Діод (від грец. Δις  - два і-од  означає шлях) - двухелектродний електронний прилад, володіє різною провідністю залежно від напряму електричного струму. Електрод діода, підключений до позитивного полюса джерела струму, коли діод відкритий (​​тобто має маленький опір), називають анодом, підключений до негативного полюса - катодом.

Історія створення та розвитку діодів

Розвиток діодів почався в третій чверті XIX століття відразу по двох напрямках: в 1873 році британський вчений Фредерік Гутрі відкрив принцип дії терміонних (вакуумних лампових прямого напруженням) діодів, в 1874 році німецький вчений Карл Фердинанд Браун відкрив принцип дії кристалічних (твердотільних) діодів.

Принципи роботи терміонного діода були заново відкриті 13 лютого 1880 Томасом Едісоном, і потім, в 1883 році, запатентовані (патент США № 307031). Однак подальшого розвитку в роботах Едісона ідея не отримала. У 1899 році німецький вчений Карл Фердинанд Браун запатентував випрямляч на кристалі [3]. Джедіш Чандра Боус розвинув далі відкриття Брауна в пристрій застосовне для детектування радіо. Десь у 1900 році Грінліф Пікард створив перший радіоприймач на кристалічному діоді. Перший терміонний діод був запатентований в Британії Джоном Амброз Флемінг (науковим радником компанії Марконі та колишнім співробітником Едісона) 16 листопада 1904 року (патент США № 803684 від листопада 1905 року). 20 листопада 1906 Пікард запатентував кремнієвий кристалічний детектор (патент США № 836531).

Наприкінці XIX століття пристрою подібного роду були відомі під ім'ям випрямлячів, і лише в 1919 році Вільям Генрі Іклс ввів в обіг слово «діод», утворене від грецьких коренів «di» - два, і «odos» - шлях.

типи діодів

Діоди бувають електровакуумного (кенотрони), газонаповненими (газотрони, Ігнітрони, стабілітрони), напівпровідниковими і ін В даний час в переважній більшості випадків застосовуються напівпровідникові діоди.

Напівпровідникові діоди

Напівпровідниковий діод в скляному корпусі. На фотографії видно напівпровідник з контактами, придатними до нього.
Основна стаття: Напівпровідниковий діод

Напівпровідникові діоди використовують властивість односторонньої провідності pn переходу - контакту між напівпровідниками з різним типом домішкової провідності, або між напівпровідником і металом (Діод Шотткі). 
Лампові діоди
Основна стаття: електровакуумний діод

Лампові діоди представляють собою радіолампу з двома робочими електродами, один з яких підігрівається ниткою розжарення. Завдяки цьому, частина електронів покидає поверхню розігрітого електрода (катода) і під дією електричного поля рухається до іншого електрода - анода. Якщо ж поле направлено в протилежну сторону, електричне поле перешкоджає цим електронам і струму (практично) немає.

Спеціальні типи діодів
Стабілітрони (діод Зенера). Використовують зворотну гілку характеристики діода з оборотним пробоєм для стабілізації напруги.
Тунельні діоди (діоди Лео Есакі). Діоди, істотно використовують квантово ефекти. Мають область т. н. «Негативного опору» на вольт-амперної характеристики. Застосовуються як підсилювачі, генератори і пр.
Варікапи. (Діоди Джона Джеумма) Використовується те, що замкнений p-n-перехід має велику ємністю, причому ємність залежить від прикладеної зворотної напруги. Застосовуються як конденсаторів змінної ємності.
Світлодіоди (діоди Генрі Раунду). На відміну від звичайних діодів, при рекомбінації електронів і дірок в переході випромінюють світло у видимому діапазоні, а не в інфрачервоному. Проте, випускаються світлодіоди і з випромінюванням в ІЧ діапазоні, а віднедавна - і в СФ.
Напівпровідникові лазери. По пристрою близькі до світлодіодів, проте мають оптичний резонатор, випромінюють когерентне світло.
Фотодіоди. Замкнений фотодіод відкривається під дією світла.
Сонячний елемент. Подібний фотодіоду, але працює без зміщення. Падаючий на pn перехід світло викликає рух електронів і генерацію струму.
Діоди Ганна. Використовуються для генерації і перетворення частоти в СВЧ діапазоні.
Діод Шотткі. Діод з малим падінням напруги при прямому включенні.
Лавинний діод - діод, заснований на лавинному пробої зворотного ділянки вольт-амперної характеристики. Застосовується для захисту ланцюгів від перенапруг
Лавинно-пролітний діод - діод, заснований на лавинному примноження носіїв заряду. Застосовується для генерації коливань у мікрохвильовій техніці.
Магнітодіод. Діод, вольт-амперна характеристика якого істотно залежить від значення індукції магнітного поля і розташування його вектора відносно площини pn-переходу.
Стабистор. При роботі використовується ділянку гілки вольт-амперної характеристики, відповідний «прямому напрузі» на діоді.
Змішувальний діод - призначений для перемножування двох високочастотних сигналів.
pin діод - містить область власної провідності між сільнолегірованнимі областями. Використовується в СВЧ-техніки, силової електроніки, як фотодетектор.

Застосування діодів

Діодні випрямлячі

Трифазний випрямляч Ларіонова А. Н. на трьох напівміст

Діоди широко використовуються для перетворення змінного струму в постійний (точніше, в однонаправлений пульсуючий). Діодний випрямляч або діодний міст (Тобто 4 діода для однофазної схеми, 6 для трифазної полумостовой схеми або 12 для трифазної полномостовой схеми, з'єднаних між собою за схемою) - основний компонент блоків живлення практично всіх електронних пристроїв. Діодний трифазний випрямляч за схемою Ларіонова А. Н. на трьох паралельних напівміст застосовується в автомобільних генераторах, він перетворить змінний трифазний струм генератора в постійний струм бортової мережі автомобіля. Застосування генератора змінного струму в поєднанні з доданими випрямлячем замість генератора постійного струму з щітково-колекторним вузлом дозволило значно зменшити розміри автомобільного генератора і підвищити його надійність.

В деяких випрямних пристроях до цих пір застосовуються селенові випрямлячі. Це викликано тією особливістю даних випрямлячів, що при перевищенні гранично допустимого струму, відбувається вигоряння селену (ділянками), не приводить (до певного ступеня) ні до втрати випрямних властивостей, ні до короткого замикання - пробою.

У високовольтних випрямлячах застосовуються селенові високовольтні стовпи з безлічі послідовно з'єднаних селенових випрямлячів і кремнієві високовольтні стовпи з безлічі послідовно з'єднаних кремнієвих діодів.

Діодні детектори 

Діоди у поєднанні з конденсаторами застосовуються для виділення низькочастотної модуляції з амплітудно-модульованого радіосигналу або інших модульованих сигналів. Діодні детектори застосовуються в радіоприймальних пристроях: радіоприймачах, телевізорах і т.п. Використовується квадратичний ділянку вольт-амперної характеристики діода.

Діодна захист

Діоди застосовуються також для захисту різних пристроїв від неправильної полярності включення і т. п.

Відома схема діодним захисту схем постійного струму з індуктивностями від стрибків при виключенні живлення. Діод включається паралельно котушці так, що в «робочому» стані діод закритий. У такому випадку, якщо різко вимкнути збірку, виникне струм через діод і сила струму буде зменшуватися повільно (ЕРС індукції буде дорівнює падінню напруги на діоді), і не виникне потужного стрибка напруги, що приводить до іскрять контактам і вигоряє напівпровідників.

Діодні перемикачі

Застосовуються для комутації високочастотних сигналів. Управління здійснюється постійним струмом, поділ ВЧ і керуючого сигналу з допомогою конденсаторів і індуктивностей.

Діодна іскрозахисту
Основна стаття: Бар'єр іскрозахисту

Цим не вичерпується застосування діодів в електроніці, проте інші схеми, як правило, дуже вузькоспеціальних. Абсолютно іншу область застосовності мають спеціальні діоди, тому вони будуть розглянуті в окремих статтях.