डायोड
इलेक्ट्रॉनिक घटकों में, दो इलेक्ट्रोड वाला एक उपकरण जो केवल एक ही दिशा में करंट प्रवाहित करने की अनुमति देता है, अक्सर इसके सुधार कार्य के लिए उपयोग किया जाता है। और वैक्टर डायोड का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक समायोज्य कैपेसिटर के रूप में किया जाता है। अधिकांश डायोड में मौजूद वर्तमान दिशात्मकता को आमतौर पर "सुधार" फ़ंक्शन के रूप में जाना जाता है। डायोड का सबसे आम कार्य करंट को केवल एक ही दिशा में प्रवाहित करने की अनुमति देना है (जिसे फॉरवर्ड बायस के रूप में जाना जाता है), और इसे रिवर्स दिशा में अवरुद्ध करना है (जिसे रिवर्स बायस के रूप में जाना जाता है)। इसलिए, डायोड को चेक वाल्व के इलेक्ट्रॉनिक संस्करण के रूप में माना जा सकता है।
प्रारंभिक वैक्यूम इलेक्ट्रॉनिक डायोड; यह एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जो यूनिडायरेक्शनल रूप से करंट का संचालन कर सकता है। सेमीकंडक्टर डायोड के अंदर दो लीड टर्मिनलों के साथ एक पीएन जंक्शन होता है, और इस इलेक्ट्रॉनिक उपकरण में लागू वोल्टेज की दिशा के अनुसार यूनिडायरेक्शनल वर्तमान चालकता होती है। सामान्यतया, क्रिस्टल डायोड एक पीएन जंक्शन इंटरफ़ेस है जो पी-प्रकार और एन-प्रकार अर्धचालकों को सिंटरिंग करके बनता है। इसके इंटरफ़ेस के दोनों किनारों पर अंतरिक्ष आवेश परतें बनती हैं, जो एक स्वनिर्मित विद्युत क्षेत्र का निर्माण करती हैं। जब लागू वोल्टेज शून्य के बराबर होता है, तो पीएन जंक्शन के दोनों किनारों पर आवेश वाहकों की सांद्रता अंतर के कारण होने वाली प्रसार धारा और स्व-निर्मित विद्युत क्षेत्र के कारण होने वाली बहाव धारा बराबर होती है और एक विद्युत संतुलन स्थिति में होती है, जो कि भी है सामान्य परिस्थितियों में डायोड की विशेषता।
प्रारंभिक डायोड में "कैट व्हिस्कर क्रिस्टल" और वैक्यूम ट्यूब (यूके में "थर्मल आयनीकरण वाल्व" के रूप में जाना जाता है) शामिल थे। आजकल सबसे आम डायोड में सिलिकॉन या जर्मेनियम जैसी अर्धचालक सामग्री का उपयोग किया जाता है।

विशेषता
सकारात्मकता
जब फॉरवर्ड वोल्टेज लागू किया जाता है, तो फॉरवर्ड विशेषता की शुरुआत में, फॉरवर्ड वोल्टेज बहुत छोटा होता है और पीएन जंक्शन के अंदर विद्युत क्षेत्र के अवरुद्ध प्रभाव को दूर करने के लिए पर्याप्त नहीं होता है। आगे की धारा लगभग शून्य है, और इस खंड को मृत क्षेत्र कहा जाता है। आगे का वोल्टेज जो डायोड को संचालित नहीं कर सकता, उसे डेड ज़ोन वोल्टेज कहा जाता है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज डेड ज़ोन वोल्टेज से अधिक होता है, तो पीएन जंक्शन के अंदर विद्युत क्षेत्र दूर हो जाता है, डायोड आगे की दिशा में संचालित होता है, और वोल्टेज बढ़ने के साथ करंट तेजी से बढ़ता है। वर्तमान उपयोग की सामान्य सीमा के भीतर, संचालन के दौरान डायोड का टर्मिनल वोल्टेज लगभग स्थिर रहता है, और इस वोल्टेज को डायोड का फॉरवर्ड वोल्टेज कहा जाता है। जब डायोड में आगे का वोल्टेज एक निश्चित मूल्य से अधिक हो जाता है, तो आंतरिक विद्युत क्षेत्र जल्दी से कमजोर हो जाता है, विशेषता धारा तेजी से बढ़ जाती है, और डायोड आगे की दिशा में संचालित होता है। इसे थ्रेशोल्ड वोल्टेज या थ्रेशोल्ड वोल्टेज कहा जाता है, जो सिलिकॉन ट्यूबों के लिए लगभग 0.5V और जर्मेनियम ट्यूबों के लिए लगभग 0.1V है। सिलिकॉन डायोड का फॉरवर्ड कंडक्शन वोल्टेज ड्रॉप लगभग 0.6-0.8V है, और जर्मेनियम डायोड का फॉरवर्ड कंडक्शन वोल्टेज ड्रॉप लगभग 0.2-0.3V है।
विपरीत ध्रुवता
जब लागू रिवर्स वोल्टेज एक निश्चित सीमा से अधिक नहीं होता है, तो डायोड से गुजरने वाली धारा अल्पसंख्यक वाहकों की बहाव गति से बनने वाली रिवर्स करंट होती है। छोटे रिवर्स करंट के कारण, डायोड कट-ऑफ स्थिति में है। इस रिवर्स करंट को रिवर्स सैचुरेशन करंट या लीकेज करंट के रूप में भी जाना जाता है, और डायोड का रिवर्स सैचुरेशन करंट तापमान से बहुत प्रभावित होता है। एक सामान्य सिलिकॉन ट्रांजिस्टर का रिवर्स करंट जर्मेनियम ट्रांजिस्टर की तुलना में बहुत छोटा होता है। कम-शक्ति वाले सिलिकॉन ट्रांजिस्टर का रिवर्स संतृप्ति प्रवाह nA के क्रम में होता है, जबकि कम-शक्ति वाले जर्मेनियम ट्रांजिस्टर का μA के क्रम में होता है। जब तापमान बढ़ता है, तो अर्धचालक गर्मी से उत्तेजित होता है, की संख्या अल्पसंख्यक वाहक बढ़ते हैं, और रिवर्स संतृप्ति धारा भी तदनुसार बढ़ती है।

टूट - फूट
जब लागू रिवर्स वोल्टेज एक निश्चित मान से अधिक हो जाता है, तो रिवर्स करंट अचानक बढ़ जाएगा, जिसे इलेक्ट्रिकल ब्रेकडाउन कहा जाता है। वह क्रिटिकल वोल्टेज जो विद्युत ब्रेकडाउन का कारण बनता है उसे डायोड रिवर्स ब्रेकडाउन वोल्टेज कहा जाता है। जब कोई विद्युत खराबी होती है, तो डायोड अपनी यूनिडायरेक्शनल चालकता खो देता है। यदि विद्युत खराबी के कारण डायोड ज़्यादा गरम नहीं होता है, तो इसकी यूनिडायरेक्शनल चालकता स्थायी रूप से नष्ट नहीं हो सकती है। लागू वोल्टेज को हटाने के बाद भी इसका प्रदर्शन बहाल किया जा सकता है, अन्यथा डायोड क्षतिग्रस्त हो जाएगा। इसलिए, उपयोग के दौरान डायोड पर लगाए जाने वाले अत्यधिक रिवर्स वोल्टेज से बचना चाहिए।
डायोड एक यूनिडायरेक्शनल चालकता वाला दो टर्मिनल उपकरण है, जिसे इलेक्ट्रॉनिक डायोड और क्रिस्टल डायोड में विभाजित किया जा सकता है। फिलामेंट की गर्मी के नुकसान के कारण इलेक्ट्रॉनिक डायोड में क्रिस्टल डायोड की तुलना में कम दक्षता होती है, इसलिए वे शायद ही कभी देखे जाते हैं। क्रिस्टल डायोड अधिक सामान्य और आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं। डायोड की यूनिडायरेक्शनल चालकता का उपयोग लगभग सभी इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में किया जाता है, और सेमीकंडक्टर डायोड कई सर्किट में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। वे सबसे शुरुआती अर्धचालक उपकरणों में से एक हैं और उनके अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है।
एक सिलिकॉन डायोड (गैर चमकदार प्रकार) का फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप 0.7V है, जबकि जर्मेनियम डायोड का फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप 0.3V है। प्रकाश उत्सर्जक डायोड का फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप अलग-अलग चमकदार रंगों के साथ भिन्न होता है। मुख्य रूप से तीन रंग होते हैं, और विशिष्ट वोल्टेज ड्रॉप संदर्भ मान इस प्रकार हैं: लाल प्रकाश उत्सर्जक डायोड का वोल्टेज ड्रॉप 2.0-2.2V है, पीले प्रकाश उत्सर्जक डायोड का वोल्टेज ड्रॉप 1.8-2.0V है, और वोल्टेज हरे प्रकाश उत्सर्जक डायोड की ड्रॉप 3.0-3.2V है। सामान्य प्रकाश उत्सर्जन के दौरान रेटेड करंट लगभग 20mA होता है।
डायोड का वोल्टेज और करंट रैखिक रूप से संबंधित नहीं होते हैं, इसलिए विभिन्न डायोड को समानांतर में जोड़ते समय, उपयुक्त प्रतिरोधकों को जोड़ा जाना चाहिए।

विशेषता वक्र
पीएन जंक्शनों की तरह, डायोड में यूनिडायरेक्शनल चालकता होती है। सिलिकॉन डायोड का विशिष्ट वोल्ट एम्पीयर विशेषता वक्र। जब डायोड पर फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो वोल्टेज मान कम होने पर करंट बेहद छोटा होता है; जब वोल्टेज 0.6V से अधिक हो जाता है, तो करंट तेजी से बढ़ने लगता है, जिसे आमतौर पर डायोड के टर्न-ऑन वोल्टेज के रूप में जाना जाता है; जब वोल्टेज लगभग 0.7V तक पहुंच जाता है, तो डायोड पूरी तरह से प्रवाहकीय स्थिति में होता है, जिसे आमतौर पर डायोड के संचालन वोल्टेज के रूप में जाना जाता है, जिसे प्रतीक यूडी द्वारा दर्शाया जाता है।
जर्मेनियम डायोड के लिए, टर्न-ऑन वोल्टेज 0.2V है और चालन वोल्टेज UD लगभग 0.3V है। जब डायोड पर रिवर्स वोल्टेज लगाया जाता है, तो वोल्टेज मान कम होने पर करंट बेहद छोटा होता है, और इसका वर्तमान मान रिवर्स संतृप्ति करंट आईएस होता है। जब रिवर्स वोल्टेज एक निश्चित मान से अधिक हो जाता है, तो करंट तेजी से बढ़ने लगता है, जिसे रिवर्स ब्रेकडाउन कहा जाता है। इस वोल्टेज को डायोड का रिवर्स ब्रेकडाउन वोल्टेज कहा जाता है और इसे प्रतीक UBR द्वारा दर्शाया जाता है। विभिन्न प्रकार के डायोड के ब्रेकडाउन वोल्टेज यूबीआर मान काफी भिन्न होते हैं, दसियों वोल्ट से लेकर कई हजार वोल्ट तक।

उलटा टूटना
जेनर टूटना
रिवर्स ब्रेकडाउन को तंत्र के आधार पर दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: जेनर ब्रेकडाउन और एवलांच ब्रेकडाउन। उच्च डोपिंग सांद्रता के मामले में, बाधा क्षेत्र की छोटी चौड़ाई और बड़े रिवर्स वोल्टेज के कारण, बाधा क्षेत्र में सहसंयोजक बंधन संरचना नष्ट हो जाती है, जिससे वैलेंस इलेक्ट्रॉन सहसंयोजक बंधन से मुक्त हो जाते हैं और इलेक्ट्रॉन छेद जोड़े उत्पन्न करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप धारा में तीव्र वृद्धि हुई। इस ब्रेकडाउन को जेनर ब्रेकडाउन कहा जाता है। यदि डोपिंग सांद्रता कम है और बाधा क्षेत्र की चौड़ाई चौड़ी है, तो जेनर ब्रेकडाउन का कारण बनना आसान नहीं है।

हिमस्खलन टूटना
एक अन्य प्रकार का ब्रेकडाउन हिमस्खलन ब्रेकडाउन है। जब रिवर्स वोल्टेज बड़े मूल्य तक बढ़ जाता है, तो लागू विद्युत क्षेत्र इलेक्ट्रॉन बहाव की गति को तेज कर देता है, जिससे सहसंयोजक बंधन में वैलेंस इलेक्ट्रॉनों के साथ टकराव होता है, जिससे वे सहसंयोजक बंधन से बाहर निकल जाते हैं और नए इलेक्ट्रॉन छेद जोड़े उत्पन्न होते हैं। नए उत्पन्न इलेक्ट्रॉन छेद एक विद्युत क्षेत्र द्वारा त्वरित होते हैं और अन्य वैलेंस इलेक्ट्रॉनों से टकराते हैं, जिससे आवेश वाहकों में हिमस्खलन जैसी वृद्धि होती है और धारा में तेज वृद्धि होती है। इस प्रकार के ब्रेकडाउन को हिमस्खलन ब्रेकडाउन कहा जाता है। ब्रेकडाउन के प्रकार के बावजूद, यदि करंट सीमित नहीं है, तो यह पीएन जंक्शन को स्थायी क्षति पहुंचा सकता है।