A diódák olyan félvezető eszközök, amelyek hatékonyan blokkolják az áramot az egyik irányba, miközben lehetővé teszik az áram áramlását a másikban. Az ideális dióda tehát úgy működik, mint egy kapcsoló, amely az egyik irányban nyitott és a másikban zárt. A diódákat olyan esetekben zárják le, mint például üveg vagy műanyag, amelyeket szalaggal jelölnek a katód oldalának jelölésére. Az anódból a katódba áramló áram azt jelenti, hogy a dióda előre torzított, míg a katódból az anódba áramló áramlás azt jelenti, hogy a dióda fordított előfeszített.
Építkezés
A diódák olyan félvezetőkből vannak kialakítva, mint a szilícium vagy a germánium, amelyek adalékolva alkotják az úgynevezett PN csomópontot. A PN csomópontokat P és N típusú félvezetők kombinációjából hozzák létre. P jelentése pozitív, N pedig negatív. A félvezetők lyukakkal vagy pozitív töltéssel rendelkeznek, valamint szabad elektronokkal vagy negatív töltésekkel rendelkeznek.
P és N típusok
Egy félvezetőnek, amelyet P-típus kialakításához adalékoltak, többségi vivőként lyukak vannak, az elektronok pedig kisebbségi vivők. Az alkalmazott feszültség hatására az elektronok balra, a lyukak pedig jobbra mozognak, és a furatok rekombinálódnak a külső áramkör szabad elektronjaival. Az elektronok száma olyan kevés, hogy hatása elhanyagolható, ezért csak a lyukak mozgását vesszük figyelembe. A P-típusok felesleges pozitív töltéssel rendelkeznek.
Egy félvezetőnek, amelyet N-típus kialakításához adalékoltak, szabad elektronok vannak többségi vivőként, és lyukak vannak kisebbségi vivőként. Az alkalmazott feszültség hatására a szabad elektronok balra, a lyukak pedig jobbra mozognak. Ezeket a lyukakat egy külső áramkör elektronjai töltik ki. A lyukak száma olyan kevés, hogy hatása elhanyagolható, ezért csak a szabad elektronok áramlását vesszük figyelembe. Az N-típusok negatív töltéssel rendelkeznek.
Jellemzők
A diódát egy nyíl szimbolizálja, amely jelzi az áram áramlásának megengedett irányát. Előre elfogultnak nevezzük, ha az áram így folyik. A nyílnak van egy sávja, amely jelzi, hogy az áram blokkolva van, ha ellenkező irányba halad. A rossz irányban áramló diódát fordított előfeszítésnek nevezzük. A való életben a fordított előfeszítésű diódák blokkolják az áramlást, de végül lehetővé tesznek néhányat, ha túl sok a rossz út. Amikor ez megtörténik, a normál diódák önpusztítanak.
Speciális típusok
A LED-ek olyan fénykibocsátó diódák, amelyeket kifejezetten a fény kibocsátására terveztek. A Zener-diódákat arra fordítják, hogy fordított előfeszítéssel működjenek, ahelyett, hogy megsemmisülnének. A varisztorok úgy működnek, mint a back-to-back zener diódák, és akár 1000 voltot is képesek kezelni. A varaktorok úgy működnek, mint a feszültségváltozó kondenzátorok.
Használ
A diódákat számos módon használják. Néhányuk a változó áramot DC-re változtatja a jel egy részének eltávolításával. Ebben a minőségben egyenirányítóként ismertek. Elektromos kapcsolóként működnek, és túlfeszültségvédőkben hasznosak, mert megakadályozhatják a feszültségcsúcsokat. A digitális logika végrehajtására használják őket. Tápegységek és feszültség-duplázók létrehozására is használják őket.
A LED-ek érzékelőként, valamint világítóberendezések és lézerek megvilágítására szolgálnak. A Zener diódák feszültségszabályozóként működnek, a varaktorokat az elektronikus hangolásban használják, a varisztorokat pedig a váltakozó áramú vonalakban lévő tranziensek elnyomására használják.
A diódák jelentik a tranzisztorok és az op-erősítők alapját.