Teória

Dióda je polovodičová, dvojpólová súčiastka, využíva vlastnosti priechodu PN, prepúšta prúd iba jedným smerom. Vývody diódy sa označujú Anóda a Katóda.

Sché - Diódy

Schematická značka usmerňovacej diódy

Diódu dostaneneme do priepustného smeru, ak na anódu pripojíme kladný pól zdroja a na katódu záporný pól zdroja. V priepustnom smere začne viesť prúd až od hodnoty difúzneho napätia U_D a pri pracovnom prúde na nej vzniká úbytok napätia U_F. Difúzne napätie pri kremíku je približne 0,7 V.

Pretože dióda má v priepustnom smere nenulový odpor, priechodom prúdu sa zohrieva a preto nesmie dôjsť k prekročeniu maximálneho prúdu I_FM, inak by došlo k nenávratnému tepelnému poškodeniu diódy. V závernom smere diódou preteká iba zanedbateľne malý prúd a dióda sa prevádzkuje do napätia U_RRM. Pri zvyšovaní záverného napätia nad hodnotu prierazného napätia U_BR dôjde k deštruktívnemu lavínovému prierazu diódy.

Simulácia funkcie diódy v priepustnom smere

Dióda ako jednocestný usmerňovač
Dióda prepúšta iba kladnú polvlnu striedavého napätia U₁. V priepustnom smere na dióde vzniká úbytok napätia U_F o ktoré je výstupné napätie U_RZ znížené. V závernom smere dióda blokuje výstup, ale na dióde je záporná polvlna napätia zdroja.
Simulácia dióda ako jednocestný usmerňovač

Zenerova dióda je polovodičová súčiastka, ktorá slúži k udržovaniu konštantného napätia - stabilizácii. Používa sa iba v závernom smere.

Schematická značka Zenerovej diódy

V priepustnom smere sa Zenerova dióda správa ako bežná usmerňovacia dióda, ale v závernom smere po prekročení Zenerovho napätia U_Z dôjde k nedeštruktívnemu Zenerovmu prierazu priechodu, neskôr k lavinovému prierazu a prúd prudko rastie, pričom na dióde je napätie takmer rovnaké. Priechodom prúdu sa ale dióda zohrieva a preto nesmie dôjsť k prekročeniu maximálneho prúdu I_ZMAX, inak by došlo k nenavratnému tepelnému poškodeniu diódy.

Ak zapojíme Zenerovu diódu ako stabilizátor napätia, pri zvyšovaní vstupného napätia U₁ vidíme na simulácii, že Zenerova dióda má stabilizačný účinok na výstupné napätie a udržiava ho približne na konštantnej hodnote aj pri veľkých zmenách vstupného napätia U₁.
Simulácia Zenerovej diódy ako stabilizátor napätia

Priechod je tvorený dvojicou polovodič-kov a pretože v kove sa nosiče pohybujú rýchlejšie, oblasť priechodu sa rýchlejšie vyprázdni od nosičov.

Schematická značka Schottkyho diódy

Schottkyho dióda vyniká veľkou rýchlosťou prepínania priechodu, má nižšie difúzne napätie U_D, nižší úbytok napätia v priepustnom smere U_F, ale taktiež nižšie maximálne záverné napätie U_RRM.

Kapacitná dióda (Varikap) je polovodičová súčiastka, ktorá slúži ako napätím riadený kondenzátor.

Schematická značka kapacitnej diódy

Prechod PN polarizovaný v závernom smere predstavuje kondenzátor - okolo nevodivej ochudobnenej oblasti sú vodivé elektródy polovodiče N a P. Čím väčšie záverne napätie privedieme na diódu, tým viac sa rozšíri ochudobnená oblasť a oddiali tak od seba vodivé elektródy, čím klesne kapacita diódy.

Základnými parametrami:
U_BV - maximálne napätie v závernom smere
I_FM - maximálny prúd v priepustnom smere

LED dióda využíva pre PN prechod také materiály, ktoré pri prechode prúdu v priepustnom smere vyžarujú viditeľné svetlo. Svetlo vzniká vyžarením energie elektrónov vydávaných pri ich rekombinácii s dierami.

Schematická značka LED diódy

Farba svetla je daná druhom polovodičového materiálu. Vyrábajú sa ultrafialové, infračervené a viacfarebné LED diódy, či blikajúce diódy.
Dióda vyžarujúca biele svetlo sa tvorí doplnením modrej diódy o žltý či žltozelený luminofor, alebo kombináciou troch RGB diód v jednom puzdre.

Zapojenie LED diódy v obvode (Zdroj)

Pretože LED dióda sa zapája k zdroju v priepustnom smere, je potrebné ochranným odporom obmedziť maximálny prúd diódou podľa katalógových hodnôt. Reguláciou prúdu je možné riadiť jas diódy.

V závernom smere nie je dobré LED diódu používať, pretože maximálne napätie v závernom smere je len približne 5 V. V priepustnom smere je difúzne napätie vyššie než u usmerňovacích diód a líši sa podľa farby, Základnými parametrami LED diódy je maximálny prúd a úbytok napätia v priepustnom smere I_FM a U_FM.
Samozrejme, pre konkrétne použitie hrá rolu svietivosť (výkon), farba, tvar puzdra a vyžarovacia charakteristika.

Svetlo vyžarované Laserovou diódou je koherentné (t.j. neprerušované, spojité) a má veľmi úzke spektrum (svetlo kmitá na jednej frekvencii a s rovnakou fázou). Základným parametrom laserovej diódy je jej výkon, malé (a pre ľudské oči bezpečné) výkony sa používajú v laserových myšiach a laserových ukazovátkach, väčšie výkony sú v laserových gravírovačkách či rezačkách. Veľké výkony sú schopné rezať aj oceľové plechy.