Hva er en omvendt diode?
En diode er en elektronisk enhet som kontrollerer strømningsretningen i en krets. Standard diode gjør at elektrisk strøm kan strømme i retning fremover, men ikke i motsatt retning. Én type diode kan lede strøm i motsatt retning under visse forhold. Denne spesielle typen diode er den omvendte dioden.
Diodekonstruksjon involverer to segmenter av et halvledermateriale, for eksempel silisium. Ett segment har en positiv ladning, kalt anoden. Det andre segmentet har en negativ ladning, kalt katoden. Ved fremstilling smeltes disse to segmentene sammen, og danner et PN-veikryss, som identifiserer den ene delen som positiv og den andre som negativ. Metallføringer blir da vanligvis festet til endene, overfor krysset, for å danne en diode.
PN-krysset er midtpunktet for en diodes operasjon. Når de to segmentene av materiale smelter sammen, avbryter de hverandres elektriske ladning i et smalt bånd over PN-krysset som kalles utarmingsområdet. Dette området av dioden favoriserer verken en positiv eller negativ elektrisk ladning, og fungerer som en isolator mellom de to segmentene av dioden.
Under normal drift fungerer en diode omtrent som en elektronisk tilbakeslagsventil. Hvis en negativ spenning tilføres til diodens katode, kombineres ladningen med diodens interne elektriske ladning. Når dette skjer, holder isolasjonen i uttømningsregionen ved PN-krysset seg, og forhindrer at elektrisk strøm går gjennom dioden. En diode som opererer i denne tilstanden er i omvendt diode-drift, eller omvendt skjevhet.
Hvis det imidlertid påføres en negativ spenning til diodens anode, beveger spenningen seg inn i den positivt ladede delen av dioden. Når den når krysset, vil ladningen ha nok elektrisk energi til å bygge bro over uttømningsregionen. På dette tidspunktet vil dioden lede elektrisk strøm og la den fortsette å strømme til spenningen er fjernet. Dioder som opererer i denne tilstanden er i fremadiodsdrift, eller fremoverforspenning.
Isolasjonen i utarmingsområdet tåler imidlertid bare et visst spenningsnivå. Skulle spenningen bli for høy mens enheten fungerer i omvendt diodetilstand, vil uttømningsregionen svikte og tillate en strøm av elektrisk strøm å passere. Dette fenomenet kalles et skred og ødelegger typisk en standard diode når det oppstår.
Mens skredfenomenet er noe som generelt må unngås, fant ingeniører at blokkering av spenning til den nådde et forhåndsbestemt nivå, og deretter la det passere, kan være et nyttig verktøy i utviklingen av elektronisk teknologi. De begynte da å designe dioder med veldig spesifikke uttømningsregioner som kunne motstå de fryktelige virkningene av et snøskred. Siden oppstarten har disse typer dioder funnet veien inn i praktisk talt alle elektroniske områder.
Under drift fungerer en omvendt diode som en standard diode. En negativ spenning påføres katoden, og dioden blokkerer den. Skulle den spenningen imidlertid fortsette å øke til et forhåndsbestemt nivå, kalt nedbrytningsspenning, vil dioden gjennomgå et kontrollert skred og begynne å lede elektrisk strøm i motsatt retning. Disse dioder har mange navn, inkludert skreddioder, nedbrytningsdioder eller omvendte dioder.