Идеал диод шугаман бус хэлхээний үндсэн элемент юм. Энэ нь 2 төгсгөлтэй элемент бөгөөд 3.1-р зурагт диодны тэмдэглэгээ болон i-v характеристикийг үзүүллээ.
Хэрэв диодыг урвуу гүйдэл гүйхээр хэлхээнд холбовол /диодыг тэмдэглэсэн сумны эсрэг чиглэлд гүйдэл гүйлгэхээр холбовол/ диод дээр сөрөг хүчдэл унаж, диодоор гүйдэл гүйхгүй ба энэ үед диодыг нээлттэй хэлхээгээр төлөөлүүлж болно. Ингэж диодыг урвуу гүйдэл гүйхээр хэлхээнд холбохыг диодны урвуу холболт гэх ба урвуу чиглэлд диодоор гүйдэл гүйхгүй тулд энэ үед диодыг хаалттай байна гэнэ.
Харин диодыг шууд гүйдэл гүйхээр хэлхээнд холбовол /диодыг тэмдэглэсэн сумны чиглэлд гүйдэл гүйлгэхээр холбовол/ диод дээр 0 хүчдэл унаж, диодоор гүйдэл гүйх ба энэ үед диодыг хаалттай хэлхээгээр төлөөлүүлж болно. Ингэж диодыг шууд гүйдэл гүйхээр хэлхээнд холбохыг диодны шууд холболт гэх ба шууд чиглэлд диодоор гүйдэл гүйх тул энэ үед диодыг нээлттэй байна гэнэ.
Зураг 3.1. Идеал диод: (a) диодны тэмдэглэгээ (b) i-v характтеристик (c) урвуу холболтын эквивалент хэлхээ (d) шууд холболтын үеийн эквивалент хэлхээ
Эндээс үзвэл диод нь шууд чиглэлдээ тодорхой хязгаартай гүйдэл дамжуулах ба урвуу чиглэлд гүйдэл дамжуулдаггүй байна. /зураг 3.2./ Диодны нэмэх төгсгөлийг анод, сөрөг төгсгөлийг катод гэнэ.
Зураг 3.2. Идеал диод: (a) шууд холбогдсон (b) урвуу холбогдсон
Диодны энэхүү шугаман бус шинж чанарыг ашигласан үндсэн хэрэглэгээ нь 3.3-р зурагт үзүүлсэн диодны шулуутгагч юм. Диодны шулуутгагч нь диод болон ачаалал болох R эсэргүүцлийг цуваа холбосон хэлхээ бөгөөд хэрэв оролтын хүчдэл нь синусойд сигнал өгвөл оролтын сигналын эхний нэмэх хагас циклийн үед диод шууд чиглэлд холбогдох тул диодоор гүйдэл гүйх ба диод дээр 0 хүчдэл унах тул бүх хүчдэл ачаалал дээр унана. Харин оролтын сигналын сөрөг хагас циклийн үед диод урвуу чиглэлд холбогдох тул диодоор гүйдэл гүйхгүй ба диод дээр бүх хүчдэл унаж ачаалал дээрх хүчдэл 0 болно.
Зураг 3.3. Диодны шулуутгагч (a) шулуутгагч хэлхээ (b) оролтын сигналын хэлбэр (c) оролтын хүчдэл 0-ээс их байх үеийн эквивалент хэлхээ (d) оролтын хүчдэл 0-ээс бага байх үеийн эквивалент хэлхээ (e) гаралтын сигнал хэлбэр
Дасгал
3.1. 3.3-ийн А-р зураг үзүүлсэн хэлхээний дамжууллын муруй /vo-vi/-г зур.
Хариу: Зураг Д3.1.
Зураг Д3.1.
3.2. 3.3-ийн А-р зурагт үзүүлсэн хэлхээний диод унах хүчдлийг хэлбэрийг зур.
Хариу: Зураг Д3.2.
Зураг Д3.2.
3.3. 3.3-ийн А-р зурагт үзүүлсэн хэлхээний оролтын хүчдлийн далайц 10в ба ачааллын эсэргүүцэл 1кОм бол диодоор гүйх гүйдлийн хамгийн их утга болон ачаан дээрх хүчдлийн тогтмол байгууллагчийг ол.
Хариу: 10мА, 3,18в
Жишээ 3.1.
3.4-ийн А-р зурагт үзүүлсэн хэлхээний ачаалалд 12в-ийн цэнэгтэй баттерейг авсан ба оролтонд 24в-ийн далайцтай синусойд хүчдэл өгсөн бол диодоор гүйх гүйдлийн хамгийн их утга болон диодны урвуу холболтын үеийнх нь түүн дээр унах хамгийн их хүчдлийг ол.
Зураг 3.4.
Диодны өөр нэг хэрэглэгээ нь тоон логик үйлдэлд ашиглана. 3.5-р зурагт диод ашигласан 2 логик гейтийг үзүүллээ. Логик 0 /low/-ийг 0в, логик 1 /high/-ийг +5в гэж үзье. 3.5-ийн А-р зурагт үзүүлсэн 3 оролттой хэлхээний аль нэг оролтонд логик 1 байвал гаралтанд мөн логик 1 байна. Өөрөөр хэлбэл 3 диодны аль нэгний анод дээр +5в хүчдэл өгвөл тухайн диод нээгдэж түүгээр гүйдэл гүйх тул ачаалал дээр мөн +5в болно. Иймээс Y = A + B + C буюу энэ нь логик OR үйлдлийг гүйцэтгэнэ. Харин 3.5-ийн Б-р зурагт үзүүлсэн хэлхээний хувьд энэ гурван диодны гурвуулангийх нь катод дээр +5в байвал 3 диод 3-уул хаагдаж тэдгээрээр гүйдэл гүйхгүй тул гаралт +5в байна. Харин аль нэг диодны катод дээр 0в байвал тухайн диод нээгдэж диодоор гүйдэл гүйх тул бүх хүчдэл R дээр унаж гаралт 0 болно. Иймээс Y = A*B*C буюу энэ хэлхээ нь логик AND үйлдлийг гүйцэтгэнэ.
Зураг 3.5. Диодны логик гейт (a) OR гейт (b) AND гейт
Жишээ 3.2.
Диодыг идеал гэж үзээд I, V-г ол. /зураг 3.6/
Зураг 3.6.
3.6-гийн А-р зураг дахь 2 диодыг 2-уланг нь нээлттэй гэе. Тэгвэл V=0, VB=0 байна.
3.6-гийн Б-р зураг дахь 2 диодыг 2-уланг нь нээлттэй гэе. Тэгвэл V=0, VB=0 байна.
Иймээс 1-р диод хаалттай, 2-р диодыг нээлттэй гэж үзье.
Дасгал
3.4. Д3.4-р зурагт үзүүлсэн хэлхээний I, V-г ол.
Хариу: (a) 2мА, 0в (b) 0мА, 5в (c) 0мА, 5в (d) 2мА, 0в (e) 3мА, 3в (f) 4мА, 1в
Зураг Д3.4.
Дасгал 3.5. Д3.5-р зурагт вольтметрийн хэлхээг үзүүлэв. Хөдлөгч ороомгоор гүйх гүйдлийн хамгийн их дундаж утга нь 1мА, хөдлөгч ороомгийн эсэргүүцэл 50Ом. Вольтметрийн хэмжиж чадах хүчдлийн хамгийн их бүтэн далайцын утга нь 20в бол R-ийг ол. Синусойд сигналын дундаж утга нь Vp/3.14 байна.
Хариу: 3,133кОм
Зураг Д3.5.