Siden dagen min mor overrasket meg med den første hjemme-pc til Jul tilbake i, vel, la oss bare si for lenge siden, jeg har vært fascinert av teknologien. Uansett, på den tiden, jeg var misunnelse av alle andre geek, nerd, og lærer på skolen min. Der var jeg med en imponerende 64, vent på det, kilobytes med rå prosessorkraft.
nå, spol frem til i dag, og min laptop bruker 100.000 ganger det beløpet I RAM alene. Så det er trygt å si at datateknologi har utviklet seg. Det er imidlertid en ting som ikke har, og det er konkurranseevnen til datamaskinprodusentene.
Det er tider når et valg av en enhet eller metode handler om et behov eller en funksjon. Videre er behovet for en bestemt funksjonalitet den overordnede drivkraften når du velger en enhet eller prosess innen elektronikk.
Hva er Diode Bias eller Biasing?
Før vi sammenligner de to typer bias, vil jeg først diskutere deres individuelle egenskaper. I elektronikk definerer vi bias eller biasing som en metode for å etablere et sett med strømmer eller spenninger på forskjellige punkter i en elektronisk krets for å etablere riktige driftsforhold i en elektronisk komponent. Selv om dette er en forenklet versjon av svaret, er det fortsatt fundamentalt riktig. Videre, med biasing, ligger de to typer biasing, forward bias og reverse bias.Som jeg er sikker på at du er klar over, fungerer en diode (PN junction) som en enveis motorvei, siden det tillater strømmen av strøm lettere i en retning enn den andre. Oppsummert utfører en diode vanligvis strøm i en retning, og spenningen de gjelder følger en beskrevet foroverforspenningsretning. Men når spenningen beveger seg i motsatt retning, refererer vi til denne orienteringen som omvendt forspenning. Også, når i omvendt bias, vil en standard PN-kryssdiode typisk hemme eller blokkere strømmen av strøm, nesten som en elektronisk versjon av en tilbakeslagsventil.
Forward Bias vs. Reverse Bias
i en standarddiode oppstår forward biasing når spenningen over en diode tillater den naturlige strømmen av strøm, mens omvendt forspenning betegner en spenning over dioden i motsatt retning.
spenningen som er tilstede over en diode under omvendt forspenning, gir imidlertid ingen signifikant strøm av strøm. Videre er denne spesielle egenskapen gunstig for å endre vekselstrøm (AC) til likestrøm (DC).
Det finnes en rekke andre bruksområder for denne egenskapen, inkludert elektronisk signalstyring.
Zener diode plassering kunnskap kan gjøre eller ødelegge et design.
Driften av En Diode
Tidligere ga jeg en mer forenklet forklaring på standard diodeoperasjon. Den detaljerte prosessen med en diode kan være litt utfordrende å forstå siden det innebærer en forståelse av kvantemekanikk. Diodeoperasjon gjelder strømmen av negative ladninger (elektroner) og positive ladninger (hull). Teknologisk sett refererer vi til en halvlederdiode som et pn-kryss. Pn-veikryss er også en viktig del av en fotovoltaisk celleoperasjon.Generelt krever riktig drift av en diode et annet viktig element eller en prosess som kalles doping. Du kan dope en halvleder med materialer for å lette et overskudd av lett fordrevne elektroner, som vi refererer til som en n-type eller negativ region. Videre er det også mulig å dope en halvleder for å fremme et overskudd av hull for lett å absorbere disse elektronene også, og vi refererer til dette som p-type eller positiv region. Videre kalles de positive og negative områdene til dioden også anoden (P) og katoden (N).totalt sett er det avvikene mellom de to materialene og deres påfølgende synergi over ekstremt korte avstander (< millimeter) som letter diodedrift. Imidlertid er diodefunksjonalitet bare mulig, selvfølgelig, når vi fusjonerer de to typene (P, N) av materialer. Sammenslåingen av disse to typer materialer danner også det vi kaller et pn-kryss. Videre kalles området som eksisterer mellom de to elementene uttømmingsområdet.
Merk: Husk at for riktig funksjonalitet krever en diode en minimumsgrensespenning for å overvinne uttømmingsområdet. Videre er minimumsterskelspenningen i de fleste tilfeller for dioder omtrent 0,7 volt. Dessuten vil revers-bias spenningen produsere en liten mengde strøm gjennom dioden, og det kalles lekkasjestrøm, men vanligvis er det ubetydelig. Til slutt, hvis du bruker en betydelig omvendt spenning, vil det føre til en omfattende elektronisk sammenbrudd av dioden, slik at strømmen kan strømme i motsatt retning gjennom dioden.
Diode Funksjonalitet Og Drift Fortsatte
generelt, når diffusjon letter den etterfølgende bevegelsen av elektroner fra n-type regionen, begynner de å fylle hullene i p-type regionen. Resultatet av denne handlingen danner negative ioner i p-type regionen, og etterlater dermed positive ioner i n-type regionen. Samlet sett ligger styrende kontroll av denne handlingen i retning av det elektriske feltet. Som du kan forestille deg, resulterer dette i gunstig elektrisk oppførsel, avhengig av hvordan du bruker spenningen, dvs. forspenning.
Videre, med hensyn til en standard pn-kryssdiode, er det tre forspenningsforhold og to driftsområder. De tre mulige typer biasingforhold er som følger:
-
Forward Bias: denne bias-tilstanden inkorporerer tilkobling av et positivt spenningspotensial til p-type materiale og et negativt Til n-type materiale over dioden, og reduserer dermed bredden på dioden.
-
Omvendt Bias: I kontrast innebærer denne forspenningsbetingelsen tilkobling av et negativt spenningspotensial til p-type materiale og en positiv Til n-type materiale over dioden, og øker dermed bredden på dioden.Null Bias: Dette Er En bias-tilstand Der det ikke er noe eksternt spenningspotensial på dioden.
Forward Biasing Versus Revers Biasing og Deres Avvik
en omvendt bias forsterker den potensielle barrieren og hindrer strømmen av ladningsbærere. I motsetning til dette svekker en fremoverforspenning den potensielle barrieren, slik at strømmen lettere kan strømme over krysset.
mens vi er i forspenningsforspenningen, kobler vi den positive terminalen til spenningsforsyningen til anoden og den negative terminalen til katoden. I kontrast, mens vi er i omvendt forspenning, kobler vi den positive terminalen til spenningsforsyningen til katoden og den negative terminalen til anoden.
-
a forward bias reduserer styrken av den potensielle barrieren til det elektriske feltet over potensialet, mens en omvendt bias styrker den potensielle barrieren.
-
en foroverspenning har en anodespenning som er større enn katodespenningen. I motsetning har en omvendt forspenning en katodespenning som er større enn anodespenningen.
-
en foroverspenning har en betydelig foroverstrøm, mens en foroverspenning har en minimal foroverstrøm.
-
depletion laget av en diode er vesentlig tynnere mens i forover bias og mye tykkere når i omvendt bias.
-
Fremover bias reduserer en diode motstand, og omvendt bias øker en diode motstand.
-
strømmen flyter uanstrengt mens i forover bias, men omvendt bias tillater ikke strøm å strømme gjennom dioden.
-
nivået av strømmen avhenger av foroverspenningen mens den er i foroverspenning, men mengden strøm er minimal eller ubetydelig i omvendt forspenning.
-
i forward bias vil en enhet fungere som en leder og som en isolator hvis den er i revers bias.
Planlegging ut din krets basert på bias potensialer er merket av smart analyse.
diodens evne til å fungere som to separate, men like effektive enheter gjør det til en genuint adaptiv komponent. Effektene av forspenning på en diodes funksjonalitet gir optimal kontroll over hvilken funksjon en diode vil spille i kretsdesignet ditt. Bruk av forover og bakover biasing gir en krets designer optimal kontroll over en diode funksjonalitet.Heldigvis, Med Cadence ‘ s pakke med design-og analyseverktøy, vil du være sikker på at dine designere og produksjonsteam jobber sammen for å implementere bruken av forover-og revers-forspenningsteknikker i alle DINE PCB-design. Allegro PCB Designer er layoutløsningen du har latt etter, og det kan utvilsomt lette implementeringen av fremover eller omvendt forspenningsdesignstrategier i dine nåværende og fremtidige PCB-design.
hvis Du ønsker å lære mer om Hvordan Cadence har løsningen for deg, snakk med vårt team av eksperter og oss.
Om Forfatteren
Cadence PCB solutions er et komplett designverktøy for å muliggjøre rask og effektiv produktopprettelse. Cadence gjør at brukerne nøyaktig forkorte design sykluser å overlate til produksjon gjennom moderne, IPC-2581 industristandard.
Følg På Linkedin Besøk Nettside Mer Innhold Av Cadence PCB Solutions