• 
• 
• 
• 
• 
• 

• Návštěvní kniha
  Bazárek

• Aktualizace

• Teorie

• Praxe

• Akce

• Kontakt

Hledání

*ALFA* elektronky
Internet

 

 

Dioda

obr.1  Zapojení diody

Teď se podívejme na funkci diody:
Připojíme diodu na baterii Ba, kladný pól na anodu a záporný pól na katodu. Druhou baterií Bž žhavíme vlákno katody. Ze žhavého vlákna katody se uvolňují (emitují) elektrony, které směřují ke kladné anodě (obr.1). Diodou začne protékat proud tzv. anodový proud. Závislost anodového proudu Ia na anodovém napětí Ua lze vysvětlit následujícím způsobem. Když je anodové napětí rovno nule, nemá anoda kladný potenciál a elektrony které emitují ze žhavé katody, nejsou anodou přitahovány. Kolem katody se utvoří jakýsi elektronový oblak. V tomto oblaku se jednotlivé elektrony od sebe odpuzují, protože všechny mají stejný (záporný) náboj a tím zabraňují, dalšímu emitování elektronů z vlákna katody.
  obr.2  Anodová charakteristika Se stoupajícím anodovým napětím se anoda kladně nabíjí a přitahuje k sobě část elektronů z elektronového oblaku. Tato závislost se dá zaznamenat i graficky, tzv. anodová charakteristika (obr.2).
Na vodorovné ose je znázorněno anodové napětí Ua ve voltech a na svislé ose anodový proud Ia v miliampérech. Anodovou charakteristiku můžeme rozdělit na tři části: dolní – oblast náběhového proudu, střední – oblast prostorového náboje a horní – oblast nasyceného proudu. Pro lepší pochopení si jednotlivé části anodové charakteristiky popíšeme. Při malém anodovém napětí v mezích od 0 do 10 V je anodový proud malý (náběhový proud), protože elektrické pole uvnitř diody je ještě velmi slabé a oblak elektronů působí velmi silně proti emitování z katody diody.

obr.3 Zvětší-li se napětí na 10 až 50 V, elektrické pole značně zesílí, oblak elektronů se částečně rozptýlí, elektrony mohou volněji emitovat z katody diody a anodový proud stoupá s kladným napětím na anodě (oblast prostorového náboje). Při dalším zvýšení anodového napětí přibližně na 50 až 80 V se stane elektrické pole tak silným, že oblak elektronů zcela zmizí a elektrony emitující ze žhavé katody dopadají na anodu zcela bez překážek. Dalším zvyšováním anodového napětí se přestává anodový proud zvyšovat, protože všechny emitované elektrony dopadají na anodu a anodovým obvodem prochází nasycený proud.
Změní-li se polarita napětí na diodě – kladný pól baterie Ba připojíme ke katodě a záporný pól k anodě. Elektrony emitující z katody diody, nejen že nebudou přitahovány k anodě, ale budou dokonce odpuzovány (obr.3). To znamená, že nebude procházet anodový proud. Diodou tedy prochází proud jen jedním směrem. Tohoto jevu se právě využívá k usměrňování střídavého proudu.
Jestliže na diodu připojíme střídavé napětí, bude při kladné půlvlně procházet anodový proud. Při záporné půlvlně nebude diodou procházet žádný proud. Obvodem protéká pulzující proud – proud jedné polarity, ale měnící svoji velikost (obr.4). Zapojení s jednou diodou, říkáme jednocestné usměrnění střídavého proudu. Jednocestné usměrnění má několik nevýhod. Záporná půlvlna je nevyužita, tím klesá účinnost usměrnění. V některých obvodech, může pulzující proud způsobovat značné problémy, např. zvýšený brum aj.

Tyto nevýhody se odstraní zapojením druhé diody, z nichž jedna pracuje při kladné a druhá při záporné půlvlně. Aby se ušetřila druhá dioda a tím se snížily výrobní náklady i prostor vlastního přístroje, byly sestrojeny dvojité diody tzv. duodiody. Jsou to dvě diody, přesněji dvě anody v jedné baňce. Druhá dioda využívá zápornou půlvlnu střídavého proudu tím, že se na diody připojí napětí s opačnou fází. Toho se docílí pomocí transformátoru, který má sekundární vinutí rozděleno na dvě poloviny a vyvedený společný střed. Duodiodou pak neustále prochází anodový proud, střídavě se však odklání k jedné a potom k druhé anodě. Tomuto usměrnění říkáme dvojcestné, někdy také celovlné usměrnění střídavého proudu (obr.5). Pro dokonalé vyhlazení zvlněného napětí z usměrňovače je třeba připojit filtr (obr.6). Takový filtr obsahuje tlumivku a dva kondenzátory. Tlumivka volně propouští stejnosměrný proud. Střídavému proudu (střídavé složce obsažené ve zvlnění) však klade velký odpor. Kondenzátory se chovají opačně. Stejnosměrnému proudu uzavírají cestu, zatímco střídavému proudu nebrání v průchodu. Oba tyto jevy se vzájemně doplňují a působí jako jakýsi napěťový dělič pro zbytkové střídavé napětí, které zbylo na výstupu z usměrňovače. Takový filtr můžeme zapojit jak za jednocestný tak i za dvojcestný usměrňovač. Při jednocestném usměrnění je střídavá složka zhruba třikrát větší než u dvoucestného. Dioda se také používá na usměrnění vysokofrekvenčního proudu v rádiích, ale také v televizních přijímačích. Taková dioda se jmenuje detekční dioda. Dioda může být velmi malých rozměrů, protože usměrněné napětí se pohybuje kolem 10V a protékající proud dosahuje maximálně 100 µA. Detekční dioda prakticky stále pracuje v oblasti náběhového proudu. Dioda, někdy i dvě diody, jsou většinou sdruženy s jinou elektronkou např. s triodou, pentodou nebo mezifrekfenční pentodou, ale také s koncovou nízkofrekvenční pentodou do jedné společné baňky(obr.7).

Závěrem bych se chtěl zmínit o trochu zvláštních diodách, které se používají v měřících přístrojích (šumových generátorech, vf generátorech aj.). Jedná se o šumové diody(obr.7). Takové diody slouží jako generátory malých vysokofrekvenčních napětí. Šumové diody pracují v oblasti nasyceného anodového proudu. Šum je způsoben nepravidelným uvolňováním elektronů z wolframové katody. Šum zabírá velmi široké spektrum kmitočtů a právě pro tuto vlastnost se šumových diod používá k měření frekvenčních charakteristik, šumového čísla atd.

Úplnou tečku na konec udělám, zmíním-li se o „elektronkách“, které se velmi podobají diodám. Mají tedy dvě elektrody anodu a katodu. Diody to však nejsou. Například fotonka má za katodu tenký kovový povlak uvnitř skleněné baňky a anodu tvoří pouhá drátová smyčka. Nebo rentgenka, ta má jak žhavou katodu tak studenou anodu. Rozdíl je v konstrukci a také v napájení. Anoda rentgenky je napájena vysokým napětím (řádově několik desítek až stovek kilovoltů). U diody jde o podstatně menší napětí.