El component semiconductor més senzill, el díode, realitza una varietat de funcions útils relacionades amb el seu propòsit principal de gestionar la direcció del flux de corrent elèctric. Els díodes permeten que el corrent passi a través d'ells en una sola direcció.
Els díodes perfectament eficients semblen ser circuits oberts amb una tensió negativa i, en cas contrari, semblen curtcircuits. Però com que els díodes admeten una certa ineficiència, la seva relació corrent-tensió és no lineal. Com a tal, voldreu consultar el full de dades d'un díode per veure un gràfic de la corba de la tensió directa de qualsevol díode en relació amb el seu corrent directe, de manera que trieu el díode adequat per al vostre projecte en particular.
Aplicacions de díodes
Tot i ser senzills dispositius semiconductors de dos pins, els díodes són vitals en l'electrònica moderna. Algunes de les aplicacions típiques dels díodes inclouen:
- Rectificar una tensió, com ara convertir AC en DC
- Aïllament de senyals d'un subministrament
- Control de la mida d'un senyal
- Barreja de senyals
Conversió d'energia
Una aplicació important dels díodes és convertir l'alimentació CA en potència CC. Un únic díode o quatre díodes transformen l'alimentació domèstica de 110 V a CC formant un rectificador a mig camí (díode únic) o un rectificador d'ona completa (quatre díodes). El díode només permet que la meitat de la forma d'ona de CA viatgi a través d'ell. Quan aquest pols de tensió carrega un condensador, la tensió de sortida sembla ser una tensió continua constant amb una petita ondulació de tensió. L'ús d'un rectificador d'ona completa fa que aquest procés sigui encara més eficient encaminant els polsos de CA de manera que tant la meitat positiva com la negativa de l'ona sinusoïdal d'entrada es vegin només com a polsos positius, duplicant efectivament la freqüència dels polsos d'entrada al condensador, que ajuda a mantenir-lo carregat i a oferir una tensió més estable.
Els díodes i els condensadors creen diferents multiplicadors de tensió per prendre una petita tensió de CA i multiplicar-la per crear sortides de tensió molt alta. Tant les sortides de CA com de CC són possibles utilitzant la configuració correcta de condensadors i díodes.
Demodulació de senyals
L'ús més habitual dels díodes és eliminar el component negatiu d'un senyal de CA. Com que la part negativa d'una forma d'ona de CA acostuma a ser idèntica a la meitat positiva, en aquest procés d'eliminació es perd molt poca informació, la qual cosa condueix a un processament de senyal més eficient.
La demodulació del senyal s'utilitza habitualment a les ràdios com a part del sistema de filtrat per ajudar a extreure el senyal de ràdio de l'ona portadora.
Proteccions contra sobretensió
Els díodes també funcionen bé com a dispositius de protecció per a components electrònics sensibles. Quan s'utilitzen com a dispositius de protecció de tensió, els díodes no són conductors en condicions normals de funcionament, però curteixen immediatament qualsevol punt d' alta tensió a terra on no pugui danyar un circuit integrat. Els díodes especialitzats anomenats supressors de tensió transitòria estan dissenyats específicament per a la protecció de sobretensió i poden gestionar pics de potència molt grans durant períodes de temps curts, característiques típiques d'un pic de tensió o descàrrega elèctrica, que normalment danyarien components i escurçarien la vida útil d'un producte electrònic.
De la mateixa manera, un díode pot regular la tensió fent de talladora o limitador, una finalitat especialitzada que limita la tensió que pot passar a través d'ell en un punt determinat.
Direcció actual
L'aplicació bàsica dels díodes és dirigir el corrent i assegurar-se que només flueixi en la direcció adequada. Una àrea on la capacitat de direcció actual dels díodes s'utilitza amb bon efecte és el canvi de l'energia que prové d'una font d'alimentació a l'alimentació d'una bateria. Quan un dispositiu està endollat i carregat, per exemple, un telèfon mòbil o una font d'alimentació ininterrompuda, el dispositiu només hauria de treure energia de la font d'alimentació externa i no de la bateria, i mentre el dispositiu està connectat, la bateria hauria de treure energia. i recàrrega. Tan bon punt es retiri la font d'alimentació, la bateria hauria d'alimentar el dispositiu perquè l'usuari no noti cap interrupció.
Un bon exemple de la direcció actual és la protecció de corrent inversa. Penseu, per exemple, en el vostre cotxe. Quan s'esgota la bateria i un transeünt amable s'ofereix a ajudar amb els cables de pont, si barreges l'ordre dels cables vermells i negres, no fregiràs el sistema elèctric del teu cotxe perquè els díodes adjacents a la bateria bloquegen el corrent de direcció incorrecta.
Conclusió
Els ordinadors funcionen en binari: un mar infinit de zeros i uns. Els arbres de decisió binaris en informàtica es basen en portes lògiques habilitades per díodes que controlen si un interruptor està encès ("1") o apagat ("0"). Tot i que als processadors moderns apareixen centenars de milions de díodes, són funcionalment els mateixos que els díodes que compres a la botiga d'electrònica, molt més petits.
Díodes i llum
Una llanterna LED és només una llanterna la il·luminació de la qual prové d'un díode emissor de llum. En presència de tensió positiva, els LED brillen.
Un fotodíode, en canvi, accepta la llum a través d'un col·lector (com un mini panell solar) i la converteix en una petita quantitat de corrent.
