Hvordan er Dioder brukes i vår hverdag?
En diode er en to-terminal elektronisk komponent som leder strøm i bare en retning, og bare når en viss minimumspotensialforskjell, eller spenning, påtrykkes sine to terminaler. Tidlig dioder ble brukt til å konvertere AC til DC og å filtrere ut signalet i radioer. Dioder har siden blitt allestedsnærværende, som brukes for å beskytte elektronikk, tenne våre hjem og sende fjernkontroll signaler.
Den grunnleggende strukturen
For å forstå grunnlaget for en diode bruk, hjelper det å se på en standard diode struktur. Standarden pn diode har to halvledere som gjør kontakt, danner et grensesnitt. Pure halvledere ikke gjennomføre, så metallforurensninger er lagt til. I en halvleder av PN-diode, gir forurensende metall opp en elektron lett; den andre er likeledes dopet (impurified) med et metall som aksepterer et elektron lett. Ved grenseflaten beveger elektroner seg fra den ene siden til den andre, slik at atomene som elektronene igjen positivt ladede og mottaker atomer negativ. Dette avvik fra nøytralitet skjer bare ved grenseflaten. Det skaper et elektrisk felt, slik at elektronene strømmer inn fra en ytre strøm hovedsakelig går fra elektronaksepterende side til den elektronavgivende side.
Tidlig Dioder: radioer
Dette enveis hotellet ble først utnyttet i AM radioer. Radiosignalet svinger frem og tilbake, noe som skaper en vekselstrøm i antennen. Før forsterkning, må signalet gjøres ensrettet. En radio sin diode kan derfor gjennom den halvdel av signalet beveger elektronene i en retning, men ikke den andre halvparten. Kort sagt, er AC omgjort til DC. Kondensatorer deretter filtrere ut den høye frekvensen, slik at bare lydsignalet, klar for forsterkning.
LED
Hvis du bruker en spenning over en diode, vil elektroner fra den elektriske strømmen beveger seg rundt den elektriske kretsen avgir en bestemt bølgelengde av lys når fester den urenhet som aksepterer et elektron. Dette er hvordan lysdioder (LED) produsere lys. Elektronene deretter bevege seg over halvleder-grensesnittet på grunn av det elektriske felt i mellom, på tvers av halvleder som donerer elektroner, og fortsetter videre til den bakre ende av spenningskilden for å fullføre kretsen.
Fotodioder og de lysfølsomme Diodes
Akkurat som dioder kan produsere lys, kan de også lage strøm når de mottar den. De to typene arbeide sammen i en fjernkontroll-enhet, for eksempel for TV. Sistnevnte er hvordan solcellepaneler fungerer. To dioder sender ut lys fra fjernkontrollen: En avgir synlig lys for å la deg få vite signalet blir sendt; den andre avgir et binært signal på en usynlig bølgelengde (og dermed behovet for synlig fotodiode). Fotonene treffer elektrondonerende halvledere, frigjør elektroner og gir dem kinetisk energi. Den kinetiske energi kan oversette i bare en retning, siden bare en retning av elektrisk strøm er tillatt. Dette er på samme måte som solcellepaneler arbeide, sette fotoner fra solen til elektrisk strøm i bare en retning.
Circuit Protection
En diode kan beskytte krets fra feil satt inn batterier. Polariteten blir feil, men det vil ikke skade den krets forbi diode, som tillater bare en svak strøm gjennom. Dioder spiller også en rolle i overspenningsvern. Såkalte "skred" dioder føre til en jordledning, men de la ikke vanlig strøm gjennom på grunn av deres ensrettet orientering. Ved en høy nok spenning, vil en diode la spenning gjennom. Når overspenning langt over operasjonelt nivå, åpner snøskred diode opp og lar den ekstra spenningen ut gjennom jordledningen.