Tartalom
A dióda egy két terminálú elektronikai alkatrész, amely csak egy irányban vezet áramot, és csak akkor, ha egy bizonyos minimális potenciálkülönbség vagy feszültség van a két kivezetésén. A korai diódákat a váltóáram DC-re konvertálására és a jel rádióban történő kiszűrésére használták. A diódák azóta mindenütt jelen vannak, az elektronika védelmére, az otthonunk megvilágítására és a távirányító jeleire.
Az alapvető felépítés
A diódák használatának alapjainak megértése elősegíti a standard dióda felépítésének áttekintését. A standard p-n diódának két félvezetője van, amelyek érintkeztetnek és interfészt képeznek. A tiszta félvezetők nem viselkednek, így fémszennyeződések kerülnek hozzáadásra. A p-n dióda egyik félvezetőjében a szennyező fém könnyen elektronot ad fel; a másik ugyanígy adalékolt (szennyezett) egy olyan fémmel, amely könnyen felveszi az elektronokat. Az interfészen az elektronok egyik oldalról a másikra mozognak, így az atomok, amelyeket az elektronok pozitív töltéssel és a fogadó atomok negatívvá váltak. A semlegességtől való eltérés csak a felületen történik. Elektromos mezőt hoz létre, így a külső áramból beáramló elektronok többnyire az elektronokat elfogadó oldalról az elektronokat adományozó oldalra mennek.
Korai diódák: Rádiók
Ezt az egyirányú tulajdonságot először az AM rádiókban használták ki. A rádiójel oda-vissza oszcillál, váltakozó áramot hozva létre az antennában. Az erősítés előtt a jelet egyirányúvá kell tenni. Egy rádiódióda ezért a jel felén keresztül engedi az elektronokat az egyik irányba mozgatni, a másik felét azonban nem. Röviden: az AC egyenáramúvá vált. A kondenzátorok ezután kiszűrik a magas frekvenciát, és csak az audio jelet hagyják készen az erősítésre.
VEZETTE
Ha feszültséget adnak egy diódán, akkor az elektromos áramkör körül mozgó elektromos áram elektronjai egy meghatározott hullámhosszú fényt bocsátanak ki, amikor az elektront elfogadó szennyeződéshez kapcsolódnak. A fénykibocsátó diódák (LED-ek) így termelnek fényt. Az elektronok ezután a középső elektromos mező miatt áthaladnak a félvezető interfészen, áthaladnak az elektronokat adományozó félvezetőn, és tovább haladnak a feszültségforrás hátsó végén az áramkör befejezéséhez.
Fotódiódák és fényérzékeny diódák
Csakúgy, mint a diódák fényt tudnak előállítani, akkor áramot is képesek létrehozni, amikor megkapják. A két típus együtt működik egy távirányítóban, például a televízió számára. Ez utóbbi hogyan működik a fotovoltaikus panelek. Két dióda fényt bocsát ki a távirányítóról: Az egyik látható fényt bocsát ki, hogy tudatja a jel küldését; a másik bináris jelet láthatatlan hullámhosszon bocsát ki (tehát szükség van a látható fotodiodra). A fotonok eltalálják az elektron-adományozó félvezetőt, felszabadítva az elektronokat és kinetikus energiát adva nekik. A kinetikus energia csak egy irányban fordítható le, mivel az elektromos áramnak csak egy iránya megengedett. Ugyanezzel a módon működnek a napelemek, amikor a fotonokat a Napból csak egy irányba fordítják elektromos árammá.
Áramkörvédelem
A dióda megvédi az áramkört a nem megfelelően behelyezett akkumulátoroktól. A polaritás nem megfelelő, de nem károsítja az áramkört a dióda előtt, ami csak kis áramot enged át. A diódák szerepet játszanak a túlfeszültség-védelemben is. Az úgynevezett „lavina” diódák földelővezetékhez vezetnek, ám egyirányú orientációjuk miatt nem engedik át a rendszeres áramot. Elég magas feszültségnél a dióda átengedi a feszültséget. Amikor a feszültség messze meghaladja az üzemi szintet, akkor a lavina dióda kinyílik, és lehetővé teszi az extra feszültség kimenetet a földvezetéken keresztül.