Статья рассказывает о том, как работает полупроводниковый диод: что есть диод, как он обеспечивает одностороннюю проводимость тока, что такое зоны проводимости и запрещённые зоны.
Полупроводниковый диод – это электронный компонент, который является ключевым элементом многих электронных устройств и электроники в целом. Он способен пропускать электрический ток только в одном направлении благодаря своей структуре и физическому принципу, на котором он основан.
Диод имеет два контакта: катод и анод. Анод обладает большей энергией по сравнению с катодом, поэтому электроны в полупроводниковом материале могут проходить только от анода к катоду. На этом принципе основывается односторонняя проводимость тока в диоде.
Ключевой элемент полупроводникового диода – это p-n переход, который состоит из двух зон: p-зоны (позитивной) и n-зоны (негативной). В п-зоне дополнительные дырки (негативно заряженные остатки) уравновешивают электроны (положительно заряженные) в n-зоне. При соединении этих зон происходит диффузия свободных электронов из n-зоны в p-зону, создавая потенциал, который препятствует движению электронов в обратном направлении.
В запрещённой зоне частицы не могут двигаться при отсутствии внешнего электрического поля. Когда зона проводимости и запрещённая зона соприкасаются, диод прекращает пропускать ток. Однако, если между его контактами подводить электрическое напряжение в правильном направлении, то зоны проводимости и запрещённая зона откроются, и ток сможет пройти через диод.
Таким образом, физический принцип работы полупроводникового диода заключается в создании p-n перехода, который создаёт барьер, препятствующий движению электронов в обратном направлении. Этот механизм обеспечивает управление потоком электронов и одностороннюю проводимость тока в диоде. Он применяется в разных областях электроники, от мощных источников питания до диодов LED.