Een diode vervult verschillende essentiële functies in elektronische circuits. Zijn primaire functie is het controleren van de richting van de elektrische stroom. Een diode laat stroom in één richting stromen (voorwaartse bias) met minimale weerstand, terwijl de stroom in de tegenovergestelde richting wordt geblokkeerd (tegengestelde bias) door een hoge weerstand te bieden. Deze eigenschap maakt diodes van cruciaal belang voor het gelijkrichten van AC (wisselstroom) in DC (gelijkstroom), het beschermen van circuits tegen omgekeerde polariteit en het reguleren van spanningsniveaus.
Diodes worden voor verschillende doeleinden in elektronische en elektrische systemen gebruikt. Een van de belangrijkste toepassingen van diodes is gelijkrichting, waarbij ze wisselspanning omzetten in gelijkspanning. Door stroom alleen te laten vloeien tijdens de positieve halve cyclus van het AC-signaal (voorwaartse bias) en deze te blokkeren tijdens de negatieve halve cyclus (reverse bias), produceren diodes een unidirectionele stroom die essentieel is voor het voeden van elektronische apparaten en systemen die Gelijkstroomspanning.
Diodes worden op grote schaal gebruikt in verschillende industrieën en toepassingen. Het zijn integrale componenten in voedingen, waar ze de wisselstroomnetspanning omzetten in bruikbare gelijkspanning voor elektronische apparaten. Diodes worden ook gebruikt in signaalverwerkingscircuits, zoals in radio’s en telecommunicatieapparatuur, om signalen te detecteren of te demoduleren. Bovendien spelen diodes een cruciale rol in beveiligingscircuits, waarbij ze schade door spanningspieken en tegenstromen voorkomen door indien nodig snel over te schakelen naar een toestand met hoge weerstand.
Het fundamentele werkingsprincipe van een diode draait om de halfgeleiderstructuur, meestal gemaakt van materialen zoals silicium of germanium. Een diode bestaat uit een P-N-overgang, waarbij de ene kant (P-type) een overmaat aan positief geladen gaten heeft en de andere kant (N-type) een overmaat aan negatief geladen elektronen heeft. Wanneer er in voorwaartse richting een spanning over de diode wordt aangelegd (anode positief, kathode negatief), wordt de potentiaalbarrière op de kruising verlaagd, waardoor de stroom gemakkelijk kan stromen. Bij omgekeerde bias (anode negatief, kathode positief) neemt de potentiële barrière toe, waardoor een aanzienlijke stroom wordt voorkomen, behalve een kleine lekstroom.
Hoewel een diode zelf geen wisselstroom naar gelijkstroom omzet, is deze een fundamenteel onderdeel van het gelijkrichtproces, waarbij wisselspanning wordt omgezet in gelijkspanning. Tijdens gelijkrichting worden diodes gerangschikt in configuraties zoals halfgolfgelijkrichters (met behulp van één diode) of dubbelzijdige gelijkrichters (met behulp van meerdere diodes of diodebruggen). Met deze configuraties kunnen diodes AC-signalen effectief gelijkrichten door de ene polariteit te blokkeren en de andere door te laten, waardoor een pulserende DC-uitgang ontstaat. Extra filtercomponenten zoals condensatoren worden vaak gebruikt om de uitvoer af te vlakken naar een stabielere gelijkspanning die geschikt is voor het voeden van elektronische apparaten.
