Dioder er halvlederanordninger, der effektivt blokerer strøm i den ene retning, mens de tillader strøm i den anden. En ideel diode fungerer derfor som en kontakt, der er åben i den ene retning og lukket i den anden. Dioder er lukket i tilfælde som glas eller plastik, der er markeret med et bånd for at indikere katodesiden. Strømstrøm fra anoden til katoden betyder, at dioden er fremadspændt, mens strømmen fra katoden til anoden betyder, at dioden er omvendt forspændt.
Konstruktion
Dioder dannes af halvledere såsom silicium eller germanium, der er doteret til at danne det, der er kendt som en PN-forbindelse. PN-kryds oprettes ud fra en kombination af P-type og N-type halvledere. P står for positivt og N for negativt. Halvledere har huller eller positive ladninger og frie elektroner eller negative ladninger.
P- og N-typer
En halvleder, der er doteret til at danne en P-type, har huller som majoritetsbærere, og elektroner er minoritetsbærere. En påtrykt spænding får elektronerne til at bevæge sig til venstre og hullerne til højre, og hullerne rekombineres med frie elektroner fra det eksterne kredsløb. Elektronerne er så få i antal, at deres virkning er ubetydelig, og derfor tages kun hullernes bevægelse i betragtning. P-typer har overskydende positiv ladning.
En halvleder, der er doteret til at danne en N-type, har frie elektroner som majoritetsbærere og huller som minoritetsbærere. En anvendt spænding får de frie elektroner til at bevæge sig til venstre og hullerne til højre. Disse huller udfyldes af elektroner fra et eksternt kredsløb. Hullerne er så få i antal, at deres virkning er ubetydelig, og kun strømmen af de frie elektroner tages i betragtning. N-typer har overskydende negativ ladning.
Funktioner
En diode er symboliseret med en pil, der indikerer retningen, strømstrømmen er tilladt. Det kaldes fremadspændt, når strømmen flyder på denne måde. Pilen har en bjælke, der angiver, at strømmen er blokeret, når den går i den modsatte retning. En diode med strøm i den forkerte retning kaldes omvendt forspændt. I det virkelige liv vil omvendte forspændte dioder blokere strømflowet, men vil endelig tillade nogle, når der er for meget den forkerte måde. Når dette sker, vil normale dioder selvdestruere.
Særlige typer
LED'er er lysemitterende dioder, der er specielt konstrueret til at udsende lys. Zener-dioder er lavet til at lede, når de er omvendt forspændte, i stedet for at blive ødelagt. Varistorer opfører sig som back-to-back zener-dioder og kan håndtere op til 1.000 volt. Varaktorer fungerer som spændingsvarierende kondensatorer.
Anvendelser
Dioder bruges på adskillige måder. Nogle af dem ændrer vekselstrøm til jævnstrøm ved at fjerne en del af signalet. I denne egenskab er de kendt som ensrettere. De fungerer som elektriske afbrydere og er nyttige i overspændingsbeskyttere, fordi de kan forhindre spændingsspidser. De bruges til at udføre digital logik. De bruges også til at skabe strømforsyninger og spændingsdublere.
LED'er bruges som sensorer såvel som til belysning i belysningsenheder og lasere. Zener-dioder fungerer som spændingsregulatorer, varaktorer bruges til elektronisk tuning og varistorer bruges til at undertrykke transienter i vekselstrømsledninger.
Dioder er grundlaget for transistorer og op-forstærkere.