A dióda egy két terminálú elektronikus alkatrész, amely csak egy irányban vezeti az áramot, és csak akkor, ha két minimális potenciálkülönbséget vagy feszültséget alkalmaz a két termináljára. Korai diódákat használtak az AC váltakozására DC-vé és a jel rádióban történő kiszűrésére. A diódák azóta mindenütt elterjedtek, az elektronika védelmére, otthonunk megvilágítására és távirányítós jelek küldésére használják.
Az alapszerkezet
A dióda használatának alapjainak megértése segít megnézni egy standard dióda szerkezetét. A szokásos p-n diódának két félvezetője van, amelyek érintkeznek, és interfészt képeznek. A tiszta félvezetők nem vezetnek, ezért fémszennyeződéseket adnak hozzá. A p-n dióda egyik félvezetőjében a szennyező fém könnyen feladja az elektront; a másik hasonlóképpen adalékolt (megtisztított) fémmel, amely könnyen elfogadja az elektront. A határfelületen az elektronok egyik oldalról a másikra mozognak, így az atomok, amelyeket az elektronok pozitívan töltöttek, a befogadó atomok pedig negatívvá válnak. Ez az eltérés a semlegességtől csak a felületen történik. Elektromos teret hoz létre, így a külső áramból beáramló elektronok többnyire az elektront befogadó oldalról az elektront adó oldalra mennek.
Korai diódák: rádiók
Ezt az egyirányú tulajdonságot használták először az AM rádiókban. A rádiójel előre-hátra ingadozik, és váltakozó áramot hoz létre az antennában. Az erősítés előtt a jelet egyirányúvá kell tenni. A rádió diódája tehát átengedi a jel felét, amely az elektronokat az egyik irányba mozgatja, a másik felét azonban nem. Röviden: az AC vált DC-vé. Ezután a kondenzátorok kiszűrik a magas frekvenciát, és csak az audio jelet hagyják készen az erősítésre.
VEZETTE
Ha feszültséget alkalmaz egy diódán, akkor a villamos áram elektronai a az elektromos áramkör egy meghatározott hullámhosszú fényt bocsát ki, amikor az elfogadható szennyeződéshez kapcsolódik egy elektron. A fénykibocsátó diódák (LED) így hozzák létre a fényt. Az elektronok ezután a félvezetői határfelületen mozognak, mivel a köztük lévő elektromos mező átmegy a félvezető, amely elektront adományoz, és folytassa a feszültségforrás hátuljáig, hogy teljes legyen áramkör.
Fotodiódák és fényérzékeny diódák
Ahogy a diódák képesek fényt előállítani, ugyanúgy áramot is létrehozhatnak, amikor megkapják. A két típus együtt működik egy távirányító eszközben, például a televízióhoz. Ez utóbbi a fotovoltaikus panelek működése. Két dióda bocsát ki fényt a távvezérlőből: Az egyik látható fényt bocsát ki, hogy tudassa veled, hogy a jelet küldik; a másik bináris jelet bocsát ki láthatatlan hullámhosszon (tehát szükség van a látható fotodiódára). A fotonok eltalálják az elektront adó félvezetőt, felszabadítva az elektronokat és kinetikus energiát adva nekik. A kinetikus energia csak egy irányba képes átfordulni, mivel az elektromos áramnak csak egy iránya megengedett. Ugyanúgy, ahogy a napelemek működnek, és a nap fotonjait csak egy irányban alakítják át elektromos árammá.
Áramkör védelem
A dióda megvédi az áramkört a helytelenül behelyezett akkumulátoroktól. A polaritás helytelen lesz, de nem károsítja a dióda előtti áramkört, amely csak halvány áramot enged át. A diódák szerepet játszanak a túlfeszültség-védőkben is. Az úgynevezett „lavina” diódák földelő vezetékhez vezetnek, de egyirányú tájolásuk miatt nem engedik át a szabályos áramot. Elég magas feszültség esetén a dióda átengedi a feszültséget. Amikor a feszültség jóval meghaladja az üzemi szintet, a lavina dióda kinyílik, és a földi vezetéken keresztül kiengedi az extra feszültséget.