Dioda je elektronička komponenta s dva terminala koja provodi električnu energiju u samo jednom smjeru i to samo kada se na njena dva terminala primijeni određena minimalna razlika potencijala ili napon. Rane diode korištene su za pretvaranje izmjeničnog u istosmjerni i za filtriranje signala u radio prijemnicima. Diode su od tada postale sveprisutne, koriste se za zaštitu elektronike, osvjetljavanje naših domova i slanje daljinskih upravljačkih signala.
Osnovna struktura
Da bi se razumjela osnova upotrebe diode, pomaže pogledati strukturu standardne diode. Standardna p-n dioda ima dva poluvodiča koji uspostavljaju kontakt čineći sučelje. Čisti poluvodiči ne provode, pa se dodaju metalne nečistoće. U jednom poluvodiču p-n diode metal zagađivač lako predaje elektron; drugi je također dopiran (nečist) metalom koji lako prihvaća elektron. Na sučelju se elektroni pomiču s jedne strane na drugu, čineći atome koje su elektroni ostavili pozitivno nabijene, a atome koji primaju negativne. Ovo odstupanje od neutralnosti događa se samo na sučelju. Stvara električno polje tako da elektroni koji ulaze iz vanjske struje uglavnom prelaze sa strane koja prihvaća elektron na stranu koja donira elektron.
Rane diode: Radio
Ovo jednosmjerno svojstvo prvi je put iskorišteno u AM radio stanicama. Radio signal oscilira naprijed-natrag, stvarajući izmjeničnu struju u anteni. Prije pojačanja, signal mora biti jednosmjeran. Dioda radija stoga propušta polovinu signala krećući elektrone u jednom smjeru, ali ne i drugu polovicu. Ukratko, AC se pretvara u DC. Kondenzatori zatim filtriraju visoku frekvenciju, ostavljajući samo audio signal, spreman za pojačanje.
LED
Ako primijenite napon na diodi, elektroni iz električne struje kreću se oko električni krug će emitirati određenu valnu duljinu svjetlosti pri pričvršćivanju na nečistoću koja prihvaća elektron. Na ovaj način diode koje emitiraju svjetlost (LED) proizvode svjetlost. Elektroni se zatim kreću po poluvodičkom sučelju zbog električnog polja između njih, prelaze poluvodiča koji donira elektrone i nastavlja prema stražnjem kraju izvora napona kako bi dovršio sklop.
Fotodiode i svjetlosno osjetljive diode
Kao što diode mogu stvarati svjetlost, one također mogu stvoriti struju kad je prime. Dvije vrste zajedno rade na uređaju za daljinsko upravljanje, na primjer, za vaš televizor. Potonje je kako fotonaponski paneli rade. Dvije diode emitiraju svjetlost s daljinskog upravljača: Jedna emitira vidljivo svjetlo da biste znali da se signal šalje; druga emitira binarni signal na nevidljivoj valnoj duljini (dakle potreba za vidljivom fotodiodom). Fotoni su pogodili poluvodič koji donira elektron, oslobađajući elektrone i dajući im kinetičku energiju. Kinetička energija može se prevesti u samo jednom smjeru, jer je dopušten samo jedan smjer električne struje. To je isti način na koji rade solarne ploče, prevodeći fotone sa sunca u električnu struju samo u jednom smjeru.
Zaštita strujnog kruga
Dioda može zaštititi sklop od nepropisno umetnutih baterija. Polaritet će biti netočan, ali neće oštetiti strujni krug pored diode, koji propušta samo slabu struju. Diode također igraju ulogu u prenaponskim zaštitnicima. Takozvane "lavinske" diode vode do uzemljive žice, ali ne propuštaju redovitu struju zbog svoje jednosmjerne orijentacije. Pri dovoljno visokom naponu dioda će propustiti napon. Kada napon poraste daleko iznad radne razine, lavinska se dioda otvori i propusti dodatni napon kroz žicu za uzemljenje.
