Podcast o Fotodiódy a usmerňovacie obvody

Kapitoly

Úvod do fotodiódy

Rýchlosť a využitie

Ako zmeniť striedavý prúd?

Zhrnutie a záver

Přepis

Sofia: Pamätáš si, ako si včera večer prepínal kanály na ovládači? Ten malý tmavý senzor na televízore, ktorý prijímal ten signál... tak presne za tým stojí súčiastka, o ktorej sa dnes budeme baviť. Počúvate Studyfi Podcast.

Šimon: Presne tak, Sofia. A tou súčiastkou je fotodióda. Je to v podstate malý prevodník, ktorý mení svetlo na elektrický prúd.

Sofia: Takže svetlo na ňu zasvieti a ona vyrobí elektrinu? Znie to ako mágia.

Šimon: Skoro. Funguje to na princípe vnútorného fotoelektrického javu. Keď fotón svetla s dostatočnou energiou dopadne na jej PN prechod, uvoľní elektrón. Na tom prechode je elektrické pole, ktoré ten uvoľnený elektrón popoženie.

Sofia: A tento pohyb elektrónov je vlastne ten elektrický prúd, však?

Šimon: Presne tak. Tieto nové voľné elektróny vlastne znižujú odpor polovodiča. Výsledný prúd je potom súčtom pôvodného prúdu „za tmy“ a tohto nového fotoprúdu.

Sofia: Podobný princíp má aj fotorezistor, nie? V čom je hlavný rozdiel?

Šimon: Hlavne v rýchlosti! Reakcia fotodiódy na zmenu svetla je extrémne rýchla. Jej čas nábehu je nepredstaviteľných 10 na mínus dvanástu až 10 na mínus pätnástu sekundy.

Sofia: Páni! To je... okamžite. Kde sa taká rýchlosť využíva?

Šimon: Práve v optických spojoch na prenos dát alebo v optočlenoch na oddelenie obvodov. Vyrábajú sa aj v špeciálnom prevedení PIN, ktoré je ešte efektívnejšie. Takže nabudúce pri prepínaní kanálov...

Sofia: ...si spomeniem na super-rýchle elektróny. Rozumiem.

Šimon: A všetky tie obvody potrebujú stabilnú energiu. To nás privádza k poslednej téme — jednosmerným napájacím zdrojom.

Sofia: To je tá krabička, čo strkám do zástrčky? Čo sa deje vo vnútri?

Šimon: Presne tak. Zástrčka dáva striedavý prúd, ale elektronika chce jednosmerný. Najjednoduchší je jednocestný usmerňovač s jednou diódou.

Sofia: A tá dióda funguje ako vrátnik? Pustí len polovicu prúdu?

Šimon: Výborná analógia! Pustí len kladné polvlny. Ale výsledok je veľmi pulzujúci.

Sofia: Takže to ešte nie je dobré pre môj mobil.

Šimon: Vôbec nie. Preto pridáme kondenzátor. Ten sa nabíja a vybíja a tie pulzy pekne vyhladzuje.

Sofia: A dvojcestný usmerňovač je ešte lepší predpokladám?

Šimon: Áno! Ten použije viac diód na to, aby preklopil aj tú zápornú polvlnu. Vďaka tomu je výsledné napätie oveľa hladšie a efektívnejšie.

Sofia: Takže, aby sme to zhrnuli: usmerňovač premení striedavý prúd na pulzujúci jednosmerný a kondenzátor ho vyhladí na takmer dokonalú čiaru.

Šimon: Presne tak. A to je základ takmer každej nabíjačky, ktorú používate.

Sofia: Fantastické! Šimon, ďakujem ti veľmi pekne za všetky informácie. Náš čas sa pre dnešok naplnil.

Šimon: Aj ja ďakujem za pozvanie. A vám, milí poslucháči, ďakujeme, že ste boli s nami.

Sofia: Počujeme sa opäť nabudúce v Studyfi Podcaste! Ahojte!

Šimon: Ahojte!