डायोड
इलेक्ट्रॉनिक घटकांमध्ये, दोन इलेक्ट्रोड असलेले यंत्र जे केवळ विद्युत् प्रवाहाला एकाच दिशेने वाहू देते, ते त्याच्या सुधारण कार्यासाठी वापरले जाते. आणि व्हॅरेक्टर डायोडचा वापर इलेक्ट्रॉनिक समायोज्य कॅपेसिटर म्हणून केला जातो. बहुतेक डायोड्सच्या ताब्यात असलेल्या वर्तमान दिशात्मकतेला सामान्यतः "सुधारणा" कार्य म्हणून संबोधले जाते. डायोडचे सर्वात सामान्य कार्य म्हणजे विद्युत प्रवाह फक्त एकाच दिशेने जाऊ देणे (ज्याला फॉरवर्ड बायस म्हणून ओळखले जाते), आणि त्यास उलट (रिव्हर्स बायस म्हणून ओळखले जाते) अवरोधित करणे. म्हणून, डायोड चेक वाल्वच्या इलेक्ट्रॉनिक आवृत्त्या म्हणून विचार केला जाऊ शकतो.
लवकर व्हॅक्यूम इलेक्ट्रॉनिक डायोड; हे एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण आहे जे दिशाहीन विद्युत प्रवाह चालवू शकते. सेमीकंडक्टर डायोडच्या आत दोन लीड टर्मिनल्ससह एक पीएन जंक्शन आहे आणि या इलेक्ट्रॉनिक उपकरणामध्ये लागू व्होल्टेजच्या दिशेनुसार दिशाहीन वर्तमान चालकता आहे. सामान्यतः, क्रिस्टल डायोड हा pn जंक्शन इंटरफेस आहे जो p-प्रकार आणि n-प्रकार सेमीकंडक्टरच्या सिंटरिंगद्वारे तयार होतो. स्पेस चार्ज लेयर त्याच्या इंटरफेसच्या दोन्ही बाजूंना तयार होतात, एक स्वनिर्मित विद्युत क्षेत्र तयार करतात. जेव्हा लागू व्होल्टेज शून्याच्या बरोबरीचे असते, तेव्हा pn जंक्शनच्या दोन्ही बाजूंच्या चार्ज वाहकांच्या एकाग्रतेच्या फरकामुळे होणारा प्रसार प्रवाह आणि स्वयं-निर्मित विद्युत क्षेत्रामुळे होणारा प्रवाह प्रवाह समान असतो आणि विद्युत समतोल स्थितीत असतो, जे देखील सामान्य परिस्थितीत डायोडचे वैशिष्ट्य.
सुरुवातीच्या डायोड्समध्ये "कॅट व्हिस्कर क्रिस्टल्स" आणि व्हॅक्यूम ट्यूब (यूकेमध्ये "थर्मल आयनीकरण वाल्व" म्हणून ओळखले जातात) समाविष्ट होते. आजकाल सर्वात सामान्य डायोड बहुतेक सेमीकंडक्टर सामग्री जसे की सिलिकॉन किंवा जर्मेनियम वापरतात.

वैशिष्ट्यपूर्ण
सकारात्मकता
जेव्हा फॉरवर्ड व्होल्टेज लागू केले जाते, तेव्हा फॉरवर्ड वैशिष्ट्याच्या सुरूवातीस, फॉरवर्ड व्होल्टेज खूप लहान असते आणि PN जंक्शनच्या आत इलेक्ट्रिक फील्डच्या ब्लॉकिंग प्रभावावर मात करण्यासाठी पुरेसे नसते. फॉरवर्ड करंट जवळजवळ शून्य आहे आणि या विभागाला डेड झोन म्हणतात. फॉरवर्ड व्होल्टेज जो डायोड आचरण करू शकत नाही त्याला डेड झोन व्होल्टेज म्हणतात. जेव्हा फॉरवर्ड व्होल्टेज डेड झोन व्होल्टेजपेक्षा जास्त असते, तेव्हा पीएन जंक्शनमधील विद्युत क्षेत्रावर मात केली जाते, डायोड पुढे दिशेने चालते आणि व्होल्टेजच्या वाढीसह विद्युत प्रवाह वेगाने वाढतो. वर्तमान वापराच्या सामान्य श्रेणीमध्ये, डायोडचे टर्मिनल व्होल्टेज वहन दरम्यान जवळजवळ स्थिर राहते आणि या व्होल्टेजला डायोडचा फॉरवर्ड व्होल्टेज म्हणतात. जेव्हा डायोडमध्ये फॉरवर्ड व्होल्टेज एका विशिष्ट मूल्यापेक्षा जास्त होते, तेव्हा अंतर्गत विद्युत क्षेत्र त्वरीत कमकुवत होते, वैशिष्ट्यपूर्ण प्रवाह वेगाने वाढते आणि डायोड पुढे दिशेने चालते. याला थ्रेशोल्ड व्होल्टेज किंवा थ्रेशोल्ड व्होल्टेज म्हणतात, जे सिलिकॉन ट्यूबसाठी सुमारे 0.5V आणि जर्मेनियम ट्यूबसाठी सुमारे 0.1V आहे. सिलिकॉन डायोड्सचा फॉरवर्ड कंडक्शन व्होल्टेज ड्रॉप सुमारे 0.6-0.8V आहे आणि जर्मेनियम डायोड्सचा फॉरवर्ड कंडक्शन व्होल्टेज ड्रॉप सुमारे 0.2-0.3V आहे.
उलट ध्रुवता
जेव्हा लागू केलेला रिव्हर्स व्होल्टेज एका विशिष्ट श्रेणीपेक्षा जास्त नसतो, तेव्हा डायोडमधून जाणारा विद्युत् प्रवाह हा अल्पसंख्याक वाहकांच्या ड्रिफ्ट मोशनद्वारे तयार होणारा उलट प्रवाह असतो. लहान रिव्हर्स करंटमुळे, डायोड कट ऑफ स्थितीत आहे. या रिव्हर्स करंटला रिव्हर्स सॅच्युरेशन करंट किंवा लीकेज करंट असेही म्हणतात आणि डायोडच्या रिव्हर्स सॅच्युरेशन करंटचा तापमानावर खूप परिणाम होतो. सामान्य सिलिकॉन ट्रान्झिस्टरचा रिव्हर्स करंट जर्मेनियम ट्रान्झिस्टरच्या तुलनेत खूपच लहान असतो. लो-पॉवर सिलिकॉन ट्रान्झिस्टरचा रिव्हर्स सॅच्युरेशन करंट nA च्या क्रमाने असतो, तर कमी पॉवर जर्मेनियम ट्रान्झिस्टरचा μA च्या क्रमाने असतो. जेव्हा तापमान वाढते तेव्हा सेमीकंडक्टर उष्णतेने उत्तेजित होतो, अल्पसंख्याक वाहक वाढतात, आणि उलट संपृक्तता प्रवाह देखील त्यानुसार वाढते.

ब्रेकडाउन
जेव्हा लागू केलेले रिव्हर्स व्होल्टेज एका विशिष्ट मूल्यापेक्षा जास्त होते, तेव्हा उलट प्रवाह अचानक वाढतो, ज्याला इलेक्ट्रिकल ब्रेकडाउन म्हणतात. क्रिटिकल व्होल्टेज ज्यामुळे इलेक्ट्रिकल ब्रेकडाउन होते त्याला डायोड रिव्हर्स ब्रेकडाउन व्होल्टेज म्हणतात. जेव्हा विद्युत बिघाड होतो तेव्हा डायोड त्याची दिशाहीन चालकता गमावतो. इलेक्ट्रिकल ब्रेकडाउनमुळे डायोड जास्त गरम होत नसल्यास, त्याची दिशाहीन चालकता कायमची नष्ट होऊ शकत नाही. लागू केलेले व्होल्टेज काढून टाकल्यानंतर त्याची कार्यक्षमता अद्याप पुनर्संचयित केली जाऊ शकते, अन्यथा डायोड खराब होईल. म्हणून, डायोडला लागू केलेले जास्त रिव्हर्स व्होल्टेज वापरताना टाळले पाहिजे.
डायोड हे एक दिशात्मक चालकता असलेले दोन टर्मिनल उपकरण आहे, जे इलेक्ट्रॉनिक डायोड आणि क्रिस्टल डायोडमध्ये विभागले जाऊ शकते. फिलामेंटच्या उष्णतेच्या नुकसानामुळे इलेक्ट्रॉनिक डायोडची कार्यक्षमता क्रिस्टल डायोडपेक्षा कमी असते, म्हणून ते क्वचितच दिसतात. क्रिस्टल डायोड अधिक सामान्य आणि सामान्यतः वापरले जातात. डायोड्सची एकदिशात्मक चालकता जवळजवळ सर्व इलेक्ट्रॉनिक सर्किट्समध्ये वापरली जाते आणि अनेक सर्किट्समध्ये सेमीकंडक्टर डायोड महत्त्वाची भूमिका बजावतात. ते सर्वात प्राचीन अर्धसंवाहक उपकरणांपैकी एक आहेत आणि त्यांच्याकडे विस्तृत अनुप्रयोग आहेत.
सिलिकॉन डायोडचा फॉरवर्ड व्होल्टेज ड्रॉप (नॉन ल्युमिनियस प्रकार) 0.7V आहे, तर जर्मेनियम डायोडचा फॉरवर्ड व्होल्टेज ड्रॉप 0.3V आहे. प्रकाश-उत्सर्जक डायोडचा फॉरवर्ड व्होल्टेज ड्रॉप वेगवेगळ्या चमकदार रंगांसह बदलतो. मुख्यतः तीन रंग आहेत आणि विशिष्ट व्होल्टेज ड्रॉप संदर्भ मूल्ये खालीलप्रमाणे आहेत: लाल प्रकाश-उत्सर्जक डायोडचा व्होल्टेज ड्रॉप 2.0-2.2V आहे, पिवळा प्रकाश-उत्सर्जक डायोडचा व्होल्टेज ड्रॉप 1.8-2.0V आहे आणि व्होल्टेज हिरव्या प्रकाश-उत्सर्जक डायोडचा ड्रॉप 3.0-3.2V आहे. सामान्य प्रकाश उत्सर्जन दरम्यान रेट केलेले प्रवाह सुमारे 20mA आहे.
डायोडचा व्होल्टेज आणि करंट रेखीयरित्या संबंधित नाहीत, म्हणून समांतरपणे भिन्न डायोड जोडताना, योग्य प्रतिरोधक जोडले पाहिजेत.

वैशिष्ट्यपूर्ण वक्र
पीएन जंक्शन्सप्रमाणे, डायोड्समध्ये दिशाहीन चालकता असते. सिलिकॉन डायोडचे ठराविक व्होल्ट अँपिअर वैशिष्ट्यपूर्ण वक्र. जेव्हा डायोडवर फॉरवर्ड व्होल्टेज लागू केले जाते, तेव्हा व्होल्टेजचे मूल्य कमी असते तेव्हा प्रवाह अत्यंत लहान असतो; जेव्हा व्होल्टेज 0.6V पेक्षा जास्त होते, तेव्हा विद्युत् प्रवाह वेगाने वाढू लागतो, ज्याला सामान्यतः डायोडचा टर्न-ऑन व्होल्टेज म्हणतात; जेव्हा व्होल्टेज सुमारे 0.7V पर्यंत पोहोचते, तेव्हा डायोड पूर्णपणे प्रवाहकीय अवस्थेत असतो, ज्याला सामान्यतः डायोडचे वहन व्होल्टेज असे संबोधले जाते, ज्याला UD या चिन्हाने दर्शविले जाते.
जर्मेनियम डायोडसाठी, टर्न-ऑन व्होल्टेज 0.2V आहे आणि वहन व्होल्टेज UD अंदाजे 0.3V आहे. जेव्हा डायोडवर रिव्हर्स व्होल्टेज लागू केले जाते, तेव्हा व्होल्टेज मूल्य कमी असताना विद्युत् प्रवाह अत्यंत लहान असतो आणि त्याचे वर्तमान मूल्य रिव्हर्स सॅचुरेशन करंट IS असते. जेव्हा रिव्हर्स व्होल्टेज एका विशिष्ट मूल्यापेक्षा जास्त होते, तेव्हा विद्युत् प्रवाह तीव्रपणे वाढू लागतो, ज्याला रिव्हर्स ब्रेकडाउन म्हणतात. या व्होल्टेजला डायोडचे रिव्हर्स ब्रेकडाउन व्होल्टेज म्हणतात आणि UBR या चिन्हाने दर्शविले जाते. वेगवेगळ्या प्रकारच्या डायोड्सचे ब्रेकडाउन व्होल्टेज UBR व्हॅल्यू मोठ्या प्रमाणात बदलतात, दहापट व्होल्ट्सपासून ते हजारो व्होल्ट्सपर्यंत.

रिव्हर्स ब्रेकडाउन
जेनर ब्रेकडाउन
रिव्हर्स ब्रेकडाउनला यंत्रणेच्या आधारे दोन प्रकारांमध्ये विभागले जाऊ शकते: जेनर ब्रेकडाउन आणि हिमस्खलन ब्रेकडाउन. उच्च डोपिंग एकाग्रतेच्या बाबतीत, अडथळा क्षेत्राची लहान रुंदी आणि मोठ्या रिव्हर्स व्होल्टेजमुळे, अडथळा प्रदेशातील सहसंयोजक बाँड संरचना नष्ट होते, ज्यामुळे व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन्स सहसंयोजक बंधांपासून मुक्त होतात आणि इलेक्ट्रॉन होल जोड्या तयार करतात, परिणामी प्रवाहात तीव्र वाढ होते. या ब्रेकडाउनला जेनर ब्रेकडाउन म्हणतात. डोपिंग एकाग्रता कमी असल्यास आणि अडथळा क्षेत्राची रुंदी रुंद असल्यास, जेनर ब्रेकडाउन होऊ शकत नाही.

हिमस्खलन ब्रेकडाउन
ब्रेकडाउनचा आणखी एक प्रकार म्हणजे हिमस्खलन ब्रेकडाउन. जेव्हा रिव्हर्स व्होल्टेज मोठ्या मूल्यापर्यंत वाढते, तेव्हा लागू केलेले विद्युत क्षेत्र इलेक्ट्रॉन ड्रिफ्टचा वेग वाढवते, ज्यामुळे कोव्हॅलेंट बॉण्डमधील व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन्सशी टक्कर होते, त्यांना सहसंयोजक बंधातून बाहेर काढते आणि नवीन इलेक्ट्रॉन होल जोड्या तयार होतात. नवीन व्युत्पन्न इलेक्ट्रॉन छिद्रे विद्युत क्षेत्राद्वारे प्रवेगित होतात आणि इतर व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉनशी टक्कर देतात, ज्यामुळे चार्ज वाहकांमध्ये वाढ आणि विद्युत् प्रवाहात तीव्र वाढ सारखे हिमस्खलन होते. या प्रकारच्या ब्रेकडाउनला हिमस्खलन ब्रेकडाउन म्हणतात. ब्रेकडाउनच्या प्रकाराकडे दुर्लक्ष करून, जर विद्युत् प्रवाह मर्यादित नसेल, तर ते पीएन जंक्शनला कायमचे नुकसान होऊ शकते.