Что же такое диод, как он работает и что в нём сверхъестественного. Если глянуть поверхностно, то это стык полупроводников (это отдельная и спорная, но обязательная тема.).Выделяют полупроводники двух типов p и n. Так вот стык этих материалов на молекулярном уровне даёт интересный эффект, который человечество"захомутало" и использует на благо(не всегда конечно) человечество. Что же это, за эффеккт - это эффект обратного клапана или золотника. то есть прикладываем одну полярность - ток есть, прикладываем другую- тока нет.
Вот удачная картинка, на которой всё видно. Разновидностей диодов очень много. Сейчас популярны светодиоды. Это обычные диоды, но материалы таким образом подобраны, что при подаче напряжения и протекании тока - p-n переход начинает светиться. Главное
запомнить что есть понятия: АНОД и КАТОД, "+" и "-" . Прямое включение "+" к АНОДу, обратное включение "-" к АНОДу.
Замечательно, есть такое явление, а что оно нам дает и как это можно выразить графически. Вот тут есть понятие ВАХ (вольт-амперная характеристика), кто забыл что такое вольты с амперами, закрывайте пробелы и дальше читать статью.
На картинке мы видим график, горизонталь показывает значение напряжения, справа - прямое включение, слева обратное. И что же мы наблюдаем, что при небольшом напряжении на входе, ток резко увеличивается. и устремляется ввверх. то есть если подать напряжение на диод напрямую, то ток будет очень большим, мощность тоже и он просто выйдет из строя. а в обратном направлении, хоть 2 вольта, хоть 20, да хоть 100, держать будет. при этом тока практически не будет, микроны ампер.
Таки образом если мы рассчитали, и собрали цепь, знаем какой ток пойдет, но вот как защитить от неправильного включения не знаем, а я Вам подскажу, ставим диод, с номинальным током равный расчетному току схемы и включаем в нужном направлении. Всё, когда схема в работе диод необходимый ток пропускает . Если полярность перепутана, то он просто "заперт".
Теперь немного математики, пусть потребление схемы 5 в ,10 мА. , тогда берем диод с номиналом на 20мА и напряжением открытия 0,4 В. Что и произойдет, ток в цепи практически не изменится,а вот напряжение на нагрузке упадет на 0,4 в и будет 4,6. Но мы Же с Вами инженеры и конечно будем знать про диод и рассчитаем все ключевые токи и напряжения за ранее.
Конечно же это не главное применение диода, но оно позволяет раскрыть некотрые его особенности.