Діоди

Це зарядний пристрій. Він потрібен, щоб заряджати акумулятор смартфону. Хвилинку! Смартфон працює на струмі, що тече лише в одному напрямку — на постійному струмі. А струм у розетці постійно змінює напрямок — він змінний. Зарядний пристрій має перетворювати змінний струм на постійний. Для цього в ньому є ця маленька штучка — діод. Подивімося, як він працює. Діод складається з двох шматочків кремнію. Кремній проводить струм менш ефективно, ніж провідник, але більш ефективно за діелектрик. Кремній є напівпровідником. За додавання до кремнію інших речовин — після його легування — кремній проводитиме струм краще. Перший шматок кремнію легують речовиною з великою кількістю негативно заряджених електронів, тому він стає n-типу. А інший шматок кремнію легують так, щоб в ньому було менше електронів, і він стає p-типу. В шматку кремнію n-типу є рухливі електрони, а в шматку кремнію р-типу є дірки, де електронів бракує. Подивімося тепер на змінний струм від розетки. Що буде, якщо замкнути коло таким чином, щоб змусити струм текти від негативного полюса до частини діода p-типу і від частини діода n-типу до позитивного полюса? Електрони в діоді не рухатимуться від n-частини до p-частини, а притягуватимуться до позитивного полюса. Струм через діод не тектиме. Тепер напрямок змінного струму зворотній. Позитивний полюс став негативним. Оскільки позитивний полюс тепер з'єднаний з p-частиною, негативно заряджені електрони в діоді мають рухатись від n-частини до p-частини. Так у колі виникає струм. Тож діод проводить струм лише в одному напрямку. Діод застосовують, щоб перетворити змінний струм на постійний. Намалюймо схему кола і побачимо, як це працює. Ось електрична схема зі змінним струмом від розетки. А ось акумулятор, якому потрібен постійний струм. Спочатку струм тече в такому напрямку: від плюса до плюса на акумуляторі смартфона, а потім від мінуса акумулятора до мінуса розетки. Потім струм у розетці змінює напрямок: від плюса до мінуса на акумуляторі смартфона, а потім від плюса акумулятора до мінуса розетки. Таким чином струм швидко змінює напрямок — 50-60 разів на секунду. Та акумулятор не заряджається. Щоб він заряджався, струм має весь час текти в одному напрямку. Додамо в схему діод. Його позначають стрілкою та прямою лінією. Стрілка вказує напрямок, в якому діод пропускає струм. Коли напруга йде за годинниковою стрілкою, діод пропускає електрони і струм тече. Але за зворотнього напрямку напруги діод вже не пропускає через себе електрони: вони залишаються на одному місці і струм не тече. Так ми створили випрямляч! Ми перетворили змінний струм на постійний. Але смартфон заряджається лише половину часу: тоді, коли діод пропускає струм. Чи можна пришвидшити процес? Погляньмо всередину зарядного пристрою. Ти ба! Тут не один, а чотири діоди! Тепер, коли ви знаєте, як працює один діод, для чого, на вашу думку, їх тут чотири?