Dioder

En diod är en komponent som bara släpper genom ström i en riktning. Denna egenskap används på många olika sätt, från att likrikta och reglera spänning, att hantera och kombinera analoga och digitala signaler, till mer esoteriska användningsområden som oscillatorer och RF-kretsar av olika slag.

Dioder har två poler, som benämns anod (+) och katod (-). Som minnesregel kan man tänka att pilen i symbolen visar den (konventionella) riktning strömmen kan ta, och att strecket ”sätter stopp” för ström. Strecket i symbolen motsvaras på väldigt många dioder av en färgmarkering i ena änden av diodens kapsel. 

Viktiga parametrar för dioder beror på användningsområde, men innehåller bland annat:

Framspänning (spänningsfall, V_F – forward voltage drop) 
Den spänning som behövs för att dioden ska börja leda ström. 0.6V är ett vanligt värde. 

Spänning (maximal backspänning, V_R(max) – peak inverse voltage/maximum reverse voltage)
Hur hög spänning dioden klarar av att blockera. Överskrids den går dioden sönder! Mindre signaldioder klarar normalt under 100V, medan likriktardioder ofta tål 1000V eller mer. En likriktardiod som tål 1000V kan ersätta en med lägre tålighet, men aldrig tvärtom!

Ström (I_F(max) – maximum forward current)
Maximal ström som får passera genom dioden. När ström passerar dioden värms den upp. Dioder som tål högre ström värms upp mindre och/eller klarar uppvärmningen bättre. För stora dioder kan det krävas montering med kylfläns för att de ska leva upp till märkströmmen. Precis som med spänning går det bra att välja dioder med högre tålighet. Lägre värmeutveckling är alltid bra, både för dioden själv, mönsterkort och närliggande komponenter.

Det finns många olika typer av dioder, med olika användningsområden – läs mer i kategorierna.

Kiseldiod. Den vanligaste sortens diod. Finns både i modeller för lägre spänning och ström – ofta kallade signaldioder – och kraftigare typer, som brukar kallas likriktardiod eller bara likriktare. Kiseldioder används bland annat för skydd mot felaktig polaritet, skydd mot strömspikar och för likritning av växelström.

Diodbrygga. Består av 4 dioder internt och används till likriktning av växelspänning. De finns i många olika kapslingar, från små chip till rejäla pjäser för montering i chassi med bult. Kallas ofta likriktarbryggor eller bara likriktare.

Schottkydiod. Liknar på många sätt kiseldioder och används på likartade sätt, men kännetecknas av ett lägre spänningsfall, typiskt 0.45V. Av den anledningen förekommer de i särskilt effektiva kretsar som switchade strömförsörjningar, ofta en ensam diod – mer sällan i diodbryggor i linjära nätdelar. Tål i regel lägre spänningar än kiseldioder.

Zenerdiod. Används för att reglera spänning, som skydd eller som spänningsreferens. Zenerdioder har en särskild spänning då de börjar leda ström “baklänges”, den så kallade zenerspänningen. Kopplas i omvänd riktning. I den andra riktningen fungerar de ungefär som vanliga signaldioder.

Transientskydd. Dioder som är särskilt framtagna för att skydda mot överspänning och spikar från t.ex. statisk elektricitet. Liknar zenerdioder, men är optimerade för att arbeta på andra sätt. Finns i bidirektionell och unidirektionell version, och i kombinerade kretsar med en kombination av kiseldioder och transientskydd, för en eller flera kanaler. Kallas ofta TVS-diod (Transient Voltage Suppression).

Lavindiod. Liknar zenerdioder och kopplas också i motsatt riktning för att nå sin breakdown-spänning och då börja leda. De bygger på en annan teknik, och spänningen är mer konstant vid varierande ström än hos zenerdioder.

Germaniumdiod. Är lik kisel- och schottkydioder men med ännu lägre framspänning, nedåt 0.2V. Germaniumdioden är den första dioden tillverkad i halvledarmaterial, och förekommer främst i äldre elektronik, men också i moderna effektpedaler. 

Kapacitansdiod. Ändrar kapacitans efter vilken spänning dioden ser. Används i oscillatorer i RF-sammanhang och fungerar som en spänningsstyrd kondensator snarare än en diod. Symbolen är en kombination av kondensator och diod. Kallas ofta för varicap eller varactor.

PIN-diod. En särskild sorts diod som har en mittenregion mellan P- och N-regionerna i dioden som är lätt dopad (därav I:et i namnet). Används i RF-sammanhang. Har ofta mycket låg och stabil kapacitans, och kan fungera som transientskydd för känslig elektronik som hanterar signaler med höga frekvenser.

Lysdiod. Dioder som lyser när de leder ström – LED. Har högre spänningsfall än vanliga kiseldioder, men fungerar i princip likadant.

Fotodiod. En typ av PIN-diod som används för att detektera ljus.