Sadržaj
Dioda je elektronska komponenta s dva terminala koja provodi električnu energiju samo u jednom smjeru i to samo kad se na njegova dva terminala primijeni određena minimalna razlika potencijala ili napon. Rane diode su korištene za pretvaranje izmjeničnog napona u istosmjerni filtar i filtriranje signala u radiju. Diode su od tada postale sveprisutne, koriste se za zaštitu elektronike, osvjetljavanje domova i signale daljinskog upravljanja.
Osnovna struktura
Da biste razumjeli što je osnova diode, pomaže vam pogledati standardnu strukturu diode. Standardna p-n dioda ima dva poluvodiča koja uspostavljaju kontakt, tvoreći sučelje. Čisti poluvodiči ne provode pa se dodaju nečistoće metala. U jednom poluvodiču p-n diode, onečišćeni metal lako odustaje od elektrona; drugi je na taj način dopiran (impurificiran) s metalom koji lako prihvaća elektron. Na sučelju, elektroni se kreću s jedne na drugu stranu, čineći atome koji su elektroni ostavili pozitivno nabijene, a prijemne atome negativne. To odstupanje od neutralnosti događa se samo na sučelju. Stvara električno polje tako da elektroni koji ulaze iz vanjske struje uglavnom idu sa strane koja prihvaća elektrone na stranu koja daje elektron.
Rane diode: radio
Ovo jednosmjerno svojstvo prvo je iskorišteno u AM radio stanicama. Radio signal oscilira naprijed-nazad, stvarajući naizmjeničnu struju u anteni. Prije pojačanja signal mora biti usmjeren jednosmjerno. Stoga radio dioda propušta polovicu signala koji pomiče elektrone u jednom smjeru, a ne u drugu polovicu. Ukratko, AC se pretvara u istosmjerni. Kondenzatori tada filtriraju visoku frekvenciju, ostavljajući samo audio signal, spreman za pojačanje.
LED
Ako primijenite napon preko diode, elektroni iz električne struje koji se kreću oko električnog kruga emitirat će određenu valnu duljinu svjetlosti kada se pričvršćuju na nečistoću koja prihvaća elektron. Ovako diode (LED) proizvode svjetlost. Zatim se elektroni kreću preko sučelja poluvodiča zbog električnog polja između, prelaze poluvodič koji donira elektrone i nastavljaju prema stražnjem kraju izvora napona kako bi dovršili krug.
Fotodiode i diode osjetljive na svjetlost
Kao što diode mogu stvarati svjetlost, one također mogu stvoriti struju kad je prime. Dvije vrste rade zajedno u uređaju za daljinsko upravljanje, primjerice, za vašu televiziju. Potonje je kako rade fotonaponski paneli. Dvije diode emitiraju svjetlost s vašeg daljinskog: Jedna emitira vidljivu svjetlost kako bi znala da se signal šalje; drugi emitira binarni signal na nevidljivoj valnoj duljini (dakle potreba za vidljivim fotodiodom). Fotoni su pogodili poluvodič koji donira elektrone, oslobađajući elektrone i dajući im kinetičku energiju. Kinetička energija može se prevesti u samo jednom smjeru jer je dopušten samo jedan smjer električne struje. To je isti način na koji rade solarni paneli, prevodeći fotone sa sunca u električnu struju samo u jednom smjeru.
Zaštita kruga
Dioda može zaštititi strujni krug od nepravilno umetnutih baterija. Polaritet će biti netočan, ali neće oštetiti strujni krug pokraj diode, što omogućava samo slabu struju. Diode također igraju ulogu u zaštitnicima od prenapona. Takozvane "lavine" diode vode do uzemljene žice, ali ne puštaju redovnu struju zbog svoje usmjerenosti. Na dovoljno visokom naponu, dioda će pustiti napon. Kad napon poraste daleko iznad operativnih razina, lavina se dioda otvara i pušta dodatni napon kroz žicu za uzemljenje.