Что такое прямое напряжение диода?

Прямое напряжение диода относится к падению напряжения, которое возникает, когда электрический ток проходит через диод в электрической цепи. Обычно он не зависит от количества тока, проходящего через диод, и будет одинаковым для данного семейства диодов. Для кремниевых диодов, которые обычно являются наиболее распространенными, прямое падение напряжения на диоде составляет около 0,7 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, говорят, что диод смещен в прямом направлении. . Таким образом, прямое падение напряжения на диоде также известно как прямое падение напряжения смещения. .

Диоды работают за счет небольшого кусочка легированного полупроводникового материала, зажатого между их электродами, которые пропускают электроны в одном направлении, но не в другом. Этот материал имеет две зоны:зона n. , богатой отрицательно заряженными электронами, и p-зона , который беден электронами. Можно думать, что p-зона имеет положительные дырки, которые могут принимать электроны из n-зоны. Когда две зоны соединяются вместе, образуя p-n соединение , 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, и p-n-переход станет изолятором .

Если новые электроны инжектируются в обедненную n-зону, в то время как они удаляются из насыщенной p-зоны, через переход потечет электрический ток. Это то, что происходит, когда диод смещен в прямом направлении. Электроны должны быть вытолкнуты напряжением с достаточной силой, чтобы пересечь p-n переход, и этот толчок является источником прямого напряжения диода или прямого падения напряжения смещения.

Если полярность цепи меняется на противоположную и предпринимается попытка ввести электроны в p-зону, в то время как они удаляются из n-зоны, диод называется обратно смещенным. и тока не будет. 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. . В этом случае диод будет безвозвратно поврежден.

Как уже говорилось, разные типы диодов имеют разное прямое падение напряжения. Прямое падение напряжения простого светодиода (LED) может составлять от 1,4 до 4 В, в зависимости от типа. Для диода Шоттки прямое падение напряжения обычно составляет всего 0,2 В.