dioda
W elementach elektronicznych często stosuje się urządzenie z dwiema elektrodami, które umożliwia przepływ prądu tylko w jednym kierunku do funkcji prostowania. Diody waraktorowe stosowane są jako kondensatory regulowane elektronicznie. Kierunkowość prądu, którą posiada większość diod, jest powszechnie określana jako funkcja „prostowania”. Najczęstszą funkcją diody jest umożliwienie przepływu prądu tylko w jednym kierunku (tzw. polaryzacja przewodzenia) i blokowanie go w kierunku przeciwnym (tzw. polaryzacja wsteczna). Dlatego diody można traktować jako elektroniczne wersje zaworów zwrotnych.
Wczesne próżniowe diody elektroniczne; Jest to urządzenie elektroniczne, które może przewodzić prąd jednokierunkowo. Wewnątrz diody półprzewodnikowej znajduje się złącze PN z dwoma zaciskami przewodów, a to urządzenie elektroniczne ma jednokierunkowe przewodnictwo prądu w zależności od kierunku przyłożonego napięcia. Ogólnie rzecz biorąc, dioda kryształowa jest interfejsem złącza pn utworzonym przez spiekanie półprzewodników typu p i n. Warstwy ładunków kosmicznych tworzą się po obu stronach granicy faz, tworząc samodzielnie zbudowane pole elektryczne. Gdy przyłożone napięcie jest równe zeru, prąd dyfuzyjny wywołany różnicą stężeń nośników ładunku po obu stronach złącza pn oraz prąd dryfu wywołany przez wytworzone przez siebie pole elektryczne są równe i znajdują się w stanie równowagi elektrycznej, który również jest charakterystyka diod w normalnych warunkach.
Wczesne diody obejmowały „kryształy kocich wąsów” i lampy próżniowe (znane w Wielkiej Brytanii jako „zawory jonizacji termicznej”). Obecnie najpopularniejsze diody wykorzystują głównie materiały półprzewodnikowe, takie jak krzem lub german.

charakterystyczny
Pozytywność
Po przyłożeniu napięcia przewodzenia na początku charakterystyki przewodzenia napięcie przewodzenia jest bardzo małe i niewystarczające, aby pokonać efekt blokujący pola elektrycznego wewnątrz złącza PN. Prąd przewodzenia jest prawie zerowy, a ta sekcja nazywa się martwą strefą. Napięcie przewodzenia, które nie może zapewnić przewodzenia diody, nazywane jest napięciem strefy martwej. Gdy napięcie przewodzenia jest większe niż napięcie w strefie martwej, pole elektryczne wewnątrz złącza PN zostaje pokonane, dioda przewodzi w kierunku do przodu, a prąd szybko rośnie wraz ze wzrostem napięcia. W normalnym zakresie zużycia prądu napięcie na zaciskach diody pozostaje prawie stałe podczas przewodzenia i napięcie to nazywa się napięciem przewodzenia diody. Kiedy napięcie przewodzenia na diodzie przekracza pewną wartość, wewnętrzne pole elektryczne szybko ulega osłabieniu, prąd charakterystyczny gwałtownie wzrasta, a dioda przewodzi w kierunku do przodu. Nazywa się to napięciem progowym lub napięciem progowym, które wynosi około 0,5 V dla lamp krzemowych i około 0,1 V dla lamp germanowych. Spadek napięcia przewodzenia do przodu diod krzemowych wynosi około 0,6-0,8 V, a spadek napięcia przewodzenia do przodu diod germanowych wynosi około 0,2-0,3 V.
Odwrotna polaryzacja
Gdy przyłożone napięcie wsteczne nie przekracza pewnego zakresu, prąd przepływający przez diodę jest prądem wstecznym utworzonym przez ruch dryfu nośników mniejszościowych. Ze względu na mały prąd wsteczny dioda znajduje się w stanie odcięcia. Ten prąd wsteczny jest również znany jako odwrotny prąd nasycenia lub prąd upływowy, a na odwrotny prąd nasycenia diody duży wpływ ma temperatura. Prąd wsteczny typowego tranzystora krzemowego jest znacznie mniejszy niż tranzystora germanowego. Prąd nasycenia wstecznego tranzystora krzemowego małej mocy jest rzędu nA, podczas gdy prąd germanowego małej mocy jest rzędu μ A. Gdy temperatura wzrasta, półprzewodnik jest wzbudzany przez ciepło, liczbę nośniki mniejszościowe rosną, a odwrotny prąd nasycenia również odpowiednio wzrasta.

załamanie
Kiedy przyłożone napięcie wsteczne przekroczy pewną wartość, prąd wsteczny nagle wzrośnie, co nazywa się przebiciem elektrycznym. Napięcie krytyczne powodujące przebicie elektryczne nazywane jest napięciem przebicia wstecznego diody. Kiedy nastąpi awaria elektryczna, dioda traci swoją jednokierunkową przewodność. Jeśli dioda nie przegrzeje się w wyniku przebicia elektrycznego, jej przewodność jednokierunkowa nie może zostać trwale zniszczona. Jego działanie można jeszcze przywrócić po odłączeniu przyłożonego napięcia, w przeciwnym razie dioda ulegnie uszkodzeniu. Dlatego podczas użytkowania należy unikać nadmiernego napięcia wstecznego przykładanego do diody.
Dioda to urządzenie z dwoma końcówkami o jednokierunkowym przewodnictwie, które można podzielić na diody elektroniczne i diody kryształowe. Diody elektroniczne mają niższą wydajność niż diody kryształowe ze względu na utratę ciepła przez żarnik, dlatego są rzadko spotykane. Diody kryształowe są bardziej powszechne i powszechnie stosowane. Jednokierunkowe przewodnictwo diod jest stosowane w prawie wszystkich obwodach elektronicznych, a diody półprzewodnikowe odgrywają ważną rolę w wielu obwodach. Są jednymi z najwcześniejszych urządzeń półprzewodnikowych i mają szeroki zakres zastosowań.
Spadek napięcia w kierunku przewodzenia diody krzemowej (nieświecącej) wynosi 0,7 V, podczas gdy spadek napięcia w kierunku przewodzenia diody germanowej wynosi 0,3 V. Spadek napięcia w kierunku przewodzenia diody elektroluminescencyjnej zmienia się w zależności od różnych barw światła. Istnieją głównie trzy kolory, a specyficzne wartości odniesienia spadku napięcia są następujące: spadek napięcia czerwonych diod elektroluminescencyjnych wynosi 2,0-2,2 V, spadek napięcia żółtych diod elektroluminescencyjnych wynosi 1,8-2,0 V, a napięcie spadek zielonych diod elektroluminescencyjnych wynosi 3,0-3,2V. Prąd znamionowy podczas normalnej emisji światła wynosi około 20mA.
Napięcie i prąd diody nie są ze sobą powiązane liniowo, dlatego łącząc równolegle różne diody należy podłączyć odpowiednie rezystory.

krzywa charakterystyczna
Podobnie jak złącza PN, diody mają przewodnictwo jednokierunkowe. Typowa krzywa charakterystyki woltoampera diody krzemowej. Kiedy do diody przyłożone jest napięcie przewodzenia, prąd jest bardzo mały, gdy wartość napięcia jest niska; Gdy napięcie przekroczy 0,6 V, prąd zaczyna rosnąć wykładniczo, co powszechnie nazywa się napięciem włączenia diody; Gdy napięcie osiągnie około 0,7 V, dioda znajduje się w stanie pełnego przewodzenia, co zwykle określa się jako napięcie przewodzenia diody, oznaczone symbolem UD.
W przypadku diod germanowych napięcie włączenia wynosi 0,2 V, a napięcie przewodzenia UD wynosi około 0,3 V. Kiedy do diody przyłożone jest napięcie wsteczne, prąd jest bardzo mały, gdy wartość napięcia jest niska, a jego wartość bieżąca jest odwrotnym prądem nasycenia IS. Kiedy napięcie wsteczne przekracza pewną wartość, prąd zaczyna gwałtownie rosnąć, co nazywa się przebiciem wstecznym. Napięcie to nazywane jest napięciem przebicia wstecznego diody i jest oznaczone symbolem UBR. Wartości napięcia przebicia UBR różnych typów diod są bardzo zróżnicowane i wahają się od kilkudziesięciu woltów do kilku tysięcy woltów.

Odwrotny podział
Załamanie Zenera
Awarię odwrotną można podzielić na dwa typy w zależności od mechanizmu: awaria Zenera i awaria lawinowa. W przypadku dużego stężenia domieszkowania, ze względu na małą szerokość obszaru barierowego i duże napięcie wsteczne, struktura wiązań kowalencyjnych w obszarze barierowym ulega zniszczeniu, powodując uwolnienie elektronów walencyjnych z wiązań kowalencyjnych i utworzenie par elektronowo-dziurowych, co powoduje gwałtowny wzrost prądu. Podział ten nazywany jest rozkładem Zenera. Jeśli stężenie domieszki jest niskie, a szerokość obszaru bariery jest duża, nie jest łatwo spowodować awarię Zenera.

Załamanie lawinowe
Innym rodzajem awarii jest awaria lawinowa. Kiedy napięcie wsteczne wzrasta do dużej wartości, przyłożone pole elektryczne przyspiesza prędkość dryfu elektronów, powodując zderzenia z elektronami walencyjnymi w wiązaniu kowalencyjnym, wybijając je z wiązania kowalencyjnego i tworząc nowe pary dziur elektronowych. Nowo wygenerowane dziury elektronowe są przyspieszane przez pole elektryczne i zderzają się z innymi elektronami walencyjnymi, powodując lawinowy wzrost nośników ładunku i gwałtowny wzrost prądu. Ten rodzaj awarii nazywany jest awarią lawinową. Niezależnie od rodzaju awarii, jeśli prąd nie zostanie ograniczony, może spowodować trwałe uszkodzenie złącza PN.