Οι δίοδοι είναι συσκευές ημιαγωγών που εμποδίζουν αποτελεσματικά το ρεύμα προς τη μία κατεύθυνση, ενώ επιτρέπουν τη ροή ρεύματος στην άλλη. Μια ιδανική δίοδος, επομένως, λειτουργεί σαν διακόπτης που είναι ανοιχτός στη μία κατεύθυνση και κλειστός στην άλλη. Οι δίοδοι περικλείονται σε περιπτώσεις όπως γυαλί ή πλαστικό που φέρουν σήμανση με ταινία για να υποδεικνύουν την πλευρά της καθόδου. Η ροή ρεύματος από την άνοδο προς την κάθοδο σημαίνει ότι η δίοδος είναι μεροληπτική προς τα εμπρός, ενώ η ροή ρεύματος από την κάθοδο προς την άνοδο σημαίνει ότι η δίοδος είναι αντίστροφη.
Κατασκευή
Οι δίοδοι σχηματίζονται από ημιαγωγούς όπως το πυρίτιο ή το γερμάνιο που προσδένονται για να σχηματίσουν αυτό που είναι γνωστό ως ένωση PN. Οι συνδέσεις PN δημιουργούνται από έναν συνδυασμό ημιαγωγών τύπου P και Ν. Το P σημαίνει θετικό και το N για αρνητικό. Οι ημιαγωγοί έχουν οπές ή θετικά φορτία και δωρεάν ηλεκτρόνια ή αρνητικά φορτία.
Τύποι P και N
Ένας ημιαγωγός που έχει εμπλουτιστεί για να σχηματίσει έναν τύπο Ρ έχει οπές ως φορείς πλειονότητας και τα ηλεκτρόνια είναι φορείς μειοψηφίας. Η εφαρμοζόμενη τάση αναγκάζει τα ηλεκτρόνια να κινηθούν προς τα αριστερά και τις οπές προς τα δεξιά και οι οπές να ανασυνδυαστούν με ελεύθερα ηλεκτρόνια από το εξωτερικό κύκλωμα. Τα ηλεκτρόνια είναι τόσο λίγα σε αριθμό που η επίδρασή τους είναι αμελητέα και συνεπώς λαμβάνεται υπόψη μόνο η κίνηση των οπών. Οι τύποι P έχουν υπερβολικό θετικό φορτίο.
Ένας ημιαγωγός που έχει εμπλουτιστεί για να σχηματίσει έναν τύπο Ν έχει ελεύθερα ηλεκτρόνια ως φορείς πλειοψηφίας και οπές ως φορείς μειοψηφίας. Η εφαρμοζόμενη τάση αναγκάζει τα ελεύθερα ηλεκτρόνια να κινηθούν προς τα αριστερά και τις οπές προς τα δεξιά. Αυτές οι οπές γεμίζονται από ηλεκτρόνια από εξωτερικό κύκλωμα. Οι οπές είναι τόσο λίγες σε αριθμό που η επίδρασή τους είναι αμελητέα και συνεπώς λαμβάνεται υπόψη μόνο η ροή των ελεύθερων ηλεκτρονίων. Οι τύποι Ν έχουν υπερβολικό αρνητικό φορτίο.
Χαρακτηριστικά
Μια δίοδος συμβολίζεται με ένα βέλος που υποδεικνύει την κατεύθυνση της ροής ρεύματος που επιτρέπεται. Ονομάζεται προς τα εμπρός όταν το ρεύμα ρέει με αυτόν τον τρόπο. Το βέλος έχει μια γραμμή για να δείξει ότι το ρεύμα είναι μπλοκαρισμένο όταν πηγαίνει στην αντίθετη κατεύθυνση. Μια δίοδος με ροή ρεύματος σε λάθος κατεύθυνση ονομάζεται αντίστροφη προκατάληψη. Στην πραγματική ζωή, οι αντίστροφες μεροληπτικές δίοδοι θα μπλοκάρουν τη ροή ρεύματος, αλλά τελικά θα επιτρέψουν μερικές όταν υπάρχει πάρα πολύ λάθος τρόπος. Όταν συμβεί αυτό, οι κανονικές δίοδοι αυτοκαταστρέφονται.
Ειδικοί τύποι
Οι λυχνίες LED είναι δίοδοι εκπομπής φωτός ειδικά κατασκευασμένες για να εκπέμπουν φως. Οι δίοδοι Zener φτιάχνονται για να συμπεριφέρονται όταν είναι αντίστροφες, αντί να καταστραφούν. Τα βαρίστορ συμπεριφέρονται σαν δίοδοι zener back-to-back και μπορούν να αντέξουν έως και 1.000 volt. Οι χαρακτήρες λειτουργούν όπως πυκνωτές που ποικίλουν τάση.
Χρήσεις
Οι δίοδοι χρησιμοποιούνται με πολλούς τρόπους. Μερικά από αυτά αλλάζουν ρεύμα AC σε ρεύμα DC, αφαιρώντας μέρος του σήματος. Με αυτήν την ικανότητα, είναι γνωστοί ως ανορθωτές. Λειτουργούν ως ηλεκτρικοί διακόπτες και είναι χρήσιμοι σε προστατευτικά κύματος επειδή μπορούν να αποτρέψουν τις αυξήσεις τάσης. Χρησιμοποιούνται για την εκτέλεση ψηφιακής λογικής. Χρησιμοποιούνται επίσης για τη δημιουργία τροφοδοτικών και διπλασιαστών τάσης.
Τα LED χρησιμοποιούνται ως αισθητήρες, καθώς και για φωτισμό σε συσκευές φωτισμού και λέιζερ. Οι δίοδοι Zener λειτουργούν ως ρυθμιστές τάσης, οι χαρακτήρες χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρονικό συντονισμό και οι βαρίστορ χρησιμοποιούνται για την καταστολή των μεταβατικών σε γραμμές AC.
Οι δίοδοι είναι η βάση των τρανζίστορ και των op-amp.