Προκατάληψη και αντίστροφη προκατάληψη
Μια εξωτερική τάση τοποθετείται κατά μήκος της διόδου σύνδεσης PN κατά τη διάρκεια της πόλωσης προς τα εμπρός. Αυτή η τάση αφαιρεί το φράγμα δυναμικού και δημιουργεί μια διαδρομή χαμηλής αντίστασης για τη διέλευση του ρεύματος. Το θετικό τμήμα της συσκευής συνδέεται με το τερματικό p της τροφοδοσίας, ενώ το αρνητικό τμήμα συνδέεται με τον τύπο n της συσκευής. Επειδή η τάση φραγμού δυναμικού είναι τόσο χαμηλή (σχεδόν 0,7 V για το πυρίτιο και 0,3 V για το γερμάνιο), απαιτείται μόνο λίγη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας για την πλήρη απομάκρυνση του φραγμού. Η πλήρης αφαίρεση του φραγμού έχει ως αποτέλεσμα ένα κανάλι χαμηλής αντίστασης για ροή ρεύματος. Ως αποτέλεσμα, το ρεύμα αρχίζει να ρέει κατά μήκος της σύνδεσης. Το μπροστινό ρεύμα είναι το όνομα αυτού του τύπου ρεύματος. Το αρνητικό μέρος της μπαταρίας συνδέεται με τον θετικό πόλο, ενώ η θετική περιοχή συνδέεται με τον αρνητικό πόλο σε αντίστροφη πόλωση. Η αντοχή του δυνητικού φραγμού αυξάνεται από το αντίστροφο δυναμικό. Η ροή του φορέα φορτίου κατά μήκος της διασταύρωσης εμποδίζεται από το φράγμα δυναμικού. Παράγει μια διαδρομή υψηλής αντίστασης από την οποία δεν μπορεί να περάσει ρεύμα.
Εμπρός μεροληπτική διασταύρωση PN
Όταν η περιοχή τύπου p μιας σύνδεσης PN συνδέεται με τον θετικό ακροδέκτη μιας πηγής τάσης και η περιοχή τύπου n συνδέεται με τον αρνητικό ακροδέκτη της πηγής τάσης, η διασταύρωση λέγεται ότι είναι πολωμένη προς τα εμπρός. Τα ηλεκτρόνια που συμμετείχαν στην παραγωγή ομοιοπολικού δεσμού στο υλικό τύπου p θα έλκονται προς το τερματικό σε αυτήν την κατάσταση μεροληπτικής τάσης λόγω της έλξης του θετικού τερματικού της πηγής. Ως αποτέλεσμα, οι ομοιοπολικές συνδέσεις καταστρέφονται και τα ηλεκτρόνια μεταφέρονται στο θετικό τερματικό. Ως αποτέλεσμα, η συγκέντρωση των ηλεκτρονίων στον κρύσταλλο κοντά στο τερματικό αυξάνεται και αυτά τα ηλεκτρόνια ανασυνδυάζονται με οπές εδώ. Τα ηλεκτρόνια των αρνητικών ιόντων βγαίνουν και ανασυνδυάζονται με αυτές τις οπές, δημιουργώντας πρόσθετες οπές στο στρώμα, λόγω της αυξημένης συγκέντρωσης οπών κοντά στο στρώμα ιόντων αρνητικής ακαθαρσίας. Ως αποτέλεσμα, το πλάτος του στρώματος αρνητικών ιόντων μειώνεται και το στρώμα τελικά εξατμίζεται. Ομοίως, λόγω του αρνητικού τερματικού της πηγής, ελεύθερα ηλεκτρόνια στην περιοχή τύπου n θα ρέουν προς τη διασταύρωση, όπου θα συναντήσουν ένα στρώμα θετικών ιόντων ακαθαρσίας, θα ανασυνδυαστούν με αυτά τα ιόντα και θα σχηματίσουν ελεύθερα ηλεκτρόνια μέσα στο στρώμα. Ως αποτέλεσμα, το πλάτος των θετικών ιόντων ακαθαρσίας συρρικνώνεται και τελικά εξαφανίζεται. Και τα δύο στρώματα ιόντων θα εξαφανιστούν με αυτόν τον τρόπο και δεν θα υπάρχει πλέον στρώμα εξάντλησης. Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια από την περιοχή τύπου n μπορούν εύκολα να μεταναστεύσουν στην περιοχή τύπου p και τρύπες από την περιοχή τύπου p στην περιοχή τύπου n στον κρύσταλλο μόλις εξαφανιστεί το στρώμα εξάντλησης. Ως αποτέλεσμα, δεν θα πρέπει να υπάρχει εμπόδιο στη ροή του ρεύματος και η διασταύρωση PN θα πρέπει να λειτουργεί ως βραχυκύκλωμα.
Αντίστροφη πολωμένη διασταύρωση PN
Όταν ο θετικός ακροδέκτης μιας πηγής τάσης συνδέεται στην περιοχή τύπου n και ο αρνητικός ακροδέκτης της συνδέεται στην περιοχή τύπου p. Η διασταύρωση PN θεωρείται ότι έχει αντίστροφη πόλωση όταν βρίσκεται σε αυτή την κατάσταση. Το δυναμικό που δημιουργείται κατά μήκος της διασταύρωσης p n όταν δεν εφαρμόζεται τάση είναι 0,3 βολτ στους 25οC για το γερμάνιο στη διασταύρωση και 0,7 βολτ στους 25οC για τη διασταύρωση πυριτίου p n. Η πολικότητα αυτού του φραγμού δυναμικού είναι πανομοιότυπη με την πολικότητα της πηγής τάσης που χρησιμοποιείται στην αντίστροφη πόλωση. Το δυναμικό φραγμού που δημιουργείται κατά μήκος της διασταύρωσης PN αυξάνεται όταν αυξάνεται η αντίστροφη πολωμένη τάση κατά μήκος της διασταύρωσης PN. Ως αποτέλεσμα, ο κόμβος PN έχει επεκταθεί. Όταν το θετικό τερματικό της πηγής συνδέεται με την περιοχή τύπου n, τα ελεύθερα ηλεκτρόνια σε αυτήν την περιοχή έλκονται από το θετικό τερματικό της πηγής, με αποτέλεσμα τον σχηματισμό θετικών ιόντων ακαθαρσίας στο στρώμα εξάντλησης, παχύνοντας το στρώμα των θετικών ιόντων ακαθαρσίας. Δεδομένου ότι το αρνητικό τερματικό της πηγής συνδέεται με την περιοχή τύπου p της διασταύρωσης, τα ηλεκτρόνια εγχέονται σε αυτήν την περιοχή ταυτόχρονα. Τα ηλεκτρόνια κινούνται προς τη διασταύρωση λόγω του θετικού δυναμικού της περιοχής τύπου n, συνδυάζονται με οπές δίπλα στο στρώμα των θετικών ιόντων ακαθαρσίας για να σχηματίσουν περισσότερα θετικά ιόντα ακαθαρσίας στο στρώμα. Ως αποτέλεσμα, το πάχος του στρώματος αυξάνεται. Ως αποτέλεσμα, το συνολικό πλάτος του στρώματος εξάντλησης αυξάνεται, όπως και το δυναμικό φραγμού του. Το πλάτος του στρώματος εξάντλησης θα συνεχίσει να αυξάνεται έως ότου το δυναμικό φραγμού συναντήσει την αντίστροφη πολωμένη τάση που εφαρμόζεται. Αν και αυτή η αύξηση του δυναμικού φραγμού θα συνεχιστεί μέχρι την παρεχόμενη αντίστροφη πολωμένη τάση, το στρώμα εξάντλησης θα εξαφανιστεί λόγω καταστροφών Zener και χιονοστιβάδων εάν η εφαρμοζόμενη αντίστροφη πολωμένη τάση είναι αρκετά υψηλή. Αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι μετά την ολοκλήρωση του στρώματος εξάντλησης αντίστροφης πόλωσης, οι φορείς φόρτισης (ηλεκτρόνια και οπές) δεν μετακινούνται πλέον μέσω της διασταύρωσης, καθώς το φράγμα δυναμικού αντιτίθεται στην εφαρμοζόμενη τάση, η οποία είναι ίδια με το φράγμα δυναμικού. Οι μειοψηφικοί φορείς, οι οποίοι είναι θερμικά παραγόμενα ηλεκτρόνια σε ημιαγωγό τύπου p και οπές σε ημιαγωγό τύπου n, προκαλούν ένα μικρό ρεύμα να περάσει από την περιοχή τύπου n στην περιοχή τύπου p.
Συμπέρασμα
Μια δίοδος ανορθωτή είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται για την ανόρθωση εναλλασσόμενου ηλεκτρισμού. Ένα από τα εξαρτήματα των ηλεκτρονικών υψηλών συχνοτήτων είναι η δίοδος Gunn. Στα ηλεκτρονικά συστήματα, η δίοδος Zener χρησιμοποιείται για τη σταθεροποίηση του ρεύματος και της τάσης. Η φωτοδίοδος είναι ένας τύπος φωτοανιχνευτή. Μια δίοδος μεταγωγής είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται για γρήγορη εναλλαγή μεταξύ δύο καταστάσεων. Η δίοδος σήραγγας είναι ένας τύπος διόδου που χρησιμοποιείται στο τμήμα αρνητικής δυναμικής αντίστασης του κυκλώματος. Το φάσμα του υπέρυθρου φωτός εκπέμπεται από LED. Όταν εφαρμόζεται μια τάση σε κατάσταση αντίστροφης πόλωσης, μια δίοδος μεταβλητής χωρητικότητας είναι
