Vad är diodframspänningen?

En diodframspänning avser det spänningsfall som uppstår när en elektrisk ström passerar genom en diod i en elektrisk krets. Den är i allmänhet oberoende av mängden ström som passerar genom dioden, och kommer att vara densamma för en given familj av dioder. För kiseldioder, som i allmänhet är de vanligaste, är diodens framåtspänningsfall cirka 0.7 volt (V).

Dioder är enheter som bara skickar elektrisk ström i en riktning och kan därför ses som en sorts envägsventil för elektroner. När elektronerna rör sig i rätt riktning för att passera genom dioden, sägs dioden vara framåtspänd. Således är diodens framåtspänningsfall också känt som framåtförspänningsfallet.

Dioder fungerar genom att ha en liten bit av dopat halvledarmaterial inklämt mellan sina elektroder, som passerar elektroner i en riktning men inte den andra. Detta material har två zoner, n-zonen, som är rik på negativt laddade elektroner, och p-zonen, som är fattig på elektroner. P-zonen kan tänkas ha positiva hål som kan acceptera elektronerna från n-zonen. När de två zonerna sammanförs för att bilda en pn-övergång, överförs elektroner från n-zonen till p-zonen tills alla n-zonens elektroner som är tillgängliga för användning som strömbärare är förbrukade, och pn-övergången blir en isolator.

Om färska elektroner injiceras i den utarmade n-zonen, medan de avlägsnas från den mättade p-zonen, kommer elektrisk ström att flyta över korsningen. Detta är vad som händer när dioden är framåtspänd. Elektronerna måste tryckas av en spänning med tillräckligt med kraft för att passera pn-övergången, och denna tryckning är källan till diodens framåtspänning, eller framåtförspänningsfallet.

Om kretsens polaritet vänds om, och ett försök görs att injicera elektroner i p-zonen medan de avlägsnas från n-zonen, sägs dioden vara omvänd förspänd och ingen ström kommer att flyta. Om denna omvänd förspänning överstiger ett visst värde – den maximala omvända spänningen – kan dioden misslyckas och passera stora strömmar, i en process som kallas omvänd spänningsnedbrytning. Dioden kommer då att skadas permanent.

Som sagt har olika typer av dioder olika framåtspänningsfall. Framspänningsfallet för en enkel lysdiod (LED) kan variera från 1.4 till 4 V, beroende på typ. För Schottkey-dioden är framspänningsfallet vanligtvis bara 0.2 V.