Dioda jest najprostszym i jednocześnie najbardziej fundamentalnym elementem półprzewodnikowym. Modyfikacje na poziomie struktury półprzewodnikowej złącza PN pozwoliły na stworzenie różnych odmian diod, stosowanych nie tylko do prostowania przebiegów zmiennych, ale także zabezpieczania obwodów, stabilizacji napięć, a nawet… detekcji sygnałów radiowych czy ich przestrajania pod względem częstotliwości. Warto znać najważniejsze parametry i rodzaje współczesnych diod, aby móc efektywnie wykorzystywać ich możliwości w codziennej praktyce warsztatowej.
Rodzaje diod i ich parametry
W przypadku „zwykłych”, krzemowych diod prostowniczych, podstawowymi parametrami są: maksymalny prąd przewodzenia (określane w [A] lub [mA]), maksymalne napięcie wsteczne [V] oraz napięcie przewodzenia [V]. Ostatni z wymienionych parametrów zależy nie tylko od rodzaju diody i (w pewnym zakresie) temperatury jej struktury krzemowej, ale także od wartości prądu przewodzenia – jeżeli minimalizacja spadku napięcia na diodzie jest kluczowa dla pracy układu, warto sięgnąć po diody Schottky’ego, które oferują dodatkową zaletę – mogą pracować przy bardzo wysokich częstotliwościach przełączania.
W budowie prostych stabilizatorów wykorzystywane są diody Zenera – ich cechą szczególną jest fakt, że w kierunku zaporowym nie blokują przepływu prądu w pełnym zakresie dopuszczalnych napięć pracy – po osiągnięciu określonego dla danej diody napięcia następuje lawinowy wzrost wartości prądu – dioda stara się utrzymać tę wartość napięcia, co stanowi swego rodzaju stabilizację. Dawniej diody Zenera były wykorzystywane do budowy stabilizatorów napięcia, dzisiaj wykorzystujemy zwykle scalone regulatory napięcia (np. kultowe układy z rodziny 78xx i 79xx). Warto wspomnieć także o specjalnych diodach zabezpieczających przed przepięciami i wyładowaniami ESD (tzw. diody TVS, zwane transilami) oraz diodach pojemnościowych (warikapach) – te ostatnie są stosowane bardzo rzadko, ale dawniej stanowiły podstawę budowy przestrajanych napięciowo układów radiowych.
Dioda – czy zawsze krzemowa?
Gwoli ścisłości należy wspomnieć, że diody nie zawsze były elementami półprzewodnikowymi – pierwsze elementy tego typu należały do grupy lamp elektronowych, stanowiąc ich najprostszą, dwuelektrodową odmianę (stąd przyrostek di-). Stosowane współcześnie diody elektroniczne (a ściślej mówiąc – półprzewodnikowe) wywodzą się od stosowanych kilkadziesiąt lat temu diod germanowych, które – pomimo pewnych zalet – zostały praktycznie całkowicie wyparte przez znane nam obecnie diody krzemowe. Wyjątkiem od reguły są choćby diody LED – ich struktury są tworzone z innych rodzajów półprzewodnika, np. arsenku galu (GaAs).
