Question

Почему при приложении напряжения в обратном направлении через диод проходит ток?

Answer 1

Ток обратного направления очень мал (в тысячи раз меньше тока прямого направления). Наличие тока обусловлено хаотическим движением электронов (дрейф).

Answer 2

Когда напряжение приложено в обратном направлении (обратное напряжение) через диод, ток все равно может протекать через него, но его величина будет намного меньше, чем при прямом направлении. Это связано с особенностями строения и работы полупроводниковых диодов.

Диоды состоят из двух слоев полупроводникового материала - типично это P-тип и N-тип полупроводников, образующих p-n переход. Когда напряжение подается в прямом направлении (анод положителен, катод отрицателен), p-n переход оказывается пропускным, и ток легко проходит через диод.

Однако, при приложении обратного напряжения (анод отрицателен, катод положителен), p-n переход препятствует току, и возникает обратное смещение. В этом состоянии образуется область распределения зарядов, которая называется обедненным слоем (depletion layer). В обедненном слое электроны из N-типа и дырки из P-типа разделяются и создают электрическое поле, направленное против обратного направления приложенного напряжения.

Когда напряжение обратного направления достигает некоторого значения, называемого обратным напряжением пробоя (reverse breakdown voltage), это электрическое поле становится настолько сильным, что превышает силу препятствия обедненного слоя. В результате, происходит пробой диода, и ток начинает протекать через него в обратном направлении.

Пробой может происходить по разным механизмам, в зависимости от типа диода и его конструкции. У некоторых диодов это явление может быть желательным и специально используется (например, у зенер-диодов, которые предназначены для работы в режиме обратного пробоя и используются в качестве стабилизаторов напряжения).

В других случаях пробой может быть нежелательным, особенно если обратное напряжение превышает характеристики диода. В таких ситуациях пробой может привести к повреждению диода или другим нежелательным эффектам. Поэтому при выборе диодов необходимо учитывать их характеристики и правильно применять в схемах.