δίοδος
Στα ηλεκτρονικά εξαρτήματα, μια συσκευή με δύο ηλεκτρόδια που επιτρέπει στο ρεύμα να ρέει μόνο σε μία μόνο κατεύθυνση χρησιμοποιείται συχνά για τη λειτουργία ανόρθωσης. Και οι δίοδοι varactor χρησιμοποιούνται ως ηλεκτρονικοί ρυθμιζόμενοι πυκνωτές. Η τρέχουσα κατευθυντικότητα που διαθέτουν οι περισσότερες δίοδοι αναφέρεται συνήθως ως λειτουργία "ανόρθωσης". Η πιο συνηθισμένη λειτουργία μιας διόδου είναι να επιτρέπει στο ρεύμα να διέρχεται μόνο σε μία μόνο κατεύθυνση (γνωστή ως μπροστινή πόλωση) και να το μπλοκάρει αντίστροφα (γνωστή ως αντίστροφη πόλωση). Επομένως, οι δίοδοι μπορούν να θεωρηθούν ως ηλεκτρονικές εκδόσεις βαλβίδων αντεπιστροφής.
Πρώιμες ηλεκτρονικές δίοδοι κενού. Είναι μια ηλεκτρονική συσκευή που μπορεί να μεταφέρει ρεύμα μονοκατευθυντικά. Υπάρχει μια διασταύρωση PN με δύο ακροδέκτες ηλεκτροδίων μέσα στη δίοδο ημιαγωγών και αυτή η ηλεκτρονική συσκευή έχει μονοκατευθυντική αγωγιμότητα ρεύματος σύμφωνα με την κατεύθυνση της εφαρμοζόμενης τάσης. Σε γενικές γραμμές, μια κρυσταλλική δίοδος είναι μια διεπιφάνεια σύνδεσης pn που σχηματίζεται από τη σύντηξη ημιαγωγών τύπου p και τύπου n. Τα στρώματα διαστημικού φορτίου σχηματίζονται και στις δύο πλευρές της διεπαφής του, σχηματίζοντας ένα αυτοκατασκευασμένο ηλεκτρικό πεδίο. Όταν η εφαρμοζόμενη τάση είναι ίση με μηδέν, το ρεύμα διάχυσης που προκαλείται από τη διαφορά συγκέντρωσης των φορέων φορτίου και στις δύο πλευρές της διασταύρωσης pn και το ρεύμα μετατόπισης που προκαλείται από το ηλεκτρικό πεδίο που δημιουργείται από μόνος του είναι ίσα και σε κατάσταση ηλεκτρικής ισορροπίας, η οποία είναι επίσης τα χαρακτηριστικά των διόδων υπό κανονικές συνθήκες.
Οι πρώιμες δίοδοι περιελάμβαναν «κρύσταλλους από μουστάκια γάτας» και σωλήνες κενού (γνωστές ως «βαλβίδες θερμικού ιονισμού» στο Ηνωμένο Βασίλειο). Οι πιο κοινές δίοδοι στις μέρες μας χρησιμοποιούν κυρίως ημιαγωγικά υλικά όπως το πυρίτιο ή το γερμάνιο.

χαρακτηριστικός
Θετικότητα
Όταν εφαρμόζεται μια τάση προς τα εμπρός, στην αρχή του χαρακτηριστικού προς τα εμπρός, η τάση προς τα εμπρός είναι πολύ μικρή και δεν αρκεί για να υπερνικήσει το φαινόμενο μπλοκαρίσματος του ηλεκτρικού πεδίου μέσα στη διασταύρωση PN. Το μπροστινό ρεύμα είναι σχεδόν μηδέν και αυτό το τμήμα ονομάζεται νεκρή ζώνη. Η μπροστινή τάση που δεν μπορεί να μεταφέρει τη δίοδο ονομάζεται τάση νεκρής ζώνης. Όταν η τάση προς τα εμπρός είναι μεγαλύτερη από την τάση της νεκρής ζώνης, το ηλεκτρικό πεδίο μέσα στη διασταύρωση PN ξεπερνιέται, η δίοδος άγει προς την εμπρός κατεύθυνση και το ρεύμα αυξάνεται γρήγορα με την αύξηση της τάσης. Εντός του κανονικού εύρους χρήσης ρεύματος, η τάση ακροδεκτών της διόδου παραμένει σχεδόν σταθερή κατά τη διάρκεια της αγωγιμότητας και αυτή η τάση ονομάζεται μπροστινή τάση της διόδου. Όταν η μπροστινή τάση κατά μήκος της διόδου υπερβαίνει μια ορισμένη τιμή, το εσωτερικό ηλεκτρικό πεδίο εξασθενεί γρήγορα, το χαρακτηριστικό ρεύμα αυξάνεται γρήγορα και η δίοδος άγει προς την εμπρός κατεύθυνση. Ονομάζεται τάση κατωφλίου ή τάση κατωφλίου, η οποία είναι περίπου 0,5 V για σωλήνες πυριτίου και περίπου 0,1 V για σωλήνες γερμανίου. Η πτώση τάσης προς τα εμπρός αγωγιμότητας των διόδων πυριτίου είναι περίπου 0,6-0,8V και η πτώση τάσης προς τα εμπρός αγωγιμότητας των διόδων γερμανίου είναι περίπου 0,2-0,3V.
Αντίστροφη πολικότητα
Όταν η εφαρμοζόμενη αντίστροφη τάση δεν υπερβαίνει ένα συγκεκριμένο εύρος, το ρεύμα που διέρχεται από τη δίοδο είναι το αντίστροφο ρεύμα που σχηματίζεται από την κίνηση μετατόπισης των μειοψηφικών φορέων. Λόγω του μικρού αντίστροφου ρεύματος, η δίοδος βρίσκεται σε κατάσταση αποκοπής. Αυτό το αντίστροφο ρεύμα είναι επίσης γνωστό ως ρεύμα αντίστροφου κορεσμού ή ρεύμα διαρροής και το αντίστροφο ρεύμα κορεσμού μιας διόδου επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από τη θερμοκρασία. Το αντίστροφο ρεύμα ενός τυπικού τρανζίστορ πυριτίου είναι πολύ μικρότερο από αυτό ενός τρανζίστορ γερμανίου. Το αντίστροφο ρεύμα κορεσμού ενός τρανζίστορ πυριτίου χαμηλής ισχύος είναι της τάξεως του nA, ενώ εκείνο ενός τρανζίστορ γερμανίου χαμηλής ισχύος είναι της τάξης του μ Α. Όταν η θερμοκρασία αυξάνεται, ο ημιαγωγός διεγείρεται από τη θερμότητα, ο αριθμός των Οι μειοψηφικοί φορείς αυξάνονται και το αντίστροφο ρεύμα κορεσμού αυξάνεται επίσης ανάλογα.

ανάλυση
Όταν η εφαρμοζόμενη αντίστροφη τάση υπερβεί μια ορισμένη τιμή, το αντίστροφο ρεύμα θα αυξηθεί ξαφνικά, το οποίο ονομάζεται ηλεκτρική βλάβη. Η κρίσιμη τάση που προκαλεί ηλεκτρική βλάβη ονομάζεται τάση αντίστροφης διάσπασης της διόδου. Όταν συμβαίνει μια ηλεκτρική βλάβη, η δίοδος χάνει την αγωγιμότητα της μονής κατεύθυνσης. Εάν η δίοδος δεν υπερθερμανθεί λόγω ηλεκτρικής βλάβης, η μονοκατευθυντική αγωγιμότητά της ενδέχεται να μην καταστραφεί οριστικά. Η απόδοσή του μπορεί ακόμα να αποκατασταθεί μετά την αφαίρεση της εφαρμοζόμενης τάσης, διαφορετικά η δίοδος θα καταστραφεί. Επομένως, η υπερβολική αντίστροφη τάση που εφαρμόζεται στη δίοδο θα πρέπει να αποφεύγεται κατά τη χρήση.
Μια δίοδος είναι μια συσκευή δύο τερματικών με μονοκατευθυντική αγωγιμότητα, η οποία μπορεί να χωριστεί σε ηλεκτρονικές διόδους και κρυσταλλικές διόδους. Οι ηλεκτρονικές δίοδοι έχουν χαμηλότερη απόδοση από τις κρυσταλλικές διόδους λόγω της απώλειας θερμότητας του νήματος, επομένως σπάνια εμφανίζονται. Οι κρυσταλλικές δίοδοι είναι πιο κοινές και χρησιμοποιούνται ευρέως. Η μονοκατευθυντική αγωγιμότητα των διόδων χρησιμοποιείται σχεδόν σε όλα τα ηλεκτρονικά κυκλώματα και οι δίοδοι ημιαγωγών παίζουν σημαντικό ρόλο σε πολλά κυκλώματα. Είναι μια από τις πρώτες συσκευές ημιαγωγών και έχουν ευρύ φάσμα εφαρμογών.
Η μπροστινή πτώση τάσης μιας διόδου πυριτίου (μη φωτεινού τύπου) είναι 0,7 V, ενώ η μπροστινή πτώση τάσης μιας διόδου γερμανίου είναι 0,3 V. Η μπροστινή πτώση τάσης μιας διόδου εκπομπής φωτός ποικίλλει ανάλογα με τα διαφορετικά φωτεινά χρώματα. Υπάρχουν κυρίως τρία χρώματα και οι συγκεκριμένες τιμές αναφοράς πτώσης τάσης είναι οι εξής: η πτώση τάσης των διόδων εκπομπής κόκκινου φωτός είναι 2,0-2,2 V, η πτώση τάσης των κίτρινων διόδων εκπομπής φωτός είναι 1,8-2,0 V και η τάση Η πτώση των διόδων εκπομπής πράσινου φωτός είναι 3,0-3,2V. Το ονομαστικό ρεύμα κατά την κανονική εκπομπή φωτός είναι περίπου 20 mA.
Η τάση και το ρεύμα μιας διόδου δεν σχετίζονται γραμμικά, επομένως όταν συνδέουμε διαφορετικές διόδους παράλληλα, θα πρέπει να συνδέονται κατάλληλες αντιστάσεις.

χαρακτηριστική καμπύλη
Όπως οι συνδέσεις PN, οι δίοδοι έχουν αγωγιμότητα μονής κατεύθυνσης. Τυπική χαρακτηριστική καμπύλη βολτ αμπέρ διόδου πυριτίου. Όταν εφαρμόζεται τάση προς τα εμπρός σε μια δίοδο, το ρεύμα είναι εξαιρετικά μικρό όταν η τιμή της τάσης είναι χαμηλή. Όταν η τάση υπερβαίνει τα 0,6 V, το ρεύμα αρχίζει να αυξάνεται εκθετικά, το οποίο συνήθως αναφέρεται ως τάση ενεργοποίησης της διόδου. Όταν η τάση φτάσει περίπου τα 0,7 V, η δίοδος βρίσκεται σε κατάσταση πλήρως αγώγιμη, που συνήθως αναφέρεται ως η τάση αγωγιμότητας της διόδου, που αντιπροσωπεύεται από το σύμβολο UD.
Για τις διόδους γερμανίου, η τάση ενεργοποίησης είναι 0,2 V και η τάση αγωγιμότητας UD είναι περίπου 0,3 V. Όταν εφαρμόζεται αντίστροφη τάση σε μια δίοδο, το ρεύμα είναι εξαιρετικά μικρό όταν η τιμή τάσης είναι χαμηλή και η τρέχουσα τιμή του είναι το αντίστροφο ρεύμα κορεσμού IS. Όταν η αντίστροφη τάση υπερβαίνει μια ορισμένη τιμή, το ρεύμα αρχίζει να αυξάνεται απότομα, κάτι που ονομάζεται αντίστροφη διάσπαση. Αυτή η τάση ονομάζεται αντίστροφη τάση διάσπασης της διόδου και αντιπροσωπεύεται από το σύμβολο UBR. Οι τιμές UBR της τάσης διάσπασης διαφορετικών τύπων διόδων ποικίλλουν πολύ, κυμαινόμενες από δεκάδες βολτ έως αρκετές χιλιάδες βολτ.

Αντίστροφη βλάβη
Βλάβη Zener
Η αντίστροφη κατανομή μπορεί να χωριστεί σε δύο τύπους με βάση τον μηχανισμό: ανάλυση Zener και κατανομή χιονοστιβάδας. Σε περίπτωση υψηλής συγκέντρωσης ντόπινγκ, λόγω του μικρού πλάτους της περιοχής φραγμού και της μεγάλης αντίστροφης τάσης, η δομή του ομοιοπολικού δεσμού στην περιοχή φραγμού καταστρέφεται, με αποτέλεσμα τα ηλεκτρόνια σθένους να απελευθερωθούν από ομοιοπολικούς δεσμούς και να δημιουργήσουν ζεύγη ηλεκτρονίων οπών. με αποτέλεσμα την απότομη αύξηση του ρεύματος. Αυτή η ανάλυση ονομάζεται ανάλυση Zener. Εάν η συγκέντρωση ντόπινγκ είναι χαμηλή και το πλάτος της περιοχής φραγμού είναι ευρύ, δεν είναι εύκολο να προκληθεί βλάβη του Zener.

Καταστροφή χιονοστιβάδας
Ένας άλλος τύπος βλάβης είναι η κατάρρευση χιονοστιβάδων. Όταν η αντίστροφη τάση αυξάνεται σε μεγάλη τιμή, το εφαρμοζόμενο ηλεκτρικό πεδίο επιταχύνει την ταχύτητα μετατόπισης των ηλεκτρονίων, προκαλώντας συγκρούσεις με τα ηλεκτρόνια σθένους στον ομοιοπολικό δεσμό, χτυπώντας τα έξω από τον ομοιοπολικό δεσμό και δημιουργώντας νέα ζεύγη οπών ηλεκτρονίων. Οι νεοδημιουργούμενες οπές ηλεκτρονίων επιταχύνονται από ένα ηλεκτρικό πεδίο και συγκρούονται με άλλα ηλεκτρόνια σθένους, προκαλώντας μια αύξηση σαν χιονοστιβάδα στους φορείς φορτίου και μια απότομη αύξηση του ρεύματος. Αυτός ο τύπος βλάβης ονομάζεται ανάλυση χιονοστιβάδας. Ανεξάρτητα από το είδος της βλάβης, εάν το ρεύμα δεν είναι περιορισμένο, μπορεί να προκαλέσει μόνιμη βλάβη στον κόμβο PN.