Diodo

Diodoaren ikurra

Huts-balbulako diodo bat

Diodoa bi elektrodo (anodo eta katodo bat) dituen osagai elektroniko aktiboa da, korronte elektrikoa norantza bakar batean baino eroaten uzten ez duena.

Diodo erdieroalea, gaur egun gehien erabiltzen dena, material erdieroaleko pieza kristalino bat da, bi terminal elektrikoetara konektatuta p–n juntura duena. Korronte-tentsio ezaugarri esponentziala du. Diodo erdieroaleak izan ziren lehen gailu elektroniko erdieroaleak. Mineral kristalino baten eta metal baten arteko kontaktuan eroapen elektriko asimetrikoa, Ferdinand Braun fisikari alemaniarrak aurkitu zuen, 1874an. Gaur egun, diodo gehienak silizioz eginak daude, baina beste material erdieroale batzuk ere erabiltzen dira, hala nola galio artseniuroa eta germanioa.

balbula termoioniko diodo baten egitura. Harizpia bera katodoa izan daiteke, edo, normalean (hemen erakusten den bezala), katodo gisa balio duen metalezko hodi bereizi bat berotzeko erabiltzen da.

Diodo termioniko zaharkitua bi elektrodo, katodo berotu bat eta plaka bat dituen balbula termoioniko bat da. Bertan, elektroiak noranzko bakarrean joan daitezke, katodotik plakara.

Erabilera askoren artean, diodoak artezgailuetan daude korronte alternoaren potentzia (AC) korronte zuzen (DC) bihurtzeko, demodulazioa irrati-hargailuetan, eta logikarako edo tenperatura-sentsore gisa ere erabil daitezke. Diodo baten aldaera komun bat argia igortzen duen diodo (LED) bat da, eta gailu elektronikoetan argiztapen elektriko eta egoera-adierazle gisa erabiltzen da.

Funtzio nagusiak

Norabide bakarreko korronte-fluxua

Diodo baten funtziorik ohikoena da: korronte elektriko bat norabide batean pasatzea (diodoaren aurreko noranzko deritzona) eta kontrako norabidean blokeatzea (kontrako norabidean). Horren analogia hidraulikoa kontrol-balbula bat da. Noranzko bakarreko portaera horrek korronte alternoa (AC) korronte zuzen (DC) bihur dezake, artezketa izeneko prozesu bat. Artezgailu gisa, diodoak erabil daitezke irrati-hargailuetako irrati-uhinetatik modulazioa ateratzeko, adibidez.

Atalase tentsioa

Diodo erdieroale baten korronte-tentsioaren ezaugarri esponentzialak portaera konplexuagoa eragiten du pizte-ekintza sinple bat baino. Funtzio esponentzialak belaun tentsio gisa har daitezkeenez, sinpletasunagatik, diodo batek aurrerapen-atalaseko tentsioa duela esan ohi da, eta horren gainetik korronte esanguratsu bat dagoela eta haren azpitik ia korronterik ez dagoela. Hala ere, hori hurbilketa bat baino ez da, aurrerapenaren ezaugarria graduala baita korrontearen tentsio-kurban.

Hainbat erdieroaleren atalase tentsio zuzena

Mota	Atalase tentsio zuzena
Silizio-diodoak	0.6 V-tik 0.7-ra V
Germanio-diodoak	0.25 V-tik 0.3 V-ra
Schottky diodoak	0.15 V-tik 0.45 V-ra
LEDak	1.6 V-tik (gorria) 4 V-ra (morea).

Diodo baten direkzio-tentsioaren erorketa pixka bat aldatzen denez korrontearekin eta, gehienbat, tenperaturaren funtzio bat denez, efektu hori tenperatura-sentsore gisa edo tentsio-erreferentzia zehaztugabe gisa erabil daiteke.

Alderantzizko etendura

Alderantzizko noranzkoan doan korrontearen diodo baten erresistentzia handia, bat-batean, erresistentzua baxua izatera erortzen da diodoaren alderantzizko tentsioa etendura-tentsio deritzon balio batera iristen denean. Efektu hori tentsioa erregulatzeko (Zener diodoak) edo zirkuituak tentsio handiko gorakadetatik babesteko (diodo-mordoak) erabiltzen da.

Beste funtzio batzuk

Diodo erdieroale baten korronte-tentsioaren ezaugarria egokitu egin daiteke, fabrikazioan materialetan sartutako material erdieroaleak eta ezpurutasun dopanteak hautatuz. Teknika horiek funtzio asko betetzen dituzten erabilera bereziko diodoak sortzeko erabiltzen dira. Adibidez, irrati- eta telebista-hargailuak elektronikoki sintonizatzeko (diodo baraktoreak), irrati-maiztasuneko oszilazioak sortzeko (tunel-diodoak, Gunn diodoak, IMPATT diodoak) eta argia sortzeko (diodo argi-igorleak). Tunel, Gunn eta IMPATT diodoek erresistentzia negatiboa dute, beraz, mikrouhin-zirkuituetan eta kommutazioan erabilgarria.

Diodoak, hutsean zein erdieroaleak, jaurtiketa-zarata-sorgailu gisa erabil daitezke.

Huts-balbuletako diodoak

Lehenengo diodoak txipetan integraturiko balbula edo huts-hodiak izan ziren, balbula termoioniko izenaz ere ezaguna. 1904an asmatu zituen John Ambrose Flemingek, Marconi enpresako langileak, Thomas Alva Edisonen behatutakoan oinarrituz. Diodo horiek bi elektrodo dituzte, eta hutsean isolaturik daude kristalezko hodi baten barruan, goritasun-lanpararen itxura duelarik.

Goritasun-lanparak bezala, huts-hodiek harizpi bat dute (katodoa), nondik korronte elektrikoa igarotzen den eta, Joule efektua dela-eta, berotzen den. Harizpiek bario oxidoz tratatzen dituzte, eta, beroketaren ondorioz, elektroiak igortzen ditu hutsera. Elektroi horiek, elektrostatikoki, plaka positibora (anodoa) eroanak dira, hortaz eroapena sortzen da. Bistan denez, katodoa berotzen ez bada, ezin izango ditu elektroiak igorri. Horrexegatik, huts-hodiak dituzten zirkuitoek denbora behar dute berotze prozesuan ibiltzen hasi aurretik.

P-N Junturako diodoak

P-N diodoak bi material erdieroale estrintsekoen juntura dira: hots, P eta N motakoak. Material bakoitza neutroa da, ez baitu karga elektrikorik, protoi eta elektroi kopuru bera duelako.

P eta N kristalak batzean, elektroi difusioa gertatzen da, N kristalak elektroiak aske uzten ditu, eta P kristalak horiek bereganatzen ditu. Elektroi transferentziaren ondorioz, korronte elektriko bat sortzen da, eta karga elektrikoak agertzen dira.

Alabaina, ioi positiboen pilaketak N kristalean eta, aldi berean, ioi negatiboen pilaketak P kristalean, eremu elektriko bat sortzen du; horrek korronte elektrikoaren aurkako noranzkoan doan desplazamendu indar bat sortzen du, eta N kristalean aske dauden elektroiei eragiten die.

Hori dela bide, potentzial diferentzia bat agertzen da osagaiaren anodo eta katodoaren artean. Esaterako, siliziozko diodoa bada, 0,7 Vkoa izan daiteke, germaniozkoa bada, aldiz, 0,3 Vkoa.

Beste diodo mota batzuk

Diodo batzuk

• Diodo argi-igorlea edo (LED diodoa).
• Esaki diodoa.
• Fotodiodoa.
• Gunn diodoa.
• Laser diodoa.
• Schottky diodoa.
• Tunel diodoa.
• Zener diodoa.

Ikus, gainera

• Diodo zubia.
• Uhin erdiko artezgailua.
• Uhin osoko artezgailua.

Irakurketa gehiago

Zirkuitu historikoei buruzko liburuak

• 50 Simple LED Circuits; 1st Ed; R.N. Soar; Babani Press; 62 pages; 1977; ISBN 978-0859340434. (archive)
• 38 Practical Tested Diode Circuits For the Home Constructor; 1st Ed; Bernard Babani; Krisson Printing; 48 pages; 1972. (archive)
• Diode Circuits Handbook; 1st Ed; Rufus Turner; Howard Sams & Co; 128 pages; 1963; LCCN 63-13904. (archive)
• 40 Uses for Germanium Diodes; 2nd Ed; Sylvania Electric Products; 47 pages; 1949. (archive)

Aldizkari historikoak

• Rectifier Applications Handbook; On Semiconductor; 270 pages; 2001. (archive)
• Silicon Rectifier Handbook; 1st Ed; Bob Dale; Motorola; 213 pages; 1966. (archive)
• Electronic Rectification; F.G. Spreadbury; D. Van Nostrand Co; 1962.
• Zener Diode Handbook; International Rectifier; 96 pages; 1960.
• F.T. Selenium Rectifier Handbook; 2nd Ed; Federal Telephone and Radio; 80 pages; 1953. (archive)
• S.T. Selenium Rectifier Handbook; 1st Ed; Sarkes Tarzian; 80 pages; 1950. (archive)

Datu-liburu historikoak

• Discrete Databook; 1989; National Semiconductor (now Texas Instruments)
• Discrete Databook; 1985; Fairchild (now ON Semiconductor)
• Discrete Databook; 1982; SGS (now STMicroelectronics)
• Semiconductor Databook; 1965; Motorola (now ON Semiconductor)

Kanpo estekak

• Datuak: Q11656
• Multimedia: Diodes / Q11656