7.Diody półprzewodnikowe

Dioda półprzewodnikowa – rodzaj diody wykonanej z materiałów półprzewodnikowych i zawierającej złącze prostujące. Zbudowana jest z dwóch warstw półprzewodnika, odmiennie domieszkowanych – typu n i typu p, tworzących razem złącze p-n, lub z połączenia półprzewodnika z odpowiednim metalem – dioda Schottky'ego. Jest elementem dwukońcówkowym, przy czym końcówka dołączona do obszaru n nazywa się katodą, a do obszaru p – anodą. Element ten charakteryzuje się jednokierunkowym przepływem prądu – od anody do katody, w drugą stronę prąd nie płynie (zawór elektryczny).

Diody te są elementami nieliniowymi. Nieliniowość diod półprzewodnikowych polega na tym, że występujące na nich napięcie wzrasta proporcjonalnie do logarytmu płynącego przez nie prądu: U= A*ln(I) w stałej temperaturze złącza. Wynika z tego, że każdy (np. dziesięciokrotny) wzrost prądu powoduje przyrost napięcia o stałą wartość. W przypadku diod krzemowych jest to około 60 mV w 20 °C. Analogicznie, dwukrotny przyrost prądu powoduje zwiększenie napięcia o około 20 mV. Przedstawienie charakterystyki diody w liniowej funkcji prądu prowadzi do często spotykanego, acz niefortunnie w przypadku diody półprzewodnikowej stosowanego, pojęcia tzw. napięcia progowego (Vd). Wynika ono tylko z właściwości funkcji logarytmicznej przedstawianej liniowo. Różnicę obrazują zamieszczone obok charakterystyki napięciowo-prądowe: liniowa i logarytmiczna.

Podstawową cechą diod półprzewodnikowych jest umożliwianie przepływu prądu tylko w jedną stronę, jednak gama ich zastosowań jest o wiele szersza, w związku z tym rozróżnia się następujące rodzaje diod:

• prostownicza - jej podstawową funkcją jest prostowanie prądu przemiennego
• stabilizacyjna (dioda Zenera) - stosowana w układach stabilizacji napięcia i prądu
• tunelowa - dioda o specjalnej konstrukcji, z odcinkiem charakterystyki o ujemnej rezystancji dynamicznej
• pojemnościowa (warikap) - o pojemności zależnej od przyłożonego napięcia
• elektroluminescencyjna (LED) - dioda świecąca w paśmie widzialnym lub podczerwonym
• laserowa
• mikrofalowa (np. Gunna)
• detekcyjna - diody niewielkiej mocy, używane w układach modulacji AM
• fotodioda - dioda reagująca na promieniowanie świetlne (widzialne, podczerwone lub ultrafioletowe).
• stałoprądowa
• wsteczna