ไดโอด

ภาพระยะใกล้ของ ไดโอด ซิลิคอนขั้วบวกอยู่ทางด้านขวา ขั้วลบอยู่ทางด้านซ้าย (ซึ่งมีแถบสีดำกำกับไว้) สามารถมองเห็นผลึกซิลิคอนรูป สี่เหลี่ยมจัตุรัสอยู่ระหว่าง ขั้ว ทั้ง สอง
ประเภทส่วนประกอบ	คล่องแคล่ว
นักประดิษฐ์	จาคาดิช จันทรา โบส
ปีแห่งการประดิษฐ์	1901
ชื่อพิน	แอโนดและแคโทด
สัญลักษณ์อิเล็กทรอนิกส์

ไดโอดเป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ สอง ขั้ว ที่นำกระแสไฟฟ้าได้ส่วนใหญ่ในทิศทางเดียว ( การนำไฟฟ้า แบบไม่สมมาตร) โดยมี ความต้านทานต่ำ (ในอุดมคติคือศูนย์) ในทิศทางหนึ่ง และมีความต้านทานสูง (ในอุดมคติคืออนันต์) ในอีกทิศทางหนึ่ง

ได โอด เซมิคอนดักเตอร์ซึ่งเป็นชนิดที่ใช้กันมากที่สุดในปัจจุบัน เป็น ชิ้นส่วน ผลึกของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่มีรอยต่อ p–nเชื่อมต่อกับขั้วไฟฟ้าสองขั้ว^{[ 4 ]}มีลักษณะกระแส-แรงดันแบบเอกซ์ โพเนนเชียล ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เซมิคอนดักเตอร์ ชนิดแรก การค้นพบการนำไฟฟ้าแบบไม่สมมาตรข้ามหน้าสัมผัสระหว่าง แร่ ผลึกกับโลหะเกิดขึ้นโดยนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน เฟอร์ดินานด์ บราวน์ ในปี 1874 ปัจจุบัน ไดโอดส่วนใหญ่ทำจากซิลิคอนแต่ก็มีการใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์อื่นๆ เช่นแกลเลียมอาร์เซไนด์และเจอร์มา เนียม ด้วย^{[ 5 ]}

ไดโอดเทอร์มิออนิกที่ล้าสมัยแล้วนั้นเป็นหลอดสุญญากาศ ที่มี ขั้วไฟฟ้าสองขั้ว คือ แคโทดที่ให้ความร้อนและเพลตซึ่งอิเล็กตรอนสามารถไหลได้เพียงทิศทางเดียวเท่านั้น คือจากแคโทดไปยังเพลต

ไดโอดมีประโยชน์มากมาย เช่น ใช้ในวงจรเรียง กระแส เพื่อแปลงกระแสสลับ (AC) เป็นกระแสตรง (DC) ใช้ใน การถอดรหัสสัญญาณในเครื่องรับวิทยุและยังสามารถใช้ในวงจรลอจิกหรือเป็นเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ ได้อีกด้วย ไดโอดชนิดหนึ่งที่พบได้ทั่วไปคือไดโอดเปล่งแสงซึ่งใช้เป็นหลอดไฟและตัวแสดงสถานะในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

หน้าที่ที่พบได้บ่อยที่สุดของไดโอดคือการยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านในทิศทางเดียว (เรียกว่าทิศทางไปข้างหน้า ของไดโอด) ในขณะที่ปิดกั้นกระแสไฟฟ้าในทิศทางตรงกันข้าม (ทิศทาง ย้อนกลับ ) เทียบ ได้กับวาล์วตรวจสอบ ใน ระบบไฮด รอลิก พฤติกรรมแบบทิศทางเดียวนี้สามารถแปลงกระแสสลับ (AC) เป็นกระแสตรง (DC) ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการเรียงกระแสในฐานะตัวเรียงกระแส ไดโอดสามารถใช้สำหรับงานต่างๆ เช่น การสกัดการมอดูเลชั่นจากสัญญาณวิทยุในเครื่องรับวิทยุ^{[ 6 ]}

โดยทั่วไปแล้ว พฤติกรรมของไดโอดมักถูกอธิบายอย่างง่ายๆ ว่ามีแรงดันเกณฑ์ไปข้างหน้าหรือแรงดันเปิดใช้งานหรือแรงดันเริ่มทำงานซึ่งหากแรงดันนี้สูงกว่าค่าดังกล่าว จะมีกระแสไหลมาก และหากแรงดันนี้ต่ำกว่าค่าดังกล่าว กระแสจะไหลน้อยมาก ซึ่งขึ้นอยู่กับส่วนประกอบของไดโอด:

แรงดันไฟฟ้านี้อาจเรียกได้ว่าเป็นแรงดันตกคร่อมไปข้างหน้า ของไดโอด หรือเรียก ง่ายๆ ว่า แรงดันตก คร่อม เนื่องจากผลที่ตามมาจากการชันของฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียลคือ แรงดันตกคร่อมของไดโอดจะไม่เกินแรงดันเกณฑ์อย่างมีนัยสำคัญภายใต้สภาวะการทำงานแบบไบแอสไปข้างหน้าปกติ โดย ทั่วไปแล้ว เอกสารข้อมูล จะระบุ แรงดันตกคร่อมไปข้างหน้าทั่วไปหรือสูงสุด(V _F ) สำหรับกระแสและอุณหภูมิที่กำหนด (เช่น 20 mA และ 25  ° C สำหรับ LED) ^{[ 7 ]}เพื่อให้ผู้ใช้มั่นใจได้ว่าเมื่อใดที่กระแสจำนวนหนึ่งจะเริ่มทำงาน ที่กระแสสูงขึ้น แรงดันตกคร่อมไปข้างหน้าของไดโอดจะเพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น แรงดันตกคร่อม 1 V ถึง 1.5 V เป็นเรื่องปกติที่กระแสพิกัดเต็มสำหรับไดโอดกำลังซิลิคอน (ดูเพิ่มเติม: วงจรเรียงกระแส § แรงดันตกคร่อมของวงจรเรียงกระแส )

อย่างไรก็ตามลักษณะกระแส-แรงดันแบบเอกซ์โปเนนเชียล ของไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ นั้นค่อยเป็นค่อยไปมากกว่าการเปิด-ปิดแบบง่ายๆ นี้^{[ 8 ]}แม้ว่ากราฟของฟังก์ชันอาจดูเหมือนมี " ข้อเข่า " ที่ชัดเจนรอบๆ เกณฑ์นี้ แต่เป็นเพียงการสะท้อนถึงลักษณะเอกซ์โปเนนเชียลเท่านั้น ไม่มีอะไรพิเศษเกี่ยวกับบริเวณนี้ที่แตกต่างจากส่วนอื่นๆ ของกราฟ (ซึ่งสามารถเห็นได้โดยใช้พล็อตแบบกึ่ง ลอการิทึม โดยกระแสจะแสดงบนมาตราส่วนลอการิทึมและแรงดันบนมาตราส่วนเชิงเส้น)

เนื่องจากแรงดันตกคร่อมไดโอดขณะเดินกระแสเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยเมื่อกระแสไฟฟ้าเปลี่ยนไป และส่วนใหญ่จะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ผลกระทบนี้จึงสามารถนำมาใช้เป็นเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิหรือเป็นตัวอ้างอิงแรงดัน ที่ไม่แม่นยำนัก ได้

ความต้านทานสูงของไดโอดต่อกระแสไหลในทิศทางย้อนกลับจะลดลงอย่างฉับพลันเหลือความต้านทานต่ำเมื่อแรงดันย้อนกลับคร่อมไดโอดถึงค่าที่เรียกว่าแรงดันพังทลายปรากฏการณ์นี้ใช้ในการควบคุมแรงดัน ( ไดโอดซีเนอร์ ) หรือเพื่อป้องกันวงจรจากแรงดันไฟกระชากสูง ( ไดโอดอะวาแลนซ์ )

ลักษณะกระแส-แรงดันของไดโอดเซมิคอนดักเตอร์สามารถปรับแต่งได้โดยการเลือกวัสดุเซมิคอนดักเตอร์และ สาร เจือปนที่นำเข้าไปในวัสดุระหว่างการผลิต^{[ 8 ]}เทคนิคเหล่านี้ใช้ในการสร้างไดโอดเฉพาะทางที่ทำหน้าที่ต่างๆ มากมาย^{[ 8 ]}ตัวอย่างเช่น เพื่อปรับจูนเครื่องรับวิทยุและโทรทัศน์ทางอิเล็กทรอนิกส์ ( ไดโอดวารักเตอร์ ) เพื่อสร้างการสั่นของความถี่วิทยุ ( ไดโอดอุโมงค์ไดโอดกันน์ ไดโอดอิมแพต ) และเพื่อผลิตแสง ( ไดโอดเปล่งแสง ) ไดโอดอุโมงค์ ไดโอดกันน์ และไดโอดอิมแพตแสดงความต้านทานเชิงลบซึ่งมีประโยชน์ใน วงจร ไมโครเวฟและวงจรสวิตช์

ไดโอด ทั้งแบบสุญญากาศและแบบเซมิคอนดักเตอร์ สามารถใช้เป็นเครื่องกำเนิดสัญญาณรบกวนแบบช็อตได้

ไดโอดเทอร์ มิออนิก ( หลอดสุญญากาศ ) และ ไดโอด โซลิดสเตท (เซมิคอนดักเตอร์) ได้รับการพัฒนาแยกกัน ในช่วงเวลาใกล้เคียงกัน ในช่วงต้นทศวรรษ 1900 ในฐานะตัวตรวจ จับของเครื่องรับ วิทยุ^{[ 9 ]}จนถึงทศวรรษ 1950 ไดโอดสุญญากาศถูกนำมาใช้ในวิทยุบ่อยกว่า เนื่องจากไดโอดเซมิคอนดักเตอร์แบบจุดสัมผัสรุ่นแรกๆ มีความเสถียรน้อยกว่า นอกจากนี้ เครื่องรับส่วนใหญ่มีหลอดสุญญากาศสำหรับการขยายสัญญาณ ซึ่งสามารถรวมไดโอดเทอร์มิออนิกไว้ในหลอดได้ง่าย (ตัวอย่างเช่น12SQ7 ไดโอดไดโอดคู่^{[ 10 ]} ) และตัวเรียงกระแสแบบหลอดสุญญากาศและตัวเรียงกระแสแบบบรรจุก๊าซสามารถจัดการงานเรียงกระแสแรงดันสูง/กระแสสูงบางอย่างได้ดีกว่าไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ (เช่นตัวเรียงกระแสซีลีเนียม ) ที่มีอยู่ในขณะนั้น

ในปี พ.ศ. 2416 เฟรเดอริค กัทรีสังเกตว่าลูกบอลโลหะร้อนจัดที่ต่อลงดินแล้วนำมาใกล้กับอิเล็กโทรสโคปจะทำให้อิเล็กโทรสโคปที่มีประจุบวกคายประจุ แต่จะไม่คายประจุอิเล็กโทรสโคปที่มีประจุลบ^{[ 11 ] [ 12 ]}ในปี พ.ศ. 2423 โทมัส เอดิสัน สังเกตเห็นกระแสไฟฟ้าทิศทางเดียวระหว่างองค์ประกอบที่ร้อนและองค์ประกอบที่ไม่ร้อนในหลอดไฟ ซึ่งต่อมาเรียกว่าปรากฏการณ์เอดิสันและได้รับสิทธิบัตรในการประยุกต์ใช้ปรากฏการณ์นี้ใน โวล ต์มิเตอร์กระแสตรง^{[ 13 ] [ 14 ]}

ประมาณ 20 ปีต่อมาจอห์น แอมโบรส เฟลมมิง (ที่ปรึกษาด้านวิทยาศาสตร์ของบริษัทมาร์โคนีและอดีตพนักงานของเอดิสัน) ตระหนักว่าปรากฏการณ์เอดิสันสามารถใช้เป็นตัวตรวจจับคลื่นวิทยุได้ เฟลมมิงจดสิทธิบัตรไดโอดเทอร์มิโอนิกตัวแรกที่แท้จริง ซึ่งก็คือวาล์วเฟลมมิงในสหราชอาณาจักรเมื่อวันที่ 16 พฤศจิกายน พ.ศ. 2447 ^{[ 15 ]} (ตามด้วยสิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกาหมายเลข 803,684ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2448) ตลอดช่วงยุคหลอดสุญญากาศ ไดโอดวาล์วถูกใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เกือบทั้งหมด เช่น วิทยุ โทรทัศน์ ระบบเสียง และเครื่องมือวัด พวกมันค่อยๆ สูญเสียส่วนแบ่งการตลาดตั้งแต่ปลายทศวรรษที่ 2483 เนื่องจากเทคโนโลยีตัวเรียงกระแสซีลีเนียม และต่อมาก็ถูกแทนที่ด้วยไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ในช่วงทศวรรษที่ 2403 ปัจจุบันพวกมันยังคงถูกใช้ในแอปพลิเคชันกำลังสูงบางอย่าง ซึ่งความสามารถในการทนต่อแรงดันไฟฟ้าชั่วคราวและความทนทานทำให้พวกมันได้เปรียบอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ และในเครื่องดนตรีและแอปพลิเคชันสำหรับผู้รักเสียงเพลง

ในปี พ.ศ. 2417 นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันKarl Ferdinand Braunค้นพบ "การนำไฟฟ้าด้านเดียว" ข้ามจุดสัมผัสระหว่างโลหะกับแร่[ ^{17 ] [ 18 ] CE} Fitts สร้างตัวเรียงกระแสซีลีเนียมราวปี พ.ศ. 2429แต่ผลงานของเขาไม่ได้นำไปสู่อุปกรณ์ที่ใช้งานได้จริงจนกระทั่งถึงปี พ.ศ. 2473 ^{[ 19 ]}นักวิทยาศาสตร์ชาวอินเดียJagadish Chandra Boseเป็นคนแรกที่ใช้คริสตัลในการตรวจจับคลื่นวิทยุในปี พ.ศ. 2437 ^{[ 20 ]}และเขายื่นจดสิทธิบัตรในสหรัฐอเมริกาสำหรับการตรวจจับสัญญาณวิทยุด้วยไดโอดเซมิคอนดักเตอร์แบบจุดสัมผัสคริสตัลกาเลนาในปี พ.ศ. 2444 ^{[ 19 ]}

เครื่องตรวจจับคริสตัลได้รับการพัฒนาให้เป็นอุปกรณ์ที่ใช้งานได้จริงสำหรับการส่งโทรเลขไร้สายโดยGreenleaf Whittier Pickardผู้คิดค้น เครื่องตรวจจับคริสตัล ซิลิคอนในปี พ.ศ. 2446 และได้รับสิทธิบัตรเมื่อวันที่ 20 พฤศจิกายน พ.ศ. 2449 ^{[ 21 ]}ต่อมาเขาได้ก่อตั้งบริษัทเพื่อทำการตลาดเครื่องตรวจจับวิทยุคริสตัลแบบ "หนวดแมว" ซึ่งน่าจะเป็นบริษัทแรกที่ผลิตและจำหน่ายอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ซิลิคอนเชิงพาณิชย์^{[ 19 ]}นักทดลองคนอื่นๆ ได้ลองใช้แร่ธาตุต่างๆ เป็นเครื่องตรวจจับ (เช่นHenry Dunwoodyได้รับสิทธิบัตรการใช้ซิลิคอนคาร์ไบด์ในภายหลังในปี พ.ศ. 2449 และ Wichi Torikata ได้รับสิทธิบัตรในปี พ.ศ. 2451) ^{[ 19 ]}

หลักการของสารกึ่งตัวนำยังไม่เป็นที่รู้จักสำหรับผู้พัฒนาตัวเรียงกระแสรุ่นแรกๆ เหล่านี้ ในช่วงทศวรรษที่ 1930 ความเข้าใจเกี่ยวกับฟิสิกส์ก้าวหน้าขึ้น และในช่วงกลางทศวรรษที่ 1930 นักวิจัยที่ Bell Telephone Laboratories ตระหนักถึงศักยภาพของตัวตรวจจับคริสตัลสำหรับการประยุกต์ใช้ในเทคโนโลยีไมโครเวฟ^{[ 22 ]}นักวิจัยที่Bell Labs , Western Electric , MIT , Purdueและในสหราชอาณาจักรได้พัฒนาไดโอดแบบจุดสัมผัส ( ตัวเรียงกระแสคริสตัลหรือไดโอดคริสตัล ) อย่างเข้มข้นในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 เพื่อใช้ในเรดาร์^{[ 22 ]}หลังสงครามโลกครั้งที่ 2 AT&T ใช้สิ่งเหล่านี้ในหอส่งสัญญาณไมโครเวฟที่กระจายอยู่ทั่วสหรัฐอเมริกา และชุดเรดาร์หลายชุดยังคงใช้สิ่งเหล่านี้แม้ในศตวรรษที่ 21 ในปี 1946 Sylvania เริ่มนำเสนอไดโอดคริสตัล 1N34 ^{[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]}ในช่วงต้นทศวรรษที่ 1950 ไดโอดแบบจังก์ชันได้รับการพัฒนาขึ้น

อุปกรณ์นำไฟฟ้าแบบไม่สมมาตรในยุคแรกมักถูกเรียกว่าตัวเรียงกระแสเนื่องจากการใช้งานหลักคือการแปลงกระแสสลับเป็นกระแสตรง ในปี พ.ศ. 2462 ซึ่งเป็นปีที่มีการนำเทโทรด มาใช้ วิลเลียม เฮนรี เอคเคิลส์ได้บัญญัติศัพท์คำว่าไดโอดจากภาษากรีกdi (δί) ซึ่งหมายถึง "สอง" และhodos (ὁδός) ซึ่งหมายถึง "เส้นทาง" คำนี้ใช้อธิบายหลอดสุญญากาศที่มีอิเล็กโทรดสองตัว^{[ 26 ]}

ในปัจจุบัน คำว่าไดโอดโดยทั่วไปหมายถึงอุปกรณ์สองขั้วที่มีการนำไฟฟ้าแบบไม่สมมาตร ส่วนคำว่าตัวเรียงกระแสมักใช้เฉพาะเจาะจงกับอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับการแปลงพลังงานไฟฟ้า ในขณะที่ คำว่าไดโอดมักใช้กับอุปกรณ์สัญญาณขนาดเล็ก เช่น ตัวตรวจจับหรือองค์ประกอบสวิตช์

ความแตกต่างที่คล้ายกันนี้พบได้ในอุปกรณ์เทอร์มิออนิกเช่นกัน โดยทั่วไปไดโอดสุญญากาศขนาดเล็กมักใช้เป็นตัวตรวจจับคลื่นวิทยุ ในขณะที่วาล์วสองขั้วขนาดใหญ่ที่ออกแบบมาเพื่อการแปลงพลังงานมักเรียกว่าวาล์วเรียงกระแสหรือตัวเรียงกระแส

ไดโอดเทอร์มิโอนิก

ไดโอดหลอดสุญญากาศกำลังสูงที่ใช้ใน อุปกรณ์ วิทยุเป็นตัวเรียงกระแส
ประเภทส่วนประกอบ	คล่องแคล่ว
หลักการ ทำงาน	การปล่อยเทอร์มิออนิก
นักประดิษฐ์	จอห์น แอมโบรส เฟลมมิง
ปีแห่งการประดิษฐ์	1904
ชื่อพิน	แผ่นและแคโทด
สัญลักษณ์อิเล็กทรอนิกส์
สัญลักษณ์ของไดโอดหลอดสุญญากาศที่ให้ความร้อนทางอ้อม จากบนลงล่าง ชื่อของส่วนประกอบต่างๆ ได้แก่เพลตแคโทดและฮีตเตอร์

ไดโอดเทอร์มิออนิกเป็นหลอดสุญญากาศที่ประกอบด้วยปลอกแก้วหรือโลหะที่ปิดสนิทและเป็นสุญญากาศ ภายในบรรจุขั้วไฟฟ้า สองขั้ว ได้แก่แคโทดและเพลตแคโทดจะได้รับความร้อนโดยอ้อมหรือโดยตรงหากใช้ความร้อนโดยอ้อม จะมีตัวทำความร้อนรวมอยู่ในปลอกหุ้มด้วย

ในระหว่างการทำงาน ขั้วแคโทดจะถูกทำให้ร้อนจนเป็นสีแดงประมาณ 800–1,000 °C (1,470–1,830 °F) แคโทดแบบให้ความร้อนโดยตรงทำจากลวดทังสเตนและได้รับความร้อนจากกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านจากแหล่งจ่ายแรงดันภายนอก ส่วนแคโทดแบบให้ความร้อนโดยอ้อมจะได้รับความร้อนจากรังสีอินฟราเรดจากตัวทำความร้อนที่อยู่ใกล้เคียง ซึ่งทำจาก ลวด นิโครมและได้รับกระแสไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายแรงดันภายนอก

อุณหภูมิการทำงานของแคโทดทำให้เกิดการปล่อยอิเล็กตรอนเข้าสู่สุญญากาศโดยการปล่อยเทอร์มิออนิก^{[ 27 ]}ในหลอดรับสัญญาณส่วนใหญ่ แคโทดจะถูกเคลือบด้วยออกไซด์ของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธโดยทั่วไปคือออกไซด์ของแบเรียมและ สตรอนเทียม ซึ่งมีฟังก์ชันงานต่ำและจึงปล่อยอิเล็กตรอนได้ง่ายกว่าพื้นผิวโลหะเปล่า^{[ 28 ]}

แผ่นโลหะนี้ไม่ได้ถูกทำให้ร้อนและโดยปกติจะไม่ปล่อยอิเล็กตรอนออกมา แต่ทำหน้าที่เป็นขั้วไฟฟ้าสำหรับรวบรวมอิเล็กตรอน

เมื่อแรงดันไฟฟ้าสลับถูกจ่ายระหว่างแคโทดและเพลต ไดโอดจะนำกระแสได้ก็ต่อเมื่อเพลตมีประจุบวกเมื่อเทียบกับแคโทด ในสภาวะนั้น เพลตจะดึงดูดอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจากแคโทดด้วยแรงไฟฟ้าสถิต และกระแสจะไหลจากแคโทดไปยังเพลต เมื่อเพลตมีประจุลบเมื่อเทียบกับแคโทด มันจะไม่ปล่อยอิเล็กตรอนออกมา และกระแสอิเล็กตรอนจากแคโทดจะถูกผลักออกไป ดังนั้นจึงไม่มีการนำกระแสเกิดขึ้น^{[ 29 ]}

ภายใต้สภาวะการทำงานปกติ กระแสไดโอดไม่ได้ถูกจำกัดด้วยการปล่อยประจุ แต่ถูกจำกัดด้วยประจุพื้นที่ที่เกิดจากอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ระหว่างแคโทดและเพลต ในบริเวณนี้ ความหนาแน่นของกระแสเป็นไปตามกฎของ Child–Langmuir โดยแปรผันโดยประมาณตามกำลังสามส่วนสองของแรงดันเพลต (Ip ∝ Ep^(3/2)) สำหรับระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรดคงที่^{[ 30 ]}

ไดโอดประเภทอื่นๆ ได้แก่ไดโอดไอปรอทไดโอดก๊าซซีนอนตัวเรียงกระแสแคโทดเย็นและแมกเนตรอน^{[ 31 ]}

จนกระทั่งประมาณปลายทศวรรษ 1950 ไดโอดที่อาศัยการสัมผัสจุดด้วยลวดโลหะขนาดเล็ก เช่น ลวดทังสเตน เพื่อสัมผัสกับผลึกเซมิคอนดักเตอร์ขนาดเล็ก ล้วนถูกเรียกว่า"ตัวตรวจจับผลึก"การสัมผัสอาจเป็นแบบสัมผัสที่ไม่เชื่อม หรือแบบ สัมผัสที่เชื่อมการสร้างแบบสัมผัสที่ไม่เชื่อมใช้หลักการของ Schottky barrier ด้านโลหะคือปลายแหลมของลวดขนาดเล็กที่สัมผัสกับผลึกเซมิคอนดักเตอร์^{[ 32 ]}ในแบบสัมผัสที่เชื่อม บริเวณ P ขนาดเล็กจะถูกสร้างขึ้นในผลึกชนิด N รอบจุดโลหะในระหว่างการผลิตโดยการผ่านกระแสไฟฟ้าขนาดค่อนข้างใหญ่ผ่านอุปกรณ์ชั่วขณะ^{[ 33 ] [ 34 ]}

ด้วยความพร้อมใช้งานของไดโอดหลอดสุญญากาศสำหรับตัวรับสัญญาณ ตัวตรวจจับคริสตัลจึงถูกนำมาใช้เพื่อการวิจัยและพัฒนาเป็นหลักระหว่างปี 1925 ถึง 1940 ความต้องการตัวถอดรหัสสัญญาณสำหรับการใช้งานเรดาร์และอุปกรณ์ทดสอบในย่านความถี่ไมโครเวฟสูงถึง 26 GHz ทำให้Bell Laboratories ใช้ซิลิคอนสำหรับตัวตรวจจับคริสตัล โดยเริ่มการผลิตในปี 1942 ^{[ 22 ] [ 35 ]}ตัวตรวจจับคริสตัลเหล่านี้มีตัวเรือนเซรามิกและต้องปรับจุดสัมผัสด้วยตนเองในระหว่างการผลิต^{[ 36 ]}สำหรับย่านความถี่เรดาร์ทั่วไปในขณะนั้น 1N25 (<1 GHz), 1N21 (<3 GHz) และต่อมา 1N21WE (<12 GHz, 4 GHz), 1N23 (<9 GHz, 4 GHz) และ 1N26 (<24 GHz) ก็มีให้ใช้งาน

ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2489 Silvania Electricได้แนะนำตัวตรวจจับคริสตัลที่ใช้เจอร์มาเนียมแทนซิลิคอน รุ่นแรกๆ ใช้ตัวเรือนเซรามิก เช่น 1N34 ในขณะที่รุ่นต่อมา 1N34A มีตัวเรือนทำจากแก้ว แตกต่างจากตัวตรวจจับคริสตัลแบบซิลิคอน ไดโอด 1N34 ยังสามารถใช้เป็น ตัวเรียงกระแสสำหรับกระแสขนาดเล็ก ได้อีกด้วย ^{[ 37 ]} Silvania Electric เรียกไดโอดของพวกเขาในตอนแรกว่า"ตัวตรวจจับคริสตัล" ^{[ 38 ]}ต่อมาในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2489 ได้เปลี่ยนเป็น"ไดโอดคริสตัล" ^{[ 39 ]}และในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2490 ในเอกสารข้อมูล ได้เปลี่ยน เป็น "ไดโอดคริสตัลเจอร์มาเนียม" ^{[ 37 ]}

ไดโอดแบบ p-n junction ทำจากผลึกสารกึ่งตัวนำโดยทั่วไปคือซิลิคอน แต่ก็ใช้เจอร์มาเนียมและแกลเลียมอาร์เซไนด์ ได้เช่นกัน มีการเติมสารเจือปนเข้าไปเพื่อสร้างบริเวณด้านหนึ่งที่มี ตัวนำประจุ ลบ (อิเล็กตรอน) เรียกว่าสารกึ่งตัวนำชนิด nและบริเวณอีกด้านหนึ่งที่มีตัวนำประจุบวก ( โฮล ) เรียก ว่า สารกึ่งตัวนำชนิด pเมื่อวัสดุชนิด n และชนิด p ต่อกัน จะเกิดการไหลของอิเล็กตรอนชั่วขณะจากด้าน n ไปยังด้าน p ส่งผลให้เกิดบริเวณที่สามระหว่างสองด้านนี้ซึ่งไม่มีตัวนำประจุอยู่ บริเวณนี้เรียกว่าบริเวณพร่องประจุ (depletion region ) เพราะไม่มีตัวนำประจุ (ทั้งอิเล็กตรอนและโฮล) อยู่ในนั้น ขั้วของไดโอดจะต่อกับบริเวณชนิด n และชนิด p ขอบเขตระหว่างสองบริเวณนี้เรียกว่าp-n junctionซึ่งเป็นบริเวณที่ไดโอดทำงาน เมื่อศักย์ไฟฟ้า ที่สูงกว่าเพียงพอ ถูกจ่ายให้กับด้าน P ( แอโนด ) มากกว่าด้าน N ( แคโทด ) จะทำให้อิเล็กตรอนไหลผ่านบริเวณพร่องจากด้านชนิด N ไปยังด้านชนิด P ได้ รอยต่อจะไม่ยอมให้อิเล็กตรอนไหลในทิศทางตรงกันข้ามเมื่อศักย์ไฟฟ้าถูกจ่ายในทิศทางตรงกันข้าม ซึ่งในแง่หนึ่งก็เปรียบเสมือนวาล์ว ตรวจสอบ ทางไฟฟ้า

ไดโอดแบบจังก์ชันอีกประเภทหนึ่งคือไดโอด Schottkyซึ่งเกิดจากรอยต่อโลหะ-สารกึ่งตัวนำแทนที่จะเป็นรอยต่อ ap-n ซึ่งช่วยลดความจุและเพิ่มความเร็วในการสวิตช์^{[ 40 ] [ 41 ]}

พฤติกรรมของไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ในวงจรนั้นแสดงได้ด้วยกราฟความสัมพันธ์ระหว่างกระแสและแรงดันรูปร่างของกราฟถูกกำหนดโดยการเคลื่อนที่ของตัวนำประจุผ่านชั้นพร่องหรือบริเวณพร่องที่อยู่บริเวณรอยต่อ p-nระหว่างเซมิคอนดักเตอร์ที่แตกต่างกัน เมื่อรอยต่อ p-n ถูกสร้างขึ้นครั้งแรก อิเล็กตรอนในแถบนำไฟฟ้า (อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ได้) จาก บริเวณ ที่เจือด้วย N จะแพร่เข้าไปในบริเวณที่เจือด้วย P ซึ่งมีโฮลจำนวนมาก (ตำแหน่งว่างสำหรับอิเล็กตรอน) ที่อิเล็กตรอนจะ "รวมตัว" ด้วย เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ได้รวมตัวกับโฮล ทั้งโฮลและอิเล็กตรอนจะหายไป เหลือไว้เพียงตัวให้ประจุบวกที่ไม่เคลื่อนที่ (สารเจือ) ทางด้าน N และตัวรับประจุลบ (สารเจือ) ทางด้าน P บริเวณรอบๆ รอยต่อ p-n จะพร่องตัวนำประจุและมีพฤติกรรมเหมือน ฉนวน

อย่างไรก็ตาม ความกว้างของบริเวณพร่องประจุ (เรียกว่าความกว้างของบริเวณพร่องประจุ ) ไม่สามารถขยายตัวได้อย่างไม่มีขีดจำกัด สำหรับ การรวม ตัวกันของอิเล็กตรอนและโฮล แต่ละครั้ง ไอออนของสาร เจือปนที่มีประจุบวกจะเหลืออยู่ในบริเวณที่เจือปนด้วยไนโตรเจน และไอออนของสารเจือปนที่มีประจุลบจะถูกสร้างขึ้นในบริเวณที่เจือปนด้วยฟอสฟอรัส เมื่อการรวมตัวกันดำเนินต่อไปและมีการสร้างไอออนมากขึ้น สนามไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นจะเกิดขึ้นทั่วบริเวณพร่องประจุ ซึ่งจะทำหน้าที่ชะลอและหยุดการรวมตัวกันในที่สุด ณ จุดนี้ จะมีศักย์ไฟฟ้า "ภายใน" เกิดขึ้นทั่วบริเวณพร่องประจุ

หากมีการจ่ายแรงดันไฟฟ้าภายนอกที่มีขั้วเดียวกันกับศักย์ไฟฟ้าภายในเข้าไปในไดโอด บริเวณที่เกิดการพร่องของประจุจะยังคงทำหน้าที่เป็นฉนวน ป้องกันไม่ให้กระแสไฟฟ้าไหลอย่างมีนัยสำคัญ (เว้นแต่จะมีคู่ของอิเล็กตรอนและโฮลถูกสร้างขึ้นในรอยต่อโดยตัวอย่างเช่น แสง ดูที่โฟโตไดโอด )

อย่างไรก็ตาม หากขั้วของแรงดันไฟฟ้าภายนอกตรงข้ามกับศักยภาพภายใน การรวมตัวใหม่ก็สามารถเกิดขึ้นได้อีกครั้ง ส่งผลให้เกิดกระแสไฟฟ้าจำนวนมากไหลผ่านรอยต่อ p–n (กล่าวคือ อิเล็กตรอนและโฮลจำนวนมากรวมตัวกันที่รอยต่อ) ซึ่งเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณตามแรงดันไฟฟ้า

ลักษณะความสัมพันธ์ระหว่างกระแสและแรงดันของไดโอดสามารถประมาณได้ด้วยช่วงการทำงานสี่ช่วง จากแรงดันไบแอสต่ำไปสูง ได้แก่:

• การพังทลาย : ที่แรงดันไบแอสย้อนกลับสูงมาก เกินกว่าแรงดันย้อนกลับสูงสุด (PIV) จะเกิดกระบวนการที่เรียกว่าการพังทลาย ย้อนกลับ ซึ่งทำให้กระแสเพิ่มขึ้นอย่างมาก (กล่าวคือ อิเล็กตรอนและโฮลจำนวนมากถูกสร้างขึ้นและเคลื่อนที่ออกจากรอยต่อ p–n) ซึ่งโดยปกติจะทำให้เกิดความเสียหายต่ออุปกรณ์อย่างถาวร ไดโอดอะวาแลนซ์ถูกออกแบบมาเพื่อใช้งานในลักษณะนั้นโดยเฉพาะ ในไดโอดซีเนอร์แนวคิดของ PIV ไม่สามารถนำมาใช้ได้ ไดโอดซีเนอร์ประกอบด้วยรอยต่อ p–n ที่มีการเจือสารอย่างหนาแน่น ทำให้อิเล็กตรอนสามารถทะลุผ่านจากแถบวาเลนซ์ของวัสดุชนิด p ไปยังแถบนำไฟฟ้าของวัสดุชนิด n ได้ ทำให้แรงดันย้อนกลับถูก "จำกัด" ไว้ที่ค่าที่ทราบ (เรียกว่าแรงดันซีเนอร์ ) และจะไม่เกิดอะวาแลนซ์ อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์ทั้งสองชนิดมีขีดจำกัดของกระแสและกำลังสูงสุดที่สามารถทนได้ในบริเวณแรงดันย้อนกลับที่ถูกจำกัด นอกจากนี้ หลังจากสิ้นสุดการนำกระแสไปข้างหน้าในไดโอดใดๆ จะมีกระแสย้อนกลับไหลอยู่เป็นช่วงเวลาสั้นๆ อุปกรณ์จะไม่สามารถป้องกันกระแสย้อนกลับได้อย่างเต็มประสิทธิภาพจนกว่ากระแสย้อนกลับจะหยุดลง
• ไบแอสย้อนกลับ : สำหรับไบแอสระหว่างแรงดันพังทลายและ 0 โวลต์ กระแสย้อนกลับจะมีขนาดเล็กมากและเข้าใกล้ -I _s อย่างไม่มีที่สิ้นสุด สำหรับไดโอดเรียงกระแส P–N ทั่วไป กระแสย้อนกลับที่ไหลผ่านอุปกรณ์จะมีค่าอยู่ในช่วงไมโครแอมแปร์ (μA) อย่างไรก็ตาม ค่านี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ และที่อุณหภูมิสูงเพียงพอ จะสามารถสังเกตเห็นกระแสย้อนกลับจำนวนมากได้ (มิลลิแอมป์หรือมากกว่า) นอกจากนี้ยังมีกระแสรั่วไหลที่ผิวเล็กน้อยซึ่งเกิดจากอิเล็กตรอนที่ไหลผ่านไดโอดราวกับว่าเป็นฉนวนที่ไม่สมบูรณ์

  

• เมื่อ ไบแอสไปข้างหน้า : กราฟความสัมพันธ์ระหว่างกระแสและแรงดันจะเป็น แบบเอกซ์ ponentialซึ่งใกล้เคียงกับสมการไดโอดของ Shockleyเมื่อพล็อตโดยใช้มาตราส่วนกระแสเชิงเส้น จะปรากฏ " จุดหัก " ที่ราบเรียบ แต่จะไม่เห็นแรงดันเกณฑ์ที่ชัดเจนบนกราฟแบบกึ่งลอการิทึม
• การทรงตัว : ที่กระแสตรงที่สูงขึ้น เส้นโค้งกระแส-แรงดันจะเริ่มถูกครอบงำด้วยความต้านทานโอห์มิกของสารกึ่งตัวนำ เส้นโค้งจะไม่เป็นแบบเอกซ์โปเนนเชียลอีกต่อไป แต่จะเข้าใกล้เส้นตรงที่มีความชันเท่ากับความต้านทานของสารกึ่งตัวนำ บริเวณนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับไดโอดกำลัง และสามารถจำลองได้ด้วยไดโอดในอุดมคติของ Shockley ที่ต่ออนุกรมกับตัวต้านทานคงที่

สมการไดโอดในอุดมคติของช็อกลีย์หรือกฎไดโอด (ตั้งชื่อตามวิล เลียม แบรดฟอร์ ด ช็อกลีย์ผู้ร่วมคิดค้นทรานซิสเตอร์แบบไบ โพลาร์ ) เป็นแบบจำลอง ความสัมพันธ์ แบบ เอกซ์ ponential ระหว่างกระแสและแรงดัน (I–V)ของไดโอดในสภาวะไบแอสไปข้างหน้าหรือย้อนกลับระดับปานกลาง บทความเรื่องสมการไดโอดของช็อกลีย์ให้รายละเอียดเพิ่มเติม

ที่แรงดันไปข้างหน้าต่ำกว่าแรงดันอิ่มตัว กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันและกระแสของไดโอดส่วนใหญ่จะไม่เป็นเส้นตรง กระแสสามารถประมาณได้โดยใช้สูตรตามที่อธิบายไว้ในบทความ เกี่ยวกับสมการไดโอดของ Shockley${\displaystyle I=I_{\text{S}}e^{V_{\text{D}}/(nV_{\text{T}})}}$

ในการใช้งานตัวตรวจจับและตัวผสมสัญญาณ กระแสสามารถประมาณได้โดยใช้อนุกรมเทย์เลอร์^{[ 42 ]}สามารถละเว้นพจน์คี่ได้เนื่องจากพจน์เหล่านั้นสร้างส่วนประกอบความถี่ที่อยู่นอกย่านความถี่ผ่านของตัวผสมสัญญาณหรือตัวตรวจจับ พจน์คู่ที่เกินอนุพันธ์อันดับสองมักไม่จำเป็นต้องรวมไว้เนื่องจากมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับพจน์อันดับสอง^{[ 42 ]}ส่วนประกอบกระแสที่ต้องการเป็นสัดส่วนโดยประมาณกับกำลังสองของแรงดันอินพุต ดังนั้นการตอบสนองจึงเรียกว่ากฎกำลังสองในบริเวณนี้^{[ 32 ] : หน้า 3}

หลังจากการนำกระแสไปข้างหน้าสิ้นสุดลงในไดโอดชนิด ap–n กระแสย้อนกลับสามารถไหลได้ในช่วงเวลาสั้นๆ อุปกรณ์จะไม่สามารถบล็อกกระแสได้จนกว่าประจุเคลื่อนที่ในรอยต่อจะหมดไป

ผลกระทบอาจมีความสำคัญเมื่อสลับกระแสขนาดใหญ่อย่างรวดเร็ว^{[ 43 ]}อาจต้องใช้ "เวลาการฟื้นตัวย้อนกลับ" t _rจำนวนหนึ่ง (อยู่ในช่วงหลายสิบนาโนวินาทีถึงไม่กี่ไมโครวินาที) เพื่อกำจัดประจุการฟื้นตัวย้อนกลับ Q _rจากไดโอด ในระหว่างเวลาการฟื้นตัวนี้ ไดโอดสามารถนำกระแสในทิศทางย้อนกลับได้ ซึ่งอาจทำให้เกิดกระแสขนาดใหญ่ในทิศทางย้อนกลับในช่วงเวลาสั้นๆ ขณะที่ไดโอดอยู่ในสภาวะไบแอสย้อนกลับ ขนาดของกระแสย้อนกลับดังกล่าวจะถูกกำหนดโดยวงจรการทำงาน (เช่น ความต้านทานอนุกรม) และไดโอดจะอยู่ในเฟสการเก็บสะสม^{[ 44 ]} ในบางกรณีในโลกแห่งความเป็นจริง สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาการสูญเสียที่เกิดขึ้นจากผลกระทบของไดโอดที่ไม่สมบูรณ์แบบนี้^{[ 45 ]}อย่างไรก็ตาม เมื่ออัตราการเปลี่ยนแปลงของกระแสไม่รุนแรงมากนัก (เช่น ความถี่ของสายไฟ) ผลกระทบนี้สามารถละเลยได้อย่างปลอดภัย สำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ ผลกระทบนี้ยังถือว่าน้อยมากสำหรับไดโอด Schottkyด้วย

กระแสย้อนกลับจะหยุดลงอย่างฉับพลันเมื่อประจุที่สะสมไว้หมดลง การหยุดอย่างฉับพลันนี้ถูกนำไปใช้ประโยชน์ในไดโอดแบบ Step Recoveryเพื่อสร้างพัลส์ที่มีความยาวสั้นมาก

ไดโอดปกติ (p–n) ซึ่งทำงานตามที่อธิบายไว้ข้างต้น มักทำจากซิลิคอนหรือเจอร์มาเนียม ที่เจือสาร ก่อนการพัฒนาไดโอดเรียงกระแสกำลังไฟฟ้าซิลิคอน มีการใช้ คิวปรัสออกไซด์และต่อมาซีลีเนียมประสิทธิภาพต่ำของไดโอดเหล่านี้ทำให้ต้องใช้แรงดันไปข้างหน้าสูงกว่ามาก (โดยทั่วไป 1.4 ถึง 1.7 V ต่อ "เซลล์" โดยมีการเรียงซ้อนเซลล์หลายเซลล์เพื่อเพิ่มพิกัดแรงดันผกผันสูงสุดสำหรับการใช้งานในวงจรเรียงกระแสแรงดันสูง) และต้องใช้แผ่นระบายความร้อนขนาดใหญ่ (มักเป็นส่วนขยายของพื้นผิว โลหะของไดโอด ) ซึ่งใหญ่กว่าไดโอดซิลิคอนในภายหลังที่มีพิกัดกระแสเท่ากันมาก ไดโอดส่วนใหญ่เป็นไดโอด p–n ที่พบในวงจรรวมCMOS [ ^{46 ] ซึ่งประกอบด้วยไดโอดสอง ตัว}ต่อขาและไดโอดภายในอื่นๆ อีกมากมาย

ไดโอดอะวาแลนซ์

ไดโอดเหล่านี้เป็นไดโอดที่นำกระแสในทิศทางย้อนกลับเมื่อแรงดันไบแอสย้อนกลับสูงกว่าแรงดันพังทลาย ไดโอดเหล่านี้มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าคล้ายกับไดโอดซีเนอร์มาก (และมักถูกเรียกผิดว่าเป็นไดโอดซีเนอร์) แต่พังทลายด้วยกลไกที่แตกต่างกัน คือปรากฏการณ์อะวาแลนซ์ ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่อสนามไฟฟ้าแบบย้อนกลับที่ใช้กับรอยต่อ p–n ทำให้เกิดคลื่นการแตกตัวเป็นไอออน คล้ายกับหิมะถล่ม นำไปสู่กระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ ไดโอดอะวาแลนซ์ถูกออกแบบมาให้พังทลายที่แรงดันย้อนกลับที่กำหนดไว้โดยไม่ถูกทำลาย ความแตกต่างระหว่างไดโอดอะวาแลนซ์ (ซึ่งมีแรงดันพังทลายย้อนกลับสูงกว่าประมาณ 6.2 V) กับไดโอดซีเนอร์คือ ความยาวของช่องสัญญาณของไดโอดอะวาแลนซ์นั้นยาวกว่าระยะทางเฉลี่ยอิสระของอิเล็กตรอน ส่งผลให้เกิดการชนกันระหว่างอิเล็กตรอนจำนวนมากในระหว่างทางผ่านช่องสัญญาณ ความแตกต่างในทางปฏิบัติเพียงอย่างเดียวระหว่างไดโอดทั้งสองประเภทคือ มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิที่มีขั้วตรงข้ามกัน

ไดโอดกระแสคงที่

จริงๆ แล้วสิ่งเหล่านี้คือJFET ^{[ 47 ]}ที่เกตลัดวงจรกับแหล่งกำเนิด และทำหน้าที่เหมือนอะนาล็อกจำกัดกระแสแบบสองขั้วของไดโอดซีเนอร์จำกัดแรงดัน พวกมันยอมให้กระแสไหลผ่านเพิ่มขึ้นถึงค่าหนึ่ง แล้วจึงคงที่ที่ค่าเฉพาะค่าหนึ่ง เรียกอีกอย่างว่าCLD ได โอดกระแสคงที่ทรานซิสเตอร์ที่ต่อแบบไดโอดหรือ ได โอดควบคุมกระแส

ตัวเรียงกระแสคริสตัลหรือไดโอดคริสตัล

ไดโอดเหล่านี้เป็นไดโอดแบบจุดสัมผัส^{[ 32 ]}ซีรีส์ 1N21 และอื่นๆ ใช้ในแอปพลิเคชันมิกเซอร์และตัวตรวจจับในเครื่องรับเรดาร์และไมโครเวฟ^{[ 48 ] [ 49 ] [ 50 ]} 1N34A เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของไดโอดคริสตัล^{[ 51 ]}

ไดโอดกันน์

ไดโอดเหล่านี้คล้ายกับไดโอดอุโมงค์ตรงที่ทำจากวัสดุ เช่น GaAs หรือ InP ซึ่งแสดงให้เห็นถึงบริเวณที่มีความต้านทานเชิงอนุพันธ์ลบเมื่อมีการให้ไบแอสที่เหมาะสม โดเมนไดโพลจะก่อตัวขึ้นและเคลื่อนที่ไปทั่วไดโอด ทำให้สามารถสร้างออสซิเลเตอร์ไมโครเวฟ ความถี่สูงได้

ไดโอดเปล่งแสง (LED)

ในไดโอดที่สร้างจาก สารกึ่งตัวนำที่ มีช่องว่างแถบพลังงานโดยตรงเช่นแกลเลียมอาร์เซไนด์ ตัวนำประจุที่ข้ามรอยต่อจะปล่อยโฟตอนออก มา เมื่อรวมตัวกับตัวนำส่วนใหญ่ที่อีกด้านหนึ่ง ขึ้นอยู่กับวัสดุความยาวคลื่น (หรือสี) ^{[ 52 ]}ตั้งแต่อินฟราเรดไปจนถึงใกล้อัลตราไวโอเลตอาจถูกสร้างขึ้น^{[ 53 ]} LED รุ่นแรกมีสีแดงและสีเหลือง และไดโอดความถี่สูงขึ้นได้รับการพัฒนาขึ้นเรื่อย ๆ LED ทุกตัวผลิตแสงที่ไม่สอดคล้องกันและมีสเปกตรัมแคบ LED "สีขาว"จริง ๆ แล้วคือ LED สีน้ำเงินที่มี การเคลือบ สารเรืองแสง สีเหลือง หรือการรวมกันของ LED สามตัวที่มีสีต่างกัน LED ยังสามารถใช้เป็นโฟโตไดโอดประสิทธิภาพต่ำในการใช้งานสัญญาณได้อีกด้วย LED อาจจับคู่กับโฟโตไดโอดหรือโฟโตทรานซิสเตอร์ในแพ็คเกจเดียวกันเพื่อสร้างออปโตไอโซเลเตอร์

ไดโอดเลเซอร์

เมื่อโครงสร้างคล้าย LED ถูกบรรจุอยู่ในโพรงเรโซแนนซ์ที่เกิดจากการขัดผิวหน้าตัดขนานกัน จะสามารถสร้าง เลเซอร์ได้ ไดโอดเลเซอร์มักใช้ใน อุปกรณ์ จัดเก็บข้อมูลแบบออปติคอล และสำหรับ การสื่อสารด้วยแสงความเร็วสูง

ไดโอดความร้อน

คำนี้ใช้ทั้งกับไดโอด p–n ทั่วไปที่ใช้ในการตรวจสอบอุณหภูมิเนื่องจากแรงดันไปข้างหน้าของไดโอดเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ และกับปั๊มความร้อนเพลเทียร์สำหรับการทำความร้อนและความเย็นด้วยเทอร์โมอิเล็กทริก ปั๊มความร้อนเพลเทียร์อาจทำจากสารกึ่งตัวนำ แม้ว่าจะไม่มีจุดเชื่อมต่อแบบเรียงกระแส แต่ก็ใช้พฤติกรรมที่แตกต่างกันของตัวนำประจุในสารกึ่งตัวนำชนิด N และ P เพื่อเคลื่อนย้ายความร้อน

โฟโตไดโอด

สารกึ่งตัวนำทั้งหมดจะเกิด การสร้าง ตัวพาประจุ แสง ซึ่งโดยทั่วไปแล้วเป็นผลที่ไม่พึงประสงค์ ดังนั้นสารกึ่งตัวนำส่วนใหญ่จึงถูกบรรจุในวัสดุที่ปิดกั้นแสง โฟโตไดโอดมีจุดประสงค์เพื่อตรวจจับแสง ( โฟโตดีเทคเตอร์ ) ดังนั้นจึงถูกบรรจุในวัสดุที่ยอมให้แสงผ่านได้ และมักจะเป็น PIN (ไดโอดชนิดที่ไวต่อแสงมากที่สุด) ^{[ 54 ]}โฟโตไดโอดสามารถใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์ในการวัดแสงหรือในการสื่อสารด้วยแสงโฟโตไดโอดหลายตัวอาจถูกบรรจุในอุปกรณ์เดียว ไม่ว่าจะเป็นแบบอาร์เรย์เชิงเส้นหรือแบบอาร์เรย์สองมิติ อาร์เรย์เหล่านี้ไม่ควรสับสนกับอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อด้วยประจุ

ไดโอด PIN

ไดโอด PIN มีชั้นกลางที่ไม่เจือสารหรือ เป็นชั้น อินทรินซิกทำให้เกิดโครงสร้างแบบ p-type/intrinsic/n-type ^{[ 55 ]}ไดโอดเหล่านี้ใช้เป็นสวิตช์ความถี่วิทยุและตัวลดทอนสัญญาณ นอกจากนี้ยังใช้เป็นเครื่องตรวจจับรังสีไอออนไนซ์ขนาดใหญ่และเป็นโฟโตดีเทคเตอร์ไดโอด PIN ยังใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังเนื่องจากชั้นกลางสามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าสูงได้ ยิ่งไปกว่านั้น โครงสร้าง PIN ยังพบได้ในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ กำลังหลายชนิด เช่นIGBT , MOSFET กำลัง และไทริสเตอร์

ไดโอด Schottky

ไดโอด Schottkyสร้างขึ้นจากการสัมผัสระหว่างโลหะกับสารกึ่งตัวนำ มีแรงดันตกคร่อมขณะเดินหน้าต่ำกว่าไดโอด p–n แรงดันตกคร่อมขณะเดินหน้าของไดโอด Schottky ที่กระแสเดินหน้าประมาณ 1 mA อยู่ในช่วง 0.15 V ถึง 0.45 V ทำให้มีประโยชน์ในการใช้งานด้านการจำกัด แรงดัน และการป้องกันการอิ่มตัวของทรานซิสเตอร์ นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นตัวเรียงกระแสที่ มีการสูญเสียต่ำได้ แม้ว่ากระแสรั่วไหลย้อนกลับโดยทั่วไปจะสูงกว่าไดโอดชนิดอื่นก็ตาม ไดโอด Schottky เป็น อุปกรณ์ ที่ใช้ตัวนำส่วนใหญ่ดังนั้นจึงไม่ประสบปัญหาการกักเก็บตัวนำส่วนน้อยที่ทำให้ไดโอดชนิดอื่นทำงานช้าลง จึงทำให้มีการฟื้นตัวย้อนกลับที่เร็วกว่าไดโอด p–n นอกจากนี้ยังมักมีค่าความจุของรอยต่อต่ำกว่าไดโอด p–n มาก ซึ่งทำให้มีความเร็วในการสวิตช์สูงและใช้ในวงจรความเร็วสูงและอุปกรณ์ RF เช่นแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตช์โหมด มิกเซอร์และตัวตรวจจับ

ไดโอดซูเปอร์แบริเออร์

ไดโอดซูเปอร์แบริเออร์เป็นไดโอดเรียงกระแสที่รวมเอาคุณสมบัติของไดโอดชอตต์กีที่มีแรงดันตกคร่อมขณะเดินกระแสต่ำ เข้ากับความสามารถในการรับมือกับไฟกระชากและกระแสรั่วไหลย้อนกลับต่ำของไดโอด p–n จังก์ชันทั่วไป

ไดโอดที่เจือด้วยทองคำ

ในฐานะสารเจือปน ทองคำ (หรือแพลทินัม ) ทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางการรวมตัวใหม่ ซึ่งช่วยให้การรวมตัวใหม่ของตัวพาประจุส่วนน้อยเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว ทำให้ไดโอดสามารถทำงานที่ความถี่สัญญาณที่สูงขึ้นได้ โดยแลกกับแรงดันตกคร่อมไปข้างหน้าที่สูงขึ้น ไดโอดที่เจือปนด้วยทองคำนั้นเร็วกว่าไดโอด p–n อื่นๆ (แต่ไม่เร็วเท่าไดโอด Schottky) นอกจากนี้ยังมีการรั่วไหลของกระแสย้อนกลับน้อยกว่าไดโอด Schottky (แต่ไม่ดีเท่าไดโอด p–n อื่นๆ) ^{[ 56 ] [ 57 ]}ตัวอย่างทั่วไปคือ 1N914

ได โอดแบบหักหรือกู้คืนขั้นบันได

คำว่า " การฟื้นตัวแบบขั้นบันได"เกี่ยวข้องกับรูปแบบลักษณะการฟื้นตัวแบบย้อนกลับของอุปกรณ์เหล่านี้ หลังจากกระแสไฟฟ้าไหลผ่านSRDแล้ว และกระแสไฟฟ้าถูกขัดจังหวะหรือกลับทิศทาง การนำไฟฟ้าแบบย้อนกลับจะหยุดลงอย่างฉับพลัน (เช่นเดียวกับรูปคลื่นแบบขั้นบันได) ดังนั้น SRD จึงสามารถให้การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่รวดเร็วมากได้ด้วยการหายไปอย่างกะทันหันของตัวนำประจุ

สแตบิสเตอร์หรือไดโอดอ้างอิงไปข้างหน้า

คำว่าสตาบิสเตอร์ (stabilistor)หมายถึงไดโอดชนิดพิเศษที่มี คุณสมบัติ แรงดันตกคร่อม ที่เสถียรมาก อุปกรณ์เหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับการใช้งานรักษาเสถียรภาพแรงดันต่ำ ซึ่งต้องการแรงดันที่รับประกันได้ในช่วงกระแสที่กว้าง และมีความเสถียรสูงในช่วงอุณหภูมิต่างๆ

ไดโอดป้องกันแรงดันไฟชั่วขณะ (TVS)

ไดโอดอะวาแลนซ์เหล่านี้ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อป้องกันอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์อื่นๆ จากแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะสูง[ 58 ^{]รอยต่อ} p–n ของพวกมันมีพื้นที่หน้าตัดที่ใหญ่กว่าของไดโอดปกติมาก ทำให้พวกมันสามารถนำกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ลงสู่พื้นดินได้โดยไม่เกิดความเสียหาย

ไดโอดอุโมงค์หรือไดโอดเอซากิ

^{ไดโอด อุโมงค์}เหล่านี้มีบริเวณการทำงานที่แสดงความต้านทานเชิงลบที่เกิดจากการอุโมงค์ควอนตัม [ ^{59 ]}ทำให้สามารถขยายสัญญาณและสร้างวงจรไบสเตเบิลที่ง่ายมากได้ เนื่องจากความเข้มข้นของตัวพาประจุสูง ไดโอดอุโมงค์จึงทำงานได้เร็วมาก สามารถใช้งานได้ที่อุณหภูมิต่ำ (มิลลิเคลวิน) สนามแม่เหล็กสูง และในสภาพแวดล้อมที่มีรังสีสูง^{[ 60 ]}ด้วยคุณสมบัติเหล่านี้ จึงมักถูกนำไปใช้ในยานอวกาศ

ไดโอด วาริแคปหรือวารักเตอร์

ตัวเก็บประจุ เหล่านี้ใช้เป็นตัวเก็บประจุ แบบควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้า มีความสำคัญในวงจร PLL ( phase-locked loop ) และ FLL ( frequency-locked loop ) ช่วยให้วงจรปรับจูน เช่น วงจรในเครื่องรับโทรทัศน์ สามารถล็อกความถี่ได้อย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ยังช่วยให้สามารถสร้างออสซิลเลเตอร์แบบปรับจูนได้ในยุคแรกๆ ของการปรับจูนวิทยุแบบแยกส่วน โดยใช้คริสตัลออสซิลเลเตอร์ราคาถูกและเสถียร แต่มีความถี่คงที่ เป็นแหล่งความถี่อ้างอิงสำหรับออสซิลเลเตอร์แบบควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้า

ไดโอดซีเนอร์

ไดโอดเหล่านี้สามารถนำกระแสได้ในสภาวะไบแอสย้อนกลับ (กลับด้าน) และเรียกอย่างถูกต้องว่าไดโอดเบรกดาวน์ย้อนกลับ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าเบรกดาวน์ซีเนอร์เกิดขึ้นที่แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดไว้อย่างแม่นยำ ทำให้สามารถใช้ไดโอดเป็นแหล่งอ้างอิงแรงดันไฟฟ้าที่มีความแม่นยำสูง คำว่าไดโอดซีเนอร์นั้นใช้เรียกไดโอดเบรกดาวน์หลายประเภทอย่างไม่เป็นทางการ แต่ในทางเทคนิคแล้ว ไดโอดซีเนอร์มีแรงดันเบรกดาวน์ต่ำกว่า 5 โวลต์ ในขณะที่ไดโอดอะวาแลนซ์ใช้สำหรับแรงดันเบรกดาวน์ที่สูงกว่านั้น ในวงจรแหล่งอ้างอิงแรงดันไฟฟ้าในทางปฏิบัติ ไดโอดซีเนอร์และไดโอดสวิตช์จะต่ออนุกรมกันและในทิศทางตรงกันข้ามเพื่อปรับสมดุลค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของไดโอดให้ใกล้เคียงศูนย์ อุปกรณ์บางชนิดที่ระบุว่าเป็นไดโอดซีเนอร์แรงดันสูงนั้น แท้จริงแล้วคือไดโอดอะวาแลนซ์ (ดูด้านบน) ไดโอดซีเนอร์สองตัว (ที่เทียบเท่ากัน) ต่ออนุกรมกันและในลำดับย้อนกลับ ในแพ็คเกจเดียวกัน จะประกอบเป็นตัวดูดซับแรงดันชั่วขณะ (หรือTransorbซึ่งเป็นเครื่องหมายการค้าจดทะเบียน)

สัญลักษณ์ที่ใช้แทนไดโอดชนิดใดชนิดหนึ่งในแผนภาพวงจรจะสื่อถึงหน้าที่ทางไฟฟ้าโดยทั่วไปให้ผู้อ่านเข้าใจ ไดโอดบางชนิดอาจมีสัญลักษณ์อื่น แต่ความแตกต่างนั้นเล็กน้อย รูปสามเหลี่ยมในสัญลักษณ์ชี้ไปในทิศทางไปข้างหน้า กล่าวคือ ในทิศทางการไหล ของ กระแสไฟฟ้าตามปกติ

• 
  ไดโอด
• 
  ไดโอดเปล่งแสง (LED)
• 
  โฟโตไดโอด
• 
  ไดโอด Schottky
• 
  ไดโอดป้องกันแรงดันไฟเกินชั่วขณะ (TVS)
• 
  ไดโอดอุโมงค์
• 
  วาริแคป
• 
  ไดโอดซีเนอร์
• 
  บรรจุภัณฑ์ไดโอดทั่วไป จัดเรียงในลักษณะเดียวกับสัญลักษณ์ไดโอด แถบแคบๆ แสดงถึงแคโทด

มีระบบการกำหนดหมายเลขและรหัสสำหรับไดโอดหลายแบบที่เป็นที่นิยมและเป็นมาตรฐาน ซึ่งกำหนดโดยผู้ผลิต โดยสองแบบที่พบได้บ่อยที่สุดคือ มาตรฐาน EIA / JEDECและ มาตรฐาน Pro Electron ของยุโรป :

ระบบ การกำหนดหมายเลขซีรีส์ 1N มาตรฐานEIA370ได้รับการแนะนำในสหรัฐอเมริกาโดย EIA/JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) ประมาณปี 1960 ไดโอดส่วนใหญ่มีการกำหนดคำนำหน้า 1 (เช่น 1N4003) ไดโอดที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในซีรีส์นี้ ได้แก่ 1N34A/1N270 (สัญญาณเจอร์มาเนียม), 1N914/ 1N4148 (สัญญาณซิลิคอน), 1N400x (ตัวเรียงกระแสกำลัง 1A ซิลิคอน) และ1N580x (ตัวเรียงกระแสกำลัง 3A ซิลิคอน) ^{[ 61 ] [ 62 ] [ 63 ]}

ระบบการกำหนดชื่อเซมิคอนดักเตอร์ JISกำหนดให้ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ทั้งหมดขึ้นต้นด้วย "1S"

ระบบการกำหนดรหัส Pro Electronของยุโรปสำหรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์แบบแอคทีฟถูกนำมาใช้ในปี 1966 โดยประกอบด้วยตัวอักษรสองตัวตามด้วยรหัสชิ้นส่วน ตัวอักษรตัวแรกแสดงถึงวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้สำหรับชิ้นส่วนนั้น (A = เจอร์มาเนียม และ B = ซิลิคอน) และตัวอักษรตัวที่สองแสดงถึงหน้าที่ทั่วไปของชิ้นส่วนนั้น (สำหรับไดโอด A = กำลังต่ำ/สัญญาณต่ำ, B = ตัวเก็บประจุแบบปรับค่าได้, X = ตัวคูณ, Y = ตัวเรียงกระแส และ Z = ตัวอ้างอิงแรงดันไฟฟ้า) ตัวอย่างเช่น:

• ไดโอดเจอร์มาเนียมกำลังต่ำ/สัญญาณต่ำซีรีส์ AA (เช่น AA119)
• ไดโอดซิลิคอนกำลังต่ำ/สัญญาณต่ำซีรีส์ BA (เช่น ไดโอดสวิตช์ RF ซิลิคอน BAT18)
• ไดโอดเรียงกระแสซิลิคอนซีรีส์ BY (เช่น ไดโอดเรียงกระแส BY127 1250V, 1A)
• ไดโอดซีเนอร์ซิลิคอนซีรีส์ BZ (เช่น ไดโอดซีเนอร์ BZY88C4V7 4.7V)

ระบบการกำหนดหมายเลข/รหัสอื่นๆ ที่ใช้กันทั่วไป (โดยทั่วไปกำหนดโดยผู้ผลิต) ได้แก่:

• ไดโอดเจอร์มาเนียมซีรีส์ GD (เช่น GD9) – นี่เป็นระบบการกำหนดรหัสแบบเก่ามาก
• ไดโอดเจอร์มาเนียมซีรีส์ OA (เช่น OA47) – ลำดับรหัสที่พัฒนาโดยบริษัทMullard จากสหราชอาณาจักร

• ตัวแปลงกระแสไฟฟ้า
• ทรานซิสเตอร์
• ไทริสเตอร์หรือ ตัวเรียงกระแสควบคุมด้วยซิลิคอน (SCR)
• ไตรแอค
• ไดแอก
• วาริสเตอร์

ในทางทัศนศาสตร์ อุปกรณ์ที่เทียบเท่ากับไดโอดแต่ใช้แสงเลเซอร์ก็คือตัวแยกแสงหรือที่รู้จักกันในชื่อไดโอดแสง ซึ่งยอมให้แสงผ่านได้เพียงทิศทางเดียว โดยใช้ตัวหมุนฟาราเดย์เป็นส่วนประกอบหลัก^{[ 64 ]}

การใช้งานไดโอดครั้งแรกคือการถอดรหัส สัญญาณวิทยุแบบ AM ( Amplitude Modulation ) สัญญาณ AM ประกอบด้วยยอดคลื่นวิทยุที่เป็นบวกและลบสลับกัน โดยที่แอมพลิจูดหรือซองคลื่นเป็นสัดส่วนกับสัญญาณเสียงดั้งเดิม ไดโอดจะแปลงสัญญาณความถี่วิทยุ AM ให้เป็นสัญญาณกระแสตรง โดยเหลือไว้เฉพาะยอดคลื่นที่เป็นบวกเท่านั้น จากนั้นจึงแยกเสียงออกจากคลื่นกระแสตรงที่แปลงแล้วโดยใช้ตัวกรอง อย่างง่าย และส่งไปยังเครื่องขยายเสียงหรือตัวแปลง สัญญาณ ซึ่งจะสร้างคลื่น เสียง ผ่านลำโพง

ในเทคโนโลยีไมโครเวฟและคลื่นมิลลิเมตร ตั้งแต่ช่วงทศวรรษ 1930 นักวิจัยได้ปรับปรุงและย่อขนาดตัวตรวจจับคริสตัลไดโอดแบบสัมผัสจุด ( ไดโอดคริสตัล ) และไดโอด Schottkyถูกนำมาใช้ในเรดาร์ ตัวตรวจจับไมโครเวฟและคลื่นมิลลิเมตร^{[ 40 ]}

วงจรเรียงกระแสสร้างขึ้นจากไดโอด โดยใช้ไดโอดในการแปลงกระแสไฟฟ้าสลับ (AC) ให้เป็นกระแสไฟฟ้าตรง (DC) อัลเทอร์เนเตอร์ ในรถยนต์ เป็นตัวอย่างที่พบได้ทั่วไป ซึ่งไดโอดที่แปลงกระแสสลับเป็นกระแสตรงนั้นให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่าคอมมิวเทเตอร์หรือไดนาโม ในยุคก่อนหน้า ในทำนองเดียวกัน ไดโอดยังถูกใช้ในวงจรเพิ่มแรงดันแบบค็อกครอฟต์-วอลตันเพื่อแปลงกระแสสลับให้เป็นแรงดันกระแสตรงที่สูงขึ้น ด้วย

เนื่องจากวงจรไฟฟ้าส่วนใหญ่อาจเสียหายได้เมื่อขั้วของแหล่งจ่ายไฟกลับด้าน จึงมักใช้ไดโอดอนุกรมเพื่อป้องกันสถานการณ์ดังกล่าว แนวคิดนี้มีชื่อเรียกหลายแบบที่มีความหมายเดียวกัน ได้แก่ การป้องกันแรงดันไฟกลับด้าน การป้องกันขั้วไฟกลับด้าน และการป้องกันแบตเตอรี่กลับด้าน

ไดโอดมักใช้ในการนำแรงดันไฟฟ้าสูงที่เป็นอันตรายออกจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ไวต่อแรงดันไฟฟ้า โดยปกติแล้วไดโอดจะอยู่ในสภาวะไบแอสย้อนกลับ (ไม่นำไฟฟ้า) เมื่อแรงดันไฟฟ้าสูงเกินช่วงปกติ ไดโอดจะเปลี่ยนเป็นไบแอสตรง (นำไฟฟ้า) ตัวอย่างเช่น ไดโอดถูกใช้ในวงจรควบคุมมอเตอร์ (ส เต็ปเปอร์มอเตอร์และวงจร H-bridge ) และ วงจร รีเลย์เพื่อตัดกระแสไฟออกจากขดลวดอย่างรวดเร็วโดยไม่ เกิด แรงดันไฟฟ้ากระชากที่เป็นอันตราย (ไดโอดที่ใช้ในงานดังกล่าวเรียกว่าไดโอดฟลายแบ็ก ) วงจรรวม หลายวงจร ยังใช้ไดโอดที่ขาเชื่อมต่อเพื่อป้องกันแรงดันไฟฟ้าภายนอกไม่ให้ทำลายทรานซิสเตอร์ ที่ไวต่อแรงดันไฟฟ้า นอกจากนี้ยังมีการใช้ไดโอดชนิดพิเศษเพื่อป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินที่กำลังไฟสูง (ดูประเภทของไดโอดด้านบน)

วงจรลอจิกไดโอด-ตัวต้านทานสร้างเกตลอจิก AND และ OR ความสมบูรณ์ของฟังก์ชันสามารถทำได้โดยการเพิ่มอุปกรณ์แอคทีฟเพื่อให้เกิดการกลับเฟส (เช่นเดียวกับที่ทำในวงจรลอจิกไดโอด-ทรานซิสเตอร์ )

นอกจากแสงที่กล่าวมาข้างต้นแล้ว ไดโอด เซมิคอนดักเตอร์ยังไวต่อ รังสี ที่มีพลังงาน สูงกว่า ด้วยในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์รังสีคอสมิกและแหล่งกำเนิดรังสีไอออนไนซ์อื่นๆ ทำให้เกิดสัญญาณรบกวนและข้อผิดพลาดของบิตเดี่ยวและหลายบิต ผลกระทบนี้บางครั้งถูกนำมาใช้โดยเครื่องตรวจจับอนุภาคเพื่อตรวจจับรังสี อนุภาครังสีเดี่ยวที่มีพลังงานหลายพันหรือหลายล้านอิเล็กตรอนโวลต์ จะสร้างคู่ตัวนำประจุจำนวนมาก เนื่องจากพลังงานของมันถูกสะสมอยู่ในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ หากชั้นพร่องมีขนาดใหญ่พอที่จะดักจับอนุภาคทั้งหมดหรือหยุดอนุภาคหนักได้ ก็สามารถวัดพลังงานของอนุภาคได้อย่างแม่นยำพอสมควร โดยการวัดประจุที่นำไฟฟ้าโดยไม่ต้องใช้เครื่องมือที่ซับซ้อนอย่างสเปกโทรเมตรแม่เหล็ก เป็นต้น เครื่องตรวจจับรังสีเซมิคอนดักเตอร์เหล่านี้ต้องการการเก็บรวบรวมประจุที่มีประสิทธิภาพและสม่ำเสมอ และกระแสรั่วไหลต่ำ มักจะระบายความร้อนด้วยไนโตรเจนเหลวสำหรับอนุภาคระยะไกล (ประมาณหนึ่งเซนติเมตร) พวกมันต้องการความลึกของชั้นพร่องที่มากและพื้นที่ขนาดใหญ่ สำหรับอนุภาคระยะสั้น พวกมันต้องการพื้นผิวสัมผัสหรือเซมิคอนดักเตอร์ที่ไม่ถูกพร่องอย่างน้อยหนึ่งพื้นผิวที่บางมาก แรงดันไบแอสย้อนกลับอยู่ใกล้จุดแตกหัก (ประมาณหนึ่งพันโวลต์ต่อเซนติเมตร) เจอร์มาเนียมและซิลิคอนเป็นวัสดุที่ใช้กันทั่วไป เครื่องตรวจจับบางชนิดตรวจจับได้ทั้งตำแหน่งและพลังงาน พวกมันมีอายุการใช้งานจำกัด โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อตรวจจับอนุภาคหนัก เนื่องจากความเสียหายจากรังสี ซิลิคอนและเจอร์มาเนียมมีความแตกต่างกันมากในความสามารถในการแปลงรังสีแกมมาเป็นฝักอิเล็กตรอน

เครื่องตรวจจับอนุภาคพลังงานสูงแบบเซมิคอนดักเตอร์ถูกนำมาใช้เป็นจำนวนมาก แต่เนื่องจากความผันผวนของการสูญเสียพลังงาน การวัดพลังงานที่ตกกระทบอย่างแม่นยำจึงมีประโยชน์น้อยลง

ไดโอดสามารถใช้เป็น อุปกรณ์วัด อุณหภูมิได้ เนื่องจากแรงดันตกคร่อมไดโอดขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ เช่นเดียวกับเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิแบบแถบพลังงานซิลิคอนจากสมการไดโอดในอุดมคติของ Shockley ที่กล่าวมาข้างต้น อาจดูเหมือนว่าแรงดันมีสัมประสิทธิ์ อุณหภูมิเป็น บวก (ที่กระแสคงที่) แต่โดยปกติแล้วการเปลี่ยนแปลงของ เทอม กระแสอิ่มตัวย้อนกลับจะมีความสำคัญมากกว่าการเปลี่ยนแปลงในเทอมแรงดันความร้อน ดังนั้นไดโอดส่วนใหญ่จึงมี สัมประสิทธิ์อุณหภูมิ เป็นลบโดยทั่วไปคือ −2 mV/°C สำหรับไดโอดซิลิคอน สัมประสิทธิ์อุณหภูมิจะคงที่โดยประมาณสำหรับอุณหภูมิที่สูงกว่าประมาณ 20 เคลวินมีกราฟบางส่วนสำหรับซีรี่ส์ 1N400x ^{[ 65 ]}และเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิไครโอเจนิก CY7 ^{[ 66 ]}

ไดโอดจะป้องกันกระแสไฟฟ้าไหลในทิศทางที่ไม่พึงประสงค์ เพื่อจ่ายไฟให้กับวงจรไฟฟ้าในระหว่างที่ไฟฟ้าดับ วงจรสามารถดึงกระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ได้เครื่องสำรองไฟ (UPS)อาจใช้ไดโอดในลักษณะนี้เพื่อให้แน่ใจว่ากระแสไฟฟ้าจะถูกดึงจากแบตเตอรี่เฉพาะเมื่อจำเป็นเท่านั้น ในทำนองเดียวกัน เรือขนาดเล็กมักจะมีวงจรสองวงจร โดยแต่ละวงจรมีแบตเตอรี่ของตัวเอง: วงจรหนึ่งใช้สำหรับสตาร์ทเครื่องยนต์ อีกวงจรหนึ่งใช้สำหรับอุปกรณ์ภายในอาคาร โดยปกติแล้ว ทั้งสองวงจรจะถูกชาร์จจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับตัวเดียว และจะใช้ไดโอดแบบแยกประจุที่มีความทนทานสูงเพื่อป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่ที่มีประจุสูงกว่า (โดยทั่วไปคือแบตเตอรี่เครื่องยนต์) คายประจุผ่านแบตเตอรี่ที่มีประจุต่ำกว่าเมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับไม่ทำงาน

ไดโอดถูกนำมาใช้ในคีย์บอร์ดดนตรีอิเล็กทรอนิกส์ ด้วยเช่นกัน เพื่อลดปริมาณสายไฟที่จำเป็นในคีย์บอร์ดดนตรีอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องดนตรีเหล่านี้มักใช้วงจรเมทริกซ์คีย์บอร์ดตัวควบคุมคีย์บอร์ดจะสแกนแถวและคอลัมน์เพื่อตรวจสอบว่าผู้เล่นกดโน้ตใด ปัญหาของวงจรเมทริกซ์คือ เมื่อกดโน้ตหลายตัวพร้อมกัน กระแสไฟฟ้าอาจไหลย้อนกลับผ่านวงจรและกระตุ้น " ปุ่มผี " ที่ทำให้เกิดเสียง "เพี้ยน" ขึ้น เพื่อหลีกเลี่ยงการกระตุ้นโน้ตที่ไม่ต้องการ วงจรเมทริกซ์คีย์บอร์ดส่วนใหญ่จึงมีไดโอดบัดกรีติดอยู่กับสวิตช์ใต้แต่ละปุ่มของคีย์บอร์ดดนตรีหลักการเดียวกันนี้ยังใช้กับเมทริกซ์สวิตช์ในเครื่องเล่นพินบอล แบบโซลิดสเตท ด้วย

ไดโอดสามารถใช้เพื่อจำกัดการเปลี่ยนแปลงค่าบวกหรือลบของสัญญาณให้อยู่ภายในแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดไว้ได้

วงจรหนีบไดโอดสามารถรับสัญญาณกระแสสลับแบบเป็นคาบที่แกว่งไปมาระหว่างค่าบวกและค่าลบ และเลื่อนสัญญาณนั้นในแนวตั้งเพื่อให้ยอดบวกหรือยอดลบเกิดขึ้นที่ระดับที่กำหนดไว้ ตัวหนีบจะไม่จำกัดการเคลื่อนที่ของสัญญาณจากยอดหนึ่งไปยังอีกยอดหนึ่ง แต่จะเลื่อนสัญญาณทั้งหมดขึ้นหรือลงเพื่อให้ยอดทั้งสองอยู่ที่ระดับอ้างอิง

ความสัมพันธ์กระแส-แรงดันแบบเอกซ์ponential ของไดโอดถูกนำมาใช้เพื่อประเมินค่าการยกกำลังและฟังก์ชันผกผัน ของมัน คือ ลอการิทึมโดยใช้สัญญาณแรงดันอนาล็อก (ดู การประยุกต์ใช้งานของตัวขยายสัญญาณปฏิบัติการ §§  เอาต์พุตแบบเอกซ์ponentialและเอาต์พุตแบบลอการิทึม )

โดยทั่วไปไดโอดจะถูกเรียกย่อว่าDสำหรับ diode บนPCB บางครั้งก็ ใช้ตัวย่อCRสำหรับcrystal rectifier ^{[ 67 ]}

• การแก้ไขแบบแอคทีฟ
• ทรานซิสเตอร์ที่ต่อแบบไดโอด
• การสร้างแบบจำลองไดโอด
• ไดโอดความเร็วสูง/เร็วมาก
• การแก้ไขเปลวไฟ
• ไดโอดแลมบ์ดา
• ไดโอด Lr
• รอยต่อ p–n
• แบบจำลองสัญญาณขนาดเล็ก

หนังสือวงจรประวัติศาสตร์

• 50 วงจร LED อย่างง่าย ; ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 1; RN Soar; สำนักพิมพ์ Babani Press; 62 หน้า; 1977; ISBN 978-0859340434. (คลังเก็บเอกสารสำคัญ)
• 38 วงจรไดโอดที่ผ่านการทดสอบแล้วสำหรับนักประดิษฐ์สมัครเล่น ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 1 โดย เบอร์นาร์ด บาบานี สำนักพิมพ์คริสสัน จำนวน 48 หน้า ปี 1972 (เอกสารเก่า)
• คู่มือวงจรไดโอด ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 1 โดย รูฟัส เทอร์เนอร์ สำนักพิมพ์ ฮาวาร์ด แซมส์ แอนด์ โค จำนวน 128 หน้า ปี 1963 รหัส LCCN 63-13904 (เอกสารเก่า)
• 40 การใช้งานไดโอดเจอร์มาเนียม ; ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 2; บริษัท ซิลวาเนีย อิเล็กทริก โปรดักส์; 47 หน้า; ปี 1949 (เอกสารเก่า)

วารสารประวัติศาสตร์

• คู่มือการใช้งานวงจรเรียงกระแส ; นิตยสาร On Semiconductor; 270 หน้า; ปี 2001 (ฉบับเก็บถาวร)
• คู่มือวงจรเรียงกระแสซิลิคอน ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 1 โดย บ็อบ เดล สำนักพิมพ์โมโตโรลา จำนวน 213 หน้า ปี 1966 (เอกสารเก่า)
• การแก้ไขกระแสไฟฟ้าแบบอิเล็กทรอนิกส์ ; FG Spreadbury; D. Van Nostrand Co; 1962
• คู่มือไดโอดซีเนอร์ ; International Rectifier; 96 หน้า; 1960
• คู่มือการใช้งานเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าซีลีเนียมของ FTฉบับที่ 2 บริษัทโทรศัพท์และวิทยุแห่งสหพันธรัฐ จำนวน 80 หน้า ปี 1953 (เอกสารเก่า)
• คู่มือการใช้งานเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าซีลีเนียม ST ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 1; สำนักพิมพ์ Sarkes Tarzian; 80 หน้า; ปี 1950 (เอกสารเก่า)

หนังสือข้อมูลประวัติศาสตร์

• หนังสือข้อมูลแบบแยกชิ้น (Discrete Databook ) ปี 1989; บริษัท เนชั่นแนล เซมิคอนดักเตอร์ (ปัจจุบันคือ บริษัท เท็กซัส อินสตรูเมนต์)
• หนังสือข้อมูลแบบแยกชิ้น (Discrete Databook ) ปี 1985; บริษัท แฟร์ไชลด์ (ปัจจุบันคือ ออน เซมิคอนดักเตอร์)
• หนังสือข้อมูลแบบแยกชิ้น (Discrete Databook ) ; 1982; SGS (ปัจจุบันคือ STMicroelectronics)
• คู่มือข้อมูลเซมิคอนดักเตอร์ ; ปี 1965; โมโตโรลา (ปัจจุบันคือ ออน เซมิคอนดักเตอร์)

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับไดโอด