Drejtuesit

Drejtuesit

Zbatimi më i popullarizuar i diodës janë drejtuesit. Qëllimi i drejtuesve është që të bëjë shndërrimin e rrymave alternative (AC) që vijnë nga një transformator, apo burim tjetër alternativ në rryma njëkahore (DC).

Drejtuesi i Gjysmëvalës

Qarku më i theshtë për analizë me sinjale të ndryshueshme kohore është paraqitur në Fig.2. Për këtë moment do të shfrytzojmë modelin ideal të diodës për t’iu shmang komplikimeve matematikore shtesë.

Forma valore e sinjalit hyrës është paraqitur në Fig.3. Gjatë një cikli të plotë të definuar me periodën T, vlera mesatare e sinjalit (shuma algjebrike e sipërfaqeve mbi dhe nën bosht) është zero. Qarku në Fig.2. i quajtur drejtues i gjysmëvalës, do të gjeneron një formë valore në dalje, vo , e cila do të ketë një vlerë të caktuar mesatare. Pra, në procesin e shndërrimit të sinjalit alternativ, në dalje fitohet një sinjal kohor (i drejtuar), prandaj edhe qarku që e kryen këtë veprim quhet drejtues.

Gjatë intervalit t=0 dhe deri në t=T/2, polariteti i tensionit hyrës vi është pozitiv dhe dioda, si rezultat i veprimit të kësaj pjese të tensionit, paraqet lidhje të shkurtë, siq është paraqitur në Fig.3.

Dalja e qarkut në këtë rast është e lidhur drejtë në hyrje, kështu që tensioni në dalje për këtë periodë (0 - T/2) është i barabartë me tensionin hyrës vo=vi.

Për periodën T/2 – T, polariteti i tensionit hyrës ndryshon dhe ky polaritet (i kundërt) shkakton shkyçjen e diodës, që është paraqitur në Fig.3. Rezultat i shkyçjes së diodës është mungesa e rrjedhjes së ngarkesave (i = 0), prandaj tensioni në dalje është gjithashtu zero (v_0 = iR = 0R= 0 V). Sinjali në dalje ka vetëm një sipërfaqe positive mbi bosht, gjatë tërë periodës së plotë të sinjalit hyrës, dhe vlera mesatare e tij e caktuar me

$V_{mes}={\frac {1}{T}}\int _{0}^{T/2}v_{i}\,dt={\frac {1}{T}}\int _{0}^{T/2}V_{m}sinwt\,dt$

$V_{mes}={\frac {V_{m}}{\pi }}\cong 0.318V_{m}$

Procesi i zhvendosjes së njërës gjysmë të sinjalit hyrës, për ta vendosur nivelin njëkahor në dalje quhet drejtim i gjysmëvalës.

Drejtuesi i valës së plotë

Niveli njëkahor i fituar nga hyrja sinusoidale mund të përmirsohet dukshëm me shfrytëzimin e procesit të drejtimit të valës së plotë. Qarku më i njohur që e kryen këtë funksion është ura e Gretz-it dhe ky qark është paraqitur në Fig.4. Qarku përbëhet nga katër dioda të lidhura në urë.

Gjatë intervalit kohor prej t = 0 deri në t = T/2, polariteti i tensionit hyrës është si në Fig.5, ku janë paraqitur edhe polaritetet gjegjëse të diodave.

Diodat D2 dhe D4 përçojnë, ndërsa diodat D1 dhe D3 janë të shkyçura. Rezultati përfundimtar është paraqitur në fig.7. Pasi që diodat janë ideale, tensioni në dalje është

                  $\mathbf {V_{o}} =\mathbf {V_{i}}$

Për gjysmëperiodën negative të tensionit hyrës (T/2 - T), diodat D1 dhe D4 përçojnë dhe qarku ekuivalent për këtë rast është i kundërt me atë në Fig.7. Kahja e rrymës nëpër rezistencën R ka rëndësi të posaçme dhe ajo duhet të theksohet, sepse është i njëjtë, pa marrë parasysh që kahja e tensionit hyrës është e kundërt, dhe kjo mundon që në dalje të fitohen dy pulse pozitive në dalje, siç është paraqitur në Fig.8.

Pasi që sipërfaqja mbi bosht, për një periodë të plotë tani është e dyfishuar, në krahasim me drejtuesin e mëparshëm, niveli njëkahor i tensionit dalës gjithashtu do të dyfishohet dhe është

$V_{mes}={\frac {1}{T}}\int _{0}^{T}v_{i}\,dt={\frac {2}{T}}\int _{0}^{T/2}V_{m}sinwt\,dt$

Edhe në rastin e diodës së silicit, kur Vm >> 2Vp , tensioni në dalje është gjithashtu i dyfishuar dhe është

                  $\mathbf {V_{mes}} \cong \mathbf {0.636V_{m}}$

Por nëse tensioni maksimal hyrës është i krahasueshëm me pragun e përçueshmërisë së diodave, atëherë tensioni mesatar në dalje do të jetë

                  $\mathbf {V_{mes}} \cong \mathbf {0.636(V_{m}-2V_{p})}$

Tensioni revers maksimal mund të caktohet për vlerën maksimale pozitive të sinjalit hyrës.

Për këtë kah të konturës, tensioni maksimal revers në skaje të rezistencës R dhe njëkohësisht në skaje të diodës është

                  $\mathbf {V_{RM}} =\mathbf {V_{m}}$

dhe vlen për diodat të cilat janë të shkyçura.