điốt
Trong các linh kiện điện tử, một thiết bị có hai điện cực chỉ cho phép dòng điện chạy theo một hướng thường được sử dụng cho chức năng chỉnh lưu của nó. Và điốt varactor được sử dụng làm tụ điện điều chỉnh điện tử. Tính định hướng dòng điện mà hầu hết các điốt sở hữu thường được gọi là chức năng “chỉnh lưu”. Chức năng phổ biến nhất của diode là cho phép dòng điện chỉ đi qua theo một hướng duy nhất (được gọi là phân cực thuận) và chặn dòng điện ngược lại (được gọi là phân cực ngược). Vì vậy, điốt có thể được coi là phiên bản điện tử của van một chiều.
Điốt điện tử chân không đời đầu; Nó là một thiết bị điện tử có thể dẫn dòng điện một chiều. Có một điểm nối PN với hai cực chì bên trong diode bán dẫn và thiết bị điện tử này có khả năng dẫn dòng điện một chiều theo hướng của điện áp đặt vào. Nói chung, diode tinh thể là một giao diện tiếp giáp pn được hình thành bằng cách thiêu kết các chất bán dẫn loại p và loại n. Các lớp điện tích không gian được hình thành trên cả hai mặt của bề mặt tiếp xúc của nó, tạo thành một điện trường tự tạo. Khi điện áp đặt vào bằng 0, dòng khuếch tán gây ra bởi sự chênh lệch nồng độ của các hạt mang điện ở cả hai phía của tiếp giáp pn và dòng trôi do điện trường tự tạo gây ra đều bằng nhau và ở trạng thái cân bằng điện. đặc tính của điốt trong điều kiện bình thường.
Điốt ban đầu bao gồm “tinh thể râu mèo” và ống chân không (được gọi là “van ion hóa nhiệt” ở Anh). Các điốt phổ biến nhất hiện nay chủ yếu sử dụng vật liệu bán dẫn như silicon hoặc germanium.

đặc trưng
tích cực
Khi đặt điện áp thuận vào, khi bắt đầu đặc tính thuận, điện áp thuận rất nhỏ và không đủ để khắc phục hiệu ứng chặn của điện trường bên trong tiếp giáp PN. Dòng điện phía trước gần như bằng 0 và phần này được gọi là vùng chết. Điện áp chuyển tiếp không thể làm cho diode dẫn điện được gọi là điện áp vùng chết. Khi điện áp chuyển tiếp lớn hơn điện áp vùng chết, điện trường bên trong tiếp giáp PN bị khắc phục, diode dẫn theo hướng thuận và dòng điện tăng nhanh khi tăng điện áp. Trong phạm vi sử dụng dòng điện thông thường, điện áp đầu cực của diode gần như không đổi trong quá trình dẫn điện và điện áp này được gọi là điện áp chuyển tiếp của diode. Khi điện áp chuyển tiếp trên diode vượt quá một giá trị nhất định, điện trường bên trong nhanh chóng bị suy yếu, dòng điện đặc tính tăng nhanh và diode dẫn theo hướng thuận. Nó được gọi là điện áp ngưỡng hoặc điện áp ngưỡng, khoảng 0,5V đối với ống silicon và khoảng 0,1V đối với ống germanium. Độ sụt điện áp dẫn thuận của điốt silicon là khoảng 0,6-0,8V, và độ sụt điện áp dẫn thuận của điốt germani là khoảng 0,2-0,3V.
Phân cực ngược
Khi điện áp ngược đặt vào không vượt quá một phạm vi nhất định, dòng điện đi qua diode là dòng điện ngược được hình thành do chuyển động trôi của các hạt tải điện thiểu số. Do dòng điện ngược nhỏ nên diode ở trạng thái cắt. Dòng điện ngược này còn được gọi là dòng bão hòa ngược hoặc dòng rò, và dòng bão hòa ngược của diode bị ảnh hưởng rất nhiều bởi nhiệt độ. Dòng điện ngược của bóng bán dẫn silicon thông thường nhỏ hơn nhiều so với bóng bán dẫn germani. Dòng bão hòa ngược của bóng bán dẫn silicon công suất thấp theo thứ tự nA, trong khi dòng bão hòa ngược của bóng bán dẫn germanium công suất thấp theo thứ tự μ A. Khi nhiệt độ tăng, chất bán dẫn bị kích thích bởi nhiệt, số lượng Các hạt tải điện thiểu số tăng lên và dòng bão hòa ngược cũng tăng tương ứng.

sự cố
Khi điện áp ngược đặt vào vượt quá một giá trị nhất định, dòng điện ngược sẽ tăng đột ngột, hiện tượng này gọi là đánh thủng điện. Điện áp tới hạn gây ra sự cố điện được gọi là điện áp đánh thủng ngược của diode. Khi xảy ra sự cố về điện, diode sẽ mất tính dẫn điện một chiều. Nếu diode không quá nóng do đánh thủng điện thì độ dẫn điện một chiều của nó có thể không bị phá hủy vĩnh viễn. Hiệu suất của nó vẫn có thể được phục hồi sau khi loại bỏ điện áp đặt vào, nếu không thì diode sẽ bị hỏng. Do đó, nên tránh điện áp ngược quá mức đặt vào diode trong quá trình sử dụng.
Diode là một thiết bị hai cực có độ dẫn điện một chiều, có thể được chia thành điốt điện tử và điốt tinh thể. Điốt điện tử có hiệu suất thấp hơn điốt tinh thể do sự mất nhiệt của dây tóc nên hiếm khi được nhìn thấy. Điốt tinh thể phổ biến hơn và được sử dụng phổ biến hơn. Độ dẫn điện một chiều của điốt được sử dụng trong hầu hết các mạch điện tử và điốt bán dẫn đóng vai trò quan trọng trong nhiều mạch. Chúng là một trong những thiết bị bán dẫn sớm nhất và có nhiều ứng dụng.
Độ sụt áp chuyển tiếp của diode silicon (loại không phát sáng) là 0,7V, trong khi độ sụt áp chuyển tiếp của diode germanium là 0,3V. Sự sụt giảm điện áp chuyển tiếp của điốt phát sáng thay đổi theo các màu phát sáng khác nhau. Chủ yếu có ba màu và các giá trị tham chiếu giảm điện áp cụ thể như sau: độ sụt điện áp của điốt phát sáng màu đỏ là 2,0-2,2V, độ sụt điện áp của điốt phát sáng màu vàng là 1,8-2,0V và điện áp lượng điốt phát quang màu xanh lá cây là 3,0-3,2V. Dòng điện định mức trong quá trình phát sáng bình thường là khoảng 20mA.
Điện áp và dòng điện của một diode không liên quan tuyến tính, vì vậy khi kết nối song song các điốt khác nhau, cần kết nối các điện trở thích hợp.

đường cong đặc trưng
Giống như các điểm nối PN, điốt có độ dẫn điện một chiều. Đường cong đặc tính volt ampe điển hình của diode silicon. Khi đặt điện áp chuyển tiếp vào diode, dòng điện cực kỳ nhỏ khi giá trị điện áp thấp; Khi điện áp vượt quá 0,6V, dòng điện bắt đầu tăng theo cấp số nhân, thường được gọi là điện áp bật của diode; Khi điện áp đạt khoảng 0,7V thì diode ở trạng thái dẫn điện hoàn toàn, thường gọi là điện áp dẫn của diode, ký hiệu là UD.
Đối với điốt germanium, điện áp bật là 0,2V và điện áp dẫn UD xấp xỉ 0,3V. Khi đặt điện áp ngược vào diode, dòng điện cực nhỏ khi giá trị điện áp thấp và giá trị hiện tại của nó là dòng bão hòa ngược IS. Khi điện áp ngược vượt quá một giá trị nhất định, dòng điện bắt đầu tăng mạnh, gọi là đánh thủng ngược. Điện áp này được gọi là điện áp đánh thủng ngược của diode và được biểu thị bằng ký hiệu UBR. Giá trị UBR điện áp đánh thủng của các loại điốt khác nhau rất khác nhau, từ hàng chục volt đến vài nghìn volt.

Phân tích ngược
Sự cố Zener
Sự cố ngược có thể được chia thành hai loại dựa trên cơ chế: Sự cố Zener và sự cố Avalanche. Trong trường hợp nồng độ pha tạp cao, do bề rộng của vùng rào cản nhỏ và điện áp ngược lớn, cấu trúc liên kết cộng hóa trị trong vùng rào cản bị phá hủy, khiến các electron hóa trị thoát ra khỏi liên kết cộng hóa trị và tạo ra các cặp lỗ trống, dẫn đến dòng điện tăng mạnh. Sự cố này được gọi là sự cố Zener. Nếu nồng độ pha tạp thấp và chiều rộng của vùng rào cản rộng thì không dễ gây ra sự cố Zener.

Sự cố tuyết lở
Một loại sự cố khác là sự cố do tuyết lở. Khi điện áp ngược tăng đến giá trị lớn, điện trường tác dụng làm tăng tốc độ trôi của electron, gây ra va chạm với các electron hóa trị trong liên kết cộng hóa trị, đánh bật chúng ra khỏi liên kết cộng hóa trị và tạo ra các cặp lỗ trống electron mới. Các lỗ electron mới được tạo ra được gia tốc bởi một điện trường và va chạm với các electron hóa trị khác, gây ra hiện tượng giống như tuyết lở, tăng số hạt mang điện và dòng điện tăng mạnh. Loại sự cố này được gọi là sự cố tuyết lở. Bất kể loại sự cố nào, nếu dòng điện không được hạn chế, nó có thể gây hư hỏng vĩnh viễn cho điểm nối PN.