【導(dǎo)讀】二極管和晶體管都是如此，它們由二極管 P 和 N 材料制成。二極管類別包括兩個(gè)可能對(duì)控制工程師很重要的例子：硅二極管和 LED。
二極管為何不同？
一個(gè)詞：極性。極性是指某物只有一個(gè)方向。磁鐵有南極和北極，分子的電子密度會(huì)導(dǎo)致電荷不均等，許多電氣設(shè)備都是用摻雜材料制成的，只允許電流朝一個(gè)方向流動(dòng)。
二極管和晶體管都是如此，它們由二極管 P 和 N 材料制成。二極管類別包括兩個(gè)可能對(duì)控制工程師很重要的例子：硅二極管和 LED。
硅二極管
二極管元件在自動(dòng)化領(lǐng)域常見(jiàn)的用途可能是盡量減少電感反饋或由直流電流供電的線圈負(fù)載裝置的“反激”的影響。
雖然本文并非旨在討論反激電壓的概念（本文對(duì)此進(jìn)行了深入討論），但簡(jiǎn)而言之，問(wèn)題出現(xiàn)在線圈帶有磁荷時(shí)，然后一旦設(shè)備關(guān)閉，磁場(chǎng)就會(huì)崩潰并試圖繼續(xù)將電壓強(qiáng)加到控制設(shè)備中。
為了防止這種情況發(fā)生，我們需要一種只允許電流朝一個(gè)方向流動(dòng)的設(shè)備，而不允許電流朝另一個(gè)方向流動(dòng)。二極管就是一個(gè)完美的選擇。
當(dāng)二極管連接到線圈裝置（例如電磁閥）的兩個(gè)端子時(shí)，有兩種選擇：
如果二極管以正向偏置并與線圈并聯(lián)，它將允許所有電流繞過(guò)線圈，終導(dǎo)致保險(xiǎn)絲燒斷。
圖 2.連接二極管以防止反激電壓的正確方法（左）和錯(cuò)誤方法（右）。
另一方面，如果你將二極管反向連接到線圈周圍，它將不允許線圈電流繞過(guò)，但如果你將線圈想象成一個(gè)電源（當(dāng)磁場(chǎng)崩潰時(shí)它就是電源），它將允許電流從磁場(chǎng)的一側(cè)流到另一側(cè)的一個(gè)小圓圈里，阻止它到達(dá)任何其他設(shè)備。
確定二極管極性
硅二極管是小型圓柱形器件（直徑約為 ? 英寸），兩端都有電線伸出。大多數(shù)功率二極管的主體為黑色，一端有灰色條紋。低功率信號(hào)二極管的主體為橙色，一端有黑色條紋。該條紋（無(wú)論是灰色還是黑色）都是陰極端，指向電流流出的那一端。
圖 3.兩種封裝樣式的硅二極管的極性。
將其與線圈并聯(lián)時(shí)，請(qǐng)確保將條紋端連接到線圈的 + 側(cè)，將非條紋端連接到線圈的 - 側(cè)。
如果你把它們混在一起，你會(huì)發(fā)現(xiàn)一旦電路通電，就會(huì)有大量電流繞過(guò)線圈。這可能會(huì)使斷路器跳閘或保險(xiǎn)絲燒斷（我希望你安裝了保險(xiǎn)絲？）LED 極性
如果 LED 單獨(dú)用于原型設(shè)計(jì)項(xiàng)目，則必須使用電阻器保護(hù)它們，并且必須以正確的方式連接它們。對(duì)于本次討論，我將堅(jiān)持極性概念（但請(qǐng)?jiān)谀抢锓胖靡粋€(gè) 2k 歐姆電阻器或其他東西）。
仔細(xì)觀察普通 LED 時(shí)，您會(huì)注意到兩種不對(duì)稱癥狀。一種跡象是其中一條引線比另一條長(zhǎng)。較長(zhǎng)的導(dǎo)線是陽(yáng)極，電流通過(guò)該導(dǎo)線“進(jìn)入”LED。它必須連接到 + 電源。
圖 4. LED 的頂部、側(cè)面和符號(hào)視圖，顯示陽(yáng)極和陰極。
但是，導(dǎo)線總是要修剪的，所以不能太相信導(dǎo)線的長(zhǎng)度。第二個(gè)癥狀是 LED 周圍的凸緣的一側(cè)被切開(kāi)，邊緣是扁平的。這個(gè)扁平的一側(cè)是陰極，必須連接到 - 電源。
如果您購(gòu)買繼電器或堆疊燈等組件內(nèi)的 LED，數(shù)據(jù)表將清楚地定義哪根線是 + 輸入、哪根是 - 輸入，并且它們已經(jīng)受到限流電阻的保護(hù)。
晶體管
NPN 和 PNP 晶體管由與二極管相同的負(fù) (N) 和正 (P) 摻雜材料制成。因此，您不能簡(jiǎn)單地?fù)Q出 NPN 或 PNP 晶體管并期望它以相反的方式表現(xiàn)；它根本不起作用。如果您以錯(cuò)誤的方向供電，則根本不會(huì)流動(dòng)電流信號(hào)。
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