Co to jest napięcie przewodzące diody?

Napięcie przewodzące diody to spadek napięcia elektrycznego, który występuje, gdy prąd elektryczny jest przewodzony przez diodę. Diody to dwuprzewodowe urządzenia półprzewodnikowe, które przewodzą sygnał elektryczny w jednym kierunku, ale nie w drugim. Kiedy dioda przewodzi prąd, mówi się, że jest skierowana do przodu i zużywa niewielką ilość napięcia przechodzącego przez nią w trakcie procesu. Ilość napięcia zużywanego przez samą diodę, gdy napięcie jest skierowane do przodu, nazywane jest napięciem przewodzenia diody, napięciem diody lub spadkiem napięcia diody.

Diody zbudowane są z dwóch kawałków tego samego rodzaju materiału połączonych ze sobą ołowiem przymocowanym do każdego końca. Jeden kawałek materiału, zwany katodą, ma dodatek, który powoduje, że jest ujemnie naładowany. Drugi element, zwany anodą, ma dodatek, który powoduje, że jest naładowany dodatnio. Kiedy te dwa elementy są stopione razem, wymieniają elektrony w punkcie, w którym się spotykają, które następnie stają się zrównoważone, nie mając ani dodatniego, ani ujemnego ładunku. Obszar ten nazywa się warstwą zubożoną.

Jeżeli do katody standardowej diody krzemowej zostanie przyłożone napięcie ujemne, warstwa zubożająca rozszerzy się, tworząc pole elektryczne odporne na napięcie. Mówi się, że dioda w tym stanie jest odwrócona. W rezultacie przez diodę nie może przepływać prąd elektryczny, ponieważ dioda zużywa całe przyłożone napięcie. Stąd spadek napięcia lub napięcie diody zwrotnej wynosi 100% przyłożonego napięcia.

Z drugiej strony, jeśli napięcie ujemne zostanie przyłożone do anody standardowej diody krzemowej, napięcie ujemne łączy się z siłami łączenia ujemnej katody. Siła ta jest wystarczająco silna, aby pokonać warstwę zubożenia i dodatnio naładowaną anodę diody. Dioda staje się wtedy nastawiona do przodu i zaczyna przewodzić prąd elektryczny; jednak siła elektryczna potrzebna do pokonania warstwy zubożonej i przejścia przez dodatnią anodę diody wymaga użycia niewielkiej ilości napięcia elektrycznego. To zastosowane napięcie jest napięciem przewodzącym diody i zwykle zużywa około 0,7 wolta w standardowej diodzie krzemowej.

Napięcie przewodzące diody zmienia się w zależności od zastosowanego rodzaju diody, w zależności od zastosowanego materiału podstawowego, ilości ładunku dodanego do anody i katody diody oraz zamierzonego zastosowania diody. W zastosowaniach dotyczących bardzo niskich napięć stosuje się specjalne diody, które mają bardzo cienkie warstwy zubożające, słabe anody, a następnie bardzo małe napięcia przewodzące diody. Podobnie istnieją specjalne diody, które mają diodowe napięcia odwrotne, które są mniejsze niż 100%, co pozwala im przewodzić prąd, nawet gdy są w stanie odwróconego napięcia.