Rhagfarn Ymlaen yn erbyn Tueddiadau Gwrthdroi a'u Heffeithiau ar Ymarferoldeb Deuodau

 

Ers y diwrnod y gwnaeth fy mam fy synnu gyda'r cyfrifiadur cartref cyntaf ar gyfer y Nadolig yn ôl i mewn, wel, gadewch i ni ddweud amser maith yn ôl, mae'r dechnoleg wedi fy swyno. Beth bynnag, ar y pryd, roeddwn yn destun cenfigen at bob cyd-geek, nerd, ac athro yn fy ysgol. Yno roeddwn i gyda 64 trawiadol, arhoswch amdano, cilobeit o bŵer prosesu amrwd.

Nawr, cyflym ymlaen i'r presennol, ac mae fy ngliniadur yn defnyddio 100,000 gwaith y swm hwnnw mewn RAM yn unig. Felly, mae'n ddiogel dweud bod technoleg gyfrifiadurol wedi esblygu. Fodd bynnag, mae yna un peth sydd heb wneud a dyna gystadleurwydd y gwneuthurwyr cyfrifiaduron.

Mae yna adegau pan fydd dewis o un ddyfais neu ddull yn ymwneud ag angen neu swyddogaeth. At hynny, yr angen am ymarferoldeb penodol yw'r prif rym wrth ddewis dyfais neu broses ym maes electroneg.

Beth yw Rhagfarn Deuod neu Ragfarn?

Cyn i ni gymharu'r ddau fath o ragfarn, yn gyntaf, byddaf yn trafod eu nodweddion unigol. Mewn electroneg, rydym yn diffinio rhagfarn neu ragfarn fel dull o sefydlu set o geryntau neu folteddau ar wahanol bwyntiau mewn cylched electronig i sefydlu amodau gweithredu cywir o fewn cydran electronig. Er mai fersiwn symlach o'r ateb yw hon, mae'n dal yn sylfaenol gywir. Ar ben hynny, gyda gogwydd, mae'r ddau fath o ragfarn, rhagfarn ymlaen a thuedd gwrthdroi.

Fel yr ydych yn ymwybodol eich bod yn ymwybodol, mae deuod (cyffordd PN) yn gweithredu'n debyg iawn i briffordd unffordd gan ei bod yn caniatáu llif cerrynt yn haws i un cyfeiriad na'r llall. I grynhoi, mae deuod fel rheol yn dargludo cerrynt mewn un cyfeiriad, ac mae'r foltedd y maent yn ei gymhwyso yn dilyn cyfeiriadedd rhagfarnllyd a ddisgrifir. Fodd bynnag, pan fydd y foltedd yn symud i'r cyfeiriad arall, rydym yn cyfeirio at y cyfeiriadedd hwn fel gogwydd gwrthdroi. Hefyd, pan fydd yn gwrthdroi, bydd deuod cyffordd PN safonol fel rheol yn atal neu'n rhwystro llif y cerrynt, bron fel fersiwn electronig o falf wirio.

Rhagfarn Ymlaen yn erbyn Tueddiadau Gwrthdroi

Mewn deuod safonol, mae rhagfarn ymlaen yn digwydd pan fydd y foltedd ar draws deuod yn caniatáu llif naturiol cerrynt, ond mae gogwydd gwrthdroi yn dynodi foltedd ar draws y deuod i'r cyfeiriad arall.

Fodd bynnag, nid yw'r foltedd sy'n bresennol ar draws deuod yn ystod gogwyddo i'r gwrthwyneb yn cynhyrchu unrhyw lif sylweddol o gerrynt. At hynny, mae'r nodwedd benodol hon yn fuddiol ar gyfer newid cerrynt eiledol (AC) yn gerrynt uniongyrchol (DC).

Mae yna amrywiaeth o ddefnyddiau eraill ar gyfer y nodwedd hon, gan gynnwys rheoli signal yn electronig.

Gall gwybodaeth am leoliad deuod Zener wneud dyluniad neu ei dorri.

 

Gweithredu Deuod

Yn gynharach, rhoddais esboniad symlach o weithrediad deuodau safonol. Gall proses fanwl deuod fod ychydig yn heriol i'w deall gan ei fod yn cynnwys dealltwriaeth o fecaneg cwantwm. Mae gweithrediad deuod yn ymwneud â llif gwefrau negyddol (electronau) a gwefrau positif (tyllau). A siarad yn dechnolegol, rydym yn cyfeirio at ddeuod lled-ddargludyddion fel cyffordd pn. Mae cyffyrdd pn yn rhan hanfodol o weithrediad celloedd ffotofoltäig hefyd.

Yn gyffredinol, mae angen deuod neu broses hanfodol arall o'r enw dopio er mwyn gweithredu deuod yn iawn. Gallwch dope lled-ddargludydd gyda deunyddiau i hwyluso gormodedd o electronau sydd wedi'u dadleoli yn hawdd, yr ydym yn cyfeirio atynt fel rhanbarth n-math neu negyddol. Ar ben hynny, mae hefyd yn bosibl dope lled-ddargludydd i hyrwyddo gormodedd o dyllau i amsugno'r electronau hynny'n hawdd hefyd, ac rydym yn cyfeirio at hyn fel y math-p neu'r rhanbarth positif. At hynny, gelwir rhanbarthau positif a negyddol y deuod hefyd yn anod (P) a chatod (N).

At ei gilydd, yr amrywiannau rhwng y ddau ddeunydd a'u synergedd dilynol dros bellteroedd byr iawn (<milimedr) sy'n hwyluso gweithrediad deuodau. Fodd bynnag, dim ond wrth gyfuno'r ddau fath (P, N) o ddefnyddiau y mae ymarferoldeb deuod yn bosibl. Hefyd, mae uno'r ddau fath hyn o ddefnydd yn ffurfio'r hyn rydyn ni'n ei alw'n gyffordd pn. Ymhellach, gelwir yr ardal sy'n bodoli rhwng y ddwy elfen yn rhanbarth disbyddu.

Nodyn: Cadwch mewn cof, ar gyfer ymarferoldeb cywir, bod angen foltedd trothwy isaf ar ddeuod i oresgyn y rhanbarth disbyddu. Ar ben hynny, mae'r foltedd trothwy lleiaf yn y rhan fwyaf o achosion ar gyfer deuodau oddeutu 0.7 folt. Hefyd, bydd y foltedd gwrthdroi yn cynhyrchu ychydig bach o gerrynt trwy'r deuod, ac fe'i gelwir yn gerrynt gollyngiadau, ond yn nodweddiadol mae'n ddibwys. Yn olaf, os byddwch chi'n defnyddio foltedd gwrthdroi sylweddol, bydd yn achosi dadansoddiad electronig cynhwysfawr o'r deuod, gan ganiatáu i'r cerrynt lifo i'r cyfeiriad arall trwy'r deuod.

Parhad Swyddogaeth a Gweithrediad Deuodau

Yn gyffredinol, pan fydd trylediad yn hwyluso symudiad electronau wedyn o'r rhanbarth n-math, maent yn dechrau llenwi'r tyllau yn y rhanbarth math-p. Mae canlyniad y weithred hon yn ffurfio ïonau negyddol yn y rhanbarth math-p, gan adael ïonau positif ar ôl yn y rhanbarth n-math. At ei gilydd, mae rheolaeth lywodraethol y weithred hon yn byw i gyfeiriad y maes trydan. Fel y byddech chi'n dychmygu, mae hyn yn arwain at ymddygiad trydanol buddiol yn dibynnu, wrth gwrs, ar sut rydych chi'n cymhwyso'r foltedd, hy, rhagfarn.

Ar ben hynny, o ran deuod cyffordd pn safonol, mae yna dri amod rhagfarnllyd a dau ranbarth gweithredu. Mae'r tri math posibl o amodau rhagfarnllyd fel a ganlyn:

• Rhagfarn Ymlaen: Mae'r amod rhagfarn hon yn ymgorffori cysylltu potensial foltedd positif â'r deunydd math P a negyddol i'r deunydd math N ar draws y deuod, a thrwy hynny leihau lled y deuod.

• Tueddiadau Gwrthdroi: Mewn cyferbyniad, mae'r cyflwr rhagfarnllyd hwn yn cynnwys cysylltu potensial foltedd negyddol â'r deunydd math P a chadarnhaol â'r deunydd math N ar draws y deuod, a thrwy hynny gynyddu lled y deuod.

• Rhagfarn Dim: Mae hwn yn amod rhagfarn lle nad oes potensial foltedd allanol yn cael ei gymhwyso i'r deuod.

Rhagfarnu Ymlaen yn erbyn Rhagfarn Gwrthdroi a'u Newidiadau

Mae gogwydd gwrthdroi yn atgyfnerthu'r rhwystr posibl ac yn rhwystro llif cludwyr gwefr. Mewn cyferbyniad, mae gogwydd ymlaen yn gwanhau'r rhwystr posibl, gan ganiatáu i gerrynt lifo'n haws ar draws y gyffordd.

Tra'n gogwyddo ymlaen, rydym yn cysylltu terfynell gadarnhaol y cyflenwad foltedd â'r anod a'r derfynell negyddol â'r catod. Mewn cyferbyniad, er ein bod yn gwrthdroi, rydym yn cysylltu terfynell gadarnhaol y cyflenwad foltedd â'r catod, a'r derfynell negyddol â'r anod.

• Mae gogwydd ymlaen yn lleihau cryfder rhwystr posibl y maes trydan ar draws y potensial, ond mae gogwydd i'r gwrthwyneb yn cryfhau'r rhwystr posibl.

• Mae gan ragfarn ymlaen foltedd anod sy'n fwy na foltedd y catod. Mewn cyferbyniad, mae gan ragfarn wrthdroi foltedd catod sy'n fwy na foltedd yr anod.

• Mae gan ragfarn ymlaen gerrynt sylweddol ymlaen, tra bod gan ragfarn wrthdro gerrynt ymlaen lleiaf posibl.

• Mae haen disbyddu deuod yn sylweddol deneuach tra ei fod mewn gogwydd ymlaen ac yn llawer mwy trwchus pan fydd yn wrthdroi.

• Mae gogwydd ymlaen yn lleihau gwrthiant deuod, ac mae gogwydd gwrthdroi yn cynyddu gwrthiant deuod.

• Mae'r cerrynt yn llifo'n ddiymdrech tra ei fod mewn gogwydd ymlaen, ond nid yw gogwydd gwrthdroi yn caniatáu i'r cerrynt lifo trwy'r deuod.

• Mae lefel y cerrynt yn dibynnu ar y foltedd ymlaen tra mewn gogwydd ymlaen, fodd bynnag, mae maint y cerrynt yn fach iawn neu'n ddibwys mewn gogwydd gwrthdro.

• Mewn gogwydd ymlaen, bydd dyfais yn gweithredu fel arweinydd ac fel ynysydd os yw mewn gogwydd gwrthdro.

Cynllunio'ch cylched yn seiliedig ar botensial rhagfarn yw marc dadansoddiad craff.

 

Mae gallu deuod i weithredu fel dau ddyfais ar wahân, ond yr un mor effeithiol, yn ei gwneud yn gydran wirioneddol addasol. Mae effeithiau gogwyddo ar ymarferoldeb deuod yn darparu'r rheolaeth orau ar ba swyddogaeth y bydd deuod yn ei chwarae yn eich dyluniad cylched. Mae'r defnydd o ragfarn ymlaen a gwrthdroi yn rhoi'r rheolaeth orau i ddylunydd cylched dros ymarferoldeb deuod.

Diolch byth, gyda chyfres o offer dylunio a dadansoddi Cadence, byddwch yn sicr o gael eich dylunwyr a'ch timau cynhyrchu yn gweithio gyda'i gilydd tuag at weithredu'r defnydd o dechnegau rhagfarnu ymlaen a gwrthdroi ym mhob un o'ch dyluniadau PCB. Dylunydd Allegro PCB yw'r datrysiad cynllun rydych chi wedi bod yn chwilio amdano, a gall yn ddiamau hwyluso gweithredu strategaethau dylunio rhagfarnllyd ymlaen neu wrthdroi yn eich dyluniadau PCB cyfredol ac yn y dyfodol. 

Gadewch neges 

Rhestr negeseuon