|
|
|
Dioder
Dioder leder ström mycket bra åt ena hållet, men nästan inte alls åt andra hållet. Därför kan dioder användas för att göra om ström från växelström till likström, likriktning. Med bara en diod släpps växelströmmen fram när den är på väg åt ena hållet, men ingen ström flyter under den andra hälften av tiden. Om fyra dioder kopplas ihop till en likriktarbrygga kan man få en mer fullständig likriktning.
|
| Likriktarbrygga, även kallad Graetz-brygga. Varje diod släpper igenom ström åt ena hållet, åt det andra hållet är det stopp. När växelströmmen går åt ena hållet släpps den igenom till den positiva likströmsutgången, och när växelströmmen går åt andra hållet kommer den till samma positiva likströmsutgång genom en annan diod.
|
Dioder är halvledare och består av ett grundmaterial, ofta kisel, som man blandat i mycket små mängder av andra ämnen i. Beroende på vilket ämne man blandat i, eller dopat kiseln med, så finns det antingen ett överskott på elektroner, eller ett överskott på atomer som kan ta emot en elektron till. Det första materialet är av P-typ och det andra materialet är av N-typ. Om man kombinerar de två typerna får man intressanta egenskaper i övergångarna mellan materialen. Dioder är halvledare som består av två sidor, eller halvor, en P-sida och en N-sida. I övergången mellan materalen uppstår en sorts barriär som gör att resistansen blir väldigt låg för ström som passerar i ena riktningen, framriktningen, men väldigt hög för ström som försöker passera i andra riktningen, backriktningen. Dioder måste därför vändas åt rätt håll, och är försedda med en märkning som talar om vilken anslutning som är katod (ut ur dioden i framriktningen). Den andra anslutningen (in till dioden i framriktningen) kallas anod.
Zenerioder och kapacitansdioder
Dioder spärrar för ström i backriktningen så länge spänningen håller sig inom rimliga gränser. Blir spänningen alltför hög går vanliga dioder sönder och börjar leda ström bakåt också. Om man ökar mängden ämnen som man dopar med när dioden tillverkas, och se till att PN-övergången är smalare än hos vanliga dioder får man en zenerdiod. Den går inte sönder när den börjar leda ström i backriktningen (om man inte lägger på en extremt hög spänning). Dessutom börjar den leda ström i backriktningen vid en väldigt noggrannt uträknad spänning. Genom att koppla den "baklänges" i en krets kan man åstadkomma att det blir en viss exakt spänning där, även om spänningen in till kretsen varierar. Så länge spänningen in till kretsen hela tiden är högre än den spänning zenerdioden är tillverkad för, så kommer det att ligga exakt samma spänning (den som zenerdioden är tillverkad för) över zenerdioden. Zenerdioder används ofta till spänningsstabilisering i nätaggregat och liknande strömförsörjningsutrustning.
En annan specialvariant av diod är kapacitansdioden. Den har en viss kapacitans när den spärrar för ström i backriktningen, och fungerar som en liten kondensator om den kopplas "baklänges" i en krets. Finnessen här är att kapacitansen varierar när spänningen över kapacitansdioden varierar. Den kan utnyttjas som en spänningsstyrd variabel kondensator, och används bland annat i kretsar som gör automatisk inställning av frekvenser i radio- och TV-utrustning.
|
| Schemasymboler för diod, zenerdiod, kapacitansdiod, lysdiod och fotodiod.
|
Lysdioder och fotodioder
Om man tillför vissa andra ämnen vid tillverkningen av en diod avger den ljus när ström passerar genom dioden i framriktningen. Det är sådana lysdioder försedda med genomskinliga höljen som används som indikeringslampor i många apparater. En stor fördel är att en lysdiod avger sitt ljus även när svag ström flyter genom den, mycket svagare ström än motsvarande glödlampa behöver. Lysdioder har också mycket längre livslängd än glödlampor. Genom att variera vilka ämnen som tillförs vid tillverkningen kan man få lysdioder att lysa med olika färger.
En lysdiod har (som alla dioder) en mycket låg resistans i framriktningen. Den gör för lite motstånd för att strömmen ska bli lagom stor för själva ljusalstringen. Det går inte att koppla en lysdiod direkt till ett batteri eller annan strömkälla, då blir det närmast en kortslutning och dioden förstörs. Lysdioder kopplas i serie med ett lämpligt motstånd i någon form, så att strömmen genom dem blir lagom stor.
Hos vissa lysdioder är ljuset relativt svagt, men som signallampa på olika apparater fungerar de utmärkt. Det finns också lysdioder som avger starkt ljus, som bland annat används i stället för glödlampor i ficklampor, pannlampor och i trafikljus i vissa kommuner. Varje sken i trafikljuset består då av en grupp av ljusstarka röda, gula eller gröna lysdioder monterade tätt tillsammans inom en cirkel. Det blir också allt vanligare med grupper av ljusstarka lysdioder monterade i en enhet som ser ut som en gödlampa och som passar i vanliga lamparmaturer för att ge belysning. Speciellt utformade lysdioder kan även används för att forma siffror på displayer på elektronisk utrustning. För detta ändamål tillverkas kompletta moduler med sju stavformade lysdioder som bildar de olika strecken i siffrorna.
Dioder är ganska värmekänsliga, och också känsliga för ljus. Normalt vill man inte det, så de förses med ljustäta höljen. Ibland kan dock ljuskänsligheten komma till nytta. Om man tillverkar en diod med en liten lins precis över PN-övergången får man en fotodiod som är ljuskänslig. Det som ljuset påverkar är resistansen i backriktningen, som minskar ju starkare ljuset är. Fotodioder leder ström lite mer i backriktningen än vanliga dioder, när ljus faller på PN-övergången. Detta kan användas i ljusmätare, och för att styra reläer som slår på lampor när det blir mörkt ute.
|
|
|
Frågor och svar
Specialsektioner
