Tekst źródłowy strony Dioda

{{Spis treści|right|200px}}
<div style="float:right">
[[Plik:FRec var.jpg|thumb|250px|Duodiody prostownicze różnych generacji - bezpośrednio żarzone: AZ1, 5Y3G i pośrednio żarzone: EZ3, 5C4S, EZ80, 6X4]]
[[Plik:Kenotrony.jpg|thumb|250px|Wysokonapięciowe diody próżniowe różnych generacji.]]
</div>
Dioda ([[Co to jest lampa próżniowa?|próżniowa]]) to najprostsza lampa elektronowa, posiadająca dwie elektrody – [[anoda|anodę]] i [[katoda|katodę]].

Rozgrzana katoda jest źródłem elektronów, które docierają do anody - w ten sposób możliwy jest przepływ prądu w jednym kierunku. Próżniowe diody prostownicze wysokiego napięcia nazywa się '''kenotronami''' (od gr. ''kenós'' - pusty i ''élektron'' - elektron). Istnieją też dwuelektrodowe [[Co to jest lampa gazowana?|lampy gazowane]].

== Budowa i zasada działania ==
[[Plik:Vacuum tubes pl.svg|left|200px]]
Dioda próżniowa składa się z zamkniętych w próżniowej obudowie (najczęściej szklanej bańce) dwóch elektrod: wyposażonej w grzejnik katody i anody. Z rozgrzanej katody, na skutek zjawiska termoemisji, możliwa jest emisja elektronów. Przy dodatniej polaryzacji anody względem katody pole elektryczne między elektrodami przyspiesza elektrony, które docierają do anody - w ten sposób możliwy jest przepływ prądu elektrycznego. Przy polaryzacji odwrotnej pole elektryczne hamuje ruch elektronów nie dopuszczając do ich przepływu. Prąd więc płynie przez diodę tylko w jednym kierunku od anody do katody (elektrony poruszają się w kierunku przeciwnym) - wtedy, gdy anoda ma potencjał wyższy niż katoda.

=== Diody bezpośrednio żarzone ===
<div style="float:left">
{| class="wikitable" style="text-align:center"
! width="100px" | Symbol diody żarzonej bezpośrednio
|-
| [[Plik:Dioda bezposr zarzona.svg|100px]]
|-
|od góry: anoda, katoda
|}
</div>
[[Plik:Dirint.jpg|thumb|250px|Widoczna w postaci cienkiego drucika katoda w bezpośrednio żarzonej diodzie prostowniczej.]]
W diodach żarzonych bezpośrednia katoda ma postać cienkiego drucika lub taśmy pełniących jednocześnie rolę grzejnika. Początkowo stosowano katody wolframowe, później wolframową taśmę lub drucik pokrywano mieszaniną tlenków o dużej zdolności termoemisji.

Pierwsze diody były żarzone bezpośrednio. Diody wysokiego napięcia pozostały przy tej metodzie żarzenia do końca rozwoju techniki lampowej. Również lampy przeznaczone do zasilania z baterii mają przeważnie katodę żarzoną bezpośrednio.
<br clear="left">

=== Diody pośrednio żarzone ===
<div style="float:left">
{| class="wikitable" style="text-align:center"
! width="100px" | Symbol diody żarzonej pośrednio
|-
| [[Plik:dioda symbol.svg|100px]]
|-
|od góry: anoda, katoda, żarzenie
|}
</div>
[[Plik:Internals of PY88.jpg|thumb|250px|Elementy pośrednio żarzonej diody PY88]]
W diodach żarzonych pośrednio grzejnik ma postać cienkiego włókna umieszczonego wewnątrz katody w kształcie rurki, zwykle jest od niej odizolowany. Rurka katody jest pokryta tlenkami o dużej zdolności emisyjnej.

W miarę rozwoju techniki lampowej w większości rodzajów diod producenci przeszli na żarzenie pośrednie.

<br clear="left">
== Historia ==
* W 1869 roku William Hittorf zaobserwował, że prąd w próżni płynie pomiędzy dwiema elektrodami z których jedna jest rozgrzana tylko wtedy, gdy biegun ujemny jest połączony z rozgrzaną elektrodą<ref name=saga />.
* W 1883 Thomas Alva Edison badając przyczyny zużywania się żarówek odkrył, że pomiędzy rozżarzonym włóknem żarówki, a zewnętrzną elektrodą jest możliwy przepływ prądu, który zależy od temperatury włókna. Edison opatentował swoje odkrycie jako "indykator" napięcia w oświetleniowej sieci energetycznej.
* Pierwszą diodę próżniową skonstruował angielski fizyk John Ambrose Fleming w roku 1904.
* Irving Langmuir pracując dla General Electric w latach 1909 - 1916 udoskonalił znacznie technikę próżniową i wynalazł pompę dyfuzyjną, co umożliwiło osiąganie wysokiej próżni i poprawiło znacznie parametry diody. Langmuir odkrył też wpływ domieszkowania torem na wzrost wydajności emisyjnej katod wolframowych.
* W 1925 zakłady RCA i General Electric wypuściły na rynek UX213, pierwszą masowo produkowaną pełnookresową diodę prostowniczą.

== Rodzaje i zastosowania ==
=== Diody detekcyjne ===
[[Plik:6H6int.jpg|thumb|250px|Struktura wewnętrzna pośrednio żarzonej duodiody detekcyjnej 6H6]]
Diody detekcyjne (sygnałowe) pierwotnie stosowane były głównie w detektorach AM odbiorników radiowych, ale znalazły też zastosowanie w różnorakich układach pomiarowych, impulsowych, przełączających i logicznych.

Posiadają niewielkie elektrody, charakteryzują się dopuszczalnym prądem przewodzenia rzędu miliamperów i dopuszczalnym napięciem wstecznym nie przekraczającym paruset woltów. Stosunkowo niewielka pojemność pomiędzy katodą i anodą pozwala na pracę przy wielkich częstotliwościach.

Przykłady:
* EA50, EA71; DA50, DA90, 1R4, 2D1S, 2D2S (bateryjne).
* duodiody: AB1, AB2, EB1, EB2, EB11, CB1, CB2, 6H6, [[EAA91]]; KB1, KB2 (bateryjne).

Diody detekcyjne wchodziły często w skład lamp złożonych, na przykład:
* Z triodą: ABC1, EBC3, EBC41, 6R7, 6Q7 (duodioda i trioda); EABC80 (trzy diody i trioda).
* Z pentodą napięciową (przeważnie selektodą): DAF91, DAF92, [[1S5T]] (bateryjne), EAF42 (dioda i pentoda napięciowa); EBF2, EBF11, EBF80, EBF89 (duodioda i pentoda napięciowa).
* Z pentodą mocy: ABL1, EBL1, [[EBL21]] (duodioda i pentoda mocy).

=== Diody prostownicze ===
Diody prostownicze służą głównie do zamiany prądu przemiennego na stały (prostowania) w układach zasilających z sieci energetycznej odbiorniki radiowe, telewizyjne i wszelkie inne urządzenia elektroniczne. Do powszechnych zastosowań produkowano lampy o dopuszczalnym prądzie sięgającym setek miliamperów i maksymalnym napięciu wstecznym rzędu setek woltów. Lampy prostownicze do celów specjalnych (na przykład do zasilania aparatów rentgenowskich) mogły być przeznaczone do znacznie większych napięć i prądów.

==== Półokresowe ====
Prostowanie półokresowe stosowano głównie w pozbawionych transformatora sieciowego odbiornikach radiowych i telewizyjnych z szeregowym zasilaniem żarzenia lamp.

Przykłady: PY82, UY1N, UY21, VY2.

==== Pełnookresowe ====
[[Plik:VacRect2E.svg|thumb|150px|Zbudowany na duodiodzie prostownik pełnookresowy z dzielonym uzwojeniem transformatora.]]
<div style="float:left">
{| class="wikitable" style="text-align:center"
! width="100px" | Symbol duodiody żarzonej pośrednio
|-
| [[Plik:Duodioda-symbol.png|100px]]
|-
|od góry: anody, katoda, żarzenie
|}
</div>
W urządzeniach zasilanych z sieci energetycznej prądu przemiennego często stosowano pełnookresowe prostowniki zbudowane w oparciu o duodiody i transformatory z dzielonym uzwojeniem anodowym.

Przy zastosowaniu duodiod bezpośrednio żarzonych potrzebne było dodatkowe uzwojenie do żarzenia lampy prostowniczej, gdyż anoda-grzejnik znajdowała się wtedy na wysokim potencjale. Przy zastosowaniu diod żarzonych pośrednio można było użyć wspólnego z innymi lampami uzwojenia żarzenia, o ile tylko lampa prostownicza miała odpowiednio duże dopuszczalne napięcie żarzenie - katoda.

Przykłady: 506, 1801, [[AZ1]], [[AZ4]], AZ11, AZ12, 5Y3, 5Z4, 5C3S, GZ32, EZ80, EZ81, EZ91, 6Z4.
<br clear=left>

==== Usprawniające ====
Diody usprawniające (tłumiące) znajdują zastosowanie między innymi w układach odchylania poziomego odbiorników telewizyjnych. Tłumią niepożądane oscylacje i odprowadzają do obwodu zasilającego nadmiar energii zgromadzonej w polu magnetycznym transformatora odchylania. Ich cechą charakterystyczną jest duże dopuszczalne impulsowe napięcie wsteczne i duży dopuszczalny prąd impulsowy. 

Przykłady: PY81, [[PY88]].

=== Diody wysokiego napięcia ===
[[Plik:Kenotron 1C21P.jpg|thumb|120px|Kenotrony produkcji ZSRR typu 1C21P (1Ц21П)]]
Diody wysokiego napięcia (kenotrony) stosowano powszechnie w zasilaczach wysokiego napięcia telewizorów wyposażonych w kineskopy. Dopuszczały one napięcie wsteczne rzędu kilkunastu kV przy prądzie rzędu ułamka miliampera.

Przykłady: DY80, DY86, EY86, 1C1S, 1C11P, 1C21P.

Do celów profesjonalnych produkowano kenotrony zarówno o większych prądach, jak napięciach.

=== Diody specjalne ===
==== Diody mikrofalowe ====
Diody mikrofalowe budowano tak, by zminimalizować niekorzystne przy wielkich częstotliwościach indukcyjności i pojemności wyprowadzeń i elektrod. Lampy były często pozbawione cokołu, a wyprowadzenia wykonywano w postaci koncentrycznych pierścieni, lub rozmieszczano dookoła balonu lampy (tak zwane lampy "żołędziowe"). Ich częstotliwość pracy siągała kilku GHz. Przykładami lamp z koncentrycznie wyprowadzonymi elektrodami są 2B22, TA40, 6D3, 6D13D, a "żołędziowych" 952F, 9004, 9005, 6D4Ż.

W latach drugiej wojny światowej opracowano półprzewodnikowe diody germanowe pracujące w zakresie mikrofal, co w dużej mierze wyeliminowało diody próżniowe z zastosowań mikrofalowych.

==== Diody szumowe ====
Diody szumowe wykorzystują fluktuację emisji termoelektronowej do generacji szumów o charakterze chaotycznym. Były używane do wytwarzania napięcia szumów o równomiernym rozkładzie częstotliwościowym, stosowano je w układach pomiarowych oraz w nadajnikach zakłóceń radiowych i radiolokacyjnych.

==== Przetworniki RMS ====
[[Plik:RA0007A.jpg|thumb|120px|Przetwornik wartości skutecznej RA0007A]]
Przetworniki wartości skutecznej (RMS) służą do pomiaru wartości skutecznej napięcia zmiennego o dowolnym kształcie przebiegu. Mierzony sygnał wejściowy jest podawany na włókno żarzenia, a sygnałem wyjściowym jest płynący przez diodę prąd. Lampy takie były używane w profesjonalnych urządzeniach pomiarowych i stabilizatorach napięcia zasilania urządzeń elektronicznych.

== Podstawowe parametry ==
Podstawowe parametry diod próżniowych to:
* Napięcie żarzenia (Uż) i prąd żarzenia (Iż)
* Dopuszczalne napięcie zmienne (Utr)
* Maksymalny średni prąd wyprostowany (Io)
* Maksymalny prąd chwilowy (Iam)
* Maksymalne napięcie wsteczne (Uwd)
* Dopuszczalne napięcie między katodą i grzejnikiem (Ukg)

== Dodatkowe źródła informacji ==
=== Linki zewnętrzne ===
* [http://uv201.com/Tube_Pages/fleming_valve.htm Dioda Fleminga].

== Przypisy ==
<references>
<ref name=saga>Gerald F.J. Tyne, ''Saga of the vacuum tube'', 1977, ISBN=0-672-21470-9</ref>
</references>

[[Kategoria:Lampy elektronowe]]