Diody to urządzenia półprzewodnikowe, które skutecznie blokują prąd w jednym kierunku, jednocześnie umożliwiając przepływ prądu w drugim. Idealna dioda działa więc jak przełącznik, który jest otwarty w jednym kierunku, a zamknięty w drugim. Diody są zamknięte w obudowach takich jak szkło lub plastik, które są oznaczone opaską wskazującą stronę katody. Przepływ prądu z anody do katody oznacza, że dioda jest spolaryzowana w kierunku przewodzenia, natomiast przepływ prądu z katody do anody oznacza, że dioda jest spolaryzowana wstecznie.
Budowa
Diody są tworzone z półprzewodników, takich jak krzem lub german, które są domieszkowane w celu utworzenia tzw. złącza PN. Złącza PN powstają z połączenia półprzewodników typu P i N. P oznacza dodatni, a N ujemny. Półprzewodniki mają dziury lub ładunki dodatnie oraz swobodne elektrony lub ładunki ujemne.
Typy P i N
Półprzewodnik domieszkowany w celu utworzenia typu P ma dziury jako nośniki większościowe, a elektrony są nośnikami mniejszościowymi. Przyłożone napięcie powoduje, że elektrony przesuwają się w lewo, a dziury w prawo, a dziury łączą się z wolnymi elektronami z obwodu zewnętrznego. Elektronów jest tak mało, że ich wpływ jest znikomy, a więc uwzględniany jest tylko ruch dziur. Typy P mają nadmiar ładunku dodatniego.
Półprzewodnik domieszkowany w celu utworzenia typu N ma wolne elektrony jako nośniki większościowe i dziury jako nośniki mniejszościowe. Przyłożone napięcie powoduje, że wolne elektrony poruszają się w lewo, a dziury w prawo. Otwory te są wypełnione elektronami z obwodu zewnętrznego. Dziur jest tak mało, że ich efekt jest znikomy, a więc uwzględniany jest tylko przepływ swobodnych elektronów. N-typy mają nadmiar ładunku ujemnego.
funkcje
Dioda jest symbolizowana strzałką wskazującą kierunek, w którym przepływ prądu jest dozwolony. Nazywa się to spolaryzowanym do przodu, gdy prąd płynie w ten sposób. Strzałka ma pasek wskazujący, że prąd jest zablokowany podczas płynięcia w przeciwnym kierunku. Dioda, w której prąd płynie w niewłaściwym kierunku, nazywana jest odwrotną polaryzacją. W rzeczywistości diody z odwróconym polaryzacją zablokują przepływ prądu, ale w końcu pozwolą na to, gdy jest zbyt wiele złych dróg. Kiedy tak się stanie, normalne diody ulegną samozniszczeniu.
Typy specjalne
Diody LED to diody emitujące światło specjalnie skonstruowane do emitowania światła. Diody Zenera są przystosowane do przewodzenia, gdy są odwrócone, zamiast ulegać zniszczeniu. Warystory zachowują się jak diody Zenera typu back-to-back i mogą wytrzymać napięcie do 1000 woltów. Waraktory działają jak kondensatory zmieniające napięcie.
Zastosowania
Diody są wykorzystywane na wiele sposobów. Niektóre z nich zamieniają prąd przemienny na prąd stały, usuwając część sygnału. W tym charakterze są one znane jako prostowniki. Działają jako przełączniki elektryczne i są przydatne w zabezpieczeniach przeciwprzepięciowych, ponieważ mogą zapobiegać skokom napięcia. Służą do wykonywania logiki cyfrowej. Służą również do tworzenia zasilaczy i podwajaczy napięcia.
Diody LED wykorzystywane są jako czujniki, a także jako oświetlenie w urządzeniach oświetleniowych i laserach. Diody Zenera pełnią funkcję regulatorów napięcia, waraktory są wykorzystywane w tuningu elektronicznym, a warystory służą do tłumienia stanów nieustalonych w liniach prądu przemiennego.
Diody są podstawą tranzystorów i wzmacniaczy operacyjnych.