Základní elektronická součástka - Co je dioda a jak funguje

Dioda je jedna z klíčových elektronických součástek, která se hojně používá v obvodech pro svou schopnost řídit směr průchodu elektrického proudu. V tomto článku si představíme, jak dioda funguje, jaké jsou její typy a k čemu se běžně používá.

Ukázka výkonnové diody [1]

Jak funguje

Dioda je polovodičová součástka, která umožňuje průchod elektrického proudu pouze jedním směrem. Skládá se ze dvou vrstev polovodičového materiálu – N-vrstvy (s přebytkem elektronů) a P-vrstvy (s nedostatkem elektronů, nebo-li "dírkami"). Mezi těmito vrstvami vzniká takzvaný PN přechod, který způsobuje, že dioda propouští proud pouze při připojení správné polarity napětí.

Když je kladná strana napětí připojena na anodu (strana diody s "P-vrstvou") a záporná strana na katodu (strana s "N-vrstvou"), dioda se otevře a umožní průchod proudu. Naopak, když je polarita napětí obrácená, dioda se uzavře a proud nepustí.

Vlastnosti

• Jednosměrný průchod proudu: Dioda umožňuje průchod proudu jen jedním směrem, což se využívá například k ochraně obvodů nebo ke směrování proudu.
• Usměrňování střídavého proudu: Dioda je základním prvkem v usměrňovačích, kde mění střídavý proud na stejnosměrný.
• Napěťová charakteristika: Dioda potřebuje určité minimální napětí, aby došlo k otevření PN přechodu. Toto napětí se nazývá průrazné napětí.

Typy

Existuje několik typů diod, z nichž každý má specifické vlastnosti a použití:

• LED (světelná dioda): Vytváří světlo, když jí protéká proud. Používá se pro indikaci a osvětlení.
• Zenerova dioda: Udržuje stabilní napětí v obvodu, i když se mění proud, a používá se ke stabilizaci napětí.
• Schottkyho dioda: Má nižší průrazné napětí a rychlejší reakci, ideální pro vysokofrekvenční aplikace.
• Germaniová dioda: Vyznačuje se nižším průrazným napětím než běžné křemíkové diody, často používaná v audio aplikacích.

Ukázka Led [2]

Běžné použití

Dioda se využívá v mnoha elektronických aplikacích, včetně:

• Usměrňovačů: Mění střídavý proud (AC) na stejnosměrný proud (DC), což je klíčové pro napájení většiny elektronických zařízení.
• Ochrany obvodů: Zabraňuje zpětnému toku proudu, což může ochránit citlivé komponenty.
• Signálních a indikačních obvodů: LED diody se používají pro signalizaci různých stavů v elektronických zařízeních.
• Stabilizace napětí: Zenerovy diody jsou často využívány pro udržování stabilního napětí v napájecích obvodech.

Ukázka běžných diod [3]

Závěr

Dioda je nezbytnou součástkou, bez které si moderní elektroniku nelze představit. Díky schopnosti řídit směr proudu se uplatňuje v mnoha různých aplikacích, od ochrany obvodů až po světelnou signalizaci. Při navrhování elektronických obvodů je pochopení funkce diody klíčové pro dosažení požadovaných vlastností a spolehlivosti zařízení.