Dioder är halvledaranordningar som effektivt blockerar ström i en riktning samtidigt som de tillåter strömflöde i den andra. En ideal diod fungerar därför som en omkopplare som är öppen i en riktning och stängd i den andra. Dioder är inneslutna i fall som glas eller plast som är markerade med ett band för att indikera katodesidan. Strömflöde från anoden till katoden betyder att dioden är förspänd, medan strömflödet från katoden till anoden betyder att dioden är förspänd.
Konstruktion
Dioder bildas av halvledare såsom kisel eller germanium som dopas för att bilda det som kallas en PN-korsning. PN-korsningar skapas från en kombination av halvledare av P-typ och N-typ. P står för positivt och N för negativt. Halvledare har hål eller positiva laddningar och fria elektroner eller negativa laddningar.
P- och N-typer
En halvledare som har dopats för att bilda en P-typ har hål som majoritetsbärare och elektroner är minoritetsbärare. En applicerad spänning gör att elektronerna rör sig åt vänster och hålen till höger, och hålen rekombineras med fria elektroner från den externa kretsen. Elektronerna är så få i antal att deras effekt är försumbar, och så är det bara hålens rörelse som beaktas. P-typer har överflödig positiv laddning.
En halvledare som har dopats för att bilda en N-typ har fria elektroner som majoritetsbärare och hål som minoritetsbärare. En applicerad spänning gör att de fria elektronerna rör sig åt vänster och hålen till höger. Dessa hål fylls i av elektroner från en extern krets. Hålen är så få i antal att deras effekt är försumbar, och därför beaktas endast flödet av de fria elektronerna. N-typer har överskott av negativ laddning.
Funktioner
En diod symboliseras av en pil som anger riktningsströmmen tillåts. Det kallas framåtförspänt när strömmen flyter på detta sätt. Pilen har en stapel för att indikera att strömmen är blockerad när den går i motsatt riktning. En diod med strömflöde i fel riktning kallas omvänd förspänd. I verkliga livet kommer omvänd förspända dioder att blockera strömflödet, men kommer äntligen att tillåta vissa när det är för mycket på fel sätt. När detta händer kommer vanliga dioder att förstöra sig själv.
Särskilda typer
LED-lampor är ljusdioder som är speciellt konstruerade för att ge ut ljus. Zener-dioder är gjorda för att leda när de är omvänd förspända, istället för att förstöras. Varistorer beter sig som rygg-till-bak-zener-dioder och kan hantera upp till 1000 volt. Varaktorer fungerar som spänningsvarierande kondensatorer.
Användningar
Dioder används på många sätt. Några av dem ändrar växelström till likström genom att ta bort en del av signalen. I denna egenskap kallas de likriktare. De fungerar som elektriska strömbrytare och är användbara i överspänningsskydd eftersom de kan förhindra spänningstoppar. De används för att utföra digital logik. De används också för att skapa strömförsörjning och spänningsdubblare.
LEDS används som sensorer, liksom för belysning i belysningsenheter och lasrar. Zener-dioder fungerar som spänningsregulatorer, varaktorer används vid elektronisk avstämning och varistorer används för att undertrycka transienter i växelströmsledningar.
Dioder är basen för transistorer och op-förstärkare.