Hvad er diodespændingsfald?
En diode er en almindelig halvlederenhed, der bruges i mange forskellige typer elektroniske kredsløb. Når et elektrisk signal passerer gennem en diode, forbruger dioden en lille mængde af signalets spænding under dens drift. Forskellen mellem spændingen i signalet, der kommer ind i dioden, og spændingen på signalet, der kommer ud af dioden, er diodespændingsfaldet. Selvom et diodespændingsfald kan henvise til enten diodens fremad- eller bagspændingsfald, beskriver det typisk forspændingsfaldet.
Konstruktionen af en diode involverer sammenføjning af en anode og en katode, to stykker materiale med forskellige elektriske ladninger. Anoden er positivt ladet, og katoden er negativt ladet. På det punkt, hvor disse to forskellige materialer mødes, kaldet krydset, annullerer de to forskellige modsatte afgifter effektivt hinanden. Dette område uden ladning er diodens udtømmingslag, som danner et isolerende lag inden i dioden mellem anoden og katoden.
Når et elektrisk signal kommer ind i en diodes katode, øger den yderligere negative kraft bredden af udtømmingslaget, når det reagerer med den positivt ladede anode. Det bredere udtømmingslag vil blokere signalet fra at passere gennem dioden og forbruge al spænding i processen. For eksempel, hvis 5 volt kommer ind i dioden, vil diodespændingsfaldet også være 5 volt. En diode i denne tilstand er omvendt forspændt, og spændingsfaldet er diodens bagudspændingsfald.
Et elektrisk signal, der kommer ind i en diodes anode, skaber et andet sæt betingelser inden for dioden. Det negativt ladede signal broes over anoden, møder katoden og passerer gennem dioden og fortsætter videre til resten af kredsløbet. I processen går en relativt lille mængde spænding tabt ved at overvinde anodens positive ladning. For en typisk siliciumdiode er den tabte spænding ca. 0,7 volt. En diode i denne tilstand er forspændt fremad, og spændingsfaldet er diodens fremadspændingsfald.
Forskellen mellem frem- og baglæns tilstande i en diode tillader dem at blokere et signal i den ene retning ved at droppe 100% af spændingen, men lade det passere i den anden ved kun at droppe en lille mængde. Da de fleste dioder har et reversspændingsfald på 100%, er antagelsen, at udtrykket "diodespændingsfald" refererer til spændingsfaldet fremad, men det er ikke altid tilfældet.
Der findes specialdioder, der ikke falder 100% af revers spænding, såsom varicap eller varactor dioder. I disse dioder er ladningerne for katoder og anoder ikke engang på tværs af deres bredder. Som et resultat kan disse dioder tillade, at en del af signalet, der kommer ind i katoden, passerer gennem dioderne, selvom de er i en omvendt forspændt tilstand. Når man beskriver spændingsfaldet i disse typer dioder, er det vigtigt at skelne mellem spændingsfaldet fremad og bagud.