Britský fyzik a vynálezca získal patent na prvú diódu pred 120 rokmi

Londýn/Bratislava 16. novembra (TASR) – Britský fyzik a vynálezca Sir John Ambrose Fleming je považovaný za jedného z otcov modernej elektroniky. Toto označenie si vyslúžil nielen celoživotnou prácou na poli fyziky, ale aj patentom usmerňovacej elektrónky s dvoma elektródami – diódy. Získal ho 16. novembra 1904 a v sobotu od tejto udalosti uplynulo už 120 rokov.

Príbeh prvej diódy sa začal odvíjať v roku 1752, keď americký polyhistor Benjamin Franklin objavil elektrinu, no skutočný pokrok smerom k jej vzniku učinil až o viac než sto rokov neskôr britský fyzik James Clerk Maxwell, ktorý v roku 1865 vyslovil predpoklad, že striedavý prúd dokáže vzduchom vyslať elektromagnetické vlny.

Trvalo ďalších 22 rokov, kým Maxwellov predpoklad experimentálne overil a potvrdil nemecký fyzik Heinrich Hertz. Iskrenie, ktoré vzniklo ako výsledok jeho pokusu, sa dnes už pokladá takmer za samozrejmosť, no koncom 19. storočia bolo významnou vedeckou udalosťou. Maxwell počas života pôsobil na rôznych univerzitách. Jedným z jeho žiakov bol aj Fleming, ktorý prejavoval živý záujem o elektrinu. Experimentoval s kohererom – jedným z prvých detektorov elektromagnetických vĺn.

Koherer bol prvý prakticky použiteľný detektor, ktorým bolo možné zachytiť signály na veľké vzdialenosti. Používal sa napríklad aj v Marconiho telegrafoch, ktoré umožňovali spoľahlivú bezdrôtovú komunikáciu na stredné vzdialenosti. Marconi na sklonku 19. storočia, v roku 1896, navštívil Spojené kráľovstvo, aby svoj vynález prakticky demonštroval. Fleming ním bol ohromený, preto onedlho k Marconimu nastúpil do zamestnania a spoločne sa usilovali predĺžiť vzdialenosť, na ktorú bolo možné bezdrôtovo komunikovať s cieľom preklanúť bezdrôtovou komunikáciou Atlantický oceán. Dosiahnuť sa ho podarilo 12. decembra 1901.

Najväčším problémom Marconiho zariadení bola nespoľahlivosť kohererov. Tp sa podarilo vyriešiť vynálezom súčiastky s dvoma elektródami vedúcej prúd iba jedným smerom – diódy. V minulosti sa tieto súčiastky označovali množstvom výrazov – Flemingov ventil, (vákuová) elektrónka alebo elektrónová lampa. Nevyžarovali totiž iba viditeľné svetlo, ale aj elektróny.

Ako základ ich vzniku poslúžili Edisonove žiarovky tvorené rozžeraveným drôtom umiestneným vo vnútri vákuovej sklenenej banky. Diódy sa od nich odlišovali prítomnosťou druhej elektródy s kladným nábojom (anódy) vo vnútri vákuovej banky. Anódu tvoril jeden alebo viacero plieškov prijímajúcich elektróny. Vysielačom bola záporne nabitá elektróda (katóda) – drôt zohrievaný prechodom elektrického prúdu. Zvyšovanie jeho teploty spôsobovalo uvoľňovanie elektrónov – tento princíp fungovania sa nazýva tepelná emisia (termoemisia).

Prepúšťanie elektrického prúdu iba jedným smerom umožnilo rozvoj konverziu striedavého elektrického prúdu výhodného pri prenose elektriny na veľké vzdialenosti na jednosmerný prúd výhodného pre elektrotechnické zariadenia. Na základe Flemingových diód vznikli neskôr aj triódy, teda súčiastky s tromi elektródami. Tretia elektróda mala podobu mriežky vloženej medzi katódu a anódu. Mierna zmena napätia mriežky umožňovala regulovať množstvo elektrónov prechádzajúcich z katódy do anódy. Triódy preto umožňujú zosilňovanie prúdu prechádzajúceho medzi katódou a anódou a používajú sa v mnohých zariadeniach, okrem iného aj v zosilňovačoch pre elektrické gitary.

Postupný rozvoj vedy a techniky priniesol tiež zmeny diód. Objav polovodičov a postupná miniaturizácia umožnili výrazné zníženie spotreby energie, použitie väčšieho množstva diód a vznik ich ďalších typov. Umožnilo to rozvoj nielen spotrebnej elektroniky ako sú, televízory, chladničky, počítače, smartfóny alebo herné konzoly, ale aj nanotechnológií.

Fleming počas aktívnej kariéry pôsobil nielen ako vedecký konzultant, ale vyučoval aj na univerzite. Po odchode do dôchodku sa naďalej zaujímal o elektroniku a rôzne novinky, napríklad o televízory. Zomrel 18. apríla 1945 vo veku 95 rokov v anglickom meste Sidmouth.