Enheten och principen för driften av dioden
En diod är den enklaste halvledarenheten som kan hittas på kretskortet på alla elektroniska enheter idag. Beroende på den interna strukturen och tekniska egenskaperna klassificeras dioder i flera typer: universal, likriktare, puls, zenerdioder, tunneldioder och varicaps. De används för likriktning, spänningsbegränsning, detektering, modulering etc. — beroende på syftet med den anordning i vilken de används.
Diodens bas är p-n-korsningbildas av halvledarmaterial med två olika typer av konduktivitet. Två ledningar är anslutna till diodkristallen som kallas katod (negativ elektrod) och anod (positiv elektrod). Det finns ett halvledarområde av p-typ på anodsidan och ett halvledarområde av n-typ på katodsidan. Denna diodenhet ger den en unik egenskap - ström flyter endast i en (framåt) riktning, från anod till katod. Omvänt leder en normalt fungerande diod inte ström.
I anodområdet (p-typ) är de huvudsakliga laddningsbärarna positivt laddade hål och i katodområdet (n-typ) negativt laddade elektroner. Diodledarna är kontaktmetallytor till vilka ledningarna är lödda.
När dioden leder ström i framåtriktningen betyder det att den är i öppet tillstånd. Om strömmen inte passerar genom p-n-övergången stänger dioden. Således kan dioden vara i ett av två stabila tillstånd: öppen eller stängd.
Genom att ansluta dioden i DC-spänningskällans krets, anoden till den positiva terminalen och katoden till den negativa terminalen, får vi framförspänningen av pn-övergången. Och om källspänningen visar sig vara tillräcklig (0,7 volt är tillräckligt för en kiseldiod), kommer dioden att öppnas och börja leda ström. Storleken på denna ström kommer att bero på storleken på den applicerade spänningen och diodens inre resistans.
Varför gick dioden i ledande tillstånd? För med korrekt påslagning av dioden rusade elektronerna från n-regionen, under inverkan av källans EMF, till sin positiva elektrod, till hålen från p-regionen, som nu rör sig till den negativa elektroden av källan, till elektronerna.
Vid gränsen av regionerna (vid själva p-n-korsningen) vid denna tidpunkt finns en rekombination av elektroner och hål, deras ömsesidiga absorption. Och källan tvingas att kontinuerligt tillföra nya elektroner och hål till p-n-övergångsområdet, vilket ökar deras koncentration.
Men vad händer om dioden är omvänd, med katoden till den positiva terminalen på källan och anoden till den negativa terminalen? Hål och elektroner sprids i olika riktningar - mot terminalerna - från korsningen, och ett område som är utarmat på laddningsbärare - en potentiell barriär - dyker upp nära korsningen. Ström som orsakas av de flesta laddningsbärare (elektroner och hål) kommer helt enkelt inte att uppstå.
Men diodkristallen är inte perfekt; förutom de stora laddningsbärarna har den även mindre laddningsbärare i sig som kommer att skapa en mycket försumbar diodbackström mätt i mikroampere. Men dioden i detta tillstånd är stängd eftersom dess p-n-övergång är omvänt förspänd.
Spänningen vid vilken dioden växlar från stängt till öppet tillstånd kallas diodframspänningen (se — Grundläggande parametrar för dioder), vilket i huvudsak är spänningsfallet över p-n-övergången. Diodens resistans mot framåtströmmen är inte konstant, den beror på storleken på strömmen genom dioden och är i storleksordningen flera ohm. Den omvänd polaritetsspänningen vid vilken dioden stängs av kallas omvänd diodspänning. Det omvända motståndet för en diod i detta tillstånd mäts i tusentals ohm.
Uppenbarligen kan en diod växla från ett öppet tillstånd till ett stängt tillstånd och vice versa när polariteten för spänningen som appliceras på den ändras. Likriktarens funktion är baserad på denna egenskap hos dioden. Så i en sinusformad AC-krets kommer dioden att leda ström endast under den positiva halvvågen och kommer att blockeras under den negativa halvvågen.
Se även om detta ämne:Vad är skillnaden mellan pulsdioder och likriktare