Что такое диод
Полупроводниковый диод (Diode, от древнегреческого "двунаправленный") - электронный компонент, имеющий два контакта и электрический полупроводниковый p-n-переход между ними. Основным свойством диода является способность пропускать ток только в одном направлении. Когда диод пропускает ток, это прямое включение, при котором контакт с положительным напряжением называется анод (Anode), а с отрицательным - катод (Cathode).
На схемах диод так и обозначается в виде стрелки, указывающей общепринятое направление тока - от плюса к минусу, т.е. от анода к катоду. При обратном включении, когда на анод подан минус, а на катод - плюс, диод закрыт и ток через него не течет.
Типы диодов
Основной функцией диодов является выпрямление переменного тока. Причем сначала это были германиевые диоды. Но они имеют большой ток утечки и повышенную зависимость параметров от температуры. Эти недостатки в гораздо меньшей степени присущи кремнию, который к тому же дешевле, поэтому он почти полностью вытеснил германий в качестве материала для полупроводников. Но германиевые диоды имеют гораздо меньшее напряжение открытия перехода, поэтому все еще находят применение в редких случаях.
Стандартные кремниевые выпрямительные диоды (Rectifier), как правило, работают на промышленной частоте сети 50-60 Гц, поэтому их максимальные частотные характеристики не регламентируются и обычно не превышают нескольких килогерц. Для работы же на более высоких частотах диоду необходимо меньшее время восстановления и малая емкость p-n-перехода. Эти параметры указываются у так называемых быстрых диодов (Fast Diode), которые производятся по другим технологиям. Наиболее скоростные из них применяются в быстродействующих импульсных схемах, поэтому так и называются - импульсные диоды.
Особенное место занимают диоды с барьером Шоттки (Schottky Barrier Diode). В них вместо p-n-перехода используется металл-полупроводниковый переход. Диоды Шоттки имеют падение напряжения почти вдвое меньшее, чем у стандартных диодов, а так же меньшую емкость перехода и очень низкий заряд обратного восстановления, поэтому обладают высоким быстродействием. Это позволяет использовать диоды Шоттки в различных схемах в широком диапазоне частот.
В отдельную категорию принято относить сверхвысокочастотные диоды (VHF, UHF, RF Diode), предназначенные для работы в СВЧ-диапазоне. Изначально в этом качестве применялись так называемые точечные диоды, в которых p-n-проводник был точечным для минимизации емкости. Сейчас их вытеснили PIN-диоды и диоды с барьером Шоттки.
Так же существует несколько типов диодов, которые работают в обратном включении. Они применяются для стабилизации напряжения и защиты электрических цепей от перенапряжений. Прежде всего это стабилитроны, или диоды Зенера (Zener Diode), защитные диоды, или супрессоры (TVS - Transient Voltage Suppressor), лавинные диоды (Avalanche Diode).
Еще один тип диодов - варикапы (Variable Capacitance Diode). В них используется такое свойство p-n-перехода, как зависимость его барьерной емкости от приложенного обратного напряжения. Они применяются в радиоустройствах для автоматической настройки частоты приема-передачи, а также делителях частоты, фазовращателях.