Co to jest dioda odwrócona?
Dioda jest urządzeniem elektronicznym, które kontroluje kierunek przepływu prądu w obwodzie. Standardowa dioda umożliwia przepływ prądu elektrycznego w kierunku do przodu, ale nie w kierunku do tyłu. Jednak jeden typ diody może przewodzić prąd w przeciwnym kierunku w określonych warunkach. Ten specjalny rodzaj diody to dioda odwrotna.
Konstrukcja diody obejmuje dwa segmenty materiału półprzewodnikowego, takie jak krzem. Jeden segment ma ładunek dodatni, zwany anodą. Drugi segment ma ładunek ujemny, zwany katodą. Podczas produkcji te dwa segmenty są ze sobą połączone, tworząc złącze PN, które identyfikuje jedną część jako dodatnią, a drugą jako ujemną. Metalowe przewody są następnie zwykle mocowane do końców, naprzeciwko złącza, w celu utworzenia diody.
Złącze PN jest punktem centralnym działania diody. Kiedy dwa segmenty materiału łączą się ze sobą, wzajemnie znoszą ładunek elektryczny w wąskim paśmie na skrzyżowaniu PN zwanym obszarem wyczerpania. Ten obszar diody nie faworyzuje ani dodatniego, ani ujemnego ładunku elektrycznego i działa jako izolator między dwoma segmentami diody.
W normalnej pracy dioda działa podobnie jak elektroniczny zawór zwrotny. Jeżeli napięcie ujemne zostanie przyłożone do katody diody, ładunek łączy się z wewnętrznym ładunkiem elektrycznym diody. Kiedy tak się dzieje, izolacja obszaru zubożenia na złączu PN utrzymuje się, zapobiegając przepływowi prądu elektrycznego przez diodę. Dioda działająca w tym stanie działa w trybie diody odwróconej lub działa przeciwnie.
Jeśli jednak do anody diody zostanie przyłożone napięcie ujemne, napięcie przesunie się do dodatnio naładowanej sekcji diody. Kiedy osiągnie skrzyżowanie, ładunek będzie miał wystarczającą ilość energii elektrycznej, aby wypełnić obszar zubożenia. W tym momencie dioda przewodzi prąd elektryczny i pozwala mu płynąć, dopóki napięcie nie zostanie usunięte. Diody pracujące w tym stanie pracują w trybie diody przedniej lub polaryzacji w przód.
Izolacja obszaru zubożenia może jednak wytrzymać tylko pewien poziom napięcia. Jeżeli napięcie stanie się zbyt wysokie podczas działania urządzenia w stanie diody odwrotnej, obszar wyczerpania ulegnie awarii i umożliwi przepływ prądu elektrycznego. Zjawisko to nazywa się lawiną i zwykle niszczy standardową diodę, gdy się pojawi.
Podczas gdy zjawiska lawinowego należy zasadniczo unikać, inżynierowie odkryli, że blokowanie napięcia do momentu osiągnięcia określonego poziomu, a następnie umożliwienie mu przejścia, może być użytecznym narzędziem w rozwoju technologii elektronicznej. Następnie zaczęli projektować diody o bardzo specyficznych obszarach zubożenia, które byłyby w stanie wytrzymać przerażające skutki lawiny. Od samego początku tego rodzaju diody znalazły zastosowanie w praktycznie każdej dziedzinie elektroniki.
Podczas pracy dioda zwrotna działa jak dioda standardowa. Napięcie ujemne jest przykładane do katody, a dioda ją blokuje. Jeżeli jednak napięcie to nadal będzie rosło do z góry określonego poziomu, zwanego napięciem przebicia, dioda przejdzie kontrolowaną lawinę i zacznie bezpiecznie przewodzić prąd elektryczny w przeciwnym kierunku. Diody te noszą wiele nazw, w tym diody lawinowe, awaryjne lub odwrotne.