Diodi
Wikipedia
 |
Tähän artikkeliin tai osioon ei ole merkitty lähteitä tai viitteitä. Voit auttaa Wikipediaa lisäämällä artikkelille asianmukaisia lähteitä. Lähteettömät tiedot voidaan kyseenalaistaa tai poistaa. |
Diodi on elektroniikan komponentti, joka päästää sähkövirran kulkemaan lävitseen vain yhteen suuntaan, toisin sanoen se on tasasuuntaava. Ensimmäiset diodit olivat tyhjiöputkia, mutta nykyisin suurin osa diodeista on puolijohteita. Vaihtovirrasta diodi läpäisee vain positiivisen tai negatiivisen puolijakson diodin kytkentäsuunnan mukaan. Muita mahdollisuuksia on käyttää diodia kytkimenä tai anturina.
Eri käyttötarkoituksiin on kehitetty useita erityyppisiä diodeja. Diodit ryhmitellään seuraavan luettelon mukaisesti:
- suurivirtaiset diodit
- pienitehoiset diodit
- zenerdiodit
- vakiovirtadiodit
- kapasitanssidiodit
- Schottky-diodit
- fotodiodit
- ledit eli loiste- tai hohtodiodit
- erikoisdiodit
[muokkaa] Puolijohdediodi
Diodi saadaan syntymään siten, että liitetään p-tyyppinen ja n-tyyppinen puolijohdeaine yhteen. P-puolella virtaa kuljettavat positiiviset aukot ja n-puolella negatiiviset elektronit.
Mikäli anodi eli p-puoli on negatiivinen katodiin eli n-puoleen nähden, sähkökenttä vetää virrankuljettajat pois rajapinnan läheltä ja diodi on estosuunnassa; virtaa ei kulje. Kun anodi eli p-puoli on positiivinen katodiin (n-puoli) nähden, sähkökenttä työntää virrankuljettajat rajapinnalle ja diodi on myötäsuuntainen (päästösuuntainen) ja virta kulkee. Diodia voidaan käyttää muun muassa kytkimenä, tasasuuntaajana (muodostetaan tasavirtaa vaihtovirrasta) tai radiotekniikassa amplitudimodulaation ilmaisimena, joka erottaa suurtaajuisesta kantoaallosta pientaajuisen signaalin (esimerkiksi äänen).
Estosuunnassa olevassa diodissa kaikki varauksenkuljettajat on imetty pois rajapinnan läheltä. Tämä alue toimii eristeenä ja diodi on siis kondensaattori. Eristävän alueen (tyhjennysalueen) leveys riippuu jännitteestä ja diodi toimii siis jännitteellä säädettävänä kondensaattorina. Tähän käyttöön valmistettuja diodeja kutsutaan varaktoreiksi.
Diodi on yksinkertaisin puolijohdekomponentti. Se läpäisee virtaa vain toiseen suuntaan eli sen resistanssi on hyvin pieni tai suuri, riippuen virran suunnasta.
Diodia käytetään tasasuuntaamaan vaihtovirtaa. Se läpäisee vaihtovirtaa vain yhteen suuntaan. Näin se suojaa elektroniikan komponentteja, jotka rikkoutuisivat, mikäli niiden läpi kulkeva virta vaihtaisi suuntaa.
Estosuuntaan kytketty diodi ei päästä lävitseen sähkövirtaa, lukuun ottamatta erittäin pientä estosuuntaista vuotovirtaa. Vuotovirran suuruus on nano- tai mikroampeerien luokkaa. Jos estosuuntaista virtaa suurennetaan nostamalla jännitettä, diodi tuhoutuu (ja jää luultavasti oikosulkuun).
Puolijohdediodissa myötäsuuntainen virta on suunnilleen verrannollinen jännitteen eksponenttifunktioon. Niinpä virta pienillä jännitteillä on hyvin pieni, mutta se kasvaa erittäin nopeasti jännitteen noustessa. Käytännössä diodilla on kynnysjännite, jonka jälkeen myötäsuuntaan kytketty diodi alkaa vasta voimakkaasti johtaa sähkövirtaa. Piidiodilla se on noin 0,7 volttia, Germaniumdiodilla noin 0,2 volttia ja Schottkydiodeilla noin 0,3 volttia.
