Прямое напряжение диода относится к падению напряжения, которое возникает, когда электрический ток проходит через диод в электрической цепи. Он, как правило, не зависит от количества проходящего через диод тока и будет одинаковым для данного семейства диодов. Для кремниевых диодов, которые обычно являются наиболее распространенными, падение прямого напряжения диода составляет около 0,7 вольт (V).
Диоды - это устройства, которые пропускают электрический ток только в одном направлении и поэтому могут рассматриваться как своего рода односторонний клапан для электронов. Когда электроны движутся в правильном направлении, чтобы пройти через диод, диод считается направленным вперед . Таким образом, падение напряжения прямого диода также известно как падение напряжения прямого смещения .
Диоды работают с небольшим количеством легированного полупроводникового материала, зажатого между их электродами, которые пропускают электроны в одном направлении, но не в другом. Этот материал имеет две зоны: n-зону , богатую отрицательно заряженными электронами, и p-зону , которая является плохой в электронах. Зона p может считаться наличием положительных дырок, которые могут принимать электроны из n-зоны. Когда две зоны объединены для образования pn-перехода , электроны переходят из n-зоны в p-зону до тех пор, пока не будут использованы все n-зонные электроны, доступные для использования в качестве носителей тока, и pn-переход становится изолятором .
Если в истощенную n-зону впрыскиваются свежие электроны, а они удаляются из насыщенной р-зоны, электрический ток будет протекать через соединение. Это то, что происходит, когда диод смещен вперед. Электроны должны подталкиваться напряжением с достаточной силой, чтобы пересечь pn-переход, и это толчок является источником прямого напряжения диода или падения напряжения смещения вперед.
Если полярность схемы обращена вспять, и делается попытка ввести электроны в p-зону, когда они удалены из n-зоны, диод считается обратным смещением и ток не будет протекать. Если это напряжение обратного смещения превышает определенное значение - максимальное обратное напряжение - диод может выйти из строя и пропустить большие токи в процессе, известном как пробой обратного напряжения . Затем диод будет постоянно поврежден.
Как было указано, разные типы диодов имеют разные обратные напряжения. Прямое падение напряжения простого светоизлучающего диода ( LED ) может варьироваться от 1,4 до 4 В, в зависимости от типа. Для диода Schottkey падение прямого напряжения обычно составляет всего 0,2 В.