Mae deuodau, fel dyfeisiau lled-ddargludyddion sylfaenol, yn chwarae rhan hanfodol mewn cylchedau electronig, gan gynnwys rheolaeth gyfeiriedig gyfredol, amddiffyniad sefydlogi foltedd, a modiwleiddio signal. Mae eu nodwedd graidd yn seiliedig ar fecanwaith dargludiad un cyfeiriad cyffordd PN, gan gyflawni dargludedd anghymesur trwy ddopio deunyddiau lled-ddargludyddion.
Yr Egwyddor o Ddeuodau
Craidd deuod yw'r "cyffordd PN", strwythur a ffurfiwyd gan gyfuniad o ddau ddeunydd lled-ddargludyddion arbennig:
lled-ddargludydd math P-: Mae'n cynnwys nifer fawr o dyllau (y gellir eu deall fel "swyddi gweigion gwefr bositif"), gan arddangos gwefr bositif gyffredinol.
N-math lled-ddargludydd: Mae'n cynnwys nifer fawr o electronau rhydd, gyda gwefr negatif cyffredinol.
Pan fydd lled-ddargludyddion math P a math N wedi'u bondio'n dynn, mae "haen rwystro"-cyffordd PN-yn cael ei ffurfio yn y rhyngwyneb. Mae hud yr adeiledd hwn yn gorwedd yn ei allu i ganiatáu i gerrynt lifo o'r terfynell P{5}} (positif) i'r terfynell N (negyddol) yn unig, gan rwystro'r cerrynt i'r cyfeiriad cefn. Dyma nodwedd graidd deuodau: dargludedd un cyfeiriadol.
Gallwn ei gymharu â drws unffordd mewn bywyd bob dydd: dim ond o un ochr i fynd i mewn y gall person wthio'r drws ar agor; bydd ei wthio i'r cyfeiriad arall yn ei gloi. Mae'r nodwedd hon yn gwneud deuodau yn gydran graidd mewn cylchedau electronig, gan weithredu fel "rheolwyr cyfeiriad cyfredol."
Mathau Deuod Cyffredin
Mae deuodau deiet wedi ehangu i sawl math yn seiliedig ar eu swyddogaeth a'u cymhwysiad, pob un â'i alluoedd unigryw ei hun. Isod, rydym yn cyflwyno rhai o'r mathau mwyaf cyffredin:
1. Deuod Rectifier: Trosi Cerrynt eiledol (AC) i Gerrynt Uniongyrchol (DC)
Swyddogaeth Graidd: Yn cywiro'r cerrynt eiledol (AC) sy'n llifo yn ôl ac ymlaen mewn cylchedau cartref i'r cerrynt uniongyrchol (DC) sy'n llifo'n un cyfeiriadol sy'n ofynnol gan ddyfeisiau electronig.
Nodweddion Strwythurol: Mae ganddo ardal gyffordd PN gymharol fawr, sy'n ei alluogi i wrthsefyll cerrynt a foltedd mwy, ond gydag amser ymateb arafach.
Cymwysiadau Cyffredin: Gwefryddwyr ffôn symudol, addaswyr pŵer gliniaduron, modiwlau pŵer peiriannau golchi, ac ati. Er enghraifft, mae casin "sgwâr" gwefrydd ffôn symudol yn cynnwys deuod unioni sy'n trosi pŵer 220V AC o'r soced i'r pŵer DC foltedd isel sydd ei angen ar y batri ffôn.
2. Deuod Allyrru Golau (LED)
Swyddogaeth Graidd: Pan gaiff ei bweru, mae LEDs yn trosi ynni trydanol yn ynni golau yn uniongyrchol. Maent yn ynni-effeithlon, mae ganddynt oes hir, a dyma'r cydrannau goleuo ac arddangos prif ffrwd ar hyn o bryd.
Egwyddor Weithredol: Pan fydd cerrynt yn llifo o'r derfynell P i'r derfynell N-, mae electronau a thyllau yn y gyffordd PN yn ailgyfuno, gan ryddhau egni fel golau (mae deunyddiau gwahanol yn allyrru golau o donfeddi gwahanol, sy'n cyfateb i goch, gwyrdd, glas, gwyn, ac ati).
Cymwysiadau Cyffredin: lampau desg LED, backlights sgrin ffôn symudol, goleuadau traffig, hysbysfyrddau, ac ati Er enghraifft, mae ein sgriniau ffôn symudol yn allyrru golau diolch i'r gleiniau LED llawn trwchus yn darparu backlighting; Mae goleuadau nenfwd LED mewn cartrefi yn fwy nag 80% yn fwy ynni-effeithlon na bylbiau gwynias traddodiadol ac mae ganddynt hyd oes o hyd at 100,000 o oriau.
3. Deuod Zener
Swyddogaeth Graidd: Mae deuodau Zener yn cynnal foltedd sefydlog mewn cylched, gan atal foltedd gormodol rhag niweidio cydrannau electronig; maent yn gweithredu fel "rheoleiddiwr foltedd" yn y gylched.
Nodweddion Arbennig: Pan fydd y foltedd gwrthdro yn cyrraedd gwerth sefydlog penodol (a elwir yn "foltedd rheoledig"), yn sydyn mae'n "dargludo," gan ganiatáu i gerrynt gormodol gael ei ryddhau trwyddo'i hun, gan gynnal foltedd cylched cyson (mae'n parhau i fod mewn cyflwr blocio islaw'r foltedd rheoledig).
Cymwysiadau Cyffredin: Cyflenwadau pŵer llwybrydd, cylchedau electronig modurol, mesuryddion glwcos yn y gwaed, a dyfeisiau eraill sydd angen foltedd sefydlog. Er enghraifft, mae llwybrydd angen foltedd 5V sefydlog i weithredu; mae deuod Zener yn sicrhau, hyd yn oed gydag amrywiadau bach yn y foltedd prif gyflenwad, bod foltedd cyflenwad y llwybrydd yn parhau i fod yn 5V, gan atal camweithio dyfais.
4. Ffotodiode
Swyddogaeth Graidd: Sensitif i olau; y cryfaf yw'r golau, y mwyaf yw'r cerrynt gwrthdro, gan weithredu fel "synhwyrydd golau" yn y gylched.
Nodweddion Strwythurol: Fel arfer mae gan wyneb cyffordd PN ffenestr dryloyw i hwyluso treiddiad golau; mae'r gwrthiant gwrthdro yn newid gyda dwyster golau (y cryfaf yw'r golau, yr isaf yw'r gwrthiant).
Cymwysiadau Cyffredin: Addasiad disgleirdeb awtomatig mewn ffonau symudol, "modiwlau rheoli golau" yng ngoleuadau symud cyntedd, ac elfennau mesuryddion mewn camerâu. Er enghraifft, mae ein sgriniau ffôn symudol yn addasu disgleirdeb yn awtomatig yn ôl lefelau golau amgylchynol diolch i ffotodiode ar frig y sgrin: yn ystod y dydd, pan fydd y golau'n gryf, mae'r ffotodiode yn canfod cerrynt mawr, gan achosi i'r sgrin ddisgleirio; yn y nos, pan fydd y golau yn wan, mae'r cerrynt yn isel, ac mae'r sgrin yn pylu'n awtomatig.
5. Deuod Schottky
Swyddogaeth Graidd: Cyflymder newid hynod o gyflym (dim ond ychydig o nanoeiliadau amser ymateb) a foltedd ymlaen isel, sy'n addas ar gyfer cylchedau amledd uchel a-senarios cyfredol uchel.
Nodweddion Strwythurol: Nid cyffordd PN draddodiadol, ond "cyffordd Schottky" a ffurfiwyd trwy gyfuno lled-ddargludydd metel a math N-, gyda haen rhwystr deneuach a llai o wrthwynebiad i lif cerrynt.
Cymwysiadau Cyffredin: Codi tâl cyflym am ffonau symudol, cylchedau cyflenwad pŵer CPU cyfrifiadurol, offer cyfathrebu amledd uchel, ac ati. Er enghraifft, mewn ffonau symudol sy'n cefnogi codi tâl cyflym 65W, mae'r cerrynt gwefru yn fawr iawn; gall y deuod Schottky "newid" y cerrynt yn gyflym, gan leihau colli pŵer a gwneud codi tâl yn gyflymach ac yn fwy diogel.
Crynodeb
O unioni syml i reoliad ffotosensitif a foltedd cymhleth, mae deuodau, gyda'u nodwedd sylfaenol o "dargludedd uncyfeiriad," wedi datblygu swyddogaethau y gellir eu haddasu i wahanol senarios, gan ddod yn "gydran fach anhepgor" mewn dyfeisiau electronig. Gyda datblygiad technoleg lled-ddargludyddion, mae deuodau yn dal i esblygu tuag at "maint llai" ac "effeithlonrwydd uwch" - megis deuodau pŵer uchel - ar gyfer cerbydau ynni newydd a deuodau uwch-ddargludo ar gyfer cyfathrebu cwantwm, a byddant yn chwarae rhan mewn mwy o feysydd yn y dyfodol.
