Co to jest napięcie „do przodu” i „do tyłu” podczas pracy z diodami?

66

Jaka jest różnica między napięciami „do przodu” i „do tyłu” podczas pracy z diodami i diodami LED?

Zdaję sobie sprawę z tego, że odpowiedź na to pytanie jest dostępna na innych stronach internetowych, takich jak wikipedia, ale szukam krótkiego podsumowania, które byłoby mniej dyskusją techniczną i bardziej przydatną wskazówką dla kogoś, kto używa diod w obwodzie hobby.

JYelton
źródło
2
LED oznacza diodę elektroluminescencyjną.
Dean
5
Dodałem „i diody LED” jako sposób na przechwytywanie zapytań, które nie
wypisują
5
Usunąłem apostrof z „i diod LED”, ponieważ jestem pedantyczny. :)
Adam Lawrence
@Madmanguruman Większość moich zmian zdecydowanie kwalifikuje się również do tego opisu. Dzięki. :)
JYelton

Odpowiedzi:

57

Napięcie przewodzenia jest spadek napięcia na diodzie, jeżeli napięcie na anodzie jest bardziej dodatni niż napięcie na katodzie (jeśli podłączysz + do anody).

Będziesz używał tej wartości do obliczenia rozproszenia mocy diody i napięcia za diodą.

Napięcie wsteczne jest spadek napięcia na diodzie jeśli napięcie na katody jest bardziej dodatni niż napięcie na anodzie (jeśli łączyć + katody).

Jest to zwykle znacznie więcej niż napięcie przewodzenia. Podobnie jak w przypadku napięcia przewodzącego, prąd przepłynie, jeśli podłączone napięcie przekroczy tę wartość. Nazywa się to „awarią”. Zwykłe diody są zwykle niszczone, ale w przypadku diod Z i Zenera efekt ten jest wykorzystywany celowo.

AndreKR
źródło
10
@Jelton, jeśli wykluczysz diody Zenera, większość każdej używanej diody przewodzi, gdy ma napięcie „do przodu”, i odcina się, gdy zostanie osiągnięte napięcie wsteczne.
Kortuk
2
@Kortuk, chciałbym, aby twój komentarz był odpowiedzią i również został zaakceptowany. Pozostałe odpowiedzi są poprawne, ale celem diody jest jednokierunkowy zawór zwrotny dla prądu. Złamanie diody to sposób, w jaki znaleziono interesujące rzeczy, takie jak diody Zenera.
Chris K
Co rozumiesz przez „bardziej pozytywne”? Czy prąd może być „mniej pozytywny”? Do czego służy dioda Zenera?
Agentka Zebra,
2
@AgentZebra W porównaniu do wspólnego odniesienia, tak, zobacz to zdjęcie . Dioda Zenera może być używany jako odniesienie napięcia lub ogranicznika napięcia.
AndreKR
1
@fukanchik Gdy podłączysz diodę zgodnie z opisem w mojej odpowiedzi, możesz oczekiwać, że różnica napięć między zaciskami diody będzie zbliżona do napięcia przewodzącego podanego w arkuszu danych.
AndreKR
9

Odchylenie do przodu występuje, gdy anoda (spiczasta część symbolu) jest dodatnia, a katoda (słupek) jest ujemna. Odwrotne odchylenie ma miejsce, gdy anoda jest ujemna, a katoda dodatnia. Dużo prądu płynie, gdy dioda jest skierowana do przodu, pod warunkiem, że napięcie jest wyższe niż 0,6 V lub więcej dla diody krzemowej lub 0,3 V lub więcej dla urządzenia germanowego. Przepływa bardzo niewielka ilość prądu, jeśli dioda ma tendencję do odwrotnego działania.

Jeśli masz DVM i niektóre diody, możesz to sprawdzić samodzielnie. Przewody diody katodowej są zwykle identyfikowane za pomocą pasma, więc jeśli przełączysz DVM na ustawienie niskiej rezystancji i połączysz przewody na diodzie w obu kierunkach, powinieneś zobaczyć niski opór w jednym kierunku i wysoką rezystancję w drugim kierunku , pod warunkiem, że DVM dostarcza wystarczająco wysokie napięcie. Niektóre DVM mają specjalne ustawienie testu diody, które jest łatwiejsze w użyciu.

Diody LED zwykle mają płaską powierzchnię względem elektrody katodowej.

Leon Heller
źródło
1
Dlaczego to się nazywa Forward-bias? dlaczego słowo bias? Czy to to samo co forward voltage?
Agentka Zebra,
Naprzód jest przeciwieństwem odwrotności. Jest to to samo, co napięcie przewodzenia.
Leon Heller
9

Zazwyczaj napięcie przewodzące jest napięciem, przy którym prąd zaczyna płynąć w normalnym kierunku przewodzenia (jak wspomniano powyżej, jest gdzieś w zakresie 0,3-0,6 V)

Odwrotne napięcie jest w pewnym sensie tym samym - jest to napięcie, w którym prąd zaczyna płynąć, gdy dioda znajduje się w obszarze normalnie nieprzewodzącym - jest to również punkt, w którym dioda może przekształcić się w zwęglony bałagan, jak cały wewnętrzny półprzewodnik rzeczy zamieniają się w papkę (wybierz wartość nieco większą od największego SZCZYTU [nie RMS] napięcia AC, które zobaczy dioda)

Taniwha
źródło
3
„Powyżej” jest względne; odpowiedzi są najpierw sortowane według liczby głosów, a następnie losowo. Myślę, że miałeś na myśli „Jak wspomniał Leon”.
Kevin Vermeer
5

Kopanie w 3 ... 2 ... 1 ...

Aby informacje zostały tutaj skondensowane i chciałbym wiedzieć, gdzie znaleźć moje potomstwo, dodam typowe napięcia przewodzenia dla zwykłej diody LED, aby szybko zapoznać się z tym wszystkim. (A także dlatego, że lubię kopać stary wątek 18 grudnia.)

Zgodnie z Wikipedią :

Zazwyczaj napięcie przewodzenia diody LED wynosi około 1,8–3,3 woltów; zależy od koloru diody LED. Czerwona dioda LED zwykle spada o 1,8 wolta, ale spadek napięcia zwykle rośnie wraz ze wzrostem częstotliwości światła, więc niebieska dioda LED może spaść o około 3,3 wolta.

Szybkie odniesienie do napięcia LED

  • Dioda IR spada około 1,5 V.
  • Czerwony : ~ 2 V.
  • Bursztyn : ~ 2 V.
  • Żółty : ~ 2 V.
  • Zielony : ~ 2,5 V.
  • Niebieski : ~ 3,5 V.
  • Biały : ~ 3,5 V.
  • Diody laserowe : ~ 1,5 V, ale mogą się znacznie różnić w zależności od długości fali (np. 375 nm do 3300 nm )

źródło
1
Chociaż zgadzam się, że napięcia przewodzące są pomocne, to tak naprawdę nie odpowiada na pierwotne pytanie, które dotyczy kontrastowania napięć przewodzących i odwrotnych w odniesieniu do diod. Możesz mieć dobrą odpowiedź, zadając osobne pytanie: „Jakie są typowe napięcia przewodzenia diody?” i opublikowanie tej odpowiedzi. Zobacz także tę meta odpowiedź na pytania, na które
udzielono
Wyraźnie stwierdziłem, że chcę tylko „dodać typowe napięcie napięciowe”. Weź to na przykład jako dodatkowe informacje na temat samego pytania.
1
Nie kwestionuję, że dodajesz dobre informacje uzupełniające; po prostu mówiąc, że ludzie, którzy tego szukają, mogą znaleźć to szybciej, jeśli jest ono powiązane z pytaniem odzwierciedlającym to. (Plus dostaniesz jakieś pozytywne głosy zarówno na pytanie, jak i odpowiedź, przynajmniej ode mnie!)
JYelton,
Nie dlatego, że biegam po reputacji, cóż, mógłbym rozważyć dodanie dedykowanego pytania na ten temat.
2

Chociaż wspominasz o „napięciu”, myślę, że masz na myśli stronniczość. Jeśli jest to poprawne, wówczas „polaryzacja do przodu” oznacza przyłożenie napięcia w taki sposób, że dioda „pokazuje” niską rezystancję . „Odwrotne odchylenie” powoduje, że dioda wykazuje wysoką rezystancję .

Guill
źródło
Moje pytanie zostało sformułowane w celu odniesienia się do typowych (przynajmniej z mojego doświadczenia) wyrażeń, ale tak, uprzedzenie jest tym, co rozumie się przez te terminy. Odpowiedź Leona obejmuje to, choć myślę, że twoja odpowiedź wyjaśnia to inaczej i jest również pomocna.
JYelton,
-1

Napięcie przewodzące to takie, które powoduje, że dioda przewodzi, podczas gdy napięcie wsteczne powoduje, że dioda jest bardzo złym przewodnikiem lub prawie otwartym obwodem, chyba że dioda „się zepsuje”.

Alex
źródło
-2

W przypadku idealnych diod połączeniowych istnieje zależność między prądem a napięciem podanym w równaniu diody Shockleya I = Is (exp (Vd q / nkT). Można to rozwiązać, aby uzyskać Vd, napięcie diody, w funkcji I. Ale kiedy masz rezystor połączony szeregowo z diodą, NIE możesz rozwiązać obwodu; musisz stosować kolejne przybliżenia. (Chyba że masz kalkulator WP-34 z wbudowaną funkcją Lambert W.). Zwykle możesz wymienić nkT / q z około 0,6 wolta, a prąd nasycenia wynosi około 1 mA, a twoje obliczenia napięcia będą w parku kulkowym.

Google „równanie Shockley diode”, aby dowiedzieć się więcej niż mogę tutaj wpisać.

richard1941
źródło