1.4. Poluvodičke diode

Što su poluvodičke diode?

Dioda propušta struju samo u jednom smjeru – od anode prema katodi – što je temeljna osobina (ispravljanje/rectification) koja ovu komponentu čini unikatnom.​

Vrste dioda

• Usmjeravajuća dioda (ispravljačka dioda ili rectifier): Najčešća, koristi se za pretvaranje AC (izmjenične) u DC (istosmjernu) struju.
• LED (svjetleća dioda): Emitira svjetlost kada strujom prolazi kroz nju, koristi se kao signalni pokazatelj.
• Fotodioda: Mijenja vodljivost pod utjecajem svjetla – koristi se kao senzor svjetlosti.
• Zener dioda: posebna vrsta poluvodičke diode koja se koristi za preciznu regulaciju i stabilizaciju napona u elektroničkim sklopovima.

Kako radi dioda?

Dioda vodi struju kad je na anodi viši naponski potencijal nego na katodi.

U obrnutom smjeru dioda ne vodi struju, čime blokira tok struje.​

Ako struja ne prolazi, onda je na diodi D₁ ukupan napon od 9 V, što znači da je na otporniku R₁ napon od 0 V (nema napona).

Vježba sa LED diodom

Što nam treba?

• Breadboard
• Otpornik 100 Ω
• LED (svijetleća dioda)
• Žice za spajanje (5 kom.)
• Arduino Uno

Napravi elektronički sklop kao na ovoj shemi:

Napiši program koji će naizmjenično – svake sekunde – na digitalnim pinovima D₁₂ i D₁₃ izmjenjivati 5 V i 0 V, tj. napraviti izmjenični napon pravokutnog oblika.
Analogne pinove A₀, A₁ i A₂ očitaj svakih 100 ms i prikaži na Serial Plotteru.

// C++
void setup()
{
  pinMode(13, OUTPUT);
  pinMode(12, OUTPUT);
  Serial.begin(115200);
}

int counter = 0;
bool state = true;

void loop()
{
  counter++;
  if (counter % 10 == 0)
  {
    digitalWrite(13, state);
    digitalWrite(12, !state);
    state = !state;
  }
  double val1 = analogRead(A0);
  double val2 = analogRead(A1);
  double val3 = analogRead(A2);
  Serial.print(val1 * 5 / 1024);
  Serial.print(" ");
  Serial.print(val2 * 5 / 1024);
  Serial.print(" ");
  Serial.println(val3 * 5 / 1024);
  delay(100);
}

Dodatna pitanja i zadaci:

• Promotri kako se ponaša napon na LED diodi (pin A₂). Zašto se tako ponaša?
• Je li bitno na koju je stranu okrenuta LED dioda u ovoj vježbi?
• Koja je frekvencija treptanja LED diode? Kako ćeš je povećati?

Što smo naučili?

• Upoznali smo temeljne osobine poluvodičkih dioda kroz eksperimentiranje i primjenu u realnim krugovima.
• Naučili smo čemu služe usmjeravajuće (ispravljačke) diode – kako propuštaju struju samo u jednom smjeru, što se koristi kod ispravljanja izmjeničnog napona.
• Prakticirali smo kako uz pomoć Arduina generirati i mjeriti signale te vizualizirati naponske krivulje u Serial Plotteru, u svrhu ​boljeg razumijevanja elektroničkih sklopova.

Razgovaraj na Discord-u. (pridruži se)