Funkcje i zastosowania diod

Dioda jest jednym z najbardziej podstawowych i powszechnie używanych komponentów półprzewodnikowych. Jej kluczową cechą jest przewodnictwo jednokierunkowe – pozwalające na przepływ prądu tylko od anodu do katoda. To umożliwia diodom pełnienie wielu istotnych ról w obwodach elektronicznych.

1. Prostowanie: Diody są wykorzystywane do konwersji prądu przemiennego (AC) na prąd stały (DC) w obwodach zasilania. Obejmuje to prostowniki półfalowe i pełnofalowe (np. prostowniki mostkowe). Dioda przepuszcza prąd tylko podczas pozytywnego półcyklu, efektywnie tworząc pulsujący prąd stały z prądu przemiennego.

2. Przełączanie: Używana jako niskowoltagowa elektroniczna przełącznik w logice cyfrowej, modulacji sygnałów lub obwodach wysokoczęstotliwościowych. Przełączanie odbywa się poprzez zmianę między napędem w przód a odwrotnym.

3. Regulacja napięcia: Diody Zenera są zaprojektowane do utrzymywania stałego napięcia po osiągnięciu napięcia przewodnictwa odwrotnego, co czyni je idealnymi do zastosowań jako odniesienie napięcia i regulację.

4. Ochrona przed odwrotną polaryzacją: Podłączone szeregowo do wejścia zasilania, aby zablokować prąd przy odwróconej polaryzacji, uniemożliwiając uszkodzenie elementów w dalszej części układu.

5. Ochrona przed swobodnym obiegiem: Diody są podłączone równolegle do obciążeć indukcyjnych, takich jak relays lub motory, aby pochłaniać cofnięte EMF (elektromotywowe siły) podczas wyłączania zasilania, chroniąc inne elementy układu.

6. Ograniczanie napięcia: Uniemożliwia warunki przekraczania napięcia na wrażliwych wejściowych pinach (np. ADC, GPIO). Diody ograniczają napięcie do bezpiecznych poziomów, przekierowując nadmiarowe napięcie do linii zasilania lub masowego.

7. Demodulacja: Używane w odbiornikach radiowych AM i innych odbiornikach RF do wyciągania sygnałów niskiej częstotliwości z modulowanych fal nośnych za pomocą detekcji otoczki.

8. Obcinanie: Zapobiega przekroczeniu sygnałów zdefiniowaną amplitudą, chroniąc elementy układu lub zapewniając liniowość w przetwarzaniu sygnałów.

9. Ochrona przed ESD i impulsami; Diody TVS lub ESD absorbuja i ograniczają rozładowania elektrostatyczne lub chwilowe impulsy, chroniąc wrażliwe elementy w interfejsach danych i zasilania.

10. Mnożenie napięcia: Układy mnożące napięcie używają diod i kondensatorów do zwiększenia napięcia wejściowego – często stosowane w zasilaniach wysokonapięciowych.

11. Konwersja fotoelektryczna: Fotodiody konwertują światło na sygnały elektryczne, używane w odbiornikach podczerwieni, czujnikach optycznych i systemach komunikacji świetlnej.

12. Emisja światła: Diody LED emitują światło podczas obciążenia w kierunku przód. Są powszechnie używane w oświetleniu, wskaźnikach, wyświetlaczy i jednostkach tła.