diodă
În componentele electronice, pentru funcția de redresare este adesea folosit un dispozitiv cu doi electrozi care permite curgerea curentului doar într-o singură direcție. Iar diodele varactor sunt folosite ca condensatoare electronice reglabile. Direcționalitatea curentă deținută de majoritatea diodelor este denumită în mod obișnuit funcția de „rectificare”. Funcția cea mai comună a unei diode este aceea de a permite curentului să treacă doar într-o singură direcție (cunoscută sub numele de polarizare directă) și de a-l bloca în sens invers (cunoscut sub denumirea de polarizare inversă). Prin urmare, diodele pot fi gândite ca versiuni electronice ale supapelor de reținere.
Diode electronice de vid timpurii; Este un dispozitiv electronic care poate conduce curentul unidirecțional. Există o joncțiune PN cu două terminale de plumb în interiorul diodei semiconductoare, iar acest dispozitiv electronic are conductivitate unidirecțională a curentului în funcție de direcția tensiunii aplicate. În general, o diodă cu cristale este o interfață de joncțiune pn formată prin sinterizarea semiconductorilor de tip p și de tip n. Straturile de încărcare spațială sunt formate pe ambele părți ale interfeței sale, formând un câmp electric auto-construit. Când tensiunea aplicată este egală cu zero, curentul de difuzie cauzat de diferența de concentrație a purtătorilor de sarcină de pe ambele părți ale joncțiunii pn și curentul de deriva cauzat de câmpul electric auto-construit sunt egale și într-o stare de echilibru electric, care este, de asemenea, caracteristica diodelor în condiții normale.
Diodele timpurii au inclus „cristale de mustață de pisică” și tuburi cu vid (cunoscute ca „supape de ionizare termică” în Marea Britanie). Cele mai comune diode din zilele noastre folosesc în cea mai mare parte materiale semiconductoare precum siliciul sau germaniul.

caracteristică
Pozitivitate
Când se aplică o tensiune directă, la începutul caracteristicii directe, tensiunea directă este foarte mică și insuficientă pentru a depăși efectul de blocare al câmpului electric din interiorul joncțiunii PN. Curentul direct este aproape zero, iar această secțiune este numită zonă moartă. Tensiunea directă care nu poate face dioda să conducă se numește tensiune din zona moartă. Când tensiunea directă este mai mare decât tensiunea zonei moarte, câmpul electric din interiorul joncțiunii PN este depășit, dioda conduce în direcția înainte, iar curentul crește rapid odată cu creșterea tensiunii. În intervalul normal de utilizare a curentului, tensiunea terminală a diodei rămâne aproape constantă în timpul conducției, iar această tensiune se numește tensiune directă a diodei. Când tensiunea directă peste diodă depășește o anumită valoare, câmpul electric intern este rapid slăbit, curentul caracteristic crește rapid, iar dioda conduce în direcția înainte. Se numește tensiune de prag sau tensiune de prag, care este de aproximativ 0,5 V pentru tuburile de siliciu și aproximativ 0,1 V pentru tuburile de germaniu. Căderea tensiunii de conducție directă a diodelor de siliciu este de aproximativ 0,6-0,8 V, iar scăderea tensiunii de conducție directă a diodelor cu germaniu este de aproximativ 0,2-0,3 V.
Polaritate inversă
Când tensiunea inversă aplicată nu depășește un anumit interval, curentul care trece prin diodă este curentul invers format de mișcarea în derivă a purtătorilor minoritari. Datorită curentului invers mic, dioda este într-o stare de întrerupere. Acest curent invers este cunoscut și ca curent de saturație inversă sau curent de scurgere, iar curentul de saturație inversă al unei diode este foarte afectat de temperatură. Curentul invers al unui tranzistor tipic de siliciu este mult mai mic decât cel al unui tranzistor cu germaniu. Curentul de saturație inversă al unui tranzistor de siliciu de putere mică este de ordinul nA, în timp ce cel al unui tranzistor de germaniu de putere mică este de ordinul μ A. Când temperatura crește, semiconductorul este excitat de căldură, numărul de purtătorii minoritari crește, iar curentul de saturație inversă crește în consecință.

dărâma
Când tensiunea inversă aplicată depășește o anumită valoare, curentul invers va crește brusc, ceea ce se numește defecțiune electrică. Tensiunea critică care provoacă defecțiunea electrică se numește tensiune inversă de defalcare a diodei. Când are loc o defecțiune electrică, dioda își pierde conductivitatea unidirecțională. Dacă dioda nu se supraîncălzește din cauza defecțiunii electrice, este posibil ca conductivitatea sa unidirecțională să nu fie distrusă permanent. Performanța acestuia poate fi încă restabilită după îndepărtarea tensiunii aplicate, altfel dioda va fi deteriorată. Prin urmare, tensiunea inversă excesivă aplicată diodei trebuie evitată în timpul utilizării.
O diodă este un dispozitiv cu două terminale cu conductivitate unidirecțională, care poate fi împărțit în diode electronice și diode cu cristal. Diodele electronice au o eficiență mai mică decât diodele cu cristal din cauza pierderii de căldură a filamentului, deci sunt rar văzute. Diodele de cristal sunt mai frecvente și utilizate în mod obișnuit. Conductivitatea unidirecțională a diodelor este utilizată în aproape toate circuitele electronice, iar diodele semiconductoare joacă un rol important în multe circuite. Sunt unul dintre cele mai vechi dispozitive semiconductoare și au o gamă largă de aplicații.
Căderea de tensiune directă a unei diode de siliciu (de tip neluminos) este de 0,7 V, în timp ce căderea de tensiune directă a unei diode cu germaniu este de 0,3 V. Căderea de tensiune directă a unei diode emițătoare de lumină variază în funcție de diferitele culori luminoase. Există în principal trei culori, iar valorile de referință specifice căderii de tensiune sunt următoarele: căderea de tensiune a diodelor emițătoare de lumină roșie este de 2,0-2,2 V, căderea de tensiune a diodelor emițătoare de lumină galbenă este de 1,8-2,0 V și tensiunea. scăderea diodelor emițătoare de lumină verde este de 3,0-3,2 V. Curentul nominal în timpul emisiei normale de lumină este de aproximativ 20 mA.
Tensiunea și curentul unei diode nu sunt legate liniar, așa că atunci când conectați diferite diode în paralel, ar trebui conectate rezistențe adecvate.

curba caracteristica
La fel ca joncțiunile PN, diodele au conductivitate unidirecțională. Curba caracteristică tipică a diodei cu siliciu. Când o tensiune directă este aplicată unei diode, curentul este extrem de mic când valoarea tensiunii este scăzută; Când tensiunea depășește 0,6 V, curentul începe să crească exponențial, ceea ce este denumit în mod obișnuit tensiunea de pornire a diodei; Când tensiunea atinge aproximativ 0,7 V, dioda este într-o stare complet conductivă, denumită de obicei tensiunea de conducere a diodei, reprezentată de simbolul UD.
Pentru diodele cu germaniu, tensiunea de pornire este de 0,2 V, iar tensiunea de conducere UD este de aproximativ 0,3 V. Când o tensiune inversă este aplicată unei diode, curentul este extrem de mic când valoarea tensiunii este scăzută, iar valoarea sa curentă este curentul de saturație inversă IS. Când tensiunea inversă depășește o anumită valoare, curentul începe să crească brusc, ceea ce se numește defalcare inversă. Această tensiune se numește tensiunea de defalcare inversă a diodei și este reprezentată de simbolul UBR. Valorile UBR ale tensiunii de defalcare ale diferitelor tipuri de diode variază foarte mult, variind de la zeci de volți la câteva mii de volți.

Defalcare inversă
Avarie Zener
Defalcarea inversă poate fi împărțită în două tipuri în funcție de mecanism: defalcare Zener și defalcare avalanșă. În cazul unei concentrații mari de dopaj, din cauza lățimii mici a regiunii barierei și a tensiunii inverse mari, structura legăturii covalente din regiunea barierei este distrusă, determinând ca electronii de valență să se elibereze de legăturile covalente și să genereze perechi de găuri de electroni, rezultând o creștere bruscă a curentului. Această defalcare se numește defalcare Zener. Dacă concentrația de dopaj este scăzută și lățimea regiunii barierei este mare, nu este ușor să provocați defectarea Zenerului.

Defectarea avalanșelor
Un alt tip de avarie este avalanșa. Când tensiunea inversă crește la o valoare mare, câmpul electric aplicat accelerează viteza de deplasare a electronilor, provocând ciocniri cu electronii de valență din legătura covalentă, scoțându-i din legătura covalentă și generând noi perechi de găuri de electroni. Găurile de electroni nou generate sunt accelerate de un câmp electric și se ciocnesc cu alți electroni de valență, provocând o avalanșă ca o creștere a purtătorilor de sarcină și o creștere bruscă a curentului. Acest tip de avarie se numește avalanșă. Indiferent de tipul de avarie, în cazul în care curentul nu este limitat, acesta poate cauza deteriorarea permanentă a joncțiunii PN.