Dioda je elektronska komponenta z dvema priključkoma, ki prevaja elektriko samo v eno smer in le, če je na njenih terminalih določena določena najmanjša potencialna razlika ali napetost. Zgodnje diode so bile uporabljene za pretvorbo izmeničnega v enosmerni tok in za filtriranje signala v radijskih sprejemnikih. Diode so od takrat postale vseprisotne, uporabljajo se za zaščito elektronike, osvetlitev naših domov in pošiljanje signalov na daljinsko upravljanje.
Osnovna struktura
Da bi razumeli osnove uporabe diode, je treba pogledati strukturo standardne diode. Standardna p-n dioda ima dva polprevodnika, ki vzpostavita stik in tvorita vmesnik. Čisti polprevodniki ne prevajajo, zato so dodane kovinske nečistoče. V enem polprevodniku p-n diode se onesnaževalna kovina zlahka preda elektronu; drugi je prav tako dopiran (nečist) s kovino, ki zlahka sprejme elektron. Na vmesniku se elektroni premikajo z ene strani na drugo, zaradi česar so atomi, ki so jih elektroni zapustili, pozitivno nabiti, sprejemni atomi pa negativni. To odstopanje od nevtralnosti se zgodi le na vmesniku. Ustvari električno polje, tako da elektroni, ki prihajajo iz zunanjega toka, večinoma preidejo s strani, ki sprejema elektrone, na stran, ki donira elektron.
Zgodnje diode: Radijski sprejemniki
Ta enosmerna lastnost je bila prvič izkoriščena v AM radijskih sprejemnikih. Radijski signal niha naprej in nazaj, kar ustvarja izmenični tok v anteni. Pred ojačanjem mora biti signal enosmeren. Radijska dioda torej prepušča polovico signala, ki elektrone premika v eno smer, druge polovice pa ne. Skratka, AC je spremenjen v DC. Kondenzatorji nato filtrirajo visoko frekvenco, tako da ostane samo zvočni signal pripravljen na ojačanje.
LED
Če uporabite napetost na diodi, se elektroni iz električnega toka gibljejo okoli električno vezje oddaja določeno valovno dolžino svetlobe, ko se pritrdi na nečistočo, ki jo sprejme elektron. Tako oddajajo svetlobe diode (LED) svetlobo. Nato se elektroni premikajo po polprevodniškem vmesniku, ker električno polje vmes prečka polprevodnik, ki oddaja elektrone, in nadaljujte do zadnjega dela napetostnega vira, da dokončate vezje.
Fotodiode in svetlobno občutljive diode
Tako kot diode lahko proizvajajo svetlobo, lahko tudi ustvarijo tok, ko jo prejmejo. Ti dve vrsti skupaj delujeta v daljinskem upravljalniku, na primer za vaš televizor. Slednje delujejo fotonapetostne plošče. Dve diodi oddajata svetlobo z daljinskega upravljalnika: ena oddaja vidno svetlobo, ki vam sporoča, da je signal poslan; drugi oddaja binarni signal na nevidni valovni dolžini (torej potreba po vidni fotodiodi). Fotoni so udarili v polprevodnik, ki donira elektrone, sprostili elektrone in jim dali kinetično energijo. Kinetična energija se lahko prevaja samo v eno smer, saj je dovoljena samo ena smer električnega toka. Tako delujejo sončne celice, ki fotone s sonca prevajajo v električni tok samo v eno smer.
Zaščita vezja
Dioda lahko zaščiti vezje pred nepravilno vstavljenimi baterijami. Polarnost bo napačna, vendar ne bo poškodovala vezja mimo diode, ki omogoča le šibek tok. Diode igrajo tudi vlogo pri prenapetostnih zaščitah. Tako imenovane "plazovite" diode vodijo do ozemljitvene žice, vendar ne prepuščajo običajnega toka zaradi svoje enosmerne usmeritve. Pri dovolj visoki napetosti dioda prepušča napetost. Ko napetost naraste daleč nad obratovalno raven, se plazovna dioda odpre in spusti dodatno napetost skozi ozemljitveno žico.