Dal giorno in cui mia madre mi ha sorpreso con il primo computer di casa per Natale nel, beh, diciamo solo molto tempo fa, sono stato incuriosito dalla tecnologia. Comunque, al momento, ero l ” invidia di ogni collega geek, nerd, e insegnante nella mia scuola. Ci sono stato con un impressionante 64, attendere che, kilobyte di potenza di elaborazione raw.
Ora, avanti veloce fino ai giorni nostri, e il mio portatile utilizza 100.000 volte quella quantità nella sola RAM. Quindi, è sicuro di dire che la tecnologia informatica si è evoluta. Tuttavia, c’è una cosa che non ha e che è la competitività dei produttori di computer.
Ci sono momenti in cui la scelta di un dispositivo o metodo riguarda una necessità o una funzione. Inoltre, la necessità di una particolare funzionalità è la forza trainante predominante nella scelta di un dispositivo o processo nel campo dell’elettronica.
Che cosa è diodo Bias o Biasing?
Prima di confrontare i due tipi di pregiudizi, in primo luogo, discuterò le loro caratteristiche individuali. In elettronica, definiamo bias o biasing come un metodo per stabilire un insieme di correnti o tensioni in diversi punti di un circuito elettronico per stabilire condizioni operative adeguate all’interno di un componente elettronico. Sebbene questa sia una versione semplificata della risposta, è ancora fondamentalmente corretta. Inoltre, con il biasing, risiede i due tipi di biasing, bias in avanti e bias inverso.
Come sono sicuro che tu sappia, un diodo (giunzione PN) funziona molto come un’autostrada a senso unico poiché consente il flusso di corrente più facilmente in una direzione rispetto all’altra. In sintesi, un diodo conduce tipicamente corrente in una direzione e la tensione che applicano segue un orientamento di polarizzazione in avanti descritto. Tuttavia, quando la tensione si muove nella direzione inversa, ci riferiamo a questo orientamento come polarizzazione inversa. Inoltre, quando in polarizzazione inversa, un diodo di giunzione PN standard tipicamente inibirà o bloccherà il flusso di corrente, quasi come una versione elettronica di una valvola di ritegno.
Forward Bias vs. Reverse Bias
In un diodo standard, forward biasing si verifica quando la tensione attraverso un diodo permette il flusso naturale di corrente, mentre reverse biasing denota una tensione attraverso il diodo nella direzione opposta.
Tuttavia, la tensione presente attraverso un diodo durante il biasing inverso non produce alcun flusso significativo di corrente. Inoltre, questa particolare caratteristica è utile per cambiare la corrente alternata (AC) in corrente continua (DC).
Ci sono una varietà di altri usi per questa caratteristica, compreso il controllo elettronico del segnale.
La conoscenza del posizionamento del diodo Zener può creare o rompere un progetto.
Il funzionamento di un diodo
In precedenza, ho fornito una spiegazione più semplificata del funzionamento standard del diodo. Il processo dettagliato di un diodo può essere un po ‘ difficile da capire poiché comporta una comprensione della meccanica quantistica. Il funzionamento del diodo riguarda il flusso di cariche negative (elettroni) e cariche positive (fori). Tecnologicamente parlando, ci riferiamo a un diodo semiconduttore come giunzione p – N. Anche le giunzioni P-n sono una parte essenziale di un’operazione di cella fotovoltaica.
In generale, il corretto funzionamento di un diodo richiede un altro elemento o processo essenziale chiamato doping. Puoi dopare un semiconduttore con materiali per facilitare un eccesso di elettroni facilmente spostati, che ci riferiamo a come una regione di tipo n o negativa. Inoltre, è anche possibile dopare un semiconduttore per promuovere un eccesso di fori per assorbire facilmente anche quegli elettroni, e ci riferiamo a questo come al tipo p o alla regione positiva. Inoltre, le regioni positive e negative del diodo sono anche chiamate anodo (P) e catodo (N).
Nel complesso, sono le varianze tra i due materiali e la loro successiva sinergia su distanze estremamente brevi (< millimetro) che facilitano il funzionamento del diodo. Tuttavia, la funzionalità del diodo è possibile solo, ovviamente, quando uniamo i due tipi (P, N) di materiali. Inoltre, la fusione di questi due tipi di materiali forma ciò che chiamiamo una giunzione p-N. Inoltre, l’area che esiste tra i due elementi è chiamata regione di esaurimento.
Nota: Tieni presente che per una corretta funzionalità, un diodo richiede una tensione di soglia minima per superare la regione di esaurimento. Inoltre, la tensione di soglia minima nella maggior parte dei casi per i diodi è di circa 0,7 volt. Inoltre, la tensione di polarizzazione inversa produrrà una piccola quantità di corrente attraverso il diodo, e si chiama corrente di dispersione, ma in genere è trascurabile. Infine, se si applica una tensione inversa significativa, causerà una rottura elettronica completa del diodo, consentendo così alla corrente di fluire nella direzione opposta attraverso il diodo.
Funzionalità e funzionamento del diodo continuato
In generale, quando la diffusione facilita il successivo movimento degli elettroni dalla regione di tipo n, iniziano a riempire i fori all’interno della regione di tipo P. Il risultato di questa azione forma ioni negativi all’interno della regione di tipo p, lasciando così ioni positivi nella regione di tipo N. Nel complesso, il controllo governante di questa azione risiede nella direzione del campo elettrico. Come si può immaginare, questo si traduce in un comportamento elettrico benefico a seconda, ovviamente, di come si applica la tensione, cioè, polarizzazione.
Inoltre, per quanto riguarda un diodo di giunzione p-n standard, ci sono tre condizioni di polarizzazione e due regioni operative. I tre possibili tipi di condizioni di polarizzazione sono i seguenti:
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Bias in avanti: questa condizione di polarizzazione incorpora il collegamento di un potenziale di tensione positivo al materiale di tipo P e uno negativo al materiale di tipo N attraverso il diodo, diminuendo così la larghezza del diodo.
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Polarizzazione inversa: Al contrario, questa condizione di polarizzazione comporta il collegamento di un potenziale di tensione negativo al materiale di tipo P e un positivo al materiale di tipo N attraverso il diodo, aumentando così la larghezza del diodo.
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Zero Bias: questa è una condizione di bias in cui non esiste un potenziale di tensione esterno applicato al diodo.
Polarizzazione in avanti contro polarizzazione inversa e loro varianze
Una polarizzazione inversa rafforza la barriera potenziale e impedisce il flusso dei portatori di carica. Al contrario, una polarizzazione in avanti indebolisce la barriera potenziale, consentendo così alla corrente di fluire più facilmente attraverso la giunzione.
Mentre in forward biasing, colleghiamo il terminale positivo dell’alimentazione di tensione all’anodo e il terminale negativo al catodo. Al contrario, mentre in polarizzazione inversa, colleghiamo il terminale positivo dell’alimentazione di tensione al catodo e il terminale negativo all’anodo.
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Un bias in avanti riduce la forza della barriera potenziale del campo elettrico attraverso il potenziale, mentre un bias inverso rafforza la barriera potenziale.
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Una polarizzazione diretta ha una tensione anodica maggiore della tensione catodica. Al contrario, una polarizzazione inversa ha una tensione catodica maggiore della tensione anodica.
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Un bias forward ha una sostanziale corrente forward, mentre un bias reverse ha una minima corrente forward.
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Lo strato di esaurimento di un diodo è sostanzialmente più sottile mentre è in bias in avanti e molto più spesso quando è in bias inverso.
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La polarizzazione diretta diminuisce la resistenza di un diodo e la polarizzazione inversa aumenta la resistenza di un diodo.
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La corrente scorre senza sforzo mentre è in bias in avanti, ma il bias inverso non consente alla corrente di fluire attraverso il diodo.
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Il livello della corrente dipende dalla tensione diretta mentre in polarizzazione diretta, tuttavia, la quantità di corrente è minima o trascurabile in polarizzazione inversa.
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In forward bias, un dispositivo funzionerà come conduttore e come isolante se in reverse bias.
La pianificazione del circuito in base ai potenziali di polarizzazione è il segno dell’analisi intelligente.
La capacità di un diodo di funzionare come due dispositivi separati, ma ugualmente efficaci lo rende un componente realmente adattivo. Gli effetti di polarizzazione sulla funzionalità di un diodo forniscono un controllo ottimale su quale funzione un diodo giocherà nel vostro disegno di circuito. L’uso del biasing in avanti e indietro fornisce al progettista di circuiti un controllo ottimale sulla funzionalità di un diodo.
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