{"id":18181,"date":"2021-03-23T08:30:19","date_gmt":"2021-03-23T07:30:19","guid":{"rendered":"https:\/\/botland.com.pl\/blog\/?p=18181"},"modified":"2025-01-17T08:27:24","modified_gmt":"2025-01-17T07:27:24","slug":"co-to-jest-dioda-albo-krotka-historia-malej-diody","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/botland.com.pl\/blog\/co-to-jest-dioda-albo-krotka-historia-malej-diody\/","title":{"rendered":"Mrugaj\u0105c do ludzi od 1919. Co to jest dioda, albo kr\u00f3tka historia ma\u0142ej diody"},"content":{"rendered":"Czas czytania:<\/span> 5<\/span> min.<\/span><\/span>\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t
\n\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Jak tu podzieli\u0107 diody? Oto jest pytanie. To nie tak, \u017ce \u015bwiat naukowy si\u0119 k\u0142\u00f3ci – podzia\u0142 jest jasny. Elektrycy, fizycy i wszelacy praktycy to potrafi\u0105, ale my poradzili\u015bmy sobie po swojemu inaczej: czasem po prostu lepiej wr\u00f3ci\u0107 do korzeni, aby zrozumie\u0107 co\u015b od podstaw. Zanim przejdziemy do podzia\u0142\u00f3w, musimy dowiedzie\u0107 si\u0119 najpierw…\u00a0<\/span><\/b><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t
Dioda<\/strong> to element p\u00f3\u0142przewodnikowy, kt\u00f3ry dzia\u0142a zasadniczo jak prze\u0142\u0105cznik, przepuszczaj\u0105c pr\u0105d tylko w jednym kierunku, znacznie utrudniaj\u0105c jego przep\u0142yw w przeciwnym kierunku.<\/div>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Co to jest dioda i jak powsta\u0142a?<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Dioda <\/a><\/b>to element elektroniczny, kt\u00f3ry przewodzi pr\u0105d g\u0142\u00f3wnie w jednym kierunku. Owo zjawisko to przewodnictwo asymetryczne. Posiada niewielk\u0105, a idealnie by\u0142oby, \u017ceby zerow\u0105, rezystancj\u0119 w jednym kierunku i wysok\u0105, a najlepiej, to \u017ceby niesko\u0144czon\u0105, w drugim kierunku. Diodowa lampa elektronowa lub dioda termionowa to lampy pr\u00f3\u017cniowe z dwiema elektrodami, podgrzewan\u0105 katod\u0105 i p\u0142yt\u0105. Elektrony mog\u0105 w niej p\u0142yn\u0105\u0107 tylko w jednym kierunku – od katody do p\u0142yty. Natomiast dioda p\u00f3\u0142przewodnikowa, cz\u0119sto stosowany obecnie typ diody, jest krystalicznym kawa\u0142kiem materia\u0142u p\u00f3\u0142przewodnikowego ze z\u0142\u0105czem p-n po\u0142\u0105czonym z dwoma elektrycznymi zaciskami.\u00a0<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t
\n\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Ale nie byliby\u015bmy te\u017c sob\u0105 bez grama historii. Odkrycia asymetrycznego przewodnictwa elektrycznego na styku krystalicznego minera\u0142u i metalu dokona\u0142 niemiecki fizyk Ferdinand Braun w 1874 roku, dzi\u0119ki czemu powsta\u0142y diody p\u00f3\u0142przewodnikowe. Obecnie wi\u0119kszo\u015b\u0107 diod wykonana jest z krzemu, ale stosuje si\u0119 r\u00f3wnie\u017c inne materia\u0142y p\u00f3\u0142przewodz\u0105ce, takie jak arsenek galu i german. W 1897 roku dzi\u0119ki pracy Brauna powsta\u0142 ju\u017c pierwszy oscyloskop wyposa\u017cony w kineskop. Wsp\u00f3\u0142pracowa\u0142 z Guglielmo Marconim, pionierem radia i przemys\u0142u elektronicznego, r\u00f3wnie\u017c laureatem nagrody Nobla z dziedziny fizyki. <\/span><\/p>\n

Dioda nie od razu by\u0142a diod\u0105. Pierwotnie nazywano j\u0105 prostownikiem ze wzgl\u0119du na jej zdolno\u015b\u0107 do przekszta\u0142cania pr\u0105du zmiennego (AC) na pr\u0105d sta\u0142y (DC). Zosta\u0142a przemianowana na diod\u0119 w 1919 roku przez angielskiego fizyka Williama Henry’ego Ecclesa, kt\u00f3ry uku\u0142 ten termin z greckiego rdzenia di, oznaczaj\u0105cego “dwa”, i ode, skr\u00f3conej formy “elektrody”, s\u0142owa autorstwa Michaela Faradaya  – i tak powsta\u0142o angielskie s\u0142\u00f3wko diode<\/i>. Dlaczego warto o tym wiedzie\u0107? Bo to pozwala lepiej skojarzy\u0107 spos\u00f3b dzia\u0142ania diody – elektron pochodzi od greckiego \u1f24\u03bb\u03b5\u03ba\u03c4\u03c1\u03bf\u03bd<\/i>, elektron, kt\u00f3re oznacza bursztyn i od kt\u00f3rego pochodzi s\u0142owo elektryczno\u015b\u0107, i hodos<\/i>: \u015bcie\u017cka, droga lub po\u0142\u0105czenie. A zatem – droga pr\u0105du? <\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"\"\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
Laureat Nobla Karl Ferdinand Braun przyczyni\u0142 si\u0119 do rozwoju technologii radiowej i telewizyjnej.<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Diod istnieje bardzo wiele, tak jak i r\u00f3\u017cne bywaj\u0105 sposoby podzia\u0142u. Na pocz\u0105tku zawsze nale\u017cy zastanowi\u0107 si\u0119, czy zajmuje nas podzia\u0142 bardziej strukturalny wed\u0142ug parametr\u00f3w, czy raczej funkcjonalny wed\u0142ug zastosowa\u0144. Taki cz\u0119sty b\u0142\u0105d klasyfikacji cz\u0119sto wprowadza ba\u0142agan i ostatecznie sprawia, \u017ce sami ju\u017c nie wiemy, czego szukamy. S\u0105 zatem diody takie jak dioda Zenera<\/a><\/b>, dioda Schottky’ego<\/a><\/b> (b\u0142\u0119dnie: Schottkiego), dioda LED<\/a><\/b>, dioda prostownicza<\/a><\/b>, dioda powiadomie\u0144, czyli “migaj\u0105ca” albo nie, dioda laserowa, \u017c\u00f3\u0142ta, niebieska, czerwona… przez wielu mylnie stawiane do por\u00f3wna\u0144 w jednym rz\u0119dzie, a to tak, jakby por\u00f3wnywa\u0107… niebieskiego jeepa z fioletowym rowerem.\u00a0\u00af\\_(\u30c4)_\/\u00af<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Trioda<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t
\n\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Trioda to pierwotniak w\u015br\u00f3d diod i trudno o niej nie wspomnie\u0107. Trio, bo ma trzy elektrody – anod\u0119, katod\u0119 i siatk\u0119. Powsta\u0142a w 1906 roku i trafi\u0142a m.in. do generator\u00f3w i wzmacniaczy. Przyczyni\u0142a si\u0119 tak\u017ce do wynalezienia pompy dyfuzyjnej do osi\u0105gania pr\u00f3\u017cni i poprawy parametr\u00f3w lamp elektronowych. W 1911 u\u017cyto triody jako wzmacniacza, a w 1914 zastosowano triody we wzmacniaczach linii telefonicznej na trasie Nowy Jork \u2013 San Francisco. W Polsce pierwszy by\u0142 warszawski Radjopol –\u00a0ku rado\u015bci szalej\u0105cych w kulturze futuryst\u00f3w\u00a0<\/span>rozpocz\u0105\u0142 produkcj\u0119 triod na niewielk\u0105 skal\u0119 w\u00a0<\/span>roku\u00a0<\/span>1921.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"\"\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
W wielu miejscach kr\u00f3lowa\u0142 jeszcze taki widok - dobrze znane z film\u00f3w s\u0142upy telegraficzne.<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Dioda p\u00f3\u0142przewodnikowa<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Wr\u00f3\u0107my do 24-letniego w\u00f3wczas Ferdinanda Brauna. M\u0142ody absolwent Uniwersytetu Berli\u0144skiego bada\u0142 na Uniwersytecie w W\u00fcrzburgu w\u0142a\u015bciwo\u015bci elektrolit\u00f3w i kryszta\u0142\u00f3w przewodz\u0105cych pr\u0105d. W 1874 roku, badaj\u0105c kryszta\u0142y galenu (siarczku o\u0142owiu) za pomoc\u0105 cienkiego metalowego drutu zauwa\u017cy\u0142, \u017ce pr\u0105d p\u0142ynie swobodnie tylko w jednym kierunku. Braun odkry\u0142 w ten spos\u00f3b efekt prostowania elektrycznego, kt\u00f3ry zachodzi w miejscu styku metali i niekt\u00f3rych materia\u0142\u00f3w krystalicznych. Zademonstrowa\u0142 to urz\u0105dzenie p\u00f3\u0142przewodnikowe w Lipsku w 1876 roku, ale nie znalaz\u0142o ono \u017cadnego u\u017cytecznego zastosowania a\u017c do pojawienia si\u0119 radia na pocz\u0105tku 1900 roku.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t
\n\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Chocia\u017c urz\u0105dzenia p\u00f3\u0142przewodnikowe pozwala\u0142y prostym odbiornikom radiowym dzia\u0142a\u0107 bez zewn\u0119trznego zasilania, w po\u0142owie lat dwudziestych bardziej przewidywalne dzia\u0142anie diod lamp pr\u00f3\u017cniowych zast\u0105pi\u0142o je w wi\u0119kszo\u015bci zastosowa\u0144 radiowych. P\u00f3\u0142przewodniki odzyska\u0142y popularno\u015b\u0107 w czasie II wojny \u015bwiatowej jako detektory radarowe ze wzgl\u0119du na ich zdolno\u015b\u0107 do pracy na cz\u0119stotliwo\u015bciach mikrofalowych. Radar wp\u0142yn\u0105\u0142 na losy II wojny \u015bwiatowej, ale nie zrobi\u0142by tego bez diody. Miliony kryszta\u0142owych diod prostowniczych, z metalowym punktem stykaj\u0105cym si\u0119 z male\u0144kim kawa\u0142kiem krzemu lub germanu w \u015brodku, zosta\u0142y wyprodukowane do u\u017cytku w alianckich odbiornikach radarowych. U schy\u0142ku wojny w laboratoriach Dupont Chemical Company dost\u0119pny by\u0142 krzem o czysto\u015bci 99,9%, a w 1947 roku dzi\u0119ki pracom z Purdue w stanie Indiana i oczyszczonemu germanowi powsta\u0142 pierwszy tranzystor <\/a><\/b>ostrzowy.\u00a0<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Radar\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
Druga wojna \u015bwiatowa przy\u015bpieszy\u0142a rozw\u00f3j technologii p\u00f3\u0142przewodnik\u00f3w.<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t
<\/div>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t
<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Light emitting diodes, czyli diody LED<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Brzmi bardziej znajomo, prawda? Lub mniej odstr\u0119czaj\u0105co tych, kt\u00f3rzy z fizyk\u0105 maj\u0105 niewiele wsp\u00f3lnego. Dziedzina diod elektroluminescencyjnych by\u0142a szczeg\u00f3lnie bogata w pionierskie prace. W li\u015bcie do Electrical World z 1907 roku, H. J. Round, angielski pionier radiokomunikacji pracuj\u0105cy dla Guglielmo Marconiego w Nowym Jorku, opisa\u0142 elektroluminescencj\u0119 z kryszta\u0142u karborundu (w\u0119glika krzemu). Jest to pierwsze znane doniesienie o emisji \u015bwiat\u0142a z p\u00f3\u0142przewodnika, na kt\u00f3rej opiera si\u0119 wsp\u00f3\u0142czesna lampa LED.\u00a0W latach 1922-23 rosyjski in\u017cynier Oleg \u0141osiew zg\u0142osi\u0142 emisj\u0119 \u015bwiat\u0142a z kryszta\u0142u radiowego, a w 1927 r. z\u0142o\u017cy\u0142 patent na “przeka\u017anik \u015bwietlny”, w kt\u00f3rym zaproponowa\u0142 swoje urz\u0105dzenia “do szybkiej komunikacji telegraficznej i telefonicznej”. Rosjanie i Sowieci mieli\u00a0do nazw\u00a0<\/span>fantazj\u0119, nie da si\u0119 ukry\u0107. Praca zapowiedzia\u0142a w\u0142a\u015bciwie rozw\u00f3j diod, kt\u00f3ry mia\u0142 fundamentalne znaczenie dla nowoczesnych \u0142\u0105czy \u015bwiat\u0142owodowych.\u00a0<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t
\n\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Tw\u00f3rca\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
Nick Holonyak Jr. - ojciec diody LED.<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Pierwsze komercyjne diody LED o d\u0142ugo\u015bci fali widzialnej by\u0142y powszechnie stosowane jako zamienniki \u017car\u00f3wek i neon\u00f3w oraz w wy\u015bwietlaczach siedmiosegmentowych, w drogich urz\u0105dzeniach takich jak sprz\u0119t laboratoryjny i testowy do elektroniki, a nast\u0119pnie w nam ju\u017c nieco bli\u017cszych takich jak kalkulatory, telewizory, radia, telefony i zegarki. Do 1968 r. diody LED w zakresie \u015bwiat\u0142a widzialnego i podczerwonego by\u0142y niezwykle kosztowne, rz\u0119du 200 USD za sztuk\u0119, i dlatego te\u017c mia\u0142y niewielkie zastosowanie praktyczne.\u00a0Wczesne czerwone diody LED by\u0142y jasne tylko na tyle, aby mog\u0142y by\u0107 u\u017cywane co najwy\u017cej jako wska\u017aniki, poniewa\u017c, m\u00f3wi\u0105c og\u00f3lnie, moc \u015bwiat\u0142a nie by\u0142a wystarczaj\u0105ca do o\u015bwietlenia wi\u0119kszego obszaru. Odczyty w kalkulatorach by\u0142y tak ma\u0142e (rozmiarami, nie warto\u015bciami), \u017ce nad ka\u017cd\u0105 cyfr\u0105 montowano plastikowe soczewki, aby by\u0142y czytelne. P\u00f3\u017aniej inne kolory sta\u0142y si\u0119 powszechnie dost\u0119pne i pojawi\u0142y si\u0119 w urz\u0105dzeniach i sprz\u0119cie AGD, a\u017c do prze\u0142omu zwi\u0105zanego z trudn\u0105 do osi\u0105gni\u0119cia niebiesk\u0105 diod\u0105 LED w 1992 roku i nagrodzonego Noblem dopiero w 2014 roku.\u00a0<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Diody LED da\u0142y pocz\u0105tek bardziej wyspecjalizowanym technologiom pokroju OLED i AMOLED, kt\u00f3rych osi\u0105gi s\u0105 coraz ch\u0119tniej i powszechniej stosowane w elektronice konsumenckiej.\u00a0<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Inne rodzaje diod<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t
\n\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Diody\"\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
Kontrolki - neon\u00f3wki<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Dioda\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
Dioda Zenera<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Rodzaj\u00f3w diod jest bardzo wiele, jednak przy poszukiwaniach warto stosowa\u0107 prosty podzia\u0142:<\/span><\/p>