If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

Основно съдържание
Текущ час:0:00Обща продължителност:11:00

Видео транскрипция

Диодът е нашето първо полупроводниково устройство и то много важно такова. Всяко друго полупроводниково устройство е изградено от комбинация от диоди. И ето снимка на диод, който можеш да купиш. Това е малка стъклена "опаковка" и това разстояние тук е около четири милиметра. И тук вътре има малък силиконов чип, и той е произведен за диод. Въпросът е какво е диод. Диодът е нещо, което провежда ток в една посока и не провежда ток в другата посока. Символът, който използваме за диод, изглежда ето така. Има голяма стрелка тук, която сочи в посоката на тока напред. Един начин да разберем как работи един диод е да начертаем IV крива за него. Нека начертаем IV крива за един диод. Ако това беше перфектен диод, изграден с някаква неизвестна технология, в обратната посока, ако напрежението между краищата на диода беше отрицателно, ще отбележим напрежението насам, ако напрежението между краищата на диода беше отрицателно, тоест, този терминал е с по-високо напрежение от този терминал, щеше да протича нула ток. И после, за всяко положително напрежение, диодът ще изглежда като проодник. И наричаме това модел число нула на диод. Когато изграждаме реални диоди всъщност не стигаме точно до перфектното поведение. В частност, ако изградим диод от силикон ще премина към модел номер едно. И един силиконов диод не провежда до леко положително напрежение, а после ще се покачи ето така, като това е около 0,6 волта. За много прости вериги, които изграждаме, това е доста добър IV модел на диод. Като напомняне, когато имаме IV кривата на резистори, IV кривата на резистори изглежда ето така – тя беше права, която преминаваше през нула и имаше постоянен наклон, така че диодът е различен вид уред, нелинеен уред, както можем да видим от това. Нека премина насам и ще преминем към следващото ниво модел, за което ще говорим най-много. Това е моделът на диода, който използваме най-често, наричаме това модел номер две. Това е моделът, който използваш, когато симулираш вериги или симулираш диоди, и ще говорим за това малко повече. Когато имаш диод, ако ти дам такъв диод и питам каква е неговата IV крива, тогава ще намеря някакъв вид кутия, който произвежда напрежение, захранване, с настройка, а после също ще имам нещо, което разчита ток. Това е амперметър, а това е захранване. И го свързваме ето така. И ще генерираме тази IV крива, като направим реални измервания на I и V. Първата ми V настройка е нула, това ми дава тази точка тук, надявам се, че измервам ток от нула, иначе това би генерирало мощност, което няма да направи. И после леко включвам напрежението и забелязвам, че няма ток, няма ток, когато е при 0,1 волта или при 0,2 волта. И тогава, когато стигне до около 0,6 волта, на диода, това е VD, когато напрежението на диода е около 0,6 волта, забелязвам, че токът се покачва. Стига до 5 милиампера и после малко по-нависоко, до десет милиампера, ето така, и мога да поставя тези точки по тази част от кривата. Обратно тук, ако променя напрежението в другата посока и това означава, че се движа в тази посока на оста на напрежението, амперметърът ми ще разчете нула милиампера. Нула, нула, нула, нула, нула. И всички те са в тази част на правата тук. Ако направя това напрежение много, много отрицателно, да кажем, -50 волта, това е тази точка тук, виждам рязко увеличаване на тока, ето така, тук и продължава. И това се нарича разпад. И за силиконови диоди -50 волта е типичната стойност за това. Тази графика тук показва разпад, това е -1 вот, -2 волта, а после стигаме чак до -50 волта и тук имаме разпад. И в повечето случаи, когато използваме диоди, ги използваме между + или -1 волт между терминалите. И така узнаваме каква е IV характеристиката на един диод. И можем... за тази част от кривата тук, за тази част от кривата... мога да моделирам това с уравнение. И уравнението изглежда ето така. Това е IV уравнението за диод, това е като закона на Ом за диод. I е равно на Is, това е токът, то е^q, това е зарядът на един електрон, по V на диода, това е напрежението на диода, делено на kT - 1. k е константата на Болцман, а Т е температурата на уреда, измерена в келвини. Това уравнение съвпада за тази част от кривата за реален диод, това е напасваща крива. Ще разгледаме тези константи една по една. Is е нарича насищащ ток. Ток на насищане. И за силикона това е стойност от около 10^-12 ампера, коетоо е един пикоампер, толкова е Is. q е зарядът на един електрон и това е равно на 1,602*10-19 uw.fkd= Vd е напрежението между краищата на диода. k е константата на Болцман и това е равно на 1,38 по 10^-23 джаула на келвин. Последната променлива е Т, а това е температурата и се измерва в келвини, К. Келвин е скалата на абсолютната температура, така че нула келвина са равни на -273 градуса по Целзий. Много, много студено. Това тук е уравнението на диода, това е IV уравнението на диода. И това има експоненциална форма, има експоненциален член, но когато погледнем тук, може би това не изглежда като експоненциална крива, не виждаш такава крива. Но това е трик на скалата на този чертеж, така че сега ще увелича много, много приближено, върху тази начална точка ще видим как се проявява този експоненциален член, и ще видим какво е значението на Is. I е равно на Is*qV/kT-1 и това е силно приближение върху началната точка на кривата на диода. Скалата на диода е увеличена с около коефициент от 10, това е 1/10-та от един волт напред през диода и скалата на тока е супер увеличена, това сега е в пикоампери, това е 10^-12 ампера, вместо 10^-3. И можеш да видиш, че това е по-познато изглеждаща експоненциална крива. И тук има малко изкривяване, има малък ток в обратна посока, когато напрежението е отрицателно. И това количество тук, това е Is, течащ в отрицателната посока в диода. Ако разгледаме уравнението на диода и позволиш на V да е отрицателно, този член тук в уравнението на диода става много, много малък спрямо единицата. И ни остава Is по 1 и това гледаме тук. Това е много малък ток, както можеш да видиш от скалата тук, той е до ниската област на пикоамперите. Почти винаги можеш да игнорираш този ток и да го третираш като нула, когато искам да използвам диод във верига. И ще видим как решаваме вериги, които включват тези нелинейни диоди.
Кан Академия – на български благодарение на сдружение "Образование без раници".