Vsebina
Dioda je dvokanalna elektronska komponenta, ki prenaša električno energijo samo v eni smeri in samo, če se na njena dva terminala uporabi določena minimalna potencialna razlika ali napetost. Zgodnje diode so bile uporabljene za pretvorbo AC v enosmerni tok in za filtriranje signala v radijih. Diode so od takrat postale vseprisotne in se uporabljajo za zaščito elektronike, osvetlitev domov in signale na daljinsko upravljanje.
Osnovna struktura
Če želite razumeti osnovo uporabe diod, si pomagate pogledati standardno strukturo diode. Standardna p-n dioda ima dva polprevodnika, ki navezujeta stik in tvorita vmesnik. Čisti polprevodniki ne delujejo, zato so dodane kovinske nečistoče. V enem polprevodniku p-n diode onesnaževalna kovina zlahka odda elektron; drugi je prav tako dopiran (impurificiran) s kovino, ki zlahka sprejme elektron. Na vmesniku se elektroni premikajo z ene na drugo stran, zaradi česar so atomi, ki so jih elektroni zapustili, pozitivno nabiti, sprejemni atomi pa negativni. To odstopanje od nevtralnosti se zgodi samo na vmesniku. Ustvari električno polje, tako da elektroni, ki pritekajo iz zunanjega toka, večinoma prehajajo z strani, ki sprejema elektrone, na stran, ki daje elektrone.
Zgodnje diode: radio
To enosmerno lastnost so prvič izkoristili v AM radijih. Radijski signal niha naprej in nazaj, kar ustvarja izmenični tok v anteni. Pred ojačitvijo mora biti signal usmerjen v eno smer. Radijska dioda torej prepušča polovico signala, ki elektrone premika v eno smer, druge polovice pa ne. Skratka, AC se spremeni v enosmerni tok. Kondenzatorji nato filtrirajo visoko frekvenco, pri čemer je samo zvočni signal pripravljen na ojačanje.
LED
Če uporabite napetost preko diode, bodo elektroni iz električnega toka, ki se gibljejo okoli električnega tokokroga, oddajali določeno valovno dolžino svetlobe, ko se pritrdijo na nečistočo, ki sprejema elektron. Tako svetleče diode (LED) proizvajajo svetlobo. Elektroni se nato zaradi električnega polja gibljejo čez polprevodniški vmesnik, prečkajo polprevodnik, ki daje elektrone, in nadaljujejo do zadnjega konca vira napetosti, da dokončajo vezje.
Fotodiode in svetleče diode
Tako kot diode lahko proizvajajo svetlobo, lahko tudi ob prejemu ustvarijo tok. Obe vrsti delujeta v napravi na daljavo, na primer za vašo televizijo. Slednje je delovanje fotovoltaičnih plošč. Dve diodi oddajata svetlobo z vašega daljinca: ena oddaja vidno svetlobo, da vas obvesti, da se signal pošilja; drugi oddaja binarni signal na nevidni valovni dolžini (torej potreba po vidnem fotodiodu). Fotoni so udarili v polprevodnik, ki daje elektrone in sprošča elektrone ter jim daje kinetično energijo. Kinetična energija lahko prehaja v samo eno smer, saj je dovoljena le ena smer električnega toka. Tako delujejo sončni paneli, prevajajo fotone s sonca 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 skozi. Diode igrajo tudi vlogo zaščite pred prenapetostmi. Tako imenovane „lavinske“ diode vodijo do ozemljitvene žice, vendar zaradi svoje usmerjenosti ne pustijo rednega toka skozi. Pri dovolj visoki napetosti bo dioda pustila napetost skozi. Ko napetost narašča daleč nad delovnimi nivoji, se lavinska dioda odpre in sprosti dodatno napetost skozi ozemljitveno žico.