Diodas yra nelinijinis prietaisas. Žemiau pateiktas jo pavyzdys. Diagramoje taip pat matyti, kad diodo srovė ir įtampa nėra tiesioje linijoje.

 

 

Breakdown voltage – pramušimo įtampa

Leakage current – srovės nuotėkis

Reverse voltage – atvirkštinė įtampa

Knee voltage – stabilitronas

Reverse region – atvirkštinė sritis

Forward region – tiesioginė sritis

Tiesioginėje grafos srityje, įtampa, kuriai esant srovė ima greitai didėti, vadinama diodo stabilitrono įtampa.

Tiriant diodo grandinę, paprastai apsiribojama nustatymu, ar diodo įtampa yra aukštesnė ar žemesnė už stabilitrono įtampą. Silicio diodo stabilitrono įtampa siekia apie 0.7 volto, o germanio diodo įtampa siekia 0.3 volto.

Jei stabilitrono įtampa aukštesnė, diodo pralaidumas aukštas.

Jei stabilitrono įtampa yra žemesnė, diodo praleidumas žemas.

Puslaidininkio diodo veikimas grandinėje apskaičiuojamas pagal jo srovės-įtampos charakteristiką, arba I–V grafas. Kreivės forma nustatoma pagal krūvininkų pernašą per taip vadinamą nuskurdintą sluoksnį, esantį pn sandūroje tarp skirtingų puslaidininkių. Sumontavus pn sandūrą, laidumo juostos (mobilieji) elektronai iš N legiruotos srities pasklida po P legiruotą sritį, kurioje yra didelis skaičius skylių (laisvų vietų elektronams), su kuriomis elektronai “persikombinuoja”. Kai mobilusis elektronas persikombinuoja su skyle, tiek skylė, tiek elektronas pradingsta, po savęs palikdami nejudrų teigiamo krūvio donorą (legiruojamąją priemaišą) N pusėje, o neigiamo krūvio akceptorių (legiruojamoji priemaiša) palikdami P pusėje. Zonoje aplink pn sandūrą krūvininkų sumažėja, ir ši sritis veikia kaip izoliacinė medžiaga.

Tačiau, nuskurdintosios zonos plotis (vadinamas nuskurdintuoju pločiu) negali plėstis be paliovos. Po kiekvienos persikombinavusios elektrono ir skylės poros, N legiruotoje srityje paliekamas teigiamo krūvio legiruojamosios priemaišos jonas, o neigiamo krūvio legiruojamosios priemaišos jonas pasilieka P legiruotoje srityje. Vykstant persigrūpavimui, sukuriama daugiau jonų, o tuo pačiu per nuskurdintąją zoną didėjantis elektrinis laukas lėtina ir galiausiai sustabdo šį persigrūpavimą. Šiuo momentu, visoje nuskurdintoje zonoje esama integruoto potencialo.

Jei išorinė įtampa eina per to paties poliškumo diodą, kaip ir integruotas potencialas, nuskurdintoji zona ir toliau veikia kaip izoliatorius, neleidžiantis tekėti didelei elektros srovei (išskyrus tada, kai jungtyje, pavyzdžiui, šviesos pagalba, aktyviai jungiasi elektronų/skylių poros. Žr. fotodiodas). Tai yra atvirkštinio priešįtampio reiškinys. Vis dėlto, jei išorinės įtampos poliškumas yra priešingas integruotam potencialui, persigrūpavimas gali vykti toliau, taip žymiai padidinantis elektros srovę per pn sandūrą (t.y. jungtyje persigrūpuoja nemažas elektronų ir skylių skaičius).

Silicio diodų integruotas potencialas siekia apie 0.7 V (germanio diodas - 0.3 V ir šotkio diodas - 0.2 V). Taigi, jei šiuo diodu praeina išorinė srovė, pagaminama 0.7 V, kur P legiruotoji sritis, N legiruotosios srities atžvilgiu, yra teigiamo krūvio, o diodas “įjungiamas”, kadangi šis turi tiesioginį priešįtampį.

Esant aukštam priešįtampiui, viršijančiam didžiausiąją atvirkštinę įtampą (PIV), įvyksta atvirkščias pramušimas, kuris smarkiai padidina srovę (t.y., sukuriamas didelis kiekis elektronų ir skylių, judančių tolyn nuo pn sandūros), taip sugandindamas prietaisą negrįžtamai. Griūtinis diodas yra specialiai sukurtas naudojimui griūties srityje. Zenerio diode, didžiosios atvirkštinės įtampos sąvoka netaikoma. Zenerio diodas turi stipriai legiruotą pn sandūrą, kas leidžia elektronams tuneliuoti iš p tipo medžiagos valentinės juostos į n tipo medžiagos laidumo juostą taip, kad atvirkštinė įtampa “sugnybiama” su žinomos įtampos verte (vadinamos Zenerio įtampa), tada griūtis neįvyksta. Tačiau suspaustoje atvirkštinės įtampos srityje abu prietaisai turi maksimalios srovės ir galios limitą. Be to, bet kurio tiesioginio laidumo diodo gale trumpam esama atgalinės srovės. Prietaisas nepasiekia pilno blokavimo pajėgumo, kol atgalinė srovė nesumažėja.

Antroji sritis, didesnio teigiamo krūvio atvirkštiniame priešįtampyje negu didžiausioje atvirkštnėje įtampoje, turi labai silpną atgalinės soties srovę. Prietaisu einanti srovė, normalaus P-N lygintuvinio diodo atvirkštinio priešįtampio srityje, yra labai silpna (µA ribose). Tačiau tai proklauso nuo temperatūros, ir, kai ji yra pakankamai aukšta, atgalinė srovė žymiai sustiprėja (mA ar daugiau).

Trečioji sritis yra tiesioginis, bet mažas priešįtampis, kur tiesioginės srovės laidumas yra labai nedidelis.

Srovės-įtampos kreivė yra eksponentinė. Įprastame silicio diode, esant vardinei srovei, sutartinė suveikimo įtampa lygi 0.6 to 0.7 voltams. Kitų tipų diodų reikšmės skiriasi – šotkio diodai gali būti 0.2 V, germanio diodai - nuo 0.25 iki 0.3 V, ir raudonųjų ar mėlynųjų šviesos diodų (LED’ų) reikšmės gali atitinkamai būti 1.4 V ir 4.0 V.

Esant aukštesnėms srovėms, diodo tiesioginės srovės krytis išauga. Krytis nuo 1 V iki 1.5 V būdingas esant pilnoms galios diodų vardinėms srovėms.