V první části seriálu jsme se podívali na zdroje energie, a základní pojmy z oblasti elektroniky, které musí každý bezpodmínečně znát. Nyní si řekneme, co je to dioda.
Dioda – polovodičová součástka, která se v elektronice hojně využívá. Najdeme ji ve zdrojích napětí, usměrňovačích a dalších elektronických obvodech. Je to polovodič, což znamená (zjednodušeně řečeno) že vede proud jen jedním směrem, což je v tomto případě žádoucí.
Kdysi dávno prý nějaký soudruh prohlásil, že socialistický blok nebude vyrábět polovodiče, že si počká na celovodiče 🙂 – zřejmě to byl odporník…
Na obrázku vlevo můžemě vidět schématickou značku diody (nahoře). Co znamenají písmena A a K na obrázku? Je to pojmenování vývodů diody: A = anoda, K = katoda. Většina diod má katodu označenou barevným proužkem, nebo tečkou, viz spodní část obrázku. Pokud naše dioda označení nemá, musíme vývody zjistit pomocí zkoušečky.
Moderní diody jsou plošné, a tvoří je krystal křemíku. Pomocí technologické úpravy je v jedné části krystalu vytvořena vodivost N (negativní/záporná) – zde jsou volné elektrony se záporným nábojem. Druhá část krystalu má nedostatek elektronů – po nich zbudou kladně nabité „díry“. Vykazuje proto vodivost P (pozitivní/kladná). Styk obou těchto vodivostí se nazývá přechod PN.
Pro demonstraci funkce diody si vyrobíme jednoduchý elektrický obvod s použitím ploché baterie 4,5 V a jednoduché objímky se žárovkou. Po připojení vývodů objímky na kontakty ploché baterie se žárovka rozsvítí.
Po připojení diody závisí, jak ji do obvodu připojíme. Jestli v tzv. závěrném směru nebo v propustném směru. Jak už označení napovídají, když bude dioda připojena v propustném směru, tak proud bude procházet, a žárovka svítit. A když bude dioda připojena v závěrném směru, tak se žárovka nerozsvítí – viz obrázek.
Obvod v horní části obrázku má diodu zapojenou v závěrném směru. Katoda diody směřuje ke kladnému pólu baterie. PN přechod uvnitř má vysoký závěrný odpor, takže proud nemůže procházet.
Naopak dolní obvod má diodu zapojenou v propustném směru. Anoda je na kladném pólu baterie a proud může nerušeně procházet obvodem.
Když se pozorně zadíváme na svítící žárovku v obvodu bez diody a v obvodu s diodou zapojenou v propustném směru, všimneme si, že v druhém případě svítí žárovka přecijen o něco slaběji, než když byl místo diody pouze vodič. Z toho vyplývá, že dioda vykazuje mírný odpor i v propustném směru. Říká se tomu úbytek napětí, u křemíkových diod bývá cca 0,7 V a závisí na typu diody a procházejícím proudu.
Na tomto obrázku je malý příklad jednoduchého obvodu, ve kterém můžeme snadno signalizovat dva stavy pomocí červené a zelené LED. Potřebujeme k tomu dvě diody D1 a D2, každou v jedné větvi obvodu. Vzájemně jsou diody otočené takže, bude-li proud procházet jednou větví, ve druhé procházet nebude a naopak.
Pokud připojíme kladný pól baterie na kontakt A, rozsvítí se zelená LED a červená zůstane zhasnuta. Proud bude procházet spodní větví obvodu. Když baterii otočíme a kladný pól připojíme na kontakt B, proud bude prohcázet horní větví obvodu. Takže se rozsvítí červená LED a zelená zůstane zhasnuta.
To by bylo pro pochopení funkce diod vše. Pokud vás problematika zajímá více do hloubky, můžete se podívat do odborné literatury. Já se budu diodám ještě věnovat v některém z budoucích článků tohoto seriálu.
Michal Šika - OK1MSI