od dnia, w którym moja mama zaskoczyła mnie pierwszym domowym komputerem na Boże Narodzenie, cóż, powiedzmy, że dawno temu byłem zaintrygowany tą technologią. W każdym razie, wtedy zazdrościli mi wszyscy kujoni, kujoni i nauczyciele w mojej szkole. Tam byłem z imponującą 64, czekaj na to, kilobajty mocy przetwarzania surowego.
teraz, przewiń do przodu do dnia dzisiejszego, a mój laptop wykorzystuje 100 000 razy tyle w samej pamięci RAM. Można więc śmiało powiedzieć, że technologia komputerowa ewoluowała. Jest jednak jedna rzecz, która nie ma i to jest konkurencyjność producentów komputerów.
czasami wybór jednego urządzenia lub metody dotyczy potrzeby lub funkcji. Ponadto potrzeba określonej funkcjonalności jest dominującą siłą napędową przy wyborze urządzenia lub procesu w dziedzinie elektroniki.
co to jest Bias diodowy lub Biasing?
zanim porównamy te dwa typy stronniczości, najpierw omówię ich indywidualne cechy. W elektronice definiujemy bias lub biasing jako metodę ustalania zestawu prądów lub napięć w różnych punktach obwodu elektronicznego w celu ustalenia odpowiednich warunków pracy w elemencie elektronicznym. Chociaż jest to uproszczona wersja odpowiedzi, nadal jest zasadniczo poprawna. Ponadto, z tendencyjnością, rezyduje dwa rodzaje tendencyjności, odchylenie do przodu i odchylenie do tyłu.
jak zapewne wiesz, dioda (skrzyżowanie PN) działa podobnie jak autostrada jednokierunkowa, ponieważ umożliwia łatwiejszy przepływ prądu w jednym kierunku niż w drugim. Podsumowując, dioda zazwyczaj przewodzi prąd w jednym kierunku, a napięcie, które przyłożą, jest zgodne z opisaną orientacją odchylenia do przodu. Jednakże, gdy napięcie porusza się w odwrotnym kierunku, określamy tę orientację jako odwrotne odchylenie. Ponadto, gdy jest odwrotne odchylenie, standardowa dioda złącza PN zazwyczaj hamuje lub blokuje przepływ prądu, prawie jak elektroniczna wersja zaworu zwrotnego.
odchylenie do przodu vs odchylenie do tyłu
w standardowej diodzie odchylenie do przodu występuje, gdy napięcie na diodzie pozwala na naturalny przepływ prądu, podczas gdy odchylenie do tyłu oznacza napięcie na diodzie w przeciwnym kierunku.
jednak napięcie obecne na diodzie podczas odchylania wstecznego nie powoduje żadnego znaczącego przepływu prądu. Ponadto ta szczególna cecha jest korzystna dla zmiany prądu przemiennego (AC) na prąd stały (DC).
istnieje wiele innych zastosowań tej cechy, w tym elektroniczne sterowanie sygnałem.
Wiedza o umieszczeniu Diod Zenera może stworzyć lub złamać projekt.
działanie Diody
wcześniej podałem bardziej uproszczone wyjaśnienie standardowej pracy diody. Szczegółowy proces diody może być nieco trudne do zrozumienia, ponieważ wymaga zrozumienia mechaniki kwantowej. Działanie Diody dotyczy przepływu ładunków ujemnych (elektronów) i dodatnich (dziur). Technologicznie mówiąc, diodę półprzewodnikową nazywamy złączem p-n. Złącza P – n są również istotną częścią działania ogniw fotowoltaicznych.
ogólnie rzecz biorąc, prawidłowe działanie Diody wymaga innego istotnego elementu lub procesu zwanego dopingiem. Można domieszkować półprzewodnik materiałami, aby ułatwić nadmiar łatwo przemieszczanych elektronów, które nazywamy regionem typu N lub ujemnym. Co więcej, możliwe jest również doładowanie półprzewodnika, aby promować nadmiar dziur, aby łatwo absorbować również te elektrony, i nazywamy to typem p lub regionem dodatnim. Ponadto dodatnie i ujemne regiony Diody nazywane są również jej anodą (P) i katodą (N).
Ogólnie rzecz biorąc, to różnice między tymi dwoma materiałami i ich późniejsza Synergia na bardzo krótkich dystansach (< milimetr) ułatwiają działanie Diody. Jednak funkcjonalność diod jest możliwa tylko wtedy, gdy połączymy dwa typy (P, N) materiałów. Ponadto, połączenie tych dwóch rodzajów materiałów tworzy coś, co nazywamy złączem p-n. Ponadto obszar, który istnieje między tymi dwoma elementami, nazywany jest regionem wyczerpania.
Uwaga: Należy pamiętać, że dla poprawnej funkcjonalności dioda wymaga minimalnego napięcia progowego, aby pokonać region wyczerpania. Ponadto minimalne napięcie progowe w większości przypadków Dla diod wynosi około 0,7 V. Ponadto napięcie odwrotnego odchylenia wytwarza niewielką ilość prądu przez diodę i nazywa się prądem upływowym, ale zazwyczaj jest znikomy. Wreszcie, jeśli zastosujesz znaczne napięcie odwrotne, spowoduje to kompleksowe elektroniczne załamanie Diody, umożliwiając w ten sposób przepływ prądu w przeciwnym kierunku przez diodę.
funkcjonalność i działanie Diod kontynuowane
ogólnie rzecz biorąc, gdy dyfuzja ułatwia późniejszy ruch elektronów z regionu typu N, zaczynają wypełniać dziury w obszarze typu P. W wyniku tego działania powstają jony ujemne w regionie typu p, pozostawiając w ten sposób jony dodatnie w regionie typu N. Ogólnie rzecz biorąc, kontrola tego działania zależy od kierunku pola elektrycznego. Jak można sobie wyobrazić, skutkuje to korzystnymi zachowaniami elektrycznymi w zależności, oczywiście, od tego, jak zastosujesz napięcie, tj. odchyleń.
ponadto, w odniesieniu do Standardowej Diody złącza p-n, istnieją trzy warunki biasingu i dwa regiony robocze. Trzy możliwe typy warunków odchylenia są następujące:
-
odchylenie do przodu: ten warunek odchylenia obejmuje podłączenie dodatniego potencjału napięciowego do materiału typu P i ujemnego do materiału typu N w poprzek Diody, zmniejszając w ten sposób szerokość DIODY.
-
odwrotne odchylenie: W przeciwieństwie do tego, stan ten polega na podłączeniu potencjału ujemnego napięcia do materiału typu P i dodatniego do materiału typu N przez diodę, zwiększając w ten sposób szerokość DIODY.
-
Zero Bias: jest to stan biasu, w którym nie ma zewnętrznego potencjału napięciowego przyłożonego do Diody.
odchylenie do przodu a odchylenie do tyłu i ich odchylenia
odchylenie odwrotne wzmacnia barierę potencjalną i utrudnia przepływ nośników ładunku. Natomiast odchylenie do przodu osłabia barierę potencjału, umożliwiając w ten sposób łatwiejszy przepływ prądu przez złącze.
podczas odchylania do przodu podłączamy dodatni zacisk zasilania napięciem do anody, a ujemny zacisk do katody. W przeciwieństwie do tego, podczas odwrotnego odchylenia, podłączamy dodatni zacisk zasilania napięciem do katody, a ujemny zacisk do anody.
-
odchylenie do przodu zmniejsza siłę bariery potencjalnej pola elektrycznego w poprzek potencjału, podczas gdy odchylenie odwrotne wzmacnia barierę potencjalną.
-
odchylenie do przodu ma napięcie anodowe większe niż napięcie katodowe. Natomiast odwrotne odchylenie ma napięcie katodowe większe niż napięcie anodowe.
-
odchylenie do przodu ma znaczny prąd do przodu, podczas gdy odchylenie do tyłu ma minimalny prąd do przodu.
-
warstwa diody jest znacznie cieńsza podczas odchylania do przodu i znacznie grubsza przy odchylaniu wstecznym.
-
odchylenie do przodu zmniejsza rezystancję Diody, a odchylenie do tyłu zwiększa rezystancję Diody.
-
prąd płynie bez wysiłku podczas odchylenia do przodu, ale odchylenie odwrotne nie pozwala na przepływ prądu przez diodę.
-
poziom prądu zależy od napięcia do przodu podczas odchylenia do przodu, jednak ilość prądu jest minimalna lub znikoma w odwrotnym odchyleniu.
-
w przypadku odchylenia do przodu urządzenie będzie działać jako przewodnik, a w przypadku odchylenia wstecznego jako izolator.
planowanie obwodu w oparciu o potencjały biasu jest znakiem inteligentnej analizy.
zdolność Diody do działania jako dwóch oddzielnych, ale równie skutecznych urządzeń sprawia, że jest to element naprawdę adaptacyjny. Wpływ odchyleń na funkcjonalność Diody zapewnia optymalną kontrolę nad funkcją diody w projekcie obwodu. Zastosowanie przesunięcia do przodu i do tyłu daje projektantowi obwodu optymalną kontrolę nad funkcjonalnością Diody.
na szczęście, dzięki pakietowi narzędzi do projektowania i analizy Cadence, na pewno twoi projektanci i zespoły produkcyjne będą współpracować nad wdrożeniem technik biasingu do przodu i do tyłu we wszystkich projektach PCB. Allegro PCB Designer to rozwiązanie layoutu, którego szukałeś, i bez wątpienia może ułatwić wdrażanie strategii projektowania stronniczego do przodu lub do tyłu w obecnych i przyszłych projektach PCB.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o tym, jak Cadence ma dla Ciebie rozwiązanie, porozmawiaj z naszym zespołem ekspertów i nami.
o autorze
Cadence PCB solutions to kompletne narzędzie do projektowania od przodu do tyłu, umożliwiające szybkie i wydajne tworzenie produktu. Cadence umożliwia użytkownikom dokładne skrócenie cykli projektowych do przekazania do produkcji dzięki nowoczesnemu standardowi przemysłowemu IPC-2581.
Follow on Linkedin Visit Website More Content by Cadence PCB Solutions