttur u bħala iżolatur jekk fil-preġudizzju invers.

L-ippjanar taċ-ċirkwit tiegħek ibbażat fuq il-potenzjali ta 'preġudizzju huwa l-marka ta' analiżi intelliġenti.

 

Il-kapaċità ta 'dijodu li jiffunzjona bħala żewġ apparati separati, iżda ugwalment effettivi jagħmilha komponent ġenwinament adattiv. L-effetti ta 'biasing fuq il-funzjonalità ta' dajowd jipprovdu l-aħjar kontroll fuq liema funzjoni dajowd se jkollu fid-disinn taċ-ċirkwit tiegħek. L-użu ta 'quddiem u reverse biasing jagħti disinjatur taċ-ċirkwit l-aħjar kontroll fuq il-funzjonalità ta' dajowd.

B'xorti tajba, bis-serje ta 'għodod tad-disinn u l-analiżi ta' Cadence, tkun żgur li d-disinjaturi u t-timijiet tal-produzzjoni tiegħek jaħdmu flimkien biex jimplimentaw l-użu ta 'tekniki ta' preġudizzju bil-quddiem u b'lura fid-disinji kollha tal-PCB tiegħek. Allegro PCB Designer hija s-soluzzjoni ta 'tqassim li kont qed tfittex, u tista' bla dubju tiffaċilita l-implimentazzjoni ta 'strateġiji ta' disinn ta 'biasing bil-quddiem jew b'lura fid-disinji tal-PCB attwali u futuri tiegħek. 

Ħalli messaġġ 

Lista messaġġ