diode
I elektroniske komponenter bruges en enhed med to elektroder, der kun tillader strøm at flyde i en enkelt retning, ofte til sin ensretningsfunktion. Og varaktordioder bruges som elektroniske justerbare kondensatorer. Den nuværende retningsbestemmelse, som de fleste dioder besidder, omtales almindeligvis som "enretningsfunktionen". Den mest almindelige funktion af en diode er at tillade strøm kun at passere i en enkelt retning (kendt som forlæns bias), og at blokere den baglæns (kendt som reverse bias). Derfor kan dioder opfattes som elektroniske udgaver af kontraventiler.
Tidlige vakuum elektroniske dioder; Det er en elektronisk enhed, der kan lede strøm ensrettet. Der er en PN-forbindelse med to ledningsterminaler inde i halvlederdioden, og denne elektroniske enhed har ensrettet strømledningsevne i henhold til retningen af ​​den påførte spænding. Generelt set er en krystaldiode en pn-forbindelsesgrænseflade dannet af sintring af p-type og n-type halvledere. Rumladningslag er dannet på begge sider af dets grænseflade og danner et selvbygget elektrisk felt. Når den påtrykte spænding er lig med nul, er diffusionsstrømmen forårsaget af koncentrationsforskellen af ​​ladningsbærere på begge sider af pn-forbindelsen og driftstrømmen forårsaget af det selvbyggede elektriske felt ens og i en elektrisk ligevægtstilstand, hvilket også er karakteristika for dioder under normale forhold.
Tidlige dioder inkluderede "cat whisker crystals" og vakuumrør (kendt som "termiske ioniseringsventiler" i Storbritannien). De mest almindelige dioder i dag bruger for det meste halvledermaterialer som silicium eller germanium.

karakteristisk
Positivitet
Når en fremadspænding påføres, i begyndelsen af ​​den fremadgående karakteristik, er fremadspændingen meget lille og ikke nok til at overvinde den blokerende effekt af det elektriske felt inde i PN-forbindelsen. Den fremadgående strøm er næsten nul, og denne sektion kaldes den døde zone. Den fremadgående spænding, der ikke kan få dioden til at lede, kaldes dødzonespændingen. Når fremadspændingen er større end dødzonespændingen, overvindes det elektriske felt inde i PN-forbindelsen, dioden leder i fremadgående retning, og strømmen stiger hurtigt med spændingens stigning. Inden for det normale område for strømforbrug forbliver diodens terminalspænding næsten konstant under ledning, og denne spænding kaldes diodens fremadspænding. Når fremadspændingen over dioden overstiger en vis værdi, svækkes det indre elektriske felt hurtigt, den karakteristiske strøm stiger hurtigt, og dioden leder i fremadgående retning. Det kaldes tærskelspænding eller tærskelspænding, som er omkring 0,5V for siliciumrør og omkring 0,1V for germaniumrør. Fremadledningsspændingsfaldet for siliciumdioder er omkring 0,6-0,8V, og fremadledningsspændingsfaldet for germaniumdioder er omkring 0,2-0,3V.
Omvendt polaritet
Når den påførte omvendte spænding ikke overstiger et vist område, er strømmen, der passerer gennem dioden, den omvendte strøm, der dannes af afdriftsbevægelsen af ​​minoritetsbærere. På grund af den lille omvendte strøm er dioden i en afbrudt tilstand. Denne omvendte strøm er også kendt som omvendt mætningsstrøm eller lækstrøm, og den omvendte mætningsstrøm af en diode er meget påvirket af temperaturen. Den omvendte strøm af en typisk siliciumtransistor er meget mindre end for en germaniumtransistor. Den omvendte mætningsstrøm for en laveffekt siliciumtransistor er i størrelsesordenen nA, mens den for en laveffekts germaniumtransistor er i størrelsesordenen μ A. Når temperaturen stiger, exciteres halvlederen af ​​varme, antallet af minoritetsbærere stiger, og den omvendte mætningsstrøm stiger også tilsvarende.

sammenbrud
Når den påførte omvendte spænding overstiger en vis værdi, vil den omvendte strøm pludselig stige, hvilket kaldes elektrisk nedbrud. Den kritiske spænding, der forårsager elektrisk nedbrud, kaldes diodens omvendte gennembrudsspænding. Når der opstår et elektrisk sammenbrud, mister dioden sin ensrettede ledningsevne. Hvis dioden ikke overophedes på grund af elektrisk nedbrud, kan dens ensrettede ledningsevne ikke blive permanent ødelagt. Dens ydeevne kan stadig genoprettes efter fjernelse af den påførte spænding, ellers vil dioden blive beskadiget. Derfor bør overdreven omvendt spænding påført dioden undgås under brug.
En diode er en to-terminal enhed med ensrettet ledningsevne, som kan opdeles i elektroniske dioder og krystaldioder. Elektroniske dioder har lavere effektivitet end krystaldioder på grund af glødetrådens varmetab, så de ses sjældent. Krystaldioder er mere almindelige og almindeligt anvendte. Dioders ensrettede ledningsevne bruges i næsten alle elektroniske kredsløb, og halvlederdioder spiller en vigtig rolle i mange kredsløb. De er en af ​​de tidligste halvlederenheder og har en bred vifte af applikationer.
Fremadspændingsfaldet for en siliciumdiode (ikke lysende type) er 0,7V, mens fremadspændingsfaldet for en germaniumdiode er 0,3V. Fremadspændingsfaldet af en lysdiode varierer med forskellige lysende farver. Der er hovedsageligt tre farver, og de specifikke spændingsfaldsreferenceværdier er som følger: Spændingsfaldet for røde lysdioder er 2,0-2,2V, spændingsfaldet for gule lysemitterende dioder er 1,8-2,0V, og spændingen dråbe grønne lysdioder er 3,0-3,2V. Den nominelle strøm under normal lysudsendelse er omkring 20mA.
Spændingen og strømmen af ​​en diode er ikke lineært relateret, så når du forbinder forskellige dioder parallelt, skal passende modstande tilsluttes.

karakteristisk kurve
Ligesom PN-forbindelser har dioder ensrettet ledningsevne. Typisk volt ampere karakteristisk kurve for siliciumdiode. Når en fremadspænding påføres en diode, er strømmen ekstremt lille, når spændingsværdien er lav; Når spændingen overstiger 0,6V, begynder strømmen at stige eksponentielt, hvilket almindeligvis omtales som diodens tændspænding; Når spændingen når omkring 0,7V, er dioden i en fuldt ledende tilstand, normalt omtalt som diodens ledningsspænding, repræsenteret ved symbolet UD.
For germaniumdioder er tændspændingen 0,2V og ledningsspændingen UD ca. 0,3V. Når en omvendt spænding påføres en diode, er strømmen ekstremt lille, når spændingsværdien er lav, og dens aktuelle værdi er den omvendte mætningsstrøm IS. Når omvendt spænding overstiger en vis værdi, begynder strømmen at stige kraftigt, hvilket kaldes omvendt nedbrydning. Denne spænding kaldes diodens omvendte gennembrudsspænding og er repræsenteret ved symbolet UBR. Nedbrydningsspændingens UBR-værdier for forskellige typer dioder varierer meget, lige fra titusinder af volt til flere tusinde volt.

Omvendt nedbrydning
Zener-sammenbrud
Omvendt nedbrydning kan opdeles i to typer baseret på mekanismen: Zener-nedbrydning og lavine-nedbrydning. I tilfælde af høj dopingkoncentration, på grund af den lille bredde af barriereområdet og den store omvendte spænding, ødelægges den kovalente bindingsstruktur i barriereområdet, hvilket får valenselektronerne til at bryde fri fra kovalente bindinger og generere elektronhulpar, hvilket resulterer i en kraftig stigning i strømmen. Denne nedbrydning kaldes Zener-nedbrydning. Hvis dopingkoncentrationen er lav, og bredden af ​​barriereområdet er bred, er det ikke let at forårsage Zener-nedbrydning.

Lavinesammenbrud
En anden type nedbrud er lavinenedbrud. Når den omvendte spænding stiger til en stor værdi, accelererer det påførte elektriske felt elektrondriftshastigheden, hvilket forårsager kollisioner med valenselektronerne i den kovalente binding, slår dem ud af den kovalente binding og genererer nye elektronhulpar. De nyligt genererede elektronhuller accelereres af et elektrisk felt og kolliderer med andre valenselektroner, hvilket forårsager en lavinelignende stigning i ladningsbærere og en kraftig stigning i strøm. Denne type nedbrud kaldes lavinesammenbrud. Uanset typen af ​​nedbrud, hvis strømmen ikke er begrænset, kan det forårsage permanent skade på PN-forbindelsen.