ไดโอด
ไดโอด เป็นอุปกรณ์ที่ทำจากสารกึ่งตัวนำ p-n สามารถควบคุมให้กระแสไฟฟ้า
จากภายนอก ไหลผ่านตัวมันได้ทิศทางเดียว ไดโอดประกอบด้วยขั้ว 2 ขั้ว คือ
แอโนด (Anode ; A) ซึ่งต่ออยู่กับสารกึ่งตัวนำชนิด p และ แคโธด (Cathode ; K)
ซึ่งต่ออยู่กับสารกึ่งตัวนำชนิด n
ไดโอดในทางอุดมคติ (Ideal Diode)
ไดโอดในอุดมคติมีลักษณะเหมือนสวิทช์ที่สามารถนำกระแสไหลผ่านได้
ในทิศทางเดียวถ้าต่อขั้วแบตเตอรีให้เป็นแบบไบอัสตรงไดโอดจะเปรียบเป็นเสมือนกับ
สวิทช์ที่ปิด(Close Switch) หรือไดโอดลัดวงจร (Short Circuit) Id ไหลผ่านไดโอดได้
แต่ถ้าต่อขั้วแบตเตอรีแบบไบอัสกลับ ไดโอดจะเปรียบเป็นเสมือนสวิทช์เปิด
(Open Switch) หรือเปิดวงจร (Open Circuit) ทำให้ Id เท่ากับศูนย์
ไดโอดในทางปฏิบัติ (Practical Diode)
ไดโอดในทางปฏิบัติมีการแพร่กระจายของพาหะส่วนน้อยที่บริเวณรอยต่ออยู่
จำนวนหนึ่ง ดังนั้น ถ้าต่อไบอัสตรงให้กับไดโอดในทางปฏิบัติก็จะเกิด แรงดันเสมือน
(Ge >= 0.3V ; Si >= 0.7V ) ซึ่งต้านแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายเพื่อการไบอัสตรง
ขนาดของแรงดันเสมือนจึงเป็นตัวบอกจุดทำงาน ดังนั้น จึงเรียก แรงดันเสมือน
อีกอย่างหนึ่งว่า แรงดันในการเปิด
กรณีไบอัสกลับ เราทราบว่า จะขยายกว้างขึ้น แต่ก็ยังมี
พาหะข้างน้อยแพร่กระจายที่รอยต่ออยู่จำนวนหนึ่ง และมีกระแสรั่วไหลอยู่จำนวนหนึ่ง
เรียกว่า กระแสรั่วไหล เมื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้าขึ้นเรื่อยๆ กระแสรั่วไหล
จะเพิ่มขึ้นจนถึงจุดทีไดโอดนำกระแสเพิ่มขึ้นมาก ระดับกระแสที่จุดนี้ เรียกว่า
กระแสอิ่มตัวย้อนกลับ แรงดันไฟฟ้าที่จุดนี้ เรียกว่า
แรงดันพังทลายและถ้าแรงดันไบกลับสูงขึ้นจนถึงจุดสูงสุด
ที่ไดโอดทนได้ เราเรียกว่า แรงดันพังทลายซีเนอร์
ถ้าแรงดันไบอัสกลับสูงกว่า Vz จะเกิดความร้อนอย่างมากที่รอยต่อของไดโอด
ส่งผลให้ไดโอดเสียหายหรือพังได้ แรงดันไฟฟ้าที่จุดนี้เราเรียกว่า
แรงดันพังทลายอวาแลนซ์
ดังนั้น การนำไดโอดไปใช้งานจึงใช้กับการไบอัสตรงเท่านั้น
ผลกระทบของอุณหภูมิ (Temperature Effects)
จากการทดลองพบว่า Is ของ Si จะมีค่าเพิ่มขึ้นเกือบ 2 เท่าทุกๆ ครั้งที่อุณหภูมิเพิ่มขึ้น
10 องศาเซลเซียส ขณะที่ Ge ม ีค่า Is เป็น 1 หรือ 2 ที่ 25 องศาเซลเซียส
แต่ที่ 100 องศาเซลเซียสจะมีค่า Is เพิ่มขึ้นเป็น 100 ระดับกระแสไฟฟ้าขนาดนี้
จะเป็นปัญหาต่อการเปิดวงจรเรื่องจากได้รับการไบอัสกลับ เพราะแทนที่ Id จะมีค่า
ใกล้เคียงศูนย์ แต่กลับนำกระแสได้จำนวนหนึ่งตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น
