وقتی که دیودی در بایاس معکوس قرار میگیرد، با افزایش ولتاژ معکوس لایه تهی تقریبا فاقد حاملهای بار الکتریکی است، شبیه به یک عایق یا دیالکتریک عمل میکند. از سوی دیگر نواحی n و p شبیه به رسانای خوب عمل میکنند. با یک تجسم ساده میتوان نواحی p و n را در دو طرف لایه تهی مانند یک خازن تخت موازی در نظر گرفت. از این جهت ظرفیت این خازن تخت موازی را ظرفیت خازن انتقال یا ظرفیت لایه تهی گویند. ظرفیت خازن انتقال (Ct) هر دیود با افزایش ولتاژ معکوس کاهش مییابد. دیودهای سیلسیوم که برای این اثر ظرفیتی طراحی و بهینه شدهاند، دیود با ظرفیت متغیر یا ورکتور نام دارند.
انواع دیودهای پیوندی
دیود های نور گسل
در دیودی که بایاس مستقیم دارد، الکترونهای نوار رسانش از پیوندگاه عبور کرده و به داخل حفرهها میافتند. این الکترونها به هنگام صعود به نوار رسانش انرژی دریافت کرده بودند که به هنگام برگشت به نوار ظرفیت انرژی دریافتی را مجددا تابش میکنند. در دیودهای یکسوساز این انرژی به صورت گرما پس داده میشود، ولی دیودهای نور گسل LED این انرژی را به صورت فوتون تابش میکنند.
فوتودیودها
انرژی گرمایی باعث تولید حاملهای اقلیتی در دیود میگردد. با افزایش دما جریان دیود در بایس معکوس افزایش مییابد. انرژی نوری هم همانند انرژی گرمایی باعث بوجود آمدن حاملهای اقلیتی میگردد. کارخانههای سازنده با تعبیه روزنهای کوچک برای تابش نور به پیوندگاه دیودهایی را میسازند که فوتودیود نامیده میشوند. وقتی نور خارجی به پیوندگاه یک فوتودیود که بایس مستقیم دارد فرود آید، زوجهای الکترون _ حفره در داخل لایه تهی بوجود میآیند. هرچه نور شدیدتر باشد، مقدار حاملهای اقلیتی نوری افزایش یافته، در نتیجه جریان معکوس بزرگتر میشود. به این دلیل فوتودیودها را آشکارسازهای نوری گویند.
وراکتور
نواحی p و n در دو طرف لایه تهی را میتوان مانند یک خازن تخت موازی در نظر گرفت، ظرفیت این خازن تخت موازی را ظرفیت خازن انتقال یا ظرفیت پیوندگاه گویند. ظرفیت خازن انتقال CT هر دیود با افزایش ولتاژ معکوس کاهش مییابد. دیودهای سیلسیم که برای این اثر ظرفیتی طراحی و بهینه شدهاند، دیود با ظرفیت متغییر یا وارکتور نام دارند. وراکتور موازی با یک القاگر تشکیل یک مدار تشدید را میدهد که با تغییر ولتاژ معکوس وراکتور میتوانیم فرکانس تشدید را تغییر بدهیم. ال ای دی hg
دیودهای شاتکی
دیود شاتکی یک وسیله تکقطبی است که در آن به جای استفاده از دو نوع نیمه هادی p و n متصل به هم ، معمولا از یک نوع نیم هادی سیلیسیم نوع n با یک اتصال فلزی مانند طلا – نقره یا پلاتین استفاده میشود. در هر دو ماده الکترون حامل اکثریت را تشکیل میدهد. وقتی که دو ماده به هم متصل میشوند، الکترونها در ماده سیلیسیم نوع n فورا به داخل فلز نفوذ میکنند و یک جریان سنگینی از بارهای اکثریت بوجود میآید. دیود شاتکی لایه تهی ذخیره بار ندارد. کاربرد این دیود در فرکانسهای خیلی بالاست.
کاربردها
قطعات پیوندی p - n در صنعت الکترونیک از اهمیت ویژهای برخوردارند. به عنوان مثال دیود های نور افشان LED در نمایشگرهای دیجیتالی و گسیلندههای نور قرمز GaAs و InP بویژه برای سیستمهای مخابرات نوری مناسب هستند. آرایش لیزر نیم رسانا ، آشکارساز نوری را میتوان در سیستم دیسک فشرده برای خواندن اطلاعات دیجیتال از دیسک چرخان مورد استفاده قرار داد.کاربرد بسیار مهم پیوندها به عنوان باری های خورشیدی است که انرژی نوری جذب شده را به انرژی الکتریکی مفید تبدیل میکنند. دیودهای با ظرفیت متغیر در تولید رمونیها ، مخرب فرکانسهای مایکروویو و فیلترهای فعال است. دیودهای زنر به عنوان مرجع در مدارهایی که نیازمند مقدار معینی از ولتاژ هستند، استفاده میشوند.
دیود تونلی
دیود تونلی یک قطعه پیوندی p-n است که بر اساس تونل زنی مکانیک کوانتومی الکترونها از درون سد پتانسیل پیوند عمل میکند. چگونگی تونل زنی برای جریان معکوس در اصل اثر زنر است، هر چند مقدار اندکی گرایش معکوس برای شروع آن در دیودهای تونلی لازم است.