Принцип работы

Такой полупроводниковый прибор может находиться в одном из двух состояний: открытом, когда он хорошо проводит ток, и закрытом, когда он плохо проводит ток. Если к его электродам подключить источник постоянного тока так, чтобы его положительный полюс был соединен с анодом диода, а отрицательный – с катодом (рис. 1, б), то диод окажется в открытом состоянии и в образовавшейся цепи пойдет ток, значение которого зависит от приложенного к нему напряжения и свойства диода. В таком положении между зарядами одинаковой полярности возникает сила отталкивания. Отрицательно заряженные электроны отталкиваются от отрицательного полюса источника питания и двигаются в сторону p-n перехода, а положительно заряженные дырки отталкиваются от положительного полюса и тоже двигаются в сторону p-n перехода. Электроны и дырки, двигаясь навстречу друг другу, преодолевают область p-n перехода. Часть электронов рекомбинируют с дырками (заполняют место в атомах, где не хватает электрона), а остальные устремляются к положительному полюсу источника питания. В этом случае сопротивление p-n перехода мало, вследствие чего через диод идет ток, называемый прямым током. Чем больше площадь p-n перехода и напряжение источника питания, тем больше этот прямой ток.

Если полюсы элемента поменять местами, как это сделано на рис. 1, в, диод окажется в закрытом состоянии. В этом случае электрические заряды в диоде поведут себя иначе. Теперь, удаляясь от p-n перехода, электроны в области типа n будут перемещаться к положительному, а дырки в области типа p – к отрицательному контактам. В результате граница областей с различными типами электропроводности как бы расширяется, образовав зону, обедненную электронами и дырками (на рис. 1, в она заштрихована) и, следовательно, оказывающую току очень большое сопротивление. Однако в этой зоне небольшой обмен носителями тока между областями диода все же будет происходить, создаваемый неосновными носителями заряда. Поэтому через диод пойдет ток, но во много раз меньший, чем прямой. Этот ток называют обратным током диода.