ダイオード
電子部品では、整流機能として、電流を一方向にのみ流す 2 つの電極を備えたデバイスがよく使用されます。また、バラクタ ダイオードは電子的に調整可能なコンデンサとして使用されます。ほとんどのダイオードが持つ電流の方向性は、一般に「整流」機能と呼ばれます。ダイオードの最も一般的な機能は、電流を一方向にのみ通過させ (順方向バイアスとして知られている)、逆方向には電流を阻止する (逆方向バイアスとして知られている) ことです。したがって、ダイオードは逆止弁の電子版と考えることができます。
初期の真空電子ダイオード。一方向に電流を流すことができる電子デバイスです。半導体ダイオードの内部には2つのリード端子を持つPN接合があり、印加される電圧の方向に応じて一方向に電流を流す電子デバイスです。一般に、結晶ダイオードは、p 型半導体と n 型半導体を焼結して形成される pn 接合界面です。その界面の両側に空間電荷層が形成され、自己構築電場が形成されます。印加電圧がゼロのとき、pn接合の両側の電荷キャリアの濃度差によって生じる拡散電流と、自己形成電場によって生じるドリフト電流は等しく、電気的平衡状態にあります。通常の状態でのダイオードの特性。
初期のダイオードには、「キャットウィスカークリスタル」と真空管（英国では「熱イオン化バルブ」として知られています）が含まれていました。現在最も一般的なダイオードは、主にシリコンやゲルマニウムなどの半導体材料を使用しています。

特性
陽性
順方向電圧が印加されると、順方向特性の開始時点では、順方向電圧は非常に小さく、PN 接合内部の電界の阻止効果を克服するには十分ではありません。順電流はほぼゼロであり、この部分は不感帯と呼ばれます。ダイオードを導通させることができない順方向電圧は、デッドゾーン電圧と呼ばれます。順方向電圧がデッドゾーン電圧よりも大きい場合、PN 接合内の電界が克服され、ダイオードが順方向に導通し、電圧の増加とともに電流が急速に増加します。通常の電流使用範囲内では、導通中のダイオードの端子電圧はほぼ一定に保たれ、この電圧はダイオードの順方向電圧と呼ばれます。ダイオードの順方向電圧がある値を超えると、内部電界が急速に弱まり、特性電流が急速に増加し、ダイオードが順方向に導通します。これはしきい値電圧またはしきい値電圧と呼ばれ、シリコン管では約0.5V、ゲルマニウム管では約0.1Vです。シリコン ダイオードの順方向導通電圧降下は約 0.6 ～ 0.8 V、ゲルマニウム ダイオードの順方向導通電圧降下は約 0.2 ～ 0.3 V です。
逆極性
印加される逆電圧が一定の範囲を超えない場合、ダイオードに流れる電流は少数キャリアのドリフト運動によって形成される逆電流です。逆電流が小さいため、ダイオードはカットオフ状態になります。この逆方向電流は逆方向飽和電流または漏れ電流とも呼ばれ、ダイオードの逆方向飽和電流は温度に大きく影響されます。一般的なシリコン トランジスタの逆電流は、ゲルマニウム トランジスタの逆電流よりもはるかに小さいです。低電力シリコン トランジスタの逆方向飽和電流は nA 程度ですが、低電力ゲルマニウム トランジスタの逆方向飽和電流は μA 程度です。温度が上昇すると、半導体は熱によって励起され、少数キャリアが増加し、それに応じて逆方向飽和電流も増加します。

壊す
印加される逆電圧がある値を超えると、逆電流が急激に増加します。これを絶縁破壊といいます。電気的破壊を引き起こす臨界電圧は、ダイオード逆降伏電圧と呼ばれます。電気的破壊が発生すると、ダイオードは一方向の導電性を失います。ダイオードが電気的破壊によって過熱しない場合、その一方向導電性は永久に破壊されない可能性があります。印加電圧を取り除いても性能は回復しますが、そうしないとダイオードが損傷します。したがって、使用中にダイオードに過度の逆電圧が印加されないようにする必要があります。
ダイオードは一方向の導電性を持つ 2 端子デバイスで、電子ダイオードと水晶ダイオードに分類できます。電子ダイオードはフィラメントの熱損失により水晶ダイオードよりも効率が低いため、ほとんど見られません。水晶ダイオードの方が一般的でよく使用されます。ダイオードの一方向導電性はほぼすべての電子回路で使用されており、半導体ダイオードは多くの回路で重要な役割を果たしています。これらは最も初期の半導体デバイスの 1 つであり、幅広い用途があります。
シリコンダイオード（非発光型）の順電圧降下は0.7Vですが、ゲルマニウムダイオードの順電圧降下は0.3Vです。発光ダイオードの順方向電圧降下は、発光色によって異なります。主に 3 つの色があり、具体的な電圧降下基準値は次のとおりです。赤色発光ダイオードの電圧降下は 2.0 ～ 2.2V、黄色発光ダイオードの電圧降下は 1.8 ～ 2.0V、電圧降下は次のとおりです。緑色発光ダイオードの電圧降下は3.0～3.2Vです。通常発光時の定格電流は約20mAです。
ダイオードの電圧と電流は線形関係にないため、異なるダイオードを並列接続する場合は、適切な抵抗を接続する必要があります。

特性曲線
PN 接合と同様に、ダイオードは一方向の導電性を持っています。シリコンダイオードの典型的なボルトアンペア特性曲線。ダイオードに順方向電圧を印加した場合、電圧値が低い場合には電流は非常に小さくなります。電圧が 0.6V を超えると、電流は指数関数的に増加し始めます。これは一般にダイオードのターンオン電圧と呼ばれます。電圧が約 0.7V に達すると、ダイオードは完全な導通状態になります。これは通常、ダイオードの導通電圧と呼ばれ、記号 UD で表されます。
ゲルマニウム ダイオードの場合、ターンオン電圧は 0.2V、導通電圧 UD は約 0.3V です。ダイオードに逆電圧が印加されたとき、電圧値が低いときは電流は極めて小さく、その電流値が逆方向飽和電流ISとなります。逆電圧がある値を超えると電流が急激に増加し始める現象を逆降伏といいます。この電圧はダイオードの逆降伏電圧と呼ばれ、記号 UBR で表されます。さまざまな種類のダイオードの降伏電圧 UBR 値は、数十ボルトから数千ボルトまで大きく異なります。

逆ブレークダウン
ツェナーブレークダウン
逆降伏はそのメカニズムからツェナー降伏とアバランシェ降伏の2種類に分類されます。ドーピング濃度が高い場合、バリア領域の幅が狭く、逆電圧が大きいため、バリア領域の共有結合構造が破壊され、価電子が共有結合から解放され、電子正孔対が生成されます。その結果、電流が急激に増加します。この降伏をツェナー降伏といいます。ドーピング濃度が低く、バリア領域の幅が広いと、ツェナー降伏が起こりにくくなります。

雪崩破壊
別の種類の故障は雪崩降伏です。逆電圧が大きな値に増加すると、印加された電場により電子のドリフト速度が加速され、共有結合内の価電子との衝突が引き起こされ、共有結合からそれらがノックアウトされ、新しい電子正孔対が生成されます。新しく生成された正孔は電場によって加速され、他の価電子と衝突し、雪崩のような電荷キャリアの増加と電流の急激な増加を引き起こします。このタイプの降伏はアバランシェ降伏と呼ばれます。故障の種類に関係なく、電流が制限されない場合、PN 接合に永久的な損傷を引き起こす可能性があります。