11.3 : Dioda: Odwrotna depolaryzacja

Dioda jest spolaryzowana odwrotnie, gdy dodatni zacisk zewnętrznego źródła napięcia jest podłączony do materiału typu n, a zacisk ujemny do materiału typu p. Taka konfiguracja sprzeciwia się naturalnemu kierunkowi przepływu prądu przez diodę, skutecznie zwiększając szerokość obszaru zubożenia i potencjał bariery. Warunek odwrotnego polaryzacji wytwarza minimalny prąd upływowy, głównie z powodu nośników ładunku mniejszościowego. Upływ ten staje się znaczący, gdy napięcie wsteczne przekracza napięcie termiczne w standardowych warunkach pokojowych, co prowadzi do spłaszczonej krzywej odpowiedzi prąd-napięcie (I-V). W przeciwieństwie do wykładniczego wzrostu prądu obserwowanego przy polaryzacji do przodu, wzrost polaryzacji do tyłu jest nieistotny.

Jednak w praktyce prąd wsteczny w diodach często przekracza przewidywany prąd nasycenia. Na przykład diody zaprojektowane dla małych sygnałów z prądami nasycenia wstecznego na poziomie Femtoamperów mogą wykazywać prądy wsteczne na poziomie nanoamperów. Chociaż ten prąd wsteczny nieznacznie wzrasta wraz z napięciem wstecznym, zmiany te są zbyt małe, aby zauważalnie wpłynąć na krzywą I-V. Ten prąd wsteczny pochodzi z wytwarzania nośnika ciepła w złączu, w zależności od fizycznych wymiarów złącza diodowego.

Gwałtowny wzrost prądu wstecznego występuje, gdy przyłożone napięcie wsteczne osiąga krytyczny próg znany jako napięcie przebicia, specyficzny dla każdej diody. Zjawisko to, reprezentowane na krzywej I-V, oznacza znaczny wzrost prądu przy minimalnym wzroście napięcia.

Należy pamiętać, że awaria diody nie jest z natury szkodliwa, pod warunkiem, że prąd pozostaje w bezpiecznym obszarze roboczym, zwykle określonym przez maksymalną zdolność rozpraszania mocy w arkuszu danych. Zewnętrzne obwody zaprojektowane w celu ograniczenia prądu wstecznego do bezpiecznego poziomu są niezbędne, aby zapobiec potencjalnym uszkodzeniom. Diody Zenera, zaprojektowane tak, aby działały w obszarze przebicia w celu regulacji napięcia, są przykładem diod, które działają bezpiecznie w takich warunkach.