Gelijkrichters

Wat is een diode?

Een diode is een elektronisch onderdeel dat de elektrische stroom in één richting heel goed geleidt maar in de andere richting praktisch niet. Dit kan je vergelijken met een terugslagventiel. De richting waarin de diode geleid is de doorlaatrichting, de andere richting is de sperrichting. Het is ook belangrijk om te weten dat er pas stroom door de diode zal vloeien wanneer er een bepaalde spanning bereikt is, dit noemen we de doorlaatspanning. Deze spanning is afhankelijk van het type diode maar is meestal rond de 0,6 à 0,7 volt. Verder kunnen diodes ook gebruikt worden voor het omzetten van wisselstroom naar gelijkstroom. Doordat een diode in 1 richting wel geleidt en de andere niet, wordt deze ook soms gebruikt als beveiliging. Dit wordt een een ompool (in het engels reverse-polarity) beveiliging.

Hoe sluit je een diode aan?

Een diode kan aangesloten worden op verschillende manieren. Hierbij kan je gebruik maken van een diode die doorlaat en een diode in sper. De stroom gaat van + naar -. Dit betekent dat wanneer we de diode met de anode aan de + aansluiten en met de kathode aan de -aansluiten, de diode nu in doorlaatrichting staat. Wanneer we de anode aan de – aansluiten en de kathode aan de +, dan zal er geen geleiding zijn en dus ook geen stroomoverdracht zijn.

Soorten diodes

PN Junction diode (standaard diode)De PN junction diode is een diode die gebruikt wordt in de meeste schakelingen. De diodes hebben over het algemeen een doorlaatspanning van 0,5 tot 1,2 volt. De diode zelf kunnen we nog opsplitsen in 2 soorten diodes. Hierbij hebben we de diodes voor algemeen gebruik die gebruikt kunnen worden bij een lage frequentie van 1kHz. Deze hebben een omgekeerde hersteltijd van ongeveer 25 microseconden. Hierna volgen de snelle hersteldiodes die een snelle herstelwerking hebben vanwege hun zeer korte omgekeerde hersteltijd van 5 microseconden. Schottky diodeSchottky diodes laagspanningsdiodes. Het is een halfgeleider diode met zeer snelle schakelactie, maar een lage voorwaartse spanningsval. Wanneer er een stroom door de diode vloeit is er een kleine spanningsval over de diodeklemmen. In een normale diode ligt de spanningsval tussen 0,6 en 1,7 volt. Bij deze diode ligt de spanningsval normaal tussen 0,15 en 0,45 volt. Deze lagere spanningsval zorgt voor een hogere schakelsnelheid en een betere systeemefficiëntie. De voordelen van deze diode, is dat deze een lage inschakelspanning, een snelle hersteltijd en een lage junctiecapaciteit heeft. Ze worden toegepast bij bijvoorbeeld mixers, radiofrequentietoepassingen en als gelijkrichter in stroomtoepassing. Light Emitting Diode (LED)Een LED is een diode dat gecoat is met een een materiaal in een transparante behuizing zodat deze licht geeft wanneer er stroom doorheen loopt. Zener diodeZenerdiodes worden in de elektronica gebruikt om referentiespanningen te creëren. Een zener diode heeft een specifieke eigenschap, namelijk het "doorbreken" van de diode functie bij een maximale spanning. Na deze maximale spanning (zenerspanning) laat de diode ook spanning door in de omgekeerde richting waardoor deze gebruikt kan worden als overspannings beveiliging. LawinediodeEen lawinediode of avalanchediode is een diode die net zoals de zener diode een bepaalde doorbreekspanning heeft. Door de hoge spanningstolerantie worden deze diodes vaak gebruikt om piekspanningen uit een voeding op te vangen.

Waarop moet je letten bij het selecteren een diode?

DrempelspanningEen diode start met geleiden vanaf een bepaalde spanning. Deze start bijvoorbeeld op 0,7V. Vanaf dit punt zien we plots een stroom opduiken. Voor dit punt, loopt er een te verwaarlozen stroom door de diode. Als we deze spanning nog vergroten, dan merken we dat er over de klemmen van de diode bijna een constante spanning van 0,7V staat. Hierbij zal de stroom door de diode zeer snel stijgen. De beperking van de stroom is te danken aan de weerstand die in serie geschakeld is. Als die er niet zou zijn, dan wordt de stroom in de diode heel snel hoog. Hierdoor zal de diode sneuvelen. Die 0,7V noemen we de drempelspanning. Het is belangrijk om hiermee rekening te houden zodat je diode niet kapot gaat. Maximale stroomZoals reeds vermeld, is het belangrijk om te letten op de maximale spanning die over de diode staat. Dit geldt ook voor de maximale stroom. De maximale stroom is de grootste stroom die de diode aankan in geleidende richting. Deze stroom is afhankelijk van het type diode. Voltage dropDe voltage drop, ook wel spanningsval genoemd, verwijst naar de voorwaartse spanningsval. Deze komt voor in de diode wanneer er een stroom aanwezig is. Deze spanningsval is het resultaat van de werking van het uitputtingsgebied, gevormd door een geleiding onder invloed van een aangelegde spanning. De spanningsval is dus het resultaat van een stroom van de anode naar de kathode. Er komt een kleine spanningsval in de diode als gevolg van voorwaartse weerstand en doorlaatspanning. Elke diode laat een bepaalde hoeveelheid spanning over zijn klemmen vallen. Een spanningsval van 0,7V, betekent dat de spanning door de weerstand of de belasting in het circuit 0,7V is.

Wat is een rectifier?

Een rectifier, ook wel gelijkrichter genoemd, is een elektronische schakeling die een wisselspanning omzet in een gelijkspanning. Hierbij wordt dus ook wisselstroom naar gelijkstroom omgezet indien er een stroom loopt. Enkelzijdige gelijkrichting gebeurt door middel van een diode. Deze zal de positieve of negatieve zijde van een wisselstroom doorlaten en de andere zijde tegenhouden.