δίοδος

Ηλεκτρονική συσκευή που παρουσιάζει υψηλότατη αντίσταση σε ηλεκτρικό ρεύμα που τη διασχίζει κατά μία φορά και αμελητέα αντίσταση σε ρεύμα που τη διασχίζει κατά την αντίθετη φορά. Είναι στοιχείο μονής κατεύθυνσης και η λειτουργία της είναι ανάλογη προς τη λειτουργία ενός αυτόματου διακόπτη, o οποίος επιτρέπει τη διέλευση ρεύματος στο κύκλωμα μόνο κατά μία προκαθορισμένη φορά. Η πρώτη συσκευή με τα χαρακτηριστικά αυτά κατασκευάστηκε το 1904 από τον Άγγλο Τζον Άμπροουζ Φλέμινγκ (1849-1945). Η συσκευή αυτή (δ. ηλεκτρονική λυχνία), η οποία παρέμεινε βασικά αμετάβλητη, αποτελείται από ένα σχεδόν κυλινδρικό περίβλημα, συνήθως από γυαλί, μέσα στο οποίο υπάρχει κενό και είναι τοποθετημένα δύο ηλεκτρόδια, η πλάκα ή άνοδος και η κάθοδος. Το περίβλημα στηρίζεται σε μία βάση, εφοδιασμένη με ακίδες συνένωσης μεταξύ των ηλεκτροδίων και του εξωτερικού ηλεκτρικού κυκλώματος. Η κάθοδος μπορεί να αποτελείται είτε από ένα ευθύγραμμο νήμα πυρακτωμένο από τη δ. ενός ασθενούς ρεύματος που παράγεται από ένα βοηθητικό κύκλωμα (άμεσης θέρμανσης) είτε από έναν μικρό σωλήνα που τον διατρέχει εσωτερικά ένα θερμαντικό σύρμα (έμμεσης θέρμανσης). Και στις δύο περιπτώσεις το υλικό με το οποίο καλύπτεται ή κατασκευάζεται η κάθοδος χαρακτηρίζεται ως υλικό χαμηλού έργου εξαγωγής, δηλαδή υλικό που απαιτεί ελάχιστη ενέργεια, ώστε τα δικά του ηλεκτρόνια να μπορέσουν να υπερπηδήσουν το φράγμα του δυναμικού που υπάρχει στην επιφάνεια της ίδιας της καθόδου μεταξύ του εσωτερικού υλικού και του κενού που το περιβάλλει. Επιπλέον, εξαιτίας των υψηλών θερμοκρασιών λειτουργίας, το ηλεκτρόδιο αυτό πρέπει να έχει υψηλό σημείο τήξης και να μην εξατμίζεται εύκολα· συνήθως πρόκειται για βολφράμιο, καλυμμένο με οξείδιο του βαρίου ή του στροντίου. Η άνοδος αποτελείται και αυτή από υλικό με υψηλό σημείο τήξης, το οποίο είναι πολύ καλός αγωγός και δεν εκπέμπει αέρια λόγω του συνεχούς ηλεκτρονικού βομβαρδισμού από την κάθοδο. Η κάθοδος, ή αρνητικό ηλεκτρόδιο, εκπέμπει ηλεκτρόνια εξαιτίας του φαινομένου της θερμοηλεκτρικής εκπομπής. Τα ηλεκτρόνια κατευθύνονται προς την άνοδο, η οποία έτσι αποκτά θετικό δυναμικό ως προς το άλλο ηλεκτρόδιο. Τότε, διαρρέει τη δ. ένα ρεύμα που μπορεί να κυκλοφορήσει και στο εξωτερικό κύκλωμα. To ρεύμα αυτό, όμως, δεν είναι ανάλογο προς τη διαφορά δυναμικού η οποία εφαρμόζεται μεταξύ των ηλεκτρονίων, γιατί η δ. δεν είναι γραμμικό στοιχείο. Η συνάρτηση του ρεύματος με την εφαρμοζόμενη τάση υπολογίζεται πειραματικά για κάθε τύπο δ. και μεταφέρεται σε διαγράμματα, όπου χαράσσονται με ακρίβεια οι χαρακτηριστικές καμπύλες λειτουργίας. Αν, αντίθετα, η άνοδος λάβει αρνητικό δυναμικό ως προς την κάθοδο, τα ηλεκτρόνια απωθούνται και είναι αδύνατη η κυκλοφορία ρεύματος. Στην περίπτωση αυτή η δ. συμπεριφέρεται ως ανοιχτός διακόπτης. Οι δ. έχουν ευρεία εφαρμογή, για παράδειγμα στα κυκλώματα ραδιοφώνων και τηλεόρασης, ως ανορθωτές ρεύματος στις τροφοδοσίες, ως περιοριστές ρεύματος και τάσης, ως διακόπτες, ως διαμορφωτές, καθώς και σε ειδικά κυκλώματα. δ.ημιαγωγών. Μετά το 1960 προστέθηκαν στις δ. κενού και αερίων οι δ. ημιαγωγών, που εκμεταλλεύονται την ιδιότητα ορισμένων υλικών, τα οποία, εάν τοποθετηθούν κατάλληλα, παρουσιάζουν αντίσταση που μεταβάλλεται από υψηλότατες σε αμελητέες τιμές, ανάλογα με τη φορά του ρεύματος που τις διασχίζει. Εξαιτίας των σημαντικών πλεονεκτημάτων που προσφέρουν, όπως o πολύ μικρός όγκος και η απουσία βοηθητικών κυκλωμάτων, οι διατάξεις αυτές χρησιμοποιούνται κατά κόρον στη σύγχρονη ηλεκτρονική τεχνική. Οι μέγιστες τάσεις στις οποίες μπορούν να εφαρμοστούν οι δ. αυτές μεταβάλλονται από τον έναν τύπο στον άλλο. Μπορεί να γίνουν ιδιαίτερα υψηλές με τη σύνδεση πολλών όμοιων δ. εν σειρά, καθεμία από τις οποίες καλείται κύτταρο. Αντίθετα, η σύνδεση εν παραλλήλω επιτρέπει εφαρμογές με ρεύματα πολύ υψηλής έντασης. Οι δ. ημιαγωγών μπορούν να καταταγούν σε δύο κατηγορίες: τις δ. ένωσης και τις δ. επαφής. Οι πρώτες αποτελούνται βασικά από ενώσεις μεταξύ ημιαγωγών τύπου n και τύπου p, που κατασκευάζονται από μονοκρυστάλλους γερμανίου ή πυριτίου ή από πολυκρυστάλλους σεληνίου ή οξειδίου του χαλκού. Μία ασθενής τάση που εφαρμόζεται στη δ. αυξάνει ή ελαττώνει το ηλεκτρικό πεδίο που σχηματίζεται αυτόματα στο εσωτερικό των ημιαγωγών στη ζώνη επαφής, το οποίο αντιδρά και αναστέλλει τη διαδικασία διάχυσης των φορέων του ρεύματος μεταξύ των δύο υλικών. Αν επιδράσουν σε αυτό το ηλεκτρικό πεδίο εξωτερικές τάσεις, είναι δυνατόν η δ. να έρθει σε κατάσταση αγωγιμότητας (τα ελεύθερα ηλεκτρόνια και οι οπές διαχέονται ελεύθερα στις αντίθετες περιοχές) ή φραγμού (οι ελεύθεροι φορείς συναντούν ανυπέρβλητο εμπόδιο κατά τη διάχυσή τους σε άλλη ζώνη). Αντίθετα, οι δ. ημιαγωγών επαφής αποτελούνται από ένα πλακίδιο μονοκρυσταλλικού ή πολυκρυσταλλικού γερμανίου ή πυριτίου, τύπου n ή τύπου p, πάνω στο οποίο στηρίζεται υπό πίεση ή προσκολλάται με συγκόλληση μία μεταλλική αιχμή. Ακόμα και σε αυτές, μία εξωτερικά εφαρμοζόμενη τάση επιδρά στο φράγμα δυναμικού που σχηματίζεται στην επαφή μετάλλου-ημιαγωγού και καθορίζει την αγωγιμότητα ή την παρεμπόδιση των φορέων του φορτίου. Ροή ηλεκτρικού ρεύματος παρατηρείται μόνο κατά τη λεγόμενη ορθή πόλωση της δ., κατά την οποία η θετική τάση εφαρμόζεται στην περιοχή p του κρυστάλλου. Τέτοιες δ. αποτελούν το βασικότερο μη γραμμικό ηλεκτρικό στοιχείο της σύγχρονης ηλεκτρονικής. Στον τύπο ημιαγωγών συγκαταλέγεται και η δ. σήραγγας, που ονομάζεται επίσης και δ. Εσάκι, από το όνομα του Ιάπωνα φυσικού που την επινόησε το 1958. Πρόκειται για μία συσκευή που αποτελείται από μία ένωση p-n ισχυρά νοθευμένη και στα δύο στρώματα. Η λειτουργία της βασίζεται στον κβαντικό μηχανισμό του φαινομένου σήραγγας. Η δ. αυτή εφαρμόζεται στην τεχνική των μικροκυμάτων και των υπολογιστών. δ. λέιζερ (laser). Οι δ. λέιζερ αποτελούνται συνήθως από μία ένωση μεταξύ στρωμάτων ημιαγωγών με διαφορετικές ιδιότητες ηλεκτρικής αγωγιμότητας. Η κοιλότητα συντονισμού περιορίζεται στην περιοχή της ένωσης από δύο ανακλαστικές οριακές επιφάνειες. Για τα υπέρυθρα λέιζερ, που είναι και τα πρώτα που κατασκευάστηκαν, ως ημιαγωγός χρησιμοποιείται αργιλιούχο αρσενικούχο γάλλιο (GaAlAs), ενώ για τα ορατά λέιζερ φωσφορούχο ίνδιο αργιλιούχο γάλλιο (AlGaInP). Η άντληση των ηλεκτρονίων γίνεται με τη διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος μέσα από την ένωση. Η ισχύς που παράγεται κυμαίνεται από λίγα mW έως λίγα W και ο βαθμός απόδοσης είναι της τάξης του 20%, ιδιαίτερα υψηλός για λέιζερ. Οι δ. λέιζερ χρησιμοποιούνται ευρύτατα σε CD players, σε DVD players, σε εκτυπωτές λέιζερ, στις τηλεπικοινωνίες με οπτικές ίνες, σε γαιωδετικά όργανα και σε όργανα ευθυγράμμισης. δ. φωτεινής εκπομπής (LED). Συσκευές ημιαγωγών που εκπέμπουν φως όταν διαρρέονται από μικρό ρεύμα, συνήθως της τάξης των 10 mA. Οι δ. φωτεινής εκπομπής χρησιμοποιούνται ευρέως ως ηλεκτρονικοί ενδείκτες. Είναι διαθέσιμες σε ποικιλία μεγεθών και σχημάτων και εκπέμπουν στα χρώματα κόκκινο, πράσινο, κίτρινο, ενώ νεότεροι τύποι εκπέμπουν σε γαλάζιο και σε υπεριώδες. Οι δ. φωτεινής εκπομπής κατασκευάζονται συνήθως από αρσενικούχο φωσφορούχο γάλλιο (GaAsP), το οποίο εκπέμπει φως όταν διαρρέεται από κατάλληλο ρεύμα. Το φως παράγεται λόγω της ενέργειας που απελευθερώνεται με το πέρασμα ηλεκτρονίων από μία άκρη της ένωσης ημιαγωγού στην άλλη. Τα DVD players εκμεταλλεύονται την τεχνολογία διόδου λέιζερ για την αναπαραγωγή των δεδομένων (ήχος, εικόνα κλπ.) (φωτ. ΑΠΕ). Δίοδοι διαφόρων τύπων και διαστάσεων. Αυτές με το σωληνωτό γυάλινο περίβλημα είναι δίοδοι κενού και λειτουργούν με βάση το θερμοϊονικό φαινόμενο. Διάφοροι τύποι διόδων ημιαγωγών. Οι πρώτες δύο αριστερά είναι δίοδοι ισχύος, που χρησιμοποιούνται κυρίως στη βιομηχανία. Οι υπόλοιπες είναι γενικής χρήσης.

* * *

η (AM δίοδος) [οδός]

1. το μέρος ή το σημείο από όπου μπορεί κανείς να διαβεί, να περάσει

2. η διέλευση, το να περνάει κάποιος από κάπου

3. η διάβαση ουσιών μέσα από τα έντερα

νεοελλ.

φρ.

1. «δικαίωμα διόδου» — το δικαίωμα να ζητήσει δίοδο από τους γείτονες με παροχή αποζημιώσεως ο ιδιοκτήτης ακινήτου το οποίο δεν έχει δίοδο

2. «δίοδος λυχνία» — λυχνία που αποτελείται από δύο ηλεκτρόδια (την άνοδο και την κάθοδο) και επιτρέπει τη δίοδο τού ρεύματος κατά τη μία μόνο φορά

αρχ.

1. ἄστρων δίοδοι» — οι τροχιές τών άστρων

2. «δίοδον ἔχω» — εξουσιάζω, ελέγχω το πέρασμα

3. «δίοδον αἰτῶ ή αἰτοῡμαι» — ζητώ την άδεια να περάσω.