Dióda je dvojkoncovkový elektronický komponent, ktorý vedie elektrinu iba v jednom smere, a iba vtedy, keď sa na jej dva terminály použije určitý minimálny potenciálny rozdiel alebo napätie. Skoré diódy sa používali na prevod striedavého prúdu na jednosmerný prúd a na filtrovanie signálu v rádiách. Diódy sa odvtedy stali všadeprítomnými a používajú sa na ochranu elektroniky, osvetlenie našich domovov a vysielanie signálov diaľkového ovládania.
Základná štruktúra
Aby sme pochopili základ použitia diódy, pomôže nám to pozrieť sa na štruktúru štandardnej diódy. Štandardná dióda p-n má dva polovodiče, ktoré vytvárajú kontakt a vytvárajú rozhranie. Čisté polovodiče nevodia, takže sa pridávajú kovové nečistoty. V jednom polovodiči diódy p-n sa kontaminujúci kov ľahko vzdá elektrónu; druhá je rovnako dotovaná (impurifikovaná) kovom, ktorý ľahko prijíma elektrón. Na rozhraní sa elektróny pohybujú z jednej strany na druhú, čo spôsobuje, že atómy, ktoré elektróny zanechali, sú pozitívne nabité a prijímajúce atómy sú negatívne. Táto odchýlka od neutrality sa deje iba na rozhraní. Vytvára elektrické pole tak, že elektróny prúdiace z vonkajšieho prúdu väčšinou prechádzajú zo strany prijímajúcej elektróny na stranu darujúcu elektróny.
Skoré diódy: rádiá
Táto jednosmerná vlastnosť bola prvýkrát použitá v AM rádiách. Rádiový signál kmitá tam a späť a vytvára v anténe striedavý prúd. Pred zosilnením musí byť signál jednosmerný. Rádiová dióda preto prepúšťa polovicu signálu pohybujúceho sa elektrónmi jedným smerom, ale nie druhú polovicu. Stručne povedané, AC sa zmení na DC. Kondenzátory potom odfiltrujú vysokú frekvenciu a ponechajú iba zvukový signál pripravený na zosilnenie.
LED
Ak na diódu použijete napätie, elektróny z elektrického prúdu sa pohybujú okolo elektrický obvod bude emitovať špecifickú vlnovú dĺžku svetla, keď sa pripája k nečistote, ktorá prijíma elektrón. Takto produkujú svetlo diódy (LED). Elektróny sa potom pohybujú cez polovodičové rozhranie kvôli elektrickému poľu medzi nimi, prechádzajú cez polovodič, ktorý daruje elektróny, a pokračujte k zadnej časti zdroja napätia, aby ste dokončili obvod.
Fotodiódy a diódy citlivé na svetlo
Rovnako ako diódy môžu produkovať svetlo, môžu tiež vytvárať prúd, keď ho dostanú. Tieto dva typy spolupracujú v zariadení na diaľkové ovládanie, napríklad pre televíziu. Posledným z nich je spôsob fungovania fotovoltaických panelov. Dve diódy vyžarujú svetlo z diaľkového ovládača: Jedna vyžaruje viditeľné svetlo, aby ste vedeli, že sa signál odosiela; druhý vysiela binárny signál na neviditeľnej vlnovej dĺžke (teda potreba viditeľnej fotodiódy). Fotóny zasiahli polovodič poskytujúci elektróny, uvoľnili elektróny a poskytli im kinetickú energiu. Kinetická energia sa môže prekladať iba jedným smerom, pretože je povolený iba jeden smer elektrického prúdu. Je to rovnaké ako solárne panely, ktoré premieňajú fotóny zo slnka na elektrický prúd iba v jednom smere.
Ochrana obvodov
Dióda môže chrániť obvody pred nesprávne vloženými batériami. Polarita bude nesprávna, ale nepoškodí to obvody okolo diódy, ktoré prepúšťajú iba slabý prúd. Diódy tiež zohrávajú úlohu v prepäťových ochranách. Takzvané „lavínové“ diódy vedú k uzemňovaciemu vodiču, ale kvôli svojej jednosmernej orientácii neprepúšťajú bežný prúd. Pri dostatočne vysokom napätí bude dióda prepúšťať napätie. Keď napätie stúpne vysoko nad prevádzkovú hladinu, lavínová dióda sa otvorí a prepustí dodatočné napätie cez uzemňovací vodič.