Dioda

Dioda to element elektroniczny z dwoma wyprowadzeniami (dwuelektrodowy) przewodzący prąd w sposób niesymetryczny. Diody występują w wielu odmianach zróżnicowanych technologicznie i konstrukcyjnie. Diody mają też bardzo zóżnicowane parametry techniczne i bardzo szeroki zakres zastosowań.

Podstawową, powszechnie wykorzystywaną właściwością diody jest przewodzenie prądu tylko w jednym kierunku i blokowanie przepływu prądu w kierunku przeciwnym.

Charakterystyki diód w kierunku przewodzenia nie są liniowe i są różne dla różnych typów diód. W najpopularniejszych diodach półprzewodnikowych dla małych napięć prąd jest bardzo mały. Po osiągnięciu odpowiedniego napięcia prąd rośnie gwałtownie. Napięcie, od którego gwałtownie rośnie prąd przy polaryzacji w kierunku przewodzenia jest zależne od konstrukcji diody, dla typowych diód krzemowych wynosi około 0,6V-0,7V.

Blokowanie przepływu prądu przy polaryzacji diody w kierunku zaporowym występuje tylko w ograniczonym zakresie napięć. Kiedy napięcie o polaryzacji zaporowej osiąga odpowiednio dużą wartość następuje przebicie (breakdown) i prąd gwałtownie rośnie.

Pierwszymi diodami były odkryte w XIX wieku detektory kryształkowe. Znalazły one szerokie zastosowanie w radiofonii jako detektory. W sensie technicznym detektor kryształkowy to złącze typu metal-półprzewodnik. W 1904 roku pierwszą diodę próżniową (czyli lampę elektronową) skonstruował i opatentował John Ambrose Fleming. Pierwotnym zastosowaniem diody próżniowej również była rola detektora w radiofonii, a wykorzystanie w roli prostownika w zasilaczu przyszło później.

Dominującą pozycję z czasem zdobyły diody półprzewodnikowe. W diodzie półprzewodnikowej znajduje się złącze p-n, czyli złącze dwóch krystalicznych półprzewodników o różnych typach przewodnictwa uzyskiwanych poprzez odpowiednie domieszkowanie. Złącze p-n odkrył w 1939 roku amerykański inżynier Russell Ohl, pracujący wówczas w Bell Labs. Obecnie diody półprzewodnikowe do typowych zastosowań to najcześciej diody krzemowe. W latach 1950-tych i 1960-tych dominowały diody germanowe. Do niektórych specjalistycznych zastosowań, na przykład w diodach elektroluminescencyjnych, stosowane są inne materiały.

W układach elektronicznych w sprzęcie audio diody są najczęściej wykorzystywane w prostownikach zasilaczy, w układach stabilizujących napięcie, układach ustalających punkt pracy, do demodulacji sygnałów radiowych. W wymienionych układach elektronicznych wykorzystywane są przede wszystkim dwie właściwości diód. Pierwsza to przewodzenie prądu w jednym kierunku. Druga właściwość to bardzo mała zmienność napięcia odkładanego na diodzie dla szerokiego zakresu przewodzonych prądów. Z tego względu w uproszczonych analizach niektórych układów przyjmuje się często, że napięcie odkładane na diodzie jest stałe. Zależnie od rodzaju diody i rodzaju układu, może chodzić zarówno o stabilność napięcia w kierunku przewodzenia jak i o stabilność napięcia w kierunku zaporowym (przebicie).

Do podświetlenia czy kontrolek w sprzęcie elektronicznym powszechnie wykorzystywane są świecące diody elektroluminescencyjne (LED). W tym zastosowaniu diody niemal całkowicie wyparły miniaturowe żarówki.