Lihtsaim pooljuhtkomponent – diood – täidab mitmeid kasulikke funktsioone, mis on seotud selle põhieesmärgiga juhtida elektrivoolu voolu suunda. Dioodid võimaldavad voolu läbida ainult ühes suunas.
Täiuslikult tõhusad dioodid näivad olevat negatiivse pingega avatud ahelad ja muidu näevad nad välja nagu lühised. Kuid kuna dioodid tunnistavad teatud ebaefektiivsust, on nende voolu ja pinge suhe mittelineaarne. Sellisena peaksite tutvuma dioodi andmelehega, et näha graafikut mis tahes dioodi päripinge kõvera kohta selle pärivoolu suhtes, et saaksite oma konkreetse projekti jaoks õige dioodi valida.
Dioodide rakendused
Hoolimata sellest, et dioodid on lihtsad kahe kontaktiga pooljuhtseadised, on need tänapäevases elektroonikas ülitähtsad. Mõned tüüpilised dioodide rakendused on järgmised:
- Pinge alaldamine, nt vahelduvvoolu muutmine alalispingeks
- Signaalide eraldamine toiteallikast
- Signaali suuruse juhtimine
- Signaalide segamine
Toite muundamine
Üks oluline dioodide rakendus on vahelduvvoolu muundamine alalisvooluks. Üks diood või neli dioodi muudavad 110 V majapidamises kasutatava voolu alalisvooluks, moodustades pooltee (üksikdioodi) või täislaine (neli dioodi) alaldi. Diood laseb sellest läbi liikuda ainult poole vahelduvvoolu lainekujust. Kui see pingeimpulss laeb kondensaatorit, näib väljundpinge olevat pidev alalispinge väikese pinge pulsatsiooniga. Täislaine alaldi kasutamine muudab selle protsessi veelgi tõhusamaks, suunates vahelduvvoolu impulsid nii, et nii sisendsiinuslaine positiivseid kui ka negatiivseid pooli nähakse ainult positiivsete impulssidena, kahekordistades efektiivselt kondensaatori sisendimpulsside sagedust, mis aitab hoida seda laetuna ja pakkuda stabiilsemat pinget.
Dioodid ja kondensaatorid loovad erinevaid pingekordajaid, et võtta väike vahelduvpinge ja korrutada see väga kõrge pinge väljundi loomiseks. Kondensaatorite ja dioodide õiget konfiguratsiooni kasutades on võimalik nii vahelduv- kui alalisväljund.
Signaalide demoduleerimine
Kõige sagedamini kasutatakse dioode vahelduvvoolu signaali negatiivse komponendi eemaldamiseks. Kuna vahelduvvoolu lainekuju negatiivne osa on tavaliselt identne positiivse poolega, läheb selle eemaldamise protsessis tegelikult kaduma väga vähe teavet, mis toob kaasa tõhusama signaalitöötluse.
Signaalidemodulatsiooni kasutatakse tavaliselt raadiotes filtreerimissüsteemi osana, et aidata eraldada raadiosignaali kandelainest.
Ülepingekaitsed
Dioodid toimivad hästi ka tundlike elektroonikakomponentide kaitseseadmetena. Pingekaitseseadmetena kasutamisel on dioodid tavalistes töötingimustes mittejuhtivad, kuid lühistavad koheselt kõik kõrgepinge tipud maandusega, kus see ei saa kahjustada integraallülitust. Spetsiaalsed dioodid, mida nimetatakse siirdepinge summutiteks, on loodud spetsiaalselt ülepingekaitseks ja suudavad lühikese aja jooksul taluda väga suuri võimsuse hüppeid, mis on tüüpilised pingetõusu või elektrilöögi omadused, mis tavaliselt kahjustavad komponente ja lühendavad elektroonikatoote eluiga.
Samamoodi saab diood pinget reguleerida, toimides lõikuri või piirajana – see on spetsiaalne eesmärk, mis piirab pinget, mis võib seda teatud punktis läbida.
Praegune juhtimine
Dioodide põhirakendus on juhtida voolu ja tagada, et see voolab ainult õiges suunas. Üks valdkond, kus dioodide praegust juhtimisvõimet hästi ära kasutatakse, on lülitumine toiteallik alt tulev alt voolult akutoitele. Kui seade on vooluvõrku ühendatud ja laeb (nt mobiiltelefon või katkematu toiteallikas), peaks seade saama toite ainult välisest toiteallikast, mitte akust, ja kui seade on ühendatud akuga, peaks see saama toidet ja laadimine. Niipea, kui toiteallikas on eemaldatud, peaks aku seadme toiteallikaks olema, et kasutaja ei märkaks katkestusi.
Hea näide praegusest juhtimisest on pöördvoolukaitse. Mõelge näiteks oma autole. Kui teie aku tühjeneb ja sõbralik möödakäija pakub abi hüppajakaablitega, siis punase ja musta kaabli järjekorda segades ei hakka te oma auto elektrisüsteemi praadima, sest aku kõrval asuvad dioodid blokeerivad valesuunalise voolu.
Alumine rida
Arvutid töötavad kahendsüsteemis – lõputu nullide ja ühtede meri. Arvutustehnikas binaarsed otsustuspuud põhinevad loogikaväravatel, mida lubavad dioodid, mis kontrollivad, kas lüliti on sees ("1") või väljas ("0"). Kuigi kaasaegsetes protsessorites on sadu miljoneid dioode, on need funktsionaalselt samad, mis elektroonikapoest ostetud dioodid – vaid palju väiksemad.
Dioodid ja valgus
LED-taskulamp on lihts alt taskulamp, mille valgustus saadakse valgusdioodilt. Positiivse pinge korral LED-id helendavad.
Fotodiood võtab seevastu valgust läbi kollektori (nagu mini päikesepaneel) ja muudab selle valguse väheseks vooluks.
