El component semiconductor més simple -el díode- forma 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 per ells només en una direcció.
Els díodes perfectament eficients semblen circuits oberts amb una tensió negativa i es veuen com a curtcircuits. Però a causa que els díodes admeten certa ineficàcia, la seva relació actual a voltatge no és lineal.
Com a tal, haurà de consultar el full de dades d'un díode per veure un gràfic de la corba de la tensió de retrocés d'un díode determinat en relació amb el seu corrent continu, de manera que trieu el díode correcte per al seu projecte en particular.
Aplicacions de díodes
Tot i ser només dispositius semiconductors de dos pins, els díodes són vitals en l'electrònica moderna. Algunes de les aplicacions típiques de díodes inclouen:
- Rectificació d'una tensió, com ara convertir AC en tensions de CC
- Aïllament de senyals d'un subministrament
- Control de la mida d'un senyal
- Mescla de senyals
Conversió d'energia
Una aplicació significativa de díodes és convertir la potència de CA a la potència de CC. Es pot utilitzar un díode o quatre díodes per transformar la potència domèstica de 110V en DC mitjançant la formació d'un rectificador de mig camí (díode únic) o d'ona completa (quatre díodes). Un díode fa això permetent que només la meitat de la forma d'ona de CA pugui recórrer-la. Quan aquest pols de tensió s'utilitza per carregar un condensador, la tensió de sortida sembla una tensió de corrent continu amb un voltatge de voltatge petit. L'ús d'un rectificador d'ona plena fa que aquest procés sigui encara més eficient mitjançant l'enrutament dels polsos AC, de manera que tant les meitats positives com les negatives de l'ona sinusoïdal d'entrada es vegin com a polsos positius, duplicant la freqüència dels polsos d'entrada al condensador, que ajuda a mantenir-lo carregat i oferir una tensió més estable.
Els diòdics i els condensadors també es poden utilitzar per crear diversos tipus de multiplicadors de tensió per a prendre una tensió de CA reduïda i multiplicar-la per crear sortides de voltatge molt elevades. Tant les sortides AC com les DC són possibles utilitzant la configuració correcta de condensadors i díodes.
Demodulació de senyals
L'ús més comú de díodes és eliminar el component negatiu d'un senyal AC. Atès que la part negativa d'una forma d'ona AC normalment és idèntica a la meitat positiva, es perd moltíssima informació en aquest procés d'eliminació del mateix, donant lloc a processos de senyalització més eficients.
La demodulació de senyals s'utilitza habitualment en ràdios com a part del sistema de filtratge per ajudar a extreure el senyal de ràdio de l'ona portadora.
Proteccions de 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 voltatge, els díodes no són conductors en condicions normals d'operació, però immediatament es redueix qualsevol espiga d'alta tensió a terra on no pot fer malbé un circuit integrat. Els díodes especialitzats anomenats supresors de tensió transitòria estan dissenyats específicament per a la protecció contra sobretensió i poden manejar punts d'alimentació molt grans per períodes de temps curts, característiques típiques d'un pic de tensió o descàrrega elèctrica, que normalment permetrien danyar els components i escurçar la vida d'un producte electrònic.
De la mateixa manera, un díode pot regular la tensió fent servir un tallador o un limitador -un propòsit especialitzat que tapi la tensió que pugui travessar-la en un cert punt.
Direcció actual
L'aplicació bàsica dels díodes és dirigir-se actualment i assegurar-se que només flueix en la direcció correcta. Una àrea on la capacitat de direcció actual dels díodes s'utilitza per a un bon efecte és el canvi de la potència procedent d'una font d'alimentació a l'alimentació d'energia a partir d'una bateria. Quan un dispositiu està connectat i carregat, per exemple, un telèfon cel lular o un subministrament d'energia ininterrompuda, el dispositiu només ha d'empènyer l'energia de la font d'alimentació externa i no la de la bateria i, mentre el dispositiu estigui connectat, i recarrega. Tan bon punt s'elimini la font d'alimentació, la bateria ha d'alimentar el dispositiu de forma que l'usuari no noti cap interrupció.
Un bon exemple de la direcció actual és mitjançant la protecció de corrent inversa. Tingueu en compte, per exemple, el vostre cotxe. Quan mor la bateria i un transeünt amable li ofereix ajuda amb cables de pont, si es barreja l'ordre dels cables vermells i negres, no es fregirà el sistema elèctric del seu cotxe, ja que els díodes adjacents al bloc de la bateria corren el corrent de direcció incorrecta.
Portes lògiques
Els ordinadors operen en binari, un mar sense fi de zero i uns altres. Els arbres de decisió binària en la informàtica es basen en portes lògiques habilitades per díodes que controlen si un interruptor està activat ("1") o no ("0"). Tot i que apareixen centenars de milions de díodes en processadors moderns, són funcionalment els mateixos que els díodes que compra a la botiga d'electrònica, molt més petits.
Díodes i llum
Una llanterna LED és només una llanterna la il·luminació prové d'un díode emissor de llum. En presència de tensió positiva, els LEDs brillen intensament.
Un fotodíode, per contra, accepta la llum a través d'un col lector (com un mini panell solar) i converteix aquesta llum en una petita quantitat de corrent.