Dioder er halvlederanordninger som effektivt blokkerer strøm i en retning mens de tillater strøm i den andre. En ideell diode fungerer derfor som en bryter som er åpen i den ene retningen og lukket i den andre. Dioder er lukket i tilfeller som glass eller plast som er merket med et bånd for å indikere katodesiden. Gjeldende strøm fra anoden til katoden betyr at dioden er forspent, mens strømmen fra katoden til anoden betyr at dioden er forspent.
Konstruksjon
Dioder dannes av halvledere som silisium eller germanium som er dopet for å danne det som er kjent som et PN-kryss. PN-kryss blir opprettet fra en kombinasjon av halvledere av typen P og N. P står for positivt, og N for negativt. Halvledere har hull eller positive ladninger, og frie elektroner eller negative ladninger.
P- og N-typer
En halvleder som er dopet til å danne en P-type har hull som majoritetsbærere, og elektroner er minoritetsbærere. En påført spenning får elektronene til å bevege seg til venstre og hullene til høyre, og hullene rekombineres med frie elektroner fra den eksterne kretsen. Elektronene er så få i antall at effekten deres er ubetydelig, og det er derfor bare hullets bevegelse som blir vurdert. P-typer har overskytende positiv ladning.
En halvleder som har blitt dopet til å danne en N-type har frie elektroner som majoritetsbærere, og hull som minoritetsbærere. En påført spenning får de frie elektronene til å bevege seg til venstre, og hullene til høyre. Disse hullene fylles ut av elektroner fra en ekstern krets. Hullene er så få i antall at effekten deres er ubetydelig, og det er derfor bare strømmen til de frie elektronene som blir vurdert. N-typer har overskytende negativ ladning.
Funksjoner
En diode er symbolisert med en pil som indikerer retningen strømstrømmen er tillatt. Det kalles forspent når strømmen flyter på denne måten. Pilen har en stolpe som indikerer at strømmen er blokkert når den går i motsatt retning. En diode med strømstrøm i feil retning kalles revers-bias. I virkeligheten vil omvendte forspente dioder blokkere strømmen, men vil endelig tillate noen når det er for mye feil vei. Når dette skjer, vil normale dioder ødelegge seg selv.
Spesielle typer
LED er lysdioder som er spesielt konstruert for å utstråle lys. Zener-dioder er laget for å lede når de er omvendt forspente, i stedet for å bli ødelagt. Varistorer oppfører seg som rygg-til-bak-zener-dioder, og kan håndtere opptil 1000 volt. Varaktorer fungerer som spenningsvarierende kondensatorer.
Bruker
Dioder brukes på mange måter. Noen av dem endrer vekselstrøm til likestrøm ved å fjerne en del av signalet. I denne egenskapen er de kjent som likerettere. De fungerer som elektriske brytere, og er nyttige i overspenningsvern, fordi de kan forhindre spenningspigger. De brukes til å utføre digital logikk. De brukes også til å lage strømforsyninger og spenningsdublere.
LEDS brukes som sensorer, så vel som til belysning i belysningsenheter og lasere. Zener-dioder fungerer som spenningsregulatorer, varaktorer brukes i elektronisk innstilling og varistorer brukes til å undertrykke transienter i vekselstrømsledninger.
Dioder er grunnlaget for transistorer og op-forsterkere.