Teória

Je to oblasť monokryštalického polovodiča, kde sa mení vodivosť z typu P na typ N (taktiež opačne). Oblasť P obsahuje počet voľne pohybujúcich sa dier. V oblasti N sú voľne pohybujúce sa elektróny. Tieto časti sú navonok elektricky neutrálne. Ihneď po spojení oboch častí by začala pôsobiť difúzia. Keď prejde elektrón z oblasti N do P alebo diera z oblasti P do N, poruší sa rovnováha elektrických nábojov oboch pôvodne elektricky neutrálnych oblastí. Ak voľný elektrón stretne pri svojom pohybe dieru, stáva sa valenčným elektrónom a obidva pôvodné nosiče prúdu, pár elektrón a diera nemôžu prispievať k vzniku elektrickej vodivosti. Tento jav sa nazýva rekombinácia. Medzi oblasťami P a N sa vytvára rozdiel potenciálov, ktorý sa nazýva difúzne napätie. Difúzne napätie pri kremíku je približne 0,7 V. Pre majoritné nosiče náboja tvorí difúzne napätie prekážku nazývanú potenciálová bariéra, cez ktorú tieto nosiče náboja nemôžu prenikať. V okolí prechodu vzniká oblasť, z ktorej sú vytlačené všetky majoritné nosiče náboja, nazývame ju ochudobnená oblasť.

Na oblasť P je pripojený kladný pól zdroja a na oblasť N záporný. Majoritné nosiče sa vplyvom tohto poľa priblížia k prechodu, potenciálová bariéra sa zruší a ochudobnená oblasť zanikne. Prechod je pri tejto polarizácii pre majoritné nosiče otvorený. Prechod je polarizovaný v priepustnom smere. Obvodom prechádza prúd I_F, ktorý pri zväčšovaní vonkajšieho napätia prudko vzrastá.

Na oblasť P pripojíme záporný pól zdroja a na oblasť N pripojíme kladný pól. Potenciálová bariéra medzi časťami P a N vzrastie, a ochudobnená oblasť sa rozšíri. Oblasti sa odpudzujú. Majoritné nosiče nemôžu prekonať zvýšenú potenciálovú bariéru a prúd majoritných nosičov zanikne. Prechod je polarizovaný záverne. Cez prechod a obvod prechádza prúd minoritných nosičov náboja I_R. Elektrostatické pole spôsobené vonkajším zdrojom napätia podporuje pohyb minoritných nosičov cez prechod, ale nespôsobuje zjavné zväčšenie prúdu.

Pri dióde s veľmi tenkým PN prechodom záverného smeru vzniká veľká intenzita elektrostatického poľa pôsobením napätia v ochudobnenej oblasti, preto dochádza k vytrhávaniu elektrónov z väzieb kryštálovej mriežky. To sa prejaví prudkým vzrastom prúdu diódy pri takmer stálom napätí. Tento jav sa nazýva Zenerov prieraz. Napätie pri ktorom tento jav nastáva, sa nazýva Zenerove napätie, jeho hodnota závisí od konštrukcie, ale je približne od 3 V a viac (v animácii sme použili 4,5 V). Zenerov prieraz je nedeštruktívny, ale ak by prúd prechádzajúci diódou prekročil určitú hranicu, došlo by k zohriatiu prechodu nad dovolenú teplotu a ku zničeniu diódy.