Av johnmcgee Uppdaterad 24 mars 2022
Bildkredit:DKsamco/iStock/GettyImages
En diod är en två-terminal halvledarenhet som tillåter ström att flyta i endast en riktning när en tillräcklig spänning läggs på. Den är konstruerad av två olika dopade halvledarmaterial – vanligtvis en p-typ (elektronaccepterande) och en n-typ (elektrondonerande). Vid korsningen fyller elektroner från n-typssidan vakanser på p-typens sida, vilket skapar en utarmningsområde med ett internt elektriskt fält. Detta fält förhindrar backström tills den pålagda spänningen överstiger en liten tröskel, vanligtvis runt 0,6–0,7V för kiseldioder.
Den första praktiska tillämpningen av dioder var i AM-radiomottagare. Radiovågor inducerar en växelström (AC) i antennen. För att extrahera ljudsignalen behövde mottagaren en likriktare som kunde omvandla denna AC till en användbar likström (DC). Dioden tjänade detta syfte genom att bara tillåta ena hälften av vågformen att passera, vilket effektivt "halvvågslikriktade" signalen. Efterföljande filtrering tog bort högfrekvenskomponenten och lämnade en jämn DC-vågform för ljudförstärkning.
När en framåtspänning appliceras över en diod, rekombinerar elektroner med hål i korsningen, och frigör energi som fotoner. Våglängden – och därmed färgen – på det emitterade ljuset beror på halvledarmaterialet och dess bandgap. Lysdioder är nu den dominerande belysningskällan i displayer, indikatorer och allmän belysning på grund av deras låga strömförbrukning, höga tillförlitlighet och långa livslängd.
Dioder är inte bara sändare utan också detektorer. Fotodioder absorberar fotoner och genererar elektron-hålpar som skapar en mätbar ström. Denna princip ligger till grund för infraröda fjärrkontrollsystem:fjärrkontrollens LED sänder ut infraröda fotoner, som fångas av en fotodiod i enheten och omvandlar ljuset till en elektrisk signal. Samma koncept driver fotovoltaiska paneler, där solljus skapar ett laddningsflöde över en korsning och producerar en likström som driver hem och nätanslutna system.
Dioder är viktiga skyddsanordningar i elektroniska kretsar. Omvänd polaritetsskyddsdioder tillåter endast en minimal läckström när ett batteri är felaktigt isatt, vilket förhindrar skador på känsliga komponenter. Överspänningsdämpande "lavin"-dioder klämmer överdrivna spänningsspikar genom att leda till jord när en kritisk spänning överskrids, vilket skyddar nedströmselektroniken från transienta överspänningshändelser.
