Что такое диод прямого напряжения?

Прямое напряжение диода относится к падению напряжения, которое происходит, когда электрический ток проходит через диод в электрической цепи. Обычно он не зависит от величины тока, проходящего через диод, и будет одинаковым для данного семейства диодов. Для кремниевых диодов, которые обычно являются наиболее распространенными, падение прямого напряжения на диодах составляет около 0,7 В (В).

Диоды - это устройства, которые пропускают электрический ток только в одном направлении, и поэтому их можно рассматривать как своего рода односторонний клапан для электронов. Когда электроны движутся в правильном направлении, чтобы пройти через диод, диод называется смещенным вперед . Таким образом, прямое падение напряжения на диоде также известно как прямое падение напряжения смещения .

Диоды работают благодаря наличию небольшого количества легированного полупроводникового материала, зажатого между их электродами, которые пропускают электроны в одном направлении, но не в другом. Этот материал имеет две зоны: n-зона , которая богата отрицательно заряженными электронами, и p-зона , которая бедна электронами. Можно предположить, что p-зона имеет положительные дыры, которые могут принимать электроны из n-зоны. Когда две зоны сводятся вместе для образования pn-перехода , электроны переходят из n-зоны в p-зону до тех пор, пока все электроны n-зоны, доступные для использования в качестве носителей тока, не будут израсходованы, а pn-переход не станет изолятором .

Если свежие электроны вводятся в обедненную n-зону, а они удаляются из насыщенной p-зоны, электрический ток будет течь через соединение. Это то, что происходит, когда диод смещен вперед. На электроны должно воздействовать напряжение с достаточной силой, чтобы пересечь pn-переход, и этот импульс является источником прямого напряжения диода или прямого падения напряжения смещения.

Если полярность цепи обратная, и делается попытка ввести электроны в p-зону, когда они удалены из n-зоны, говорят, что диод имеет обратное смещение, и ток не будет течь. Если это напряжение обратного смещения превышает определенное значение - максимальное обратное напряжение - диод может выйти из строя и пропустить большие токи в процессе, известном как пробой обратного напряжения . Диод будет поврежден.

Как уже говорилось, у разных типов диодов разное прямое падение напряжения. Падение прямого напряжения простого светодиода (LED) может варьироваться от 1,4 до 4 В, в зависимости от типа. Для диода Шотки прямое падение напряжения обычно составляет всего 0,2 В.