Wat is de voorwaartse spanning van de diode?

Een voorwaartse diodespanning verwijst naar de spanningsval die optreedt wanneer een elektrische stroom door een diode in een elektrisch circuit stroomt. Het is over het algemeen onafhankelijk van de hoeveelheid stroom die door de diode stroomt, en zal hetzelfde zijn voor een bepaalde familie diodes. Voor siliciumdioden, die over het algemeen het meest gebruikelijk zijn, is de voorwaartse spanningsval van de diode ongeveer 0,7 volt (V).

Diodes zijn apparaten die elektrische stroom slechts in één richting doorlaten en daarom kunnen worden beschouwd als een soort eenrichtingsklep voor elektronen. Wanneer de elektronen in de juiste richting bewegen om door de diode te gaan, wordt gezegd dat de diode naar voren is voorgespannen . Aldus is de voorwaartse spanningsval van de diode ook bekend als de voorwaartse spanningsval .

Diodes werken door een klein beetje gedoteerd halfgeleidermateriaal te hebben ingesloten tussen hun elektroden, die elektronen in de ene richting passeren, maar niet in de andere. Dit materiaal heeft twee zones, de n-zone , die rijk is aan negatief geladen elektronen, en de p-zone , die arm is aan elektronen. Men kan denken dat de p-zone positieve gaten heeft die de elektronen uit de n-zone kunnen opnemen. Wanneer de twee zones worden samengebracht om een pn-overgang te vormen, gaan elektronen over van de n-zone naar de p-zone totdat alle n-zone-elektronen beschikbaar zijn voor gebruik als stroomdragers opgebruikt, en de pn-overgang een isolator wordt .

Als verse elektronen in de lege n-zone worden geïnjecteerd, terwijl ze uit de verzadigde p-zone worden verwijderd, zal elektrische stroom over de kruising stromen. Dit is wat er gebeurt wanneer de diode naar voren is voorgespannen. De elektronen moeten worden geduwd door een spanning met voldoende kracht om de pn-kruising te kruisen, en deze duw is de bron van de voorwaartse diodespanning of voorwaartse voorspanningsval.

Als de polariteit van het circuit wordt omgekeerd en er wordt geprobeerd elektronen in de p-zone te injecteren terwijl ze uit de n-zone worden verwijderd, wordt gezegd dat de diode omgekeerd is voorgespannen en er geen stroom zal vloeien. Als deze omgekeerde voorspanning een bepaalde waarde overschrijdt - de maximale omgekeerde spanning - kan de diode falen en grote stromen passeren, in een proces dat bekend staat als omgekeerde spanningsuitval . De diode wordt dan permanent beschadigd.

Zoals gezegd hebben verschillende soorten diodes verschillende voorwaartse spanningsvallen. De voorwaartse spanningsval van een eenvoudige light-emitting diode (LED) kan variëren van 1,4 tot 4 V, afhankelijk van het type. Voor de Schottkey-diode is de voorwaartse spanningsval meestal slechts 0,2 V.