Диодът е двутерминален електронен компонент, който провежда електричество само в една посока и само когато към неговите два терминала се прилага определена минимална потенциална разлика или напрежение. Ранните диоди бяха използвани за преобразуване на променлив ток в постоянен и за филтриране на сигнала в радиостанциите. Оттогава диодите станаха повсеместни, използвани за защита на електрониката, осветяване на домовете ни и изпращане на сигнали за дистанционно управление.
Основната структура
За да се разбере основата на използването на диод, помага да се разгледа структурата на стандартен диод. Стандартният p-n диод има два полупроводника, които осъществяват контакт, образувайки интерфейс. Чистите полупроводници не провеждат, така че се добавят метални примеси. В един полупроводник на p-n диода металът замърсител лесно се отказва от електрон; другият също е легиран (пречистен) с метал, който лесно приема електрон. На интерфейса електроните се движат от едната страна към другата, правейки атомите, които електроните са оставили положително заредени, а приемащите атоми отрицателни. Това отклонение от неутралността се случва само на интерфейса. Той създава електрическо поле, така че електроните, постъпващи от външен ток, да преминават най-вече от приемащата електрон страна към даряващата електрон.
Ранни диоди: Радиостанции
Това еднопосочно свойство е използвано за първи път в AM радиостанции. Радиосигналът се колебае напред-назад, създавайки променлив ток в антената. Преди усилване, сигналът трябва да бъде еднопосочен. Следователно диодът на радиото пропуска половината от сигнала, движейки електроните в едната посока, но не и през другата половина. Накратко, AC се превръща в DC. След това кондензаторите филтрират високата честота, оставяйки само аудио сигнала, готов за усилване.
LED
Ако приложите напрежение на диод, електроните от електрическия ток се движат около електрическата верига ще излъчва определена дължина на вълната на светлината, когато се прикрепи към примеса, който приема електрон. Ето как светодиодите (LED) произвеждат светлина. След това електроните се движат през полупроводниковия интерфейс поради електрическото поле между тях, пресичат полупроводник, който подарява електрони, и продължете към задния край на източника на напрежение, за да завършите верига.
Фотодиоди и светлочувствителни диоди
Точно както диодите могат да произвеждат светлина, те също могат да създават ток, когато го получат. Двата типа работят заедно в устройство за дистанционно управление, например за вашия телевизор. Последното е как работят фотоволтаичните панели. Два диода излъчват светлина от дистанционното: Единият излъчва видима светлина, за да ви уведоми, че сигналът се изпраща; другият излъчва двоичен сигнал с невидима дължина на вълната (следователно необходимостта от видимия фотодиод). Фотоните удрят електронодонорния полупроводник, освобождавайки електроните и им давайки кинетична енергия. Кинетичната енергия може да се транслира само в една посока, тъй като е разрешена само една посока на електрически ток. Това е по същия начин, по който работят слънчевите панели, превеждайки фотоните от слънцето в електрически ток само в една посока.
Защита на веригата
Диодът може да предпази веригата от неправилно поставени батерии. Полярността ще бъде неправилна, но няма да повреди веригата покрай диода, която позволява само слаб ток. Диодите също играят роля в защитите от пренапрежение. Така наречените "лавинови" диоди водят към заземителен проводник, но те не пропускат редовен ток поради своята еднопосочна ориентация. При достатъчно високо напрежение диодът ще пропуска напрежение. Когато напрежението скочи далеч над работните нива, лавинният диод се отваря и изпуска допълнителното напрежение през заземяващия проводник.