diodo
Nei componenti elettronici, per la sua funzione di raddrizzamento viene spesso utilizzato un dispositivo con due elettrodi che consente alla corrente di fluire solo in un'unica direzione. E i diodi varactor sono usati come condensatori elettronici regolabili. La direzionalità di corrente posseduta dalla maggior parte dei diodi viene comunemente definita funzione di “rettifica”. La funzione più comune di un diodo è consentire alla corrente di passare solo in un'unica direzione (nota come polarizzazione diretta) e bloccarla al contrario (nota come polarizzazione inversa). Pertanto, i diodi possono essere considerati versioni elettroniche delle valvole di ritegno.
I primi diodi elettronici a vuoto; È un dispositivo elettronico in grado di condurre corrente unidirezionalmente. All'interno del diodo a semiconduttore è presente una giunzione PN con due terminali in piombo e questo dispositivo elettronico ha una conduttività di corrente unidirezionale in base alla direzione della tensione applicata. In generale, un diodo a cristallo è un'interfaccia a giunzione pn formata dalla sinterizzazione di semiconduttori di tipo p e di tipo n. Strati di carica spaziale si formano su entrambi i lati della sua interfaccia, formando un campo elettrico autocostruito. Quando la tensione applicata è uguale a zero, la corrente di diffusione causata dalla differenza di concentrazione dei portatori di carica su entrambi i lati della giunzione pn e la corrente di deriva causata dal campo elettrico autocostruito sono uguali e in uno stato di equilibrio elettrico, che è anche la caratteristica dei diodi in condizioni normali.
I primi diodi includevano “cristalli di baffi di gatto” e tubi a vuoto (noti come “valvole di ionizzazione termica” nel Regno Unito). I diodi più comuni oggigiorno utilizzano principalmente materiali semiconduttori come silicio o germanio.

caratteristica
Positività
Quando viene applicata una tensione diretta, all'inizio della caratteristica diretta, la tensione diretta è molto piccola e non sufficiente a superare l'effetto di blocco del campo elettrico all'interno della giunzione PN. La corrente diretta è quasi zero e questa sezione è chiamata zona morta. La tensione diretta che non può far condurre il diodo è chiamata tensione di zona morta. Quando la tensione diretta è maggiore della tensione della zona morta, il campo elettrico all'interno della giunzione PN viene superato, il diodo conduce nella direzione diretta e la corrente aumenta rapidamente con l'aumento della tensione. Nell'intervallo normale di utilizzo della corrente, la tensione terminale del diodo rimane quasi costante durante la conduzione e questa tensione è chiamata tensione diretta del diodo. Quando la tensione diretta attraverso il diodo supera un certo valore, il campo elettrico interno si indebolisce rapidamente, la corrente caratteristica aumenta rapidamente e il diodo conduce nella direzione diretta. Si chiama tensione di soglia o tensione di soglia, che è di circa 0,5 V per i tubi in silicio e di circa 0,1 V per i tubi in germanio. La caduta di tensione di conduzione diretta dei diodi al silicio è di circa 0,6-0,8 V e la caduta di tensione di conduzione diretta dei diodi al germanio è di circa 0,2-0,3 V.
Polarità inversa
Quando la tensione inversa applicata non supera un certo intervallo, la corrente che passa attraverso il diodo è la corrente inversa formata dal movimento di deriva dei portatori minoritari. A causa della piccola corrente inversa, il diodo è in uno stato di interruzione. Questa corrente inversa è nota anche come corrente di saturazione inversa o corrente di dispersione e la corrente di saturazione inversa di un diodo è fortemente influenzata dalla temperatura. La corrente inversa di un tipico transistor al silicio è molto inferiore a quella di un transistor al germanio. La corrente di saturazione inversa di un transistor al silicio a bassa potenza è dell'ordine dei nA, mentre quella di un transistor al germanio a bassa potenza è dell'ordine dei μ A. Quando la temperatura aumenta, il semiconduttore viene eccitato dal calore, il numero di i portatori minoritari aumentano e anche la corrente di saturazione inversa aumenta di conseguenza.

guasto
Quando la tensione inversa applicata supera un certo valore, la corrente inversa aumenterà improvvisamente, fenomeno chiamato guasto elettrico. La tensione critica che causa la rottura elettrica è chiamata tensione di rottura inversa del diodo. Quando si verifica un guasto elettrico, il diodo perde la sua conduttività unidirezionale. Se il diodo non si surriscalda a causa di un guasto elettrico, la sua conduttività unidirezionale potrebbe non essere distrutta in modo permanente. Le sue prestazioni possono ancora essere ripristinate dopo aver rimosso la tensione applicata, altrimenti il ​​diodo verrà danneggiato. Pertanto, durante l'uso è necessario evitare un'eccessiva tensione inversa applicata al diodo.
Un diodo è un dispositivo a due terminali con conduttività unidirezionale, che può essere suddiviso in diodi elettronici e diodi a cristallo. I diodi elettronici hanno un'efficienza inferiore rispetto ai diodi a cristallo a causa della perdita di calore del filamento, quindi si vedono raramente. I diodi a cristallo sono più comuni e comunemente usati. La conduttività unidirezionale dei diodi viene utilizzata in quasi tutti i circuiti elettronici e i diodi a semiconduttore svolgono un ruolo importante in molti circuiti. Sono uno dei primi dispositivi a semiconduttore e hanno una vasta gamma di applicazioni.
La caduta di tensione diretta di un diodo al silicio (di tipo non luminoso) è 0,7 V, mentre la caduta di tensione diretta di un diodo al germanio è 0,3 V. La caduta di tensione diretta di un diodo emettitore di luce varia con diversi colori luminosi. Esistono principalmente tre colori e i valori di riferimento specifici della caduta di tensione sono i seguenti: la caduta di tensione dei diodi emettitori di luce rossi è 2,0-2,2 V, la caduta di tensione dei diodi emettitori di luce gialli è 1,8-2,0 V e la caduta di tensione caduta di diodi emettitori di luce verde è 3,0-3,2 V. La corrente nominale durante la normale emissione di luce è di circa 20 mA.
La tensione e la corrente di un diodo non sono correlate in modo lineare, quindi quando si collegano diversi diodi in parallelo è necessario collegare resistori appropriati.

curva caratteristica
Come le giunzioni PN, i diodi hanno conduttività unidirezionale. Tipica curva caratteristica volt-ampere del diodo al silicio. Quando ad un diodo viene applicata una tensione diretta, la corrente è estremamente piccola quando il valore della tensione è basso; Quando la tensione supera 0,6 V, la corrente inizia ad aumentare in modo esponenziale, fenomeno comunemente indicato come tensione di accensione del diodo; Quando la tensione raggiunge circa 0,7 V, il diodo è in uno stato completamente conduttivo, solitamente indicato come tensione di conduzione del diodo, rappresentato dal simbolo UD.
Per i diodi al germanio, la tensione di accensione è 0,2 V e la tensione di conduzione UD è circa 0,3 V. Quando viene applicata una tensione inversa a un diodo, la corrente è estremamente piccola quando il valore della tensione è basso e il suo valore corrente è la corrente di saturazione inversa IS. Quando la tensione inversa supera un certo valore, la corrente inizia ad aumentare bruscamente, fenomeno chiamato guasto inverso. Questa tensione è chiamata tensione di rottura inversa del diodo ed è rappresentata dal simbolo UBR. I valori della tensione di rottura UBR dei diversi tipi di diodi variano notevolmente, da decine di volt a diverse migliaia di volt.

Ripartizione inversa
Rottura Zener
La rottura inversa può essere divisa in due tipi in base al meccanismo: rottura Zener e rottura valanga. In caso di elevata concentrazione di drogaggio, a causa della piccola larghezza della regione della barriera e della grande tensione inversa, la struttura del legame covalente nella regione della barriera viene distrutta, facendo sì che gli elettroni di valenza si liberino dai legami covalenti e generino coppie di lacune elettroniche, con conseguente forte aumento della corrente. Questa ripartizione è chiamata ripartizione Zener. Se la concentrazione di drogaggio è bassa e la larghezza della regione della barriera è ampia, non è facile causare la rottura dello Zener.

Rottura di valanghe
Un altro tipo di guasto è il crollo delle valanghe. Quando la tensione inversa aumenta fino a raggiungere un valore elevato, il campo elettrico applicato accelera la velocità di deriva degli elettroni, provocando collisioni con gli elettroni di valenza nel legame covalente, facendoli uscire dal legame covalente e generando nuove coppie di lacune elettroniche. Le lacune elettroniche appena generate vengono accelerate da un campo elettrico e si scontrano con altri elettroni di valenza, provocando un aumento simile a una valanga dei portatori di carica e un forte aumento della corrente. Questo tipo di guasto è chiamato guasto da valanga. Indipendentemente dal tipo di guasto, se la corrente non viene limitata, può causare danni permanenti alla giunzione PN.