Wat is de doorlaatspanning van de diode?

Een diode-voorwaartse spanning verwijst naar de spanningsval die optreedt wanneer een elektrische stroom door een diode in een elektrisch circuit gaat. Het is over het algemeen onafhankelijk van de hoeveelheid stroom die door de diode gaat, en zal hetzelfde zijn voor een bepaalde familie van diodes. Voor siliciumdiodes, die over het algemeen het meest voorkomen, is de voorwaartse spanningsval van de diode ongeveer 0,7 volt (V).

Diodes zijn apparaten die elektrische stroom slechts in één richting doorlaten, en kunnen daarom worden gezien als een soort eenrichtingsklep voor elektronen. Wanneer de elektronen in de juiste richting bewegen om door de diode te gaan, wordt gezegd dat de diode voorwaarts gericht is . De voorwaartse spanningsval van de diode staat dus ook bekend als de voorspanningsval voorwaartse spanning .

Diodes werken door een klein beetje gedoteerd halfgeleidermateriaal tussen hun elektroden te hebben, die elektronen in de ene richting maar niet in de andere doorlaten. Dit materiaal heeft twee zones, de n zone , die rijk is aan negatief geladen elektronen, en de p-zone , die arm is aan elektronen. Men kan denken dat de p-zone positieve gaten heeft die de elektronen uit de n-zone kunnen opnemen. Wanneer de twee zones worden samengebracht om een ​​pn-kruising te vormen , gaan elektronen over van de n-zone naar de p-zone totdat alle n-zone-elektronen die beschikbaar zijn voor gebruik als stroomdragers zijn opgebruikt en de pn-overgang een isolator wordt .

Als verse elektronen in de verarmde n-zone worden geïnjecteerd, terwijl ze uit de verzadigde p-zone worden verwijderd, zal er elektrische stroom over de junctie vloeien. Dit is wat er gebeurt als de diode naar voren is voorgespannen. De elektronen moeten worden geduwd door een spanning met voldoende kracht om de pn-overgang te passeren, en deze druk is de bron van de voorwaartse spanning van de diode, of de voorwaartse voorspanningsval.

Als de polariteit van het circuit wordt omgekeerd en er wordt geprobeerd elektronen in de p-zone te injecteren terwijl ze uit de n-zone worden verwijderd, wordt gezegd dat de diode omgekeerd voorgespannen is en er zal geen stroom vloeien. Als deze sperspanning een bepaalde waarde overschrijdt - de maximale sperspanning - kan de diode falen en grote stromen doorlaten, in een proces dat bekend staat als omgekeerde spanningsdoorslag . De diode wordt dan permanent beschadigd.

Zoals vermeld, hebben verschillende soorten diodes verschillende voorwaartse spanningsdalingen. De voorwaartse spanningsval van een eenvoudige light-emitting diode (LED) kan variëren van 1,4 tot 4 V, afhankelijk van het type. Voor de Schottkey-diode is de voorwaartse spanningsval meestal slechts 0,2 V.