DIODISILTA

Diodi on puolijohdekomponentti, jonka toiminta perustuu pn-liitokseen. P-tyypin puolijohdeaine liitetään yhteen n-tyypin puolijohteen kanssa ja näin saadaan kytkentä, joka johtaa sähkövirtaa, kun anodi-katodijännite on suurudeltaan diodille ominaisen kynnysjännitteen suuruinen. Sähkövirran suunta on diodin anodilta katodille.

kuva3.JPG
Diodisilta. Kuvan diodisillassa on noin kolmen senttimetrin pituiset tinattavat jalat.



RAKENNE JA TOIMINTA

Diodisilta on neljästä diodista koostuva rakenne, joka muuttaa AC-signaalin sykkiväksi DC-signaaliksi, eli se siis toimi tasasuuntaajana. Diodit on aseteltu polariteetiltaan siten, että kaksi diodia kerrallaan antaa signaalille johtumisreitin.

signaalit1.JPG
Diodisilta-kytkentä, sisäänmenosignaali (yläpuolella) ja ulostulosignaali (alapuolella) .


AC-lähteen positiivisella puolijaksolla signaali kulkee ensin diodin D1 läpi ulostulon positiiviseen kohtioon. Tämän jälkeen se tulee negatiivisesta kohtiosta ulos ja kulkee taas diodin D3 läpi signaalilähteelle. Tällöin diodit D2 ja D4 ovat vastabiasoitu eli ne eivät ole johtavassa tilassa. Negatiivisella puolijaksolla signaali kulkee vastaavasti ensin diodin D2 läpi positiiviseen kohtioon ja negatiivisesta kohtiosta diodin D4 kautta takasin signaalilähteelle. Diodit D1 ja D3 ovat tässä tapauksessa johtamattomassa tilassa. Virran suunta ulostulossa on molemmilla puolijaksoilla sama, joten diodisilta on muuttanut AC-signaalin sykkiväksi DC-signaaliksi. [1] Reaalimaailmaan diodeissa kuitenkin tapahtuu pientä jännitehäviötä (esim. piidiodeilla noin 0,7V, germaniumdiodeilla n. 0,3V [2] ), joten ulostulevan signaalin amplitudi ei ole suuruudeltaan aivan sisäänmenon suuruinen.



SIGNAALIN MUOKKAAMINEN

Jotta ulostulosignaalista saataisiin tasaisempaa, voidaan ulostulokuorman rinnalle laittaa kondensaattori. Tällöin johtavien diodien vaihtuessa AC-signaalin puolijaksosta riippumatta, purkautuu kondensaattoriin latautunut energia, joka tasoittaa signaalia kuvan mukaan. Kytkentää suunniteltaessa on otettava huomioon kondensaattorin suuruus ulostulon resistanssiin nähden. Kondensaattorille ja vastukselle on määriteltävissä aikavakio Ţ, jossa R on vastuksen arvo ja C kondensaattorin kapasitanssin arvo. Jotta signaalista tulisi mahdollisimman tasaista, on aikavakion oltava tarpeeksi suuri. Näin ollen aikavakion on oltava suurempi kuin signaalin puolet signaalin jaksonajasta. Tämä varmistaa, että kondensaattoriin varautunut energia takaa ulostulokuormalle energiaa myös sisäänmenosignaalin vaihtaessa puolijaksoaan.[3]

signaalit2.JPG
Signaalia tasoittava diodisilta kytkentä sekä käyrämuodot. Yläpuolella sisäänmenon signaali ja alapuolella ulostulon signaali. Kondensaattori tasoittaa ulostulosignaalin enemmän tasasignaalia muistuttavaksi.

  1. ^ [1]
    Storey, Neil, Electronics: A Systems Approach, 3rd edition
  2. ^ [2]
    All about circuits – Introduction: diodes and rectifiers, http://www.allaboutcircuits.com/vol_3/chpt_3/1.html, viitattu 3.2.2010
  3. ^ [3]
    http://www.scribd.com/doc/21375173/Diode-Bridge-Rectifier-Capacitor, viitattu 4.2.2010