Bias Hadapan lwn. Bias Songsang dan Kesannya pada Kefungsian Diod

 

Sejak hari ibu saya mengejutkan saya dengan komputer rumah pertama untuk Krismas kembali, baiklah, katakan lama dahulu, saya telah tertarik dengan teknologi itu. Bagaimanapun, pada masa itu, saya dicemburui setiap rakan geek, nerd, dan guru di sekolah saya. Di sana saya dengan 64 yang mengagumkan, tunggu, kilobait kuasa pemprosesan mentah.

Sekarang, pantas ke masa kini, dan komputer riba saya menggunakan 100,000 kali ganda jumlah itu dalam RAM sahaja. Jadi, adalah selamat untuk mengatakan bahawa teknologi komputer telah berkembang. Walau bagaimanapun, terdapat satu perkara yang belum dan itu adalah daya saing pengeluar komputer.

Ada kalanya pilihan satu peranti atau kaedah adalah mengenai keperluan atau fungsi. Selain itu, keperluan untuk fungsi tertentu adalah daya penggerak utama apabila memilih peranti atau proses dalam bidang elektronik.

Apakah itu Diod Bias atau Bias?

Sebelum kita membandingkan kedua-dua jenis berat sebelah, pertama, saya akan membincangkan ciri-ciri individu mereka. Dalam elektronik, kami mentakrifkan pincang atau pincang sebagai kaedah mewujudkan satu set arus atau voltan pada titik berlainan litar elektronik untuk mewujudkan keadaan operasi yang betul dalam komponen elektronik. Walaupun ini adalah versi ringkas jawapan, ia pada asasnya masih betul. Tambahan pula, dengan pincang, terdapat dua jenis pincang, pincang hadapan dan pincang songsang.

Seperti yang saya pasti anda sedia maklum, diod (simpang PN) berfungsi seperti lebuh raya sehala kerana ia membolehkan aliran arus lebih mudah dalam satu arah berbanding yang lain. Ringkasnya, diod biasanya mengalirkan arus dalam satu arah, dan voltan yang digunakan mengikuti orientasi pincang ke hadapan yang diterangkan. Walau bagaimanapun, apabila voltan bergerak ke arah songsang, kami merujuk kepada orientasi ini sebagai pincang songsang. Selain itu, apabila dalam pincang songsang, diod simpang PN standard biasanya akan menghalang atau menyekat aliran arus, hampir seperti versi elektronik injap sehala.

Bias Hadapan lwn Bias Songsang

Dalam diod piawai, pincang ke hadapan berlaku apabila voltan merentasi diod membenarkan aliran semula jadi arus, manakala pincang songsang menandakan voltan merentasi diod dalam arah yang bertentangan.

Walau bagaimanapun, voltan yang hadir merentasi diod semasa pincang songsang tidak menghasilkan sebarang aliran arus yang ketara. Tambahan pula, ciri khusus ini berfaedah untuk menukar arus ulang alik (AC) kepada arus terus (DC).

Terdapat pelbagai kegunaan lain untuk ciri ini, termasuk kawalan isyarat elektronik.

Pengetahuan peletakan diod zener boleh membuat atau memecahkan reka bentuk.

 

Operasi Diod

Terdahulu, saya memberikan penjelasan yang lebih ringkas tentang operasi diod standard. Proses terperinci diod boleh menjadi agak mencabar untuk difahami kerana ia melibatkan pemahaman mekanik kuantum. Operasi diod melibatkan aliran cas negatif (elektron) dan cas positif (lubang). Dari segi teknologi, kami merujuk kepada diod semikonduktor sebagai persimpangan pn. Persimpangan Pn adalah bahagian penting dalam operasi sel fotovoltaik juga.

Secara amnya, operasi diod yang betul memerlukan satu lagi elemen penting atau proses yang dipanggil doping. Anda boleh membius semikonduktor dengan bahan untuk memudahkan lebihan elektron mudah disesarkan, yang kami rujuk sebagai kawasan jenis-n atau negatif. Tambahan pula, ia juga mungkin untuk membius semikonduktor untuk menggalakkan lebihan lubang untuk menyerap elektron tersebut juga dengan mudah, dan kami merujuknya sebagai kawasan jenis-p atau positif. Selain itu, kawasan positif dan negatif diod juga dipanggil anod (P) dan katod (N).

Secara keseluruhannya, perbezaan antara kedua-dua bahan dan sinergi seterusnya pada jarak yang sangat pendek (< milimeter) yang memudahkan operasi diod. Walau bagaimanapun, fungsi diod hanya mungkin, sudah tentu, apabila kita menggabungkan dua jenis (P, N) bahan. Selain itu, penggabungan kedua-dua jenis bahan ini membentuk apa yang kita panggil persimpangan pn. Tambahan pula, kawasan yang wujud di antara kedua-dua unsur dipanggil kawasan penyusutan.

Nota: Perlu diingat bahawa untuk kefungsian yang betul, diod memerlukan voltan ambang minimum untuk mengatasi kawasan penyusutan. Tambahan pula, voltan ambang minimum dalam kebanyakan kes untuk diod adalah lebih kurang 0.7 volt. Juga, voltan pincang songsang akan menghasilkan sejumlah kecil arus melalui diod, dan ia dipanggil arus bocor, tetapi lazimnya ia boleh diabaikan. Akhir sekali, jika anda menggunakan voltan terbalik yang ketara, ia akan menyebabkan kerosakan elektronik menyeluruh diod, sekali gus membenarkan arus mengalir ke arah yang bertentangan melalui diod.

Kefungsian dan Operasi Diod Diteruskan

Secara amnya, apabila resapan memudahkan pergerakan elektron seterusnya dari rantau jenis-n, mereka mula mengisi lubang dalam kawasan jenis-p. Hasil daripada tindakan ini membentuk ion negatif dalam rantau jenis-p, dengan itu meninggalkan ion positif dalam rantau jenis-n. Secara keseluruhannya, kawalan yang mengawal tindakan ini terletak pada arah medan elektrik. Seperti yang anda bayangkan, ini menghasilkan tingkah laku elektrik yang bermanfaat bergantung, sudah tentu, pada cara anda menggunakan voltan, iaitu, pincang.

Tambahan pula, berkenaan dengan diod simpang pn standard, terdapat tiga keadaan pincang dan dua kawasan operasi. Tiga jenis keadaan bias yang mungkin adalah seperti berikut:

• Pincang Hadapan: Keadaan pincang ini menggabungkan penyambungan potensi voltan positif kepada bahan jenis P dan negatif kepada bahan jenis N merentasi diod, dengan itu mengurangkan lebar diod.

• Pincang Songsang: Sebaliknya, keadaan pincang ini melibatkan penyambungan potensi voltan negatif kepada bahan jenis P dan positif kepada bahan jenis N merentasi diod, dengan itu meningkatkan lebar diod.

• Sifar Pincang: Ini adalah keadaan pincang di mana tiada potensi voltan luaran dikenakan pada diod.

Bias Hadapan Berbanding Pisasan Songsang dan Variansnya

Pincang songsang menguatkan halangan berpotensi dan menghalang aliran pembawa cas. Sebaliknya, pincang ke hadapan melemahkan halangan berpotensi, dengan itu membolehkan arus mengalir dengan lebih mudah merentasi simpang.

Semasa dalam pincang ke hadapan, kami menyambungkan terminal positif bekalan voltan ke anod dan terminal negatif ke katod. Sebaliknya, semasa dalam pincang songsang, kami menyambungkan terminal positif bekalan voltan ke katod, dan terminal negatif ke anod.

• Pincang ke hadapan mengurangkan kekuatan halangan potensi medan elektrik merentasi potensi, manakala pincang songsang menguatkan halangan potensi.

• Pincang ke hadapan mempunyai voltan anod yang lebih besar daripada voltan katod. Sebaliknya, pincang songsang mempunyai voltan katod yang lebih besar daripada voltan anod.

• Pincang ke hadapan mempunyai arus hadapan yang besar, manakala pincang songsang mempunyai arus hadapan yang minimum.

• Lapisan penyusutan diod adalah lebih nipis manakala dalam pincang ke hadapan dan lebih tebal apabila dalam pincang songsang.

• Pincang ke hadapan mengurangkan rintangan diod, dan pincang songsang meningkatkan rintangan diod.

• Arus mengalir dengan mudah semasa dalam pincang ke hadapan, tetapi pincang songsang tidak membenarkan arus mengalir melalui diod.

• Tahap arus bergantung pada voltan ke hadapan manakala dalam pincang ke hadapan, bagaimanapun, jumlah arus adalah minimum atau boleh diabaikan dalam pincang songsang.

• Dalam pincang ke hadapan, peranti akan berfungsi sebagai konduktor dan sebagai penebat jika dalam pincang songsang.

Merancang litar anda berdasarkan potensi bias adalah tanda analisis pintar.

 

Keupayaan diod untuk berfungsi sebagai dua peranti yang berasingan, tetapi sama berkesan menjadikannya komponen penyesuaian yang tulen. Kesan pincang pada kefungsian diod memberikan kawalan optimum pada fungsi yang akan dimainkan oleh diod dalam reka bentuk litar anda. Penggunaan pincang ke hadapan dan belakang memberikan pereka litar kawalan optimum ke atas kefungsian diod.

Syukurlah, dengan set alat reka bentuk dan analisis Cadence, anda pasti akan mempunyai pereka bentuk dan pasukan pengeluaran anda bekerjasama ke arah melaksanakan penggunaan teknik pincang ke hadapan dan belakang dalam semua reka bentuk PCB anda. Allegro PCB Designer ialah penyelesaian susun atur yang anda cari, dan ia tidak dapat dinafikan memudahkan pelaksanaan strategi reka bentuk pincang hadapan atau songsang ke dalam reka bentuk PCB semasa dan masa hadapan anda. 

Tinggalkan pesanan 

Senarai mesej