Eri käyttötarkoituksiin on kehitetty useita erityyppisiä diodeja. Diodit ryhmitellään seuraavan luettelon mukaisesti:

• • suurivirtaiset diodit

  • pienitehoiset diodit

  • zenerdiodit (materiaalia: allabautcircuits) | (mater: Zener Diode Tutorial)

  • vakiovirtadiodit

  • kapasitanssidiodit

  • Schottky-diodit

  • fotodiodit

  • ledit eli loiste- tai hohtodiodit

  • erikoisdiodit

Yleistä diodeista

Esimerkki diodin datalehdestä.

• • Diodi on elektroniikan komponentti, joka päästää sähkövirran kulkemaan lävitseen vain yhteen suuntaan, toisin sanoen se on tasasuuntaava.

  • Vaihtovirrasta diodi läpäisee vain positiivisen tai negatiivisen puolijakson diodin kytkentäsuunnan mukaan.

  • Muita mahdollisuuksia on käyttää diodia kytkimenä tai anturina.

  • radiotekniikassa amplitudimodulaation ilmaisimena, joka erottaa suurtaajuisesta kantoaallosta pientaajuisen signaalin (esimerkiksi äänen).

  • Diodilla voi suojata elektroniikan komponentteja, jotka rikkoutuisivat, mikäli niiden läpi kulkeva virta vaihtaisi suuntaa, esimerkiksi, jos paristo kytkettäisiin laitteeseen väärin päin.

Puolijohdediodi

Diodi saadaan syntymään siten, että liitetään p-tyyppinen ja n-tyyppinen puolijohdeaine yhteen.

On kuitenkin tärkeää muistaa, että kun diodi on johtavassa tilassa niin sen resistanssi on hyvin alhainen, joten se muodostaa oikosulun ellei diodin perään laiteta etuvastusta.

Pienivirtaiset diodit:

MULTICOMP - 1N4448 - DIODE, HIGH SPEED, DO-35

Suurivirtaiset diodit:

Diodisillat:

Zenerdiodit:

Zenerdiodin ominaiskäyrä:

Esimerkkidiodi:

Kapasitanssidiodit (varaktorit):

Kapasitanssidiodin kuvaaja:

Schottky-diodit:

Schottky-diodi on saanut nimensä saksalaisen fyysikon Walter H. Schottky mukaan.

Schottky-diodin ominaisuutena on, että

• • sen myötäsuuntainen jännitehäviö on pieni.

  • Tavalllisella diodilla se on 0,6 - 1,7 V, kun se Schottky-diodilla on 0,15 – 0,45 V.

  • sen myötävirta katkeaa hyvin nopeasti, kun myötäjännite muuttuu estosuuntaiseksi.

    • Aika tavallisella diodilla on satoja ns,

    • nopeilla diodeilla se on luokkaa 100 ns,

    • kun Schottky-diodilla se on noin 100 ps.

  • Rajapinta tyhjenee tavallista nopeammin varauksenkuljettajista, joten

    • estosuuntainen elpymisaika on myös nopea.

  • Yleisesti estojännite on pieni noin 45V...100V

Schottky-diodin käyttökohteena voi olla

• • pienien häviöiden takia virtalähteissä, tasasuuntaajissa ja vielä enemmän sitä käytetään hakkurivirtalähteissä

  • tasasuuntaus suurilla taajuuksilla ja

  • kytkimenä toimiminen suurilla taajuuksilla hakkurin tehonlähteissä ja nopeissa mikropiireissä

Schottky Barrier Rectifiers Google haku.

Fotodiodit:

Fotodiodi on valolle herkkä diodi, joka pimeässä toimii tavallisen diodin tapaan, mutta valon vaikutuksesta johtaa myös estosuuntaisena.

Toiminta:

Estosuuntaan esijännitetyn puolijohdediodin pn-liitosrajapinta on tyhjä varauksenkuljettajista. Niinpä diodin läpi ei juuri kulje virtaa. Jos tähän puolijohteen tyhjennysalueeseen tulee valokvantti, joka absorboituu ja käyttää energiansa elektronin nostamiseen valenssivyöltä johtavuusvyöhön, syntyy vapaa varauksenkuljettaja, joka aiheuttaa sähkövirran diodin läpi. Näin diodin vuotovirta on suoraan verrannollinen valon fotonivuohon (intensiteettiin). Jos diodin yli ei ole esijännitettä, synnyttävät valon generoimat varauksenkuljettajat diodin napoihin jännitteen. p-puoli (anodi) on positiivinen napa. Tällä tavoin käytettyä diodia kutsutaan myös valokennoksi tai aurinkoparistoksi.

Kaikki PN-liitokset ovat luonnostaan herkkiä valon vaikutukselle, mutta fotodiodeissa on järjestetty esteetön valon pääsy puolijohdepinnalle pienen linssin kautta joka keskittää valon rajapintaan.

Fotodiodeista käytetään myös nimitystä valodiodi, mutta tätä nimitystä käytetään toisinaan arkisesti myös LEDeistä eli hohtodiodeista.

Fotodiodeja voi käyttää esimerkiksi:

• • aistimaan valon heijastumia:

    • Näin tehdäänkin ns. hipaisupainikkeissa, jotka huomaavat valon heijastuvan esimerkiksi sormesta, kun se tuodaan lähelle, tai

    • optisissa palovaroittimissa.

  • Käyttökohteena voi olla myös valovoimakkuuden mittaukset sekä

  • valaistuksesta riippuvien kytkentöjen ohjaaminen ja

  • valopulssien ilmaisu.

CCD-kenno (engl. Charge-Coupled Device)

on valoherkkä kenno, joita käytetään valon tai infrapunasäteilyn muuntamiseksi digitaaliseksi signaaliksi:

• • video- ja digitaalikameroissa,

  • kuvanlukijoissa ja

  • kaukoputkissa.

Kennon valoherkät fotodiodit eivät näe värejä, vaan ne muodostavat kohteesta säteilyn voimakkuuden pohjalta harmaasävykuvan. Värit syntyvät valoherkkien diodien päällä olevista värisuotimista. Värisuotimet ovat yleensä punainen, vihreä ja sininen. Digitaalikameran CCD-kennossa voi olla myös smaragdin värinen (emerald) suodin jo mainittujen lisäksi.

CCD-kennon yksi pikseli on hyvin pieni:

• • kuuden megapikselin (2816 x 2112) CCD-kennossa pikseli on tyypillisesti 2 µm leveä ja korkea.

Ledit:

Kun tavallisissa diodeissa kulkee myötävirta, sen sisäisen resistanssin muodostama jännitehäviö muuttuu lämmöksi, Ledissä tuo tehohäviö näkyy valaistuksena.

Ledien etuja hehkulangallisiin lamppuihin on:

• • pienempi koko,

  • pieni tehontarve ja

  • pieni toimintajännite, sekä

  • pitempi toimintaikä. Ledit luokitellaan huoltovapaiksi: vaihtoväli on tyypillisesti yli 10 000 tuntia

  • ja nykyään jopa 100 000 tuntia.

Ledin väri riippuu siitä mistä puolijohdemateriaalista se on valmistettu.

MUISTA AINA MITOITTAA ETUVASTUS LEDILLE. Etuvastus mitoitetaan niin, että:

• • Ledin kynnysjännite vähennetään käyttöjännitteestä jonka

  • erotus jaetaan valmistajan suosittelemalla viralla, mutta jos sitä ei tunneta niin oletusarvona käytetään 10mA eli 0,01A.

Ledien kynnysjännitteet:

Infrapuna noin 1.0 V

Punainen noin 1.8 V

Vihreä noin 2.1 V

Keltainen noin 2.0 V

Sininen noin 3..3.5 V

LED:ien käyttö:

• • Merkkilamppuina

  • Ajoneuvovalaistus

    • Hälytysajoneuvojen vilkkuvalot toteutetaan enenevässä määrin ledeillä, samoin

    • liikennevalot. Jopa

    • uusien autojen etuajovaloja valmistetaan LED-tekniikalla.

    • Taka- ja sivuvaloissa LED-tekniikkaa on käytetty jo yli kymmenen vuotta.

    • kaukosäätimissä (infrapuna LED).

    • ulkoilmatapahtumissa käytetyt videoseinät (LED-Screen) on toteutettu LED-tekniikalla.

    • LED-TV

    • Sisävalaistus: 38 ledin lamppu

Teholedit.

Teholedien etuvastuksista: Linkki. Led-driverit teholedeille: Linkki. Teholedit, jotka tarvitsevat lisäjäähdytyksen: Linkki.

Teholed tuotteet: Linkki.

Valot teholedeillä RC-autoon: Linkki.

Diodien johdinjärjestys:

Diodin vianhaku

Yleismittarimme manuaalista ohje diodin testaamiseen:

TESTING DIODE

• 1. Connect the black test lead to COM jack and the red test lead to the VΩHz jack.

  2. (The polarity of red lead is "+")

  3. Set the rotary switch at diode testing position and connect red lead to the anode,

  4. black lead to the cathode of the diode under testing .

  5. The meter will show the approx. forward voltage of the diode.

  6. If the lead connection is reversed, only figure "1" displayed.