Co je reverzní dioda?

Dioda je elektronické zařízení, které řídí směr toku proudu v obvodu. Standardní dioda umožňuje, aby elektrický proud tekl vpřed, ale ne v opačném směru. Jeden typ diody však může za určitých podmínek vést proud v opačném směru. Tento speciální typ diody je reverzní dioda.

Konstrukce diod zahrnuje dva segmenty polovodičového materiálu, jako je křemík. Jeden segment má kladný náboj, nazývaný anoda. Druhý segment má záporný náboj, nazývaný katoda. Při výrobě jsou tyto dva segmenty spojeny dohromady a vytvářejí PN spojení, které identifikuje jednu část jako pozitivní a druhou jako negativní. Kovové vodiče jsou pak obvykle připojeny ke koncům, naproti křižovatce, aby vytvořily diodu.

PN křižovatka je ohniskem diodové operace. Když se oba segmenty materiálu spojí dohromady, zruší si navzájem elektrický náboj v úzkém pásmu přes křižovatku PN nazvanou oblast vyčerpání. Tato oblast diody nepodporuje kladný ani záporný elektrický náboj a působí jako izolátor mezi dvěma segmenty diody.

Za normálního provozu funguje dioda podobně jako elektronický zpětný ventil. Pokud je na katodu diody přivedeno záporné napětí, kombinuje se náboj s vnitřním elektrickým nábojem diody. Když k tomu dojde, izolace oblasti vyčerpání ve spoji PN trvá, což zabraňuje průchodu elektrického proudu diodou. Dioda pracující v tomto stavu je v provozu s obrácenými diodami nebo s obráceným předpětím.

Pokud je však na anodu diody přivedeno záporné napětí, přesune se napětí do kladně nabité části diody. Až dosáhne křižovatky, bude mít náboj dostatek elektrické energie k přemostění oblasti vyčerpání. V tomto okamžiku bude dioda vést elektrický proud a umožní jí pokračovat v toku, dokud nebude napětí odstraněno. Diody pracující v tomto stavu jsou v předním diodovém provozu nebo v předpětí.

Izolace oblasti vyčerpání však vydrží pouze určitou úroveň napětí. Pokud by napětí bylo příliš vysoké, když zařízení pracuje ve stavu reverzní diody, dojde k selhání oblasti vyčerpání a umožní to přepětí elektrického proudu. Tento jev se nazývá lavina a zpravidla ničí standardní diodu, když k ní dojde.

Zatímco fenoménu laviny je třeba se obecně vyhýbat, inženýři zjistili, že blokující napětí, dokud nedosáhne předem stanovené úrovně, pak jej nechat projít, by mohlo být užitečným nástrojem ve vývoji elektronické technologie. Poté začali navrhovat diody s velmi specifickými oblastmi vyčerpání, které vydržely strašlivé účinky laviny. Od svého založení se tyto typy diod dostaly do prakticky každé oblasti elektroniky.

V provozu funguje reverzní dioda jako standardní dioda. Na jeho katodu je přivedeno záporné napětí a dioda je blokuje. Pokud by se však toto napětí nadále zvyšovalo na předem stanovenou úroveň, nazývanou poruchové napětí, dioda podstoupí řízenou lavinu a začne bezpečně vést elektrický proud v opačném směru. Tyto diody jdou mnoha jmény, včetně lavinových diod, poruchových diod nebo reverzních diod.