De diode: het eenvoudigste elektronica-component

Een diode is een halfgeleidercomponent dat elektrische stroom slechts in één richting doorlaat. Dit unidirectionele gedrag maakt dat de diode een fundamenteel onderdeel is in talloze elektronische schakelingen.

Een diode bestaat uit twee verschillende halfgeleidermaterialen, meestal silicium of germanium, die samen een PN-overgang vormen. Aan de ene kant van deze overgang bevindt zich het P-type materiaal (positief), en aan de andere kant het N-type materiaal (negatief).

Wanneer er een positieve spanning wordt aangelegd aan de P-kant (anode) ten opzichte van de N-kant (kathode), laat de diode stroom door. Dit wordt voorwaartse bias genoemd. Als de spanning echter omgekeerd wordt (in de sperrichting), blokkeert de diode de stroom. Dit principe maakt diodes ideaal voor het sturen van elektrische stroom in een gewenste richting.

Veel voorkomende toepassingen van diodes zijn bijvoorbeeld het gelijkrichten van wisselstroom (AC) naar gelijkstroom (DC), spanningsregeling of ompoolbeveiliging. 

Hoewel alle diodes in essentie hetzelfde basisprincipe volgen, zijn er verschillende soorten diodes met specifieke kenmerken en toepassingen:

Deze kleinere diodes worden vaak gebruikt om de stroom in één richting tegen te houden. De meest bekende signaaldiode is de 1N4148 - deze heeft een snelle schakelsnelheid en hoge betrouwbaarheid.

Deze zijn zeer gelijkaardig aan signaaldiodes, maar de spanningsval is veel kleiner (ongeveer 0,3V) en ze hebben een snelle schakeltijd. Dit maakt ze ideaal voor toepassingen waar snelheid en efficiëntie cruciaal zijn, zoals in schakelvoedingen en hoogfrequente schakelingen.

Ook deze zijn vergelijkbaar met signaaldiodes, maar de P/N overgang heeft een veel groter oppervlak. Deze worden vaak gebruikt om wisselstroom (AC) om te zetten in gelijkstroom (DC).

Zenerdiodes laten stroom in beide richtingen door als aan bepaalde voorwaarden wordt voldaan. In voorwaartse richting werkt een zenerdiode net als een signaaldiode. Maar deze diode is speciaal ontworpen om stroom in de omgekeerde richting door te laten zodra een bepaalde spanningsdrempel, de zenerspanning, is bereikt. Zenerdiodes worden vaak gebruikt voor spanningsregulatie.

LED of Lichtemitterende Diode.

Zoals de naam al zegt, straalt deze diode licht uit wanneer er stroom doorheen gaat. Ze worden vaak gebruikt in verlichting, zaklantaarns, beeldschermen, etc.

Dit type diode werkt als een lichtdetector. Wanneer licht op de fotodiode valt, genereert deze een elektrische stroom, wat ze nuttig maakt in lichtsensoren en zonnecellen.