Budowa i kształt diody
Istnieje wiele rodzajów diod, lecz na początek trzeba znać podstawowe, jakimi m.in. są dioda świecąca (LED), jak i dioda prostownicza.
Dioda LED charakteryzuje się tym, że ma w swojej strukturze mały kryształ substancji, która świeci pod wpływem przepływającego prądu. Na obecnym etapie, nie ma sensu zagłębiać się w budowę krystaliczną diody, bo wychodzi to poza zakres elektroniki dla początkujących.
Rozpoznać rodzaj diody jest bardzo łatwo. Dioda LED ma najczęściej kształt soczewki, z wyprowadzeniami tylko z jednej strony, natomiast inne rodzaje diod mają najczęściej kształt walca, przez który przeprowadzony jest drut.
Zasada działania
Najważniejszą właściwością diody jest przepuszczanie prądu tylko w jedną stronę. Aby wykorzystać tą właściwość, należy odpowiednio wpiąć diodę do układu. Żeby zrobić to poprawnie, należy wiedzieć co to anoda i katoda.
Patrząc na symbol diody, można wywnioskować, w którą stronę popłynie w niej prąd, a mianowicie w kierunku wskazanym przez strzałkę. Prąd płynie od anody do katody, a więc od nóżki plusowej do minusowej.
Włączanie w obwód
Aby odpowiednio podłączyć diodę, należy wiedzieć, jak ją podłączyć. Diody o kształcie walca mają najczęściej pasek od strony katody. Z diodami LED jest troszeczkę większy problem, ponieważ na ich obudowie nie ma żadnego paska. Katodę w tych elementach oznacza najczęściej krótsza nóżka lub płaski rant soczewki. Mimo wszystko zalecamy przed montażem diody do układu sprawdzenie jej za pomocą miernika. Aby to zrobić, należy ustawić multimetr na pomiar diod, przewód podłączony do wyjścia COM podłączyć do katody diody, a przewód podłączony do wyjścia napięciowego do anody, w tym momencie na mierniku zobaczymy wynik. Oznacza to, że w danym kierunku dioda przewodzi.
Kiedy LED świeci?
Jeśli włączymy diodę do układu w przeciwnym kierunku, raczej jej nie uszkodzimy, lecz uzyskamy efekt odwrotny do zamierzonego, czyli dioda nie będzie przewodzić w kierunku, który chcemy uzyskać.
Zasada działania diody jest prosta. Prąd płynąc przez diodę, traci na wartości, przez co na diodzie odkłada się napięcie. W praktyce, wygląda to następująco: podłączając diodę szeregowo do zasilania, napięcie "przed diodą" jest wyższe(anoda), niż napięcie "za diodą"(katoda).
Dioda, znajduje się w jednym z dwóch stanów: przewodzenia lub zaporowym
Stan przewodzenia występuje wtedy, kiedy prąd płynie od anody do katody. W praktyce, wtedy kiedy do na anodę podamy +, a na katodę -. Dioda w takim stanie przewodzi prąd elektryczny
Stan zaporowy to stan, w którym dioda "blokuje" przepływ prądu, bo na katodę podaliśmy +, a na anodę -. Dioda w takim stanie nie przewodzi i prąd nie przepływa przez układ.
Podstawowe parametry diod świecących
Diody posiadają wiele parametrów, ale najważniejsze z nich to: maksymalne napięcie wsteczne, napięcie przewodzenia, maksymalny prąd przewodzenia oraz maksymalna moc strat.
Maksymalne napięcie wsteczne, to parametr określający, jakie napięcie może panować pomiędzy zaciskami diody w stanie zaporowym, bez możliwości jej uszkodzenia. Napięcie wyższe niż maksymalne napięcie wsteczne, doprowadzi do przebicia diody, która jest spolaryzowana zaporowo, co poskutkuje straceniem jej właściwości zaporowych i przewodzeniem nawet w konfiguracji zaporowej. (Dla diody LED takie napięcie wynosi zazwyczaj około 5-6V.)
Maksymalna moc strat, to moc, jaka może się wydzielać na diodzie, przy polaryzacji w kierunku przewodzenia. Dioda, przez którą płynie prąd, nagrzewa się. Jeśli przez diodę płynie prąd i odkłada się napięcie, to wydziela się moc. Iloczyn napięcia odkładającego się i prądu płynącego przez diodę, nie może być większy, niż wspomniana maksymalna moc strat.
Maksymalny prąd przewodzenia, to największy prąd, jaki może przepłynąć przez diodę. Jeśli ta wartość zostanie przekroczona, to dioda może ulec uszkodzeniu lub zniszczeniu.
Napięcie przewodzenia jest to parametr zależny od prądu płynącego przez diodę. Im większy prąd płynie przez element, tym większe napięcie odkłada się na diodzie. Różnicę widać jednak dopiero przy przepływie dużych prądów. Przyjęte jest, że na diodzie krzemowej odkładane jest napięcie około 0,7 V. Dla diody LED napięcie przewodzenia jest zależne od koloru światła, jakim dana dioda świeci. Aby dokładnie określić napięcie przewodzenia dla poszczególnych kolorów, należy posłużyć się dokumentacjami technicznymi diod.
Kolejnym ważnym zagadnieniem dotyczącym diod LED jest to, że każda dioda LED wymaga, aby dobrać odpowiedni rezystor i wpiąć go w układ.
Jeśli macie jakieś pytania do artykułu to zapraszamy do sekcji komentarzy, gdzie rozwiejemy wszystkie Wasze wątpliwości :)
Zapraszamy także do innych naszych artykułów dotyczących elektroniki :)
Autor:
Marek Beer
