Diodit ovat puolijohdelaitteita, jotka estävät tehokkaasti virran yhteen suuntaan samalla kun sallivat virran toiseen suuntaan. Siksi ihanteellinen diodi toimii kuin kytkin, joka on auki yhteen suuntaan ja suljettu toiseen suuntaan. Diodit on suljettu esimerkiksi lasista tai muovista, jotka on merkitty nauhalla katodin puolen osoittamiseksi. Virtaus anodista katodiin tarkoittaa, että diodi on esijännitetty, kun taas virta katodista anodiin tarkoittaa, että diodi on esijännitetty.
Rakentaminen
Diodit muodostetaan puolijohteista, kuten piistä tai germaniumista, jotka on seostettu muodostamaan ns. PN-liitos. PN-liitokset luodaan P- ja N-tyyppisten puolijohteiden yhdistelmästä. P tarkoittaa positiivista ja N negatiivista. Puolijohteissa on reikiä tai positiivisia varauksia ja vapaita elektroneja tai negatiivisia varauksia.
P- ja N-tyypit
Puolijohteessa, joka on seostettu P-tyypin muodostamiseksi, on reiät enemmistön kantajina, ja elektronit ovat vähemmistökantajia. Käytetty jännite saa elektronit liikkumaan vasemmalle ja reiät oikealle, ja reiät yhdistyvät vapaiden elektronien kanssa ulkoisesta piiristä. Elektroneja on niin vähän, että niiden vaikutus on vähäinen, ja siksi otetaan huomioon vain reikien liike. P-tyypeillä on ylimääräinen positiivinen varaus.
Puolijohteessa, joka on seostettu N-tyypin muodostamiseksi, vapaat elektronit ovat enemmistön kantajia ja reiät vähemmistön kantajina. Käytetty jännite saa vapaat elektronit liikkumaan vasemmalle ja reiät oikealle. Nämä reiät täytetään elektronilla ulkoisesta piiristä. Reikiä on niin vähän, että niiden vaikutus on vähäinen, ja siksi otetaan huomioon vain vapaiden elektronien virtaus. N-tyyppeillä on ylimääräinen negatiivinen varaus.
ominaisuudet
Diodia symboloi nuoli, joka osoittaa, että virran virtaus on sallittu. Sitä kutsutaan eteenpäin suuntautuneeksi, kun virta kulkee tällä tavalla. Nuolessa on palkki, joka osoittaa, että virta on estetty, kun se menee vastakkaiseen suuntaan. Diodia, jonka virtaus on väärässä suunnassa, kutsutaan päinvastaiseksi. Todellisessa elämässä käänteisesti esijännitetyt diodit estävät virran, mutta lopulta sallivat joidenkin, kun väärää tapaa on liikaa. Kun näin tapahtuu, normaalit diodit tuhoavat itsensä.
Erikoistyypit
LEDit ovat valoa emittoivia diodeja, jotka on erityisesti rakennettu valoa tuottamaan. Zener-diodit saatetaan johtamaan, kun ne ovat käänteisesti puolueellisia, sen sijaan, että ne tuhoutuisivat. Varistorit käyttäytyvät kuin takaisin-zener-diodit ja pystyvät käsittelemään jopa 1000 volttia. Varaktorit toimivat kuten jännitettä vaihtelevat kondensaattorit.
Käyttää
Diodeja käytetään monin tavoin. Jotkut heistä muuttavat vaihtovirtaa tasavirraksi poistamalla osan signaalista. Tässä ominaisuudessa ne tunnetaan tasasuuntaajina. Ne toimivat sähkökytkiminä ja ovat hyödyllisiä ylijännitesuojaissa, koska ne voivat estää jännitepiikkejä. Niitä käytetään digitaalisen logiikan suorittamiseen. Niitä käytetään myös virtalähteiden ja jännitteen kaksinkertaistimien luomiseen.
LEDejä käytetään antureina sekä valaistuslaitteiden ja lasereiden valaistukseen. Zener-diodit toimivat jännitteen säätiminä, varaktoreita käytetään elektronisessa virityksessä ja varistoreita käytetään vaihtovirtajohtojen transienttien vaimentamiseen.
Diodit ovat transistoreiden ja op-vahvistimien perusta.