Conţinut
- Structura de bază
- Diodele timpurii: radiouri
- LED
- Fotodioduri și diode sensibile la lumină
- Protecția circuitului
O diodă este o componentă electronică cu două terminale care conduce electricitatea într-o singură direcție și numai atunci când se aplică o anumită diferență minimă de potențial, sau tensiune, la cele două terminale ale acesteia. Diodele timpurii au fost utilizate pentru a converti AC în DC și pentru a filtra semnalul în radiouri. Diodele au devenit de atunci omniprezente, folosite pentru a proteja electronica, pentru a aprinde casele noastre și pentru semnalele de telecomandă.
Structura de bază
Pentru a înțelege baza utilizării unei diode, ajută la examinarea structurii standard a diodei. Dioda p-n standard are doi semiconductori care fac contact, formând o interfață. Semiconductorii puri nu conduc, deci se adaugă impuritățile metalice. Într-un semiconductor al diodei p-n, metalul contaminant cedează cu ușurință un electron; celălalt este de asemenea dopat (impurificat) cu un metal care acceptă cu ușurință un electron. La interfață, electronii se mișcă dintr-o parte în cealaltă, ceea ce face ca atomii pe care electronii să-i lase încărcați pozitiv și atomii de primire să fie negativi. Această abatere de la neutralitate se întâmplă numai la interfață. Creează un câmp electric astfel încât electronii care intră dintr-un curent exterior trec în cea mai mare parte de la partea care acceptă electronii către partea donatoare de electroni.
Diodele timpurii: radiouri
Această proprietate unidirecțională a fost exploatată pentru prima dată în radiourile AM. Semnalul radio oscilează înainte și înapoi, creând un curent alternativ în antenă. Înainte de amplificare, semnalul trebuie făcut unidirecțional. Prin urmare, dioda unui radio permite prin jumătatea semnalului deplasarea electronilor într-o direcție, dar nu în cealaltă jumătate. Pe scurt, curentul alternativ este transformat în curent continuu. Condensatoarele filtrează apoi frecvența înaltă, lăsând doar semnalul audio, gata pentru amplificare.
LED
Dacă aplicați o tensiune pe o diodă, electronii din curentul electric care se deplasează în jurul circuitului electric vor emite o lungime de undă specifică a luminii atunci când se atașează de impuritatea care acceptă un electron. Așa se face că diodele (LED) care produc lumină produc lumină. Apoi, electronii se deplasează pe interfața semiconductorului din cauza câmpului electric din mijloc, traversează semiconductorul care donează electroni și continuă până la capătul din spate al sursei de tensiune pentru a completa circuitul.
Fotodioduri și diode sensibile la lumină
La fel cum diodele pot produce lumină, ele pot crea și curent atunci când o primesc. Cele două tipuri lucrează împreună într-un dispozitiv cu telecomandă, de exemplu, pentru televizorul dvs. Acesta din urmă este modul în care funcționează panourile fotovoltaice. Două diode emit lumină de pe telecomandă: Una emite lumină vizibilă pentru a vă informa că semnalul este trimis; celălalt emite un semnal binar la o lungime de undă invizibilă (deci necesitatea fotodiodului vizibil). Fotonii au lovit semiconductorul donator de electroni, eliberând electroni și oferindu-le energie cinetică. Energia cinetică se poate traduce într-o singură direcție, deoarece este permisă o singură direcție a curentului electric. Acesta este același mod în care funcționează panourile solare, transpunând fotoni de la soare în curent electric doar într-o singură direcție.
Protecția circuitului
O diodă poate proteja circuitul de bateriile introduse necorespunzător. Polaritatea va fi incorectă, dar nu va deteriora circuitul dincolo de diodă, ceea ce permite doar un curent slab. Diodele joacă, de asemenea, un rol în protecțiile de supratensiune. Așa-numitele diode „avalanșă” duc la un fir de masă, dar nu lasă curentul regulat, din cauza orientării lor unidirecționale. La o tensiune suficient de mare, o diodă va lăsa tensiunea să treacă. Atunci când tensiunea se ridică mult peste nivelul operațional, dioda avalanșă se deschide și lasă tensiunea suplimentară să treacă prin firul de la sol.