dioda
V elektronických součástkách se pro svou rektifikační funkci často používá zařízení se dvěma elektrodami, které umožňuje proudění proudu pouze jedním směrem. A varaktorové diody se používají jako elektronické nastavitelné kondenzátory. Směrovost proudu, kterou má většina diod, se běžně označuje jako „usměrňovací“ funkce. Nejběžnější funkcí diody je umožnit průchod proudu pouze v jednom směru (známé jako předpětí) a blokovat jej v opačném směru (známé jako zpětné předpětí). Proto lze diody považovat za elektronické verze zpětných ventilů.
Časné vakuové elektronické diody; Je to elektronické zařízení, které může vést proud jednosměrně. Uvnitř polovodičové diody je PN přechod se dvěma vývodovými svorkami a toto elektronické zařízení má jednosměrnou proudovou vodivost podle směru přiváděného napětí. Obecně řečeno, krystalová dioda je rozhraní pn přechodu vytvořené slinováním polovodičů typu p a n. Na obou stranách jeho rozhraní jsou vytvořeny vrstvy vesmírného náboje, které tvoří vlastní elektrické pole. Když je aplikované napětí rovno nule, difúzní proud způsobený rozdílem koncentrací nosičů náboje na obou stranách pn přechodu a driftový proud způsobený vlastním elektrickým polem jsou stejné a v elektrickém rovnovážném stavu, který je také charakteristika diod za normálních podmínek.
První diody zahrnovaly „krystaly kočičích vousů“ a vakuové trubice (ve Velké Británii známé jako „tepelné ionizační ventily“). Nejběžnější diody v dnešní době většinou využívají polovodičové materiály jako křemík nebo germanium.

charakteristický
pozitivita
Když je aplikováno propustné napětí, na začátku propustné charakteristiky je propustné napětí velmi malé a nestačí k překonání blokovacího účinku elektrického pole uvnitř PN přechodu. Dopředný proud je téměř nulový a tato sekce se nazývá mrtvá zóna. Propustné napětí, které nemůže vést k vedení diody, se nazývá napětí v mrtvé zóně. Když je propustné napětí větší než napětí v mrtvé zóně, elektrické pole uvnitř PN přechodu je překonáno, dioda vede v propustném směru a proud rychle roste s nárůstem napětí. V normálním rozsahu použití proudu zůstává svorkové napětí diody během vedení téměř konstantní a toto napětí se nazývá propustné napětí diody. Když propustné napětí na diodě překročí určitou hodnotu, vnitřní elektrické pole rychle zeslábne, charakteristický proud se rychle zvýší a dioda vede v propustném směru. Říká se tomu prahové napětí nebo prahové napětí, které je asi 0,5 V pro křemíkové trubice a asi 0,1 V pro germaniové trubice. Pokles napětí v propustném vedení křemíkových diod je asi 0,6-0,8 V a úbytek napětí v propustném vedení u germaniových diod je asi 0,2-0,3 V.
Opačná polarita
Když použité zpětné napětí nepřekročí určitý rozsah, proud procházející diodou je zpětný proud tvořený driftovým pohybem menšinových nosičů. Díky malému zpětnému proudu je dioda v odpojeném stavu. Tento zpětný proud je také známý jako zpětný saturační proud nebo svodový proud a zpětný saturační proud diody je značně ovlivněn teplotou. Zpětný proud typického křemíkového tranzistoru je mnohem menší než u germaniového tranzistoru. Zpětný saturační proud nízkovýkonového křemíkového tranzistoru je v řádu nA, zatímco u nízkovýkonového germaniového tranzistoru je v řádu μ A. Při zvýšení teploty je polovodič vybuzen teplem, počet menšinových nosičů se zvyšuje a odpovídajícím způsobem se také zvyšuje reverzní saturační proud.

zhroucení
Když použité zpětné napětí překročí určitou hodnotu, zpětný proud se náhle zvýší, což se nazývá elektrický průraz. Kritické napětí, které způsobuje elektrický průraz, se nazývá reverzní průrazné napětí diody. Když dojde k elektrickému průrazu, dioda ztratí svou jednosměrnou vodivost. Pokud se dioda vlivem elektrického průrazu nepřehřívá, její jednosměrná vodivost nemusí být trvale zničena. Její výkon lze ještě obnovit po odstranění přivedeného napětí, jinak dojde k poškození diody. Proto je třeba se během používání vyvarovat nadměrného zpětného napětí aplikovaného na diodu.
Dioda je dvoupólové zařízení s jednosměrnou vodivostí, které lze rozdělit na elektronické diody a krystalové diody. Elektronické diody mají nižší účinnost než krystalové diody kvůli tepelným ztrátám vlákna, takže jsou vidět jen zřídka. Krystalové diody jsou běžnější a běžně používané. Jednosměrná vodivost diod se používá téměř ve všech elektronických obvodech a polovodičové diody hrají důležitou roli v mnoha obvodech. Jsou jedním z prvních polovodičových zařízení a mají širokou škálu aplikací.
Pokles napětí v propustném směru u křemíkové diody (nesvítící typ) je 0,7 V, zatímco u germaniové diody v propustném směru je 0,3 V. Pokles napětí v propustném směru u světelné diody se mění s různými barvami světla. Existují hlavně tři barvy a specifické referenční hodnoty poklesu napětí jsou následující: pokles napětí červených diod emitujících světlo je 2,0–2,2 V, úbytek napětí žlutých diod emitujících světlo je 1,8–2,0 V a napětí pokles zelených diod je 3,0-3,2V. Jmenovitý proud při normálním vyzařování světla je asi 20 mA.
Napětí a proud diody nejsou lineárně úměrné, takže při paralelním zapojení různých diod by měly být zapojeny vhodné odpory.

charakteristická křivka
Stejně jako PN přechody mají diody jednosměrnou vodivost. Typická voltampérová charakteristika křemíkové diody. Když je na diodu aplikováno propustné napětí, je proud extrémně malý, když je hodnota napětí nízká; Když napětí překročí 0,6V, proud začne exponenciálně narůstat, což se běžně označuje jako spínací napětí diody; Když napětí dosáhne asi 0,7V, dioda je v plně vodivém stavu, obvykle označovaném jako vodivostní napětí diody, reprezentované symbolem UD.
U germaniových diod je spínací napětí 0,2V a vodivé napětí UD je přibližně 0,3V. Když je na diodu přivedeno zpětné napětí, je proud extrémně malý, když je hodnota napětí nízká, a jeho aktuální hodnota je zpětný saturační proud IS. Když zpětné napětí překročí určitou hodnotu, proud začne prudce narůstat, což se nazývá reverzní průraz. Toto napětí se nazývá zpětné průrazné napětí diody a je reprezentováno symbolem UBR. Hodnoty průrazného napětí UBR různých typů diod se velmi liší, pohybují se od desítek voltů do několika tisíc voltů.

Reverzní členění
Zenerova porucha
Reverzní členění lze rozdělit na dva typy na základě mechanismu: Zenerovo členění a lavinové členění. V případě vysoké koncentrace dopingu je v důsledku malé šířky oblasti bariéry a velkého zpětného napětí zničena struktura kovalentní vazby v oblasti bariéry, což způsobuje, že se valenční elektrony uvolňují z kovalentních vazeb a vytvářejí páry elektronových děr, což má za následek prudký nárůst proudu. Toto členění se nazývá Zenerovo členění. Pokud je koncentrace dopingu nízká a šířka oblasti bariéry je široká, není snadné způsobit Zenerovu poruchu.

Lavinový rozpad
Dalším typem poruchy je lavinový rozpad. Když se zpětné napětí zvýší na velkou hodnotu, aplikované elektrické pole zrychlí rychlost driftu elektronů, což způsobí srážky s valenčními elektrony v kovalentní vazbě, vyrazí je z kovalentní vazby a vytvoří nové páry elektronových děr. Nově generované elektronové díry jsou urychlovány elektrickým polem a srážejí se s jinými valenčními elektrony, což způsobuje lavinový nárůst nosičů náboje a prudký nárůst proudu. Tento typ poruchy se nazývá lavinový rozpad. Bez ohledu na typ poruchy, pokud proud není omezen, může způsobit trvalé poškození PN přechodu.