Что такое диод прямого напряжения?

Прямое напряжение диода - это падение электрического напряжения, которое происходит, когда электрический ток проходит через диод. Диоды представляют собой двухпроводные полупроводниковые устройства, которые проводят электрический сигнал в одном направлении, но не в другом. Когда диод проводит электричество, говорят, что он смещен в прямом направлении и потребляет небольшое количество напряжения, проходящего через него в процессе. Величина напряжения, используемого самим диодом при прямом смещении, называется прямым напряжением диода, напряжением диода или падением напряжения диода.

Диоды состоят из двух частей материала одного типа, сплавленных вместе со свинцом, прикрепленным к каждому концу. Одна часть материала, называемая катодом, имеет добавку, которая делает его отрицательно заряженным. Другая часть, называемая анодом, имеет добавку, которая делает ее положительно заряженной. Когда эти две части сливаются воедино, они обмениваются электронами в той точке, где они встречаются, которая затем становится сбалансированной, не имея ни положительного, ни отрицательного заряда. Эта область называется слоем истощения.

Если на катод стандартного кремниевого диода подается отрицательное напряжение, слой обеднения расширяется, создавая электрическое поле, которое сопротивляется напряжению. Диод в этом состоянии называется обратным смещением. В результате электрический ток не может проходить через диод, поскольку диод потребляет все приложенное напряжение. Следовательно, падение напряжения, или обратное напряжение диода, составляет 100% от приложенного напряжения.

С другой стороны, если отрицательное напряжение приложено к аноду стандартного кремниевого диода, отрицательное напряжение объединяется с отрицательными силами соединения катода. Эта сила достаточно сильна, чтобы преодолеть обедненный слой и положительно заряженный анод диода. Затем диод смещается вперед и начинает проводить электрический ток; однако электрическая сила, необходимая для преодоления обедненного слоя и перемещения через положительный анод диода, требует использования небольшого количества электрического напряжения. Это используемое напряжение является прямым напряжением диода и обычно потребляет около 0,7 В в стандартном кремниевом диоде.

Прямое напряжение диода изменяется от одного типа диода к другому, в зависимости от используемого основного материала, количества заряда, добавляемого к аноду и катоду диода, и предполагаемого применения диода. В приложениях, имеющих дело с очень низкими напряжениями, используются специальные диоды, которые имеют очень тонкие слои обеднения, слабые аноды и, как следствие, очень маленькие прямые напряжения диодов. Аналогичным образом, существуют специальные диоды с обратным напряжением диода менее 100%, что позволяет им проводить электричество даже в состоянии с обратным смещением.