最も単純な半導体部品であるダイオードは、電流の流れの方向を管理するというコア目的に関連して、さまざまな有用な機能を実行します。 ダイオードは、一方向のみに電流を流すことができます。
完全に効率的なダイオードは、負の電圧を持つ開回路に見え、そうでない場合は短絡のように見えます。 しかし、ダイオードは非効率的であるため、電流と電圧の関係は非線形です。
そのため、ダイオードのデータシートを参照して、順方向電流に対する特定のダイオードの順方向電圧の曲線を表示して、特定のプロジェクトに適したダイオードを選ぶようにします。
ダイオードの応用
単純な2ピン半導体デバイスであるにもかかわらず、ダイオードは現代のエレクトロニクスで不可欠です。 ダイオードの典型的な用途には、
- 交流を直流電圧に変換するなどの電圧整流
- 電源からの信号の分離
- シグナルのサイズの制御
- ミックスシグナル
電力変換
ダイオードの1つの重要な用途は、AC電力をDC電力に変換することである。 1つのダイオードまたは4つのダイオードを使用して、半分（単一ダイオード）または全波（4つのダイオード） 整流器を形成することによって110Vの家庭電源をDCに変換することができる。 ダイオードはAC波形の半分だけを通過させることでこれを行います。 この電圧パルスを使用してコンデンサを充電すると、出力電圧は小さな電圧リップルを持つ安定したDC電圧のように見えます。 全波整流器を使用すると、入力正弦波の正および負の半分の両方が正のパルスとして見えるようにACパルスを配線することにより、このプロセスをさらに効率的にし、コンデンサへの入力パルスの周波数を実質的に2倍にします。充電を維持し、より安定した電圧を供給するのに役立ちます。
ダイオードとコンデンサを使用して、小さなAC電圧を取り、それを逓倍して非常に高電圧の出力を生成する、数多くのタイプの電圧逓倍器を作成することもできます。 コンデンサとダイオードの正しい構成を使用して、AC出力とDC出力の両方が可能です。
信号の復調
ダイオードの最も一般的な使用法は、AC信号の負の成分を除去することです。 AC波形の負の部分は、通常、正の半分と同一であるため、これを除去するこのプロセスではほとんど情報が失われず、より効率的な信号処理につながります。
信号復調は、搬送波から無線信号を抽出するのに役立つ、フィルタリングシステムの一部として無線で一般に使用されています。
過電圧保護
ダイオードは、敏感な電子部品の保護デバイスとしても機能します。 電圧保護デバイスとして使用する場合、ダイオードは通常の動作条件下では非導通ですが、集積回路に損傷を与えない高電圧スパイクを直ちに短絡します。 過渡電圧サプレッサと呼ばれる特殊なダイオードは、特に過電圧保護のために設計されており、通常、部品に損傷を与え、電子製品の寿命を短くする、電圧スパイクや電気ショックの典型的な特性である短時間の非常に大きな電力スパイクを処理できます。
同様に、ダイオードは、 クリッパーまたはリミッタとして機能することによって電圧を調整することができます。特定のポイントで通過できる電圧をキャップする特殊目的です。
現在のステアリング
ダイオードの基本的な応用は電流を操縦し、それが正しい方向に流れることだけを確認することです。 ダイオードの電流ステアリング能力が良好に働くために使用される1つの領域は、電源からの電力からバッテリからの電力への切り替えである。 デバイスが接続され、充電中（例えば、携帯電話または無停電電源装置）の場合、デバイスはバッテリではなく外部電源からのみ電力を消費し、デバイスが接続されている間はバッテリが電力を消費する必要があります充電してください。 電源が取り外されるとすぐに、バッテリがデバイスに電力を供給して、ユーザが中断しないようにしてください。
電流ステアリングの良い例は、 逆電流保護によるものです。 たとえば、あなたの車を考えてみましょう。 あなたのバッテリーが消えて、友人がジャンパーケーブルを手伝ってくれると、赤と黒のケーブルの順序を混ぜると、バッテリーに隣接するダイオードが間違った方向の電流を遮断するため、車の電気システムを暴走させません。
ロジックゲート
コンピュータはバイナリで動作します。ゼロと1の無限の海です。 計算におけるバイナリ決定木は、スイッチがオン（「1」）またはオフ（「0」）のいずれかを制御するダイオードによってイネーブルされる論理ゲートに基づく。 最新のプロセッサには何億ものダイオードが搭載されていますが、エレクトロニクス・ストアで購入するダイオードと機能的に同じです。
ダイオードとライト
LED懐中電灯は、その発光が発光ダイオードから供給される単なる懐中電灯です。 正の電圧が存在すると、LEDが点灯します。
対照的に、フォトダイオードはコレクタ（ミニソーラーパネルのような）を通って光を受け取り、その光を少量の電流に変換する。