Зміст
Діод - це двотермінальний електронний компонент, який проводить електрику лише в одному напрямку, і лише тоді, коли певна мінімальна різниця потенціалів, або напруга, застосовується до двох його клем. Ранні діоди використовували для перетворення змінного струму в постійний струм і для фільтрації сигналу в радіо. З того часу діоди стали всюдисущими, використовуються для захисту електроніки, освітлення наших будинків та сигналів дистанційного керування.
Основна структура
Щоб зрозуміти основу використання діодів, це допоможе переглянути стандартну структуру діода. Стандартний p-n діод має два напівпровідники, які здійснюють контакт, утворюючи інтерфейс. Чисті напівпровідники не проводять, тому домішки металу додаються. В одному напівпровіднику p-n діода забруднюючий метал легко видає електрон; інший також легований (пропитаний) металом, який легко приймає електрон. На межі розділу електрони переміщуються з однієї сторони на іншу, роблячи атоми, які залишили електрони позитивно зарядженими, а приймаючі атоми - негативними. Це відхилення від нейтральності відбувається лише на інтерфейсі. Це створює електричне поле, так що електрони, що надходять із зовнішнього струму, в основному переходять від сторони, що приймає електрони, на сторону, що дарує електрон.
Ранні діоди: радіо
Це односпрямоване властивість вперше було використано на радіо AM. Радіосигнал коливається вперед-назад, створюючи змінний струм в антені. Перед посиленням сигнал слід зробити однонаправленим. Отже, радіодіод пропускає половину сигналу, що рухає електрони в одну сторону, а не другу половину. Коротше кажучи, змінного струму перетворюється на постійний. Потім конденсатори фільтрують високу частоту, залишаючи тільки звуковий сигнал, готовий до посилення.
СВІТЛОДІОДНИЙ
Якщо прикласти напругу через діод, електрони від електричного струму, що рухається навколо електричного кола, випромінюють певну довжину хвилі світла при приєднанні до домішки, яка приймає електрон. Ось як світлодіоди (світлодіоди) виробляють світло. Потім електрони переміщуються через напівпровідниковий інтерфейс через електричне поле посередині, перетинають напівпровідник, який дарує електрони, і продовжують рухатися до заднього кінця джерела напруги, щоб завершити ланцюг.
Фотодіоди та світлочутливі діоди
Так само як діоди можуть виробляти світло, вони також можуть створювати струм, коли отримують його. Два типи працюють разом у пристрої дистанційного керування, наприклад, для вашого телебачення. Останнє - як працюють фотоелектричні панелі. Два діоди випромінюють світло з пульта дистанційного керування: один випромінює видиме світло, щоб повідомити, що сигнал надсилається; інший випромінює бінарний сигнал на невидимій довжині хвилі (таким чином, необхідність у видимому фотодіоді). Фотони потрапляють у напівпровідник, що дарує електрони, звільняючи електрони та віддаючи їм кінетичну енергію. Кінетична енергія може перекладатись лише в одному напрямку, оскільки дозволений лише один напрям електричного струму. Це так само, як працюють сонячні панелі, переводячи фотони від сонця в електричний струм лише в одному напрямку.
Захист ланцюга
Діод може захистити схему від неправильно вставлених батарей. Полярність буде неправильною, але це не пошкодить схему повз діод, що пропускає лише слабкий струм. Діоди також грають роль у захисних пристроях від перенапруг. Так звані «лавиноподібні» діоди призводять до заземлення, але вони не пропускають регулярний струм через свою однонаправлену орієнтацію. При досить високій напрузі діод пропустить напругу наскрізь. Коли напруга зростає набагато вище робочих рівнів, лавиновий діод відкривається і випускає зайву напругу через провід заземлення.