ELModules©

Kerüljön közelebb az elektronikához, lépésről lépésre!

 

Dióda

A dióda két, eltérő módon adalékolt (szennyezett) félvezető réteg összekapcsolásából származó eszköz. Legfontosabb tulajdonsága, hogy az áramkörbe kapcsolva az áramot az egyik irányba szinte akadálytalanul átengedi, míg a másik irányban lezár és nem vezet. Ezzel gyakorlatilag „egyenirányítóként” működik. A két alkotóréteget N-nek és P-nek nevezik, a diódát pedig ennek értelmében gyakran P-N átmenetként is emlegetik. A mai gyakorlatban a legtöbb dióda félvezető alapanyagát Si (szilícium) képezi, de elvétve találni még germánium (Ge) diódákat is.

A dióda áramköri jele:

Nyitó irányú feszültségnek azt nevezzük, amikor a dióda anódjára pozitívabb potenciál jut, mint a katódjára. A záró feszültség értelemszerűen ennek fordítottja. A dióda p-n átmenete a rákapcsolt nyitó irányú feszültség hatására egy küszöbszint eléréséig gyakorlatilag nem vezet, azt meghaladva viszont megindul az áram. Ez a küszöb a Si diódák esetében 0,6V, a Ge diódáknál pedig 0,2V. A feszültség növekedés hatására az áram növekedése kezdetben expo­nen­ciális jellegű, később lineárissá válik. A görbült karakterisztika miatt meg kell külön­böz­tetni az egyenáramú és a differenciális ellenállást. Az egyenáramú ellenállás értéke a diódán eső pillanatnyi feszültség és a hatására átfolyó áram hányadosa. A dióda p-n átmenetére záró irányú feszültséget kapcsolva a félvezetőn csak igen kis mértékű (nA .. µA) áram „szivárog” át.  A szöveg hasáb mellé jöhetne a Wikipedia dióda címszavából a karakterisztika ábra

A diódák a felhasználási területhez igazodva igen változatos kivitelben készülnek a parányi felületszerelttől a több 10 Amperes, hűtőfelületre szerelhető fémházas kivitelig.
Egyes gyakran használt kapcsolástechnikai megoldásnak megfelelve elterjedtek a diódák kombinációját egy tokban megvalósító alkatrészek: duál-diódák, graetz-hidak.

                 
 

A diódáknak érdemes megemlíteni néhány specializált változatát is.

Zener dióda  (Jele:  )
A zener dióda nyitó irányban normál diódaként viselkedik, de záró irányban egy kritikus feszültség elérésekor „lavinaként” indul meg az áram. Ennek a (letörési) feszültségnek a környezetében a karakterisztikája igen meredek, így alkalmas egyszerű feszültség stabilizátor feladatra. A letörési feszültséget gyártás technológiával lehet beállítani, így különböző feszültségű zener diódákkal találkozunk. Mivel ezeknek az eszközöknek a legfontosabb jellemzője ez a feszültség érték, így a tokozásukon a típusjelbe ágyazva fel is tüntetik. (pl: a ZPD3,6  vagy BZX55C3V6, diódák esetében 3,6V)

Schottky dióda  (Jele:  )       
Ennél az eszköznél a határréteget fém és félvezető között alakítják ki, úgy hogy az Si-lapkára aranyat gőzöltetnek. Előnye, hogy nagyon kicsi záró irányú árama, nyitó irányú telítődés nem következik be és kisebb a nyitó irányú feszültsége (0,4V), mint az Si (0,6V) diódának. Elsősorban tranzisztorok telítődésének megakadályozására alkalmazzák. Kapcsolóüzemű tápegységekben szinte biztosan találkozunk vele.

Fénykibocsátó dióda (LED) (Jele: )
Ezzel az igen népszerű és változatos típussal külön fejezetben foglalkozunk.

Fotodióda  (Jele:  )    
Fényt áteresztő tokozásban, speciális ötvözéssel létrehozott félvezető eszköz, amin nyitó irányú áram indul meg a ráeső fény hatására.   
A legfontosabb paraméterei, hogy a fénynek milyen hullámhosszú tartományára és mennyire érzékeny, valamint, hogy teljes sötétben mekkora áram folyik át rajta. Az ötvöző anyagok és a hullámhosszak összefüggését a következő táblázat mutatja. 

Anyag Hullámhossz tartomány (nm)
Kadmium-szulfid 300–850
Szilicium 190–1100
Germánium 400–1700
Indium-gallium-arzenid   800–2600
Ólom-szulfid <1000-3500
Indium-antimonid 1000-8000