Tekst źródłowy strony Dioda

'''Dioda''' – dwuzaciskowy (dwuelektrodowy) [[element elektroniczny]], który przewodzi [[prąd elektryczny]] w sposób niesymetryczny, to jest w jednym kierunku bardziej  niż w przeciwnym.
{{Spis treści}}
Historycznie pierwszymi diodami były [[detektor kryształkowy|detektory kryształkowe]] i [[dioda próżniowa|diody próżniowe]]. Obecnie najczęściej spotykanym rodzajem są [[dioda półprzewodnikowa|diody półprzewodnikowe]], zbudowane z dwóch warstw odmiennie [[domieszkowanie|domieszkowanego]] [[półprzewodniki|półprzewodnika]], tworzących razem [[złącze p-n]].

Istotą działania większości diod jest przewodzenie prądu w jednym kierunku (zwanym kierunkiem przewodzenia) i znaczne blokowanie jego przepływu w drugim (tu występuje wada diod, mają tzw. prąd wsteczny, prąd upływu). Właściwość tę wykorzystuje się do [[Prostownik|prostowania]] napięcia przemiennego oraz [[Modulacja|demodulacji]] sygnałów w odbiornikach radiowych.

Poprzez odpowiedni dobór materiałów oraz parametrów wytwarzania złącza p-n można zmienić charakterystykę diody, dzięki czemu może się ona zachowywać w sposób bardziej skomplikowany niż prosty zawór elektryczny. Przykładem są [[dioda Zenera|diody Zenera]] (używane do stabilizowania napięcia), [[dioda pojemnościowa|diody pojemnościowe]] (używane w obwodach strojenia), [[dioda tunelowa|diody tunelowe]] (używane w generatorach mikrofalowych) czy [[Dioda elektroluminescencyjna|LED]] (emitujące światło).

== Historia ==
[[Plik:CatWhisker.jpg|thumb|Detektor kryształkowy]]
* W 1897 [[Karl Ferdinand Braun|Ferdinand Braun]] odkrył zjawisko prostowania na [[złącze m-s|złączu metal-półprzewodnik]], za co między innymi otrzymał w 1909 roku [[Nagroda Nobla|Nagrodę Nobla]] z fizyki<ref>[http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1909/braun-lecture.html Wykład Noblowski F. Brauna].</ref>.
* W 1904 [[John Ambrose Fleming]] skonstruował [[dioda próżniowa|diodę próżniową]]<ref>J.A. Fleming, US patent 803684, ''Instrument for converting alternating electric currents into continuous currents''.</ref>.
* W 1922 [[Oleg Łosiew|Oleg Władimirowicz Łosiew]] zbudował radio z półprzewodnikowym wzmacniaczem ([[krystadyna]]) zawierającym złącze metal-półprzewodnik<ref>Victor Gabel, ''The crystal as a generator and amplifier'', Wireless World and Radio Review, Oct. 1, 1924.</ref>.
* W 1927 Lars Grondahl i Paul Geiger zbudowali [[prostownik|prostownik kuprytowy]]<ref>Lars Grondahl, and Paul H. Geiger, ''A new electronic rectifier'', Trans. AIEE, vol. 46, 1927, s. 357–366.</ref>, wkrótce uruchomiono ich seryjną produkcję.
* W 1939 [[Russell Shoemaker Ohl]] zbudował [[złącze p-n]]<ref>R. Buderi, ''Radar...'', s. 332–333.</ref>.
* W trakcie II wojny światowej rozpoczęto masową produkcję germanowych [[dioda ostrzowa|diod ostrzowych]] do celów radarowych<ref>R. Buderi, ''Radar...'', s. 334–339.</ref>.

== Podział diod ==
[[Plik:Duodiode AZ12.jpg|thumb|Duodioda próżniowa AZ12]]

=== Lampy elektronowe ===
==== Próżniowe ====
{{osobny artykuł|Dioda próżniowa}}
{| class="wikitable" style="text-align:center"
! width="100px"| Dioda próżniowa żarzona pośrednio
! width="100px"| Dioda próżniowa żarzona bezpośrednio
! width="100px"| Duodioda
|-
| [[Plik:Dioda symbol.svg|80px]]
| [[Plik:Dioda bezposr zarzona.svg|75px]]
| [[Plik:Duodioda-symbol.png|90px]]
|}
Lampowe diody próżniowe składają się z dwóch [[Elektroda|elektrod]] umieszczonych w szklanej lub rzadziej metalowej bańce o wysokiej próżni<ref>Z.Mendrygał, „1000 słów...”, s. 80.</ref>. [[Katoda]] jest żarzona za pomocą prądu elektrycznego, a pod wpływem wysokiej temperatury zachodzi [[emisja termoelektronowa]]. W ten sposób katoda staje się źródłem elektronów, a ich przepływ jest możliwy tylko w jedną stronę: od katody do [[Anoda|anody]]. Były produkowane w dwóch zasadniczych rodzajach: diody detekcyjne (do niewielkich sygnałów) i prostownicze (do układów zasilających).

Próżniowe diody prostownicze (zwłaszcza na wyższe napięcia) były nazywane [[Dioda próżniowa|kenotronami]]<ref>Z.Mendrygał, „1000 słów...”, s. 165.</ref>. Lampę złożoną z dwóch diod w jednej bańce nazywa się duodiodą.

Diody próżniowe wyszły z użycia i zostały zastąpione przez diody półprzewodnikowe.

==== Gazowane ====
{{osobny artykuł|Gazotron}}
Gazotron również składa się z dwóch elektrod (żarzonej katody i anody), ale są one umieszczone w bańce wypełnionej gazem (zwykle gazem szlachetnym, parami rtęci lub ich mieszaniną)<ref>Z.Mendrygał, „1000 słów...”, s. 120.</ref>. Były stosowane w urządzeniach zasilających większej mocy (wyszły z użycia).

=== Półprzewodnikowe ===
{{osobny artykuł|dioda półprzewodnikowa}}

==== Podział ze względu na materiał ====
[[Plik:Diode-photo.JPG|thumb|Różne diody półprzewodnikowe; na samym dole [[Mostek Graetza|mostek prostowniczy (Graetza)]]]]
<div style="float:left">
{| class="wikitable" style="text-align:center"
! width="120px"| Ogólny symbol diody
|-
| [[Plik:Diode-EN A-K.svg|110px]]
|}
</div>
Na różnych etapach rozwoju techniki półprzewodnikowej wprowadzano do użytku różne materiały.
* Wczesne diody półprzewodnikowe, używane jako [[detektor kryształkowy]], były wytwarzane głównie z kryształów [[galena|galeny]], rzadziej z innych minerałów.
* W latach 50. i 60. XX w. dominowały [[dioda germanowa|diody germanowe]].
* Obecnie większość diod to [[dioda krzemowa|diody krzemowe]]
* W diodach na duże napięcia i moce używa się też węgliku krzemu<ref>{{cytuj stronę |url = http://www.cree.com/products/power.asp |tytuł = CREE Power products |data dostępu = 2010-12-18 |archiwum = https://web.archive.org/web/20101224130550/http://www.cree.com/products/power.asp |zarchiwizowano = 2010-12-24 }}</ref>.
* Bardzo duża rozmaitość materiałów półprzewodnikowych występuje w diodach (elektroluminescencyjnych, laserowych i fotodiodach) będących przyrządami elektronowo-optycznymi, na przykład [[arsenek galu]], azotek galu, antymonek indu.

==== Podział ze względu na budowę ====
Ze względu na budowę diody półprzewodnikowe możemy podzielić na:

===== Diody złączowe (dawniej warstwowe) =====
Są zrealizowane jako [[złącze p-n]] składające się z dwóch obszarów półprzewodnika o różnym typie przewodnictwa. To współcześnie najpopularniejszy rodzaj diody półprzewodnikowej.
{{clear|left}}

===== Diody Schottky’ego =====
<div style="float:left">
{| class="wikitable" style="text-align:center"
! width="120px"| Symbol diody Schottky’ego
|-
| [[Plik:Diode-Schottky-EN A-K.svg|110px]]
|}
</div>
{{osobny artykuł|dioda Schottky’ego}}
Dioda Schottky’ego jest [[złącze m-s|złączem metal-półprzewodnik]]. Formalnie do tej grupy zaliczyć można także detektory kryształkowe składające się z półprzewodnikowego kryształu i metalowego drucika. Złącze metal-półprzewodnik występuje także w pierwszych produkowanych wielkoseryjnie prostownikach: kuprytowym i [[prostownik selenowy|selenowym]]. W prostowniku kuprytowym (produkowanym w latach 30. i 40. XX w. i wypartym przez prostowniki selenowe) było to złącze Cu-Cu<sub>2</sub>O.
{{clear|left}}

===== Diody ostrzowe =====
{{osobny artykuł|dioda ostrzowa}}
Diody ostrzowe to diody, w których jedną z elektrod stanowi metalowe ostrze będące w kontakcie z półprzewodnikiem. W zależności od technologii wytwarzania mogą mieć strukturę fizyczną złącza p-n albo złącza metal-półprzewodnik. Obecnie mają znaczenie jedynie historyczne.
{{clear|left}}

===== Diody PIN =====
{{osobny artykuł|dioda PIN}}
Diody PIN (ang. p, intrinsic, n) posiadają pomiędzy warstwami złącza p i n warstwę niedomieszkowaną. Charakteryzują się małą pojemnością złącza i są używane w układach wielkiej częstotliwości<ref>B. Wilamowski, ''Specjalne...'', s. 50.</ref>.

==== Ze względu na funkcję ====
[[Plik:Diode-IV-Curve.svg|thumb|350px|[[Charakterystyka prądowo-napięciowa]] typowej diody uniwersalnej. Na wykresie zaznaczono obszary, w których dioda znajduje się w stanie przebicia (''breakdown''), jest spolaryzowana w kierunku zaporowym (''reverse'') oraz przewodzenia (''forward''). Na rysunku nie została zachowana skala – dla typowej diody napięcie przewodzenia <math>v_d</math> jest małe w stosunku do wartości bezwzględnej napięcia przebicia <math>v_{br}.</math>]]

===== Diody uniwersalne =====
{{Osobny artykuł|dioda uniwersalna}}
Diody uniwersalne charakteryzują się umiarkowanymi maksymalnymi napięciami wstecznymi i dopuszczalnymi prądami, średnimi częstotliwościami pracy i czasami przełączania. Są stosowane w obwodach sygnałowych jako detektory, przełączniki itp.

===== Diody prostownicze =====
{{Osobny artykuł|dioda prostownicza}}
Diody prostownicze służą do [[prostownik|prostowania]] [[prąd przemienny|prądu przemiennego]] w układach zasilających. Charakteryzują się dużymi dopuszczalnymi napięciami wstecznymi i dopuszczalnymi prądami, natomiast zwykle mają niewielką maksymalną częstotliwość pracy.

===== Diody impulsowe =====
{{Osobny artykuł|dioda impulsowa}}
Diody impulsowe ('''przełączające''') charakteryzują się niewielkim czasem przełączania przy zmianie polaryzacji pomiędzy kierunkiem przewodzenia i zaporowym<ref>B. Wilamowski, ''Specjalne...'', s. 16–17.</ref>.

Różnorakie diody specjalne spełniają w obwodach zadania inne niż jednokierunkowe przewodzenie prądu. Należą do nich:

===== Diody pojemnościowe =====
<div style="float:left">
{| class="wikitable" style="text-align:center"
! width="120px"| Symbol diody pojemnościowej
|-
| [[Plik:Varicap-EN A-K.svg|110px]]
|}
</div>
{{Osobny artykuł|dioda pojemnościowa}}
Diody pojemnościowe ('''warikapy, waraktory''') pełniące rolę zmiennej pojemności sterowanej napięciem. Są wykorzystywane między innymi w przestrajanych elektronicznie obwodach rezonansowych.

{{clear|left}}

===== Diody elektroluminescencyjne =====
<div style="float:left">
{| class="wikitable" style="text-align:center"
! width="120px"| Symbol LED
|-
| [[Plik:LED-EN A-K.svg|110px]]
|}
</div>
{{osobny artykuł|dioda elektroluminescencyjna|dioda superluminescencyjna}}
Do diod emitujących [[promieniowanie elektromagnetyczne]] o różnej charakterystyce, w zakresie [[ultrafiolet]]u, [[podczerwień|podczerwieni]] i [[światło widzialne|widzialnym]], należą diody elektroluminescencyjne (LED) i diody superluminescencyjne (SLD).

{{clear|left}}

===== Diody laserowe =====
{{Osobny artykuł|laser półprzewodnikowy}}
Jedną z klas laserów półprzewodnikowych są lasery złączowe, zwane diodami laserowymi.

{{clear|left}}

===== Diody mikrofalowe =====
<div style="float:left">
{| class="wikitable" style="text-align:center"
! width="120px"| Symbol diody tunelowej
|-
| [[Plik:Diode-tunnel-EN A-K.svg|110px]]
|}
</div>
{{Osobny artykuł|dioda mikrofalowa}}
Diody mikrofalowe to diody przeznaczone do prostowania, generacji i wzmacniania przebiegów elektrycznych w zakresie [[mikrofale|częstotliwości mikrofalowych]]. Należą do nich [[dioda tunelowa|diody tunelowe]] (Esakiego), [[dioda Gunna|diody Gunna]], [[dioda ładunkowa|diody ładunkowe]] i inne.

{{clear|left}}

===== Diody Zenera =====
<div style="float:left">
{| class="wikitable" style="text-align:center"
! width="120px"| Symbol diody Zenera
|-
| [[Plik:Diode-Zener-EN A-K.svg|110px]]
|}
</div>
{{osobny artykuł|dioda Zenera}}
Diody Zenera (stabilistory) mają określone napięcie w kierunku zaporowym, przy którym zaczyna gwałtownie wzrastać ich prąd wsteczny. Są wykorzystywane w układach stabilizacji napięcia. Podobne [[dioda lawinowa|diody lawinowe]] stosuje się w układach zabezpieczających przed przepięciami, mają one dużą zdolność absorbowania energii.
{{clear|left}}

== Zobacz też ==
{{Siostrzane projekty
 |commons = Category:Diodes
 |słownik = dioda
}}
* [[pasmowa teoria przewodnictwa]]
* [[diak]], [[transil]], [[triak]], [[tyrystor]]

== Przypisy ==
{{Przypisy}}

== Bibliografia ==
* {{Cytuj książkę |nazwisko = Wilamowski |imię = Bogdan Maciej |tytuł = Specjalne przyrządy półprzewodnikowe |data = 1982 |wydawca = Wydawnictwa Komunikacji i Łączności |miejsce = Warszawa |isbn = 83-206-0283-1 |strony =}}
* {{Cytuj książkę |nazwisko = Mendygrał |imię = Zenon |tytuł = 1000 słów o radiu i elektronice |data = 1985 |wydawca = Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej |miejsce = Warszawa |isbn = 83-11-07123-3}}
* {{Cytuj książkę |nazwisko = Orton |imię = John |tytuł = The Story of Semiconductors |data = 2004 |wydawca = Oxford University Press |miejsce = Oxford |isbn = 0-19-853083-8}}
* {{Cytuj książkę |nazwisko = Buderi |imię = Robert |tytuł = Radar – wynalazek, który zmienił świat |data = 2006 |wydawca = Prószyński i S-ka |miejsce = Warszawa |isbn = 83-7469-188-3 |strony =}}

{{Kontrola autorytatywna}}

[[Kategoria:Diody| ]]