dioda
V elektronskih komponentah se za usmerjevalno funkcijo pogosto uporablja naprava z dvema elektrodama, ki omogoča tok samo v eno smer. In varaktorske diode se uporabljajo kot elektronski nastavljivi kondenzatorji. Usmerjenost toka, ki jo ima večina diod, se običajno imenuje "popravljalna" funkcija. Najpogostejša funkcija diode je, da omogoči pretok toka samo v eni smeri (znano kot prednapetost) in ga blokira v obratni smeri (znano kot povratna pristranskost). Zato lahko diode obravnavamo kot elektronske različice povratnih ventilov.
Zgodnje vakuumske elektronske diode; Je elektronska naprava, ki lahko prevaja tok enosmerno. Znotraj polprevodniške diode je PN spoj z dvema vodilnima priključkoma in ta elektronska naprava ima enosmerno prevodnost toka glede na smer uporabljene napetosti. Na splošno je kristalna dioda vmesnik pn spoja, ki nastane s sintranjem polprevodnikov tipa p in n. Plasti prostorskega naboja so oblikovane na obeh straneh njenega vmesnika in tvorijo samozgrajeno električno polje. Ko je uporabljena napetost enaka nič, sta difuzijski tok, ki ga povzroča razlika v koncentraciji nosilcev naboja na obeh straneh pn spoja, in odnašajoči tok, ki ga povzroča samozgrajeno električno polje, enaka in v stanju električnega ravnovesja, kar je tudi značilnost diod v normalnih pogojih.
Zgodnje diode so vključevale "kristale mačjih brkov" in vakuumske cevi (znane kot "toplotni ionizacijski ventili" v Združenem kraljestvu). Najpogostejše diode dandanes večinoma uporabljajo polprevodniške materiale, kot sta silicij ali germanij.

značilnost
Pozitivnost
Ko se uporabi napetost naprej, je na začetku karakteristike naprej napetost zelo majhna in ne zadostuje za premagovanje blokirnega učinka električnega polja znotraj PN spoja. Prednji tok je skoraj nič in ta odsek se imenuje mrtva cona. Napetost naprej, ki ne more omogočiti prevodnosti diode, se imenuje napetost mrtve cone. Ko je napetost naprej večja od napetosti mrtve cone, je električno polje znotraj PN spoja premagano, dioda vodi v smeri naprej in tok hitro narašča s povečanjem napetosti. Znotraj običajnega območja porabe toka ostaja končna napetost diode med prevajanjem skoraj konstantna in ta napetost se imenuje prednja napetost diode. Ko napetost naprej na diodi preseže določeno vrednost, notranje električno polje hitro oslabi, karakteristični tok hitro naraste in dioda vodi v smeri naprej. Imenuje se napetost praga ali napetost praga, ki je približno 0,5 V za silicijeve cevi in ​​približno 0,1 V za germanijeve cevi. Padec napetosti prevoda naprej silicijevih diod je približno 0,6-0,8 V, padec napetosti prevoda naprej germanijevih diod pa je približno 0,2-0,3 V.
Obrnjena polarnost
Ko uporabljena povratna napetost ne preseže določenega območja, je tok, ki teče skozi diodo, povratni tok, ki nastane zaradi odnašanja manjšinskih nosilcev. Zaradi majhnega povratnega toka je dioda v izklopljenem stanju. Ta povratni tok je znan tudi kot povratni tok nasičenja ali tok uhajanja, na povratni tok nasičenja diode pa močno vpliva temperatura. Povratni tok tipičnega silicijevega tranzistorja je veliko manjši kot pri germanijevem tranzistorju. Povratni tok nasičenja silicijevega tranzistorja z majhno močjo je reda nA, medtem ko je tok germanijevega tranzistorja z nizko močjo reda μ A. Ko temperatura naraste, se polprevodnik vzbuja s toploto, številom manjšinskih nosilcev se poveča, zato se ustrezno poveča tudi povratni tok nasičenja.

okvara
Ko uporabljena povratna napetost preseže določeno vrednost, se bo povratni tok nenadoma povečal, kar imenujemo električni razpad. Kritična napetost, ki povzroči električni preboj, se imenuje povratna prebojna napetost diode. Ko pride do električnega izpada, dioda izgubi svojo enosmerno prevodnost. Če se dioda zaradi električne okvare ne pregreje, njena enosmerna prevodnost morda ne bo trajno uničena. Njegovo delovanje je še vedno mogoče obnoviti po odstranitvi uporabljene napetosti, sicer bo dioda poškodovana. Zato se je med uporabo treba izogibati previsoki povratni napetosti na diodi.
Dioda je dvokončna naprava z enosmerno prevodnostjo, ki jo lahko razdelimo na elektronske diode in kristalne diode. Elektronske diode imajo zaradi toplotnih izgub žarilne nitke manjši izkoristek kot kristalne diode, zato jih le redko vidimo. Kristalne diode so pogostejše in pogosto uporabljene. Enosmerna prevodnost diod se uporablja v skoraj vseh elektronskih vezjih, polprevodniške diode pa igrajo pomembno vlogo v številnih vezjih. So ene najzgodnejših polprevodniških naprav in imajo široko paleto aplikacij.
Padec napetosti naprej pri silicijevi diodi (nesvetlečega tipa) je 0,7 V, medtem ko je padec napetosti naprej pri germanijevi diodi 0,3 V. Padec napetosti naprej svetleče diode se spreminja z različnimi svetlobnimi barvami. Obstajajo predvsem tri barve, specifične referenčne vrednosti padca napetosti pa so naslednje: padec napetosti rdečih svetlečih diod je 2,0–2,2 V, padec napetosti rumenih svetlečih diod je 1,8–2,0 V in napetost padec zelenih svetlečih diod je 3,0-3,2V. Nazivni tok med normalno emisijo svetlobe je približno 20 mA.
Napetost in tok diode nista linearno povezana, zato je treba pri vzporedni vezavi različnih diod povezati ustrezne upore.

značilna krivulja
Tako kot PN spoji imajo tudi diode enosmerno prevodnost. Tipična volt-amperska karakteristična krivulja silicijeve diode. Ko se na diodo uporabi napetost naprej, je tok izjemno majhen, ko je vrednost napetosti nizka; Ko napetost preseže 0,6 V, začne tok eksponentno naraščati, kar se običajno imenuje vklopna napetost diode; Ko napetost doseže približno 0,7 V, je dioda v popolnoma prevodnem stanju, ki se običajno imenuje prevodna napetost diode, ki jo predstavlja simbol UD.
Za germanijeve diode je vklopna napetost 0,2 V, prevodna napetost UD pa približno 0,3 V. Ko se na diodo uporabi povratna napetost, je tok izjemno majhen, ko je vrednost napetosti nizka, njegova trenutna vrednost pa je obratni tok nasičenja IS. Ko povratna napetost preseže določeno vrednost, začne tok močno naraščati, kar imenujemo povratna razgradnja. Ta napetost se imenuje povratna prebojna napetost diode in je predstavljena s simbolom UBR. Vrednosti prebojne napetosti UBR različnih tipov diod se zelo razlikujejo in segajo od desetin do več tisoč voltov.

Povratna razčlenitev
Razčlenitev Zenerja
Reverzno razčlenitev lahko glede na mehanizem razdelimo na dve vrsti: Zener razčlenitev in Avalanche razčlenitev. V primeru visoke koncentracije dopinga je zaradi majhne širine pregradnega območja in velike reverzne napetosti struktura kovalentne vezi v pregradnem območju uničena, kar povzroči, da se valenčni elektroni osvobodijo kovalentnih vezi in ustvarijo pare elektronskih lukenj, kar povzroči močno povečanje toka. Ta razčlenitev se imenuje Zenerjeva razčlenitev. Če je koncentracija dopinga nizka in je širina pregradnega območja široka, ni enostavno povzročiti Zenerjevega razpada.

Lavinski zlom
Druga vrsta okvare je lavinska okvara. Ko se povratna napetost poveča na veliko vrednost, uporabljeno električno polje pospeši hitrost odnašanja elektronov, kar povzroči trke z valenčnimi elektroni v kovalentni vezi, jih izloči iz kovalentne vezi in ustvari nove pare elektronskih lukenj. Novo ustvarjene elektronske luknje pospeši električno polje in trčijo z drugimi valenčnimi elektroni, kar povzroči plazu podobno povečanje nosilcev naboja in močno povečanje toka. Ta vrsta okvare se imenuje lavinska okvara. Ne glede na vrsto okvare, če tok ni omejen, lahko povzroči trajno poškodbo PN spoja.