O diodă este o componentă electronică cu două terminale care conduce electricitatea într-o singură direcție și numai atunci când se aplică o anumită diferență de potențial minimă sau tensiune la cele două terminale ale sale. Primele diode au fost folosite pentru a converti AC în DC și pentru a filtra semnalul în radiouri. Diodele au devenit de atunci omniprezente, folosite pentru a proteja electronica, pentru a ne aprinde casele și pentru a trimite semnale de control de la distanță.
Structura de bază
Pentru a înțelege baza utilizării unei diode, vă ajută să priviți structura unei diode standard. Dioda p-n standard are doi semiconductori care fac contact, formând o interfață. Semiconductorii puri nu conduc, așa că se adaugă impurități metalice. Într-un semiconductor al diodei p-n, metalul contaminant cedează cu ușurință un electron; celălalt este, de asemenea, dopat (impurificat) cu un metal care acceptă cu ușurință un electron. La interfață, electronii se mișcă de la o parte la alta, făcând atomii pe care electronii i-au lăsat încărcați pozitiv și atomii de recepție negativi. Această abatere de la neutralitate se întâmplă numai la interfață. Acesta creează un câmp electric, astfel încât electronii care curg dintr-un curent exterior merg în cea mai mare parte din partea acceptantă de electroni în partea donatoare de electroni.
Diodele timpurii: aparatele de radio
Această proprietate unidirecțională a fost exploatată pentru prima dată în radiourile AM. Semnalul radio oscilează înainte și înapoi, creând un curent alternativ în antenă. Înainte de amplificare, semnalul trebuie făcut unidirecțional. Prin urmare, dioda unui radio permite să treacă jumătatea semnalului deplasând electronii într-o direcție, dar nu în cealaltă jumătate. Pe scurt, AC este transformat în DC. Condensatoarele filtrează apoi frecvența înaltă, lăsând doar semnalul audio, pregătit pentru amplificare.
LED
Dacă aplicați o tensiune pe o diodă, electronii din curentul electric se deplasează în jurul circuitul electric va emite o lungime de undă specifică a luminii atunci când se atașează la impuritatea care acceptă un electron. Acesta este modul în care diodele emițătoare de lumină (LED-uri) produc lumină. Electronii se deplasează apoi pe interfața semiconductoare din cauza câmpului electric din mijloc, traversează semiconductor care donează electroni și continuă până la capătul din spate al sursei de tensiune pentru a finaliza circuit.
Fotodiodele și diodele sensibile la lumină
La fel cum diodele pot produce lumină, ele pot crea și curent atunci când o primesc. Cele două tipuri funcționează împreună într-un dispozitiv de telecomandă, de exemplu, pentru televizorul dvs. Acesta din urmă este modul în care funcționează panourile fotovoltaice. Două diode emit lumină de la telecomandă: una emite lumină vizibilă pentru a vă informa că semnalul este trimis; cealaltă emite un semnal binar la o lungime de undă invizibilă (deci necesitatea fotodiodei vizibile). Fotonii lovesc semiconductorul donator de electroni, eliberând electroni și oferindu-le energie cinetică. Energia cinetică se poate traduce într-o singură direcție, deoarece este permisă o singură direcție a curentului electric. Acesta este același mod în care funcționează panourile solare, transformând fotonii de la soare în curent electric într-o singură direcție.
Protecția circuitului
O diodă poate proteja circuitele de bateriile introduse necorespunzător. Polaritatea va fi incorectă, dar nu va deteriora circuitele trecute de diodă, ceea ce permite doar trecerea unui curent slab. Diodele joacă, de asemenea, un rol în protecția împotriva supratensiunii. Așa-numitele diode „avalanșă” duc la un fir de împământare, dar nu lasă curentul regulat să treacă din cauza orientării lor unidirecționale. La o tensiune suficient de mare, o diodă va lăsa să treacă tensiunea. Când tensiunea crește mult peste nivelurile operaționale, dioda de avalanșă se deschide și lasă tensiunea suplimentară să iasă prin firul de masă.