دیود ها

دیود

دیود (Diode)  یک قطعه الکترونیکی دوسر است که جریان الکتریکی را در یک جهت عبور می‌‌دهد. دیودها پرکاربردترین قطعه نیمه‌‌هادی در مدارهای الکترونیکی هستند و معمولاً برای یکسوسازی جریان مورد استفاده قرار می‌‌گیرند. ویژگی اصلی این قطعه، عبور دادن جریان الکتریکی در یک جهت است. این قطعه نیز در کنار خازن، ترانزیستور و مقاومت از اجزاء مهم در یک مدار الکترونیکی محسوب می‌شود. آن‌‌ها از سیلیکون و ژرمانیوم (بیشتر سیلیکون) ساخته می‌‌شوند و به دلیل داشتن ویژگی‌‌های گوناگون، کاربردهای متفاوتی نیز دارند. امروزه، انواع مختلفی از دیودها با ویژگی‌‌های گوناگون در بازار موجود هستند.

نماد دیود

با توجه به این‌که دیود جریان الکتریکی را تنها در یک جهت عبور می‌دهد، بنابراین نماد استفاده شده برای آن نیز بایستی بیان‌گر این موضوع باشد. در شکل زیر مسیر جریان عبوری از یک دیود و هم‌چنین نماد استفاده شده برای آن نشان داده شده است.

                                                شکل ۱

بردار مشکی رنگِ ▶ جهت جریان الکتریکیِ i را نشان می‌دهد. جهت مثبت دیود،‌ پایه‌ای است که جریان الکتریکی به آن وارد و جهت منفی دیود، پایه‌ای است که جریان از آن خارج می‌شود. احتمالا شما نیز متوجه مفهوم این نماد شده‌اید. خط عمودی استفاده شده نشان می‌دهد که جریان، اجازه عبور از سمت راست به چپ را ندارد.

ترمینال

با توجه به آن‌چه که در بالا بیان شد، نماد دیود، جهت جریان الکتریکی را به ما نشان می‌دهد. به بخش منفی دیود، «کاتد» (Cathode) و به بخش مثبت آن،‌ «آند» (Anode) گفته می‌شود. در شکل ۱ این بخش‌ها نشان داده شده‌اند. این دو بخش ترمینال‌های یک دیود نامیده می‌شوند.

تشخیص ترمینال‌ها در یک دیود واقعی

دیود‌ها به شکل قطعاتی بسیار کوچک از سیلیکون طراحی و ساخته می‌شوند. راه‌های مختلفی جهت تشخیص پایه‌های یک دیود وجود دارد. معمولا‌ در دیود‌های به شکل شیشه یا پلاستیکِ مشکی، بخشی مجزا توسط یک نوار مشخص شده است. نوار مجزا شده، ترمینالِ کاتد دیود را نشان می‌دهد. در زیر دو نمونه از این‌گونه دیو‌دها به نمایش در آمده.

در LED‌ها نیز پایه‌ها با اندازه متفاوت ساخته می‌شوند. جریان از سمت پایه بلند‌تر به دیود وارد شده و از سمت پایه کوتاه‌تر خارج می‌شود. از این رو پایه بلند‌تر آند و کوتا‌ه‌تر، کاتد را نشان می‌دهند. شماتیک زیر یک LED و ترمینال‌هایش را ترسیم کرده‌ است.

جریان مستقیم و معکوس

بسته به نوع کاربری، دیود‌ها را می‌توان به‌شکل‌های گوناگونی در یک مدار قرار داد. در هرکدام از این حالات، جریان برقرار شده در دیود به‌صورت متفاوتی عمل می‌کند.

جریان مستقیم

فرض کنید در دو سر یک دیود سیلیکونی، ولتاژی برابر با ۰.۲V اعمال شود. با اعمال این ولتاژ اندک، جریان الکتریکی در دیود برقرار نخواهد شد. زمانی‌که اندازه ولتاژ تا ۰.۶V افزایش یابد، جریان الکتریکی قابل اندازه‌گیری در دیود برقرار خواهد شد. با افزایشِ بیشتر از این مقدار، جریان به‌سرعت در دیود افزایش خواهد یافت. در این نقطه، نمودار i-v تقریبا به‌صورت عمودی خواهد شد.

جریان معکوس

اگر ولتاژی منفی دو سر دیود اعمال شود، پایه – در پتانسیل بیشتری نسبت به + قرار دارد. به دیود در این حالت،‌ دیود با بایاس معکوس (Reverse Bias) گفته می‌شود. در حالت معکوس، اندازه جریان الکتریکی تقریبا نزدیک به صفر و دارای مقداری منفی است.

انواع دیود ها

دیود سیگنال کوچک

«دیود سیگنال کوچک» (Small Signal Diode) یک نوع دیود پیوند PN است که در سیگنال‌‌های ولتاژ پایین کار می‌‌کند. از آنجایی که ناحیه پیوند این دیود بسیار کوچک است، این پیوند ظرفیت خازنی کمتر و ظرفیت ذخیره بار پایینی دارد. این ویژگی، دیود سیگنال کوچک را قادر می‌‌سازد تا سرعت سوئیچینگ بالا و زمان بازیابی بسیار سریعی داشته باشد. نقاط ضعف این دیود، جریان و ولتاژ پایین است. این نوع دیودها به دلیل سرعت سوئیچینگ بالا در مدارهایی با فرکانس بالا به کار می‌‌روند.

دیود یکسوکننده

«دیود یکسوکننده» (Rectifier Diode) یک نوع دیود پیوند PN با سرعت سوئیچینگ پایین است که به دلیل داشتن ناحیه پیوند بسیار بزرگ، در جهت معکوس ظرفیت خازنی بالایی دارد.

                                                            دیود یکسوکننده

این دیود رایج‌‌ترین و پرکاربردترین نوع دیود است. دیودهای یکسوکننده در تبدیل AC به DC (یکسوسازی) مورد استفاده قرار می‌‌گیرند و قادرند جریان قوی را تحمل کنند.

دیود شاتکی

«دیود شاتکی» (Schottky Diode) از پیوندی کوچک بین یک نیمه‌‌هادی نوع N و یک فلز تشکیل شده (پیوند PN ندارد).

                                                            دیود شاتکی

از نقاط قوت دیود شاتکی می‌توان به افت ولتاژ مستقیم بسیار کم و سرعت سوئیچینگ بسیار بالا به دلیل نداشتن پیوند خازنی (پیوند PN) اشاره کرد. برخی از نقاط ضعف دیود شاتکی نیز ولتاژ شکست معکوس پایین و جریان نشتی معکوس بالای آن هستند.

دیود فوق مانع

«دیود فوق مانع» (Super Barrier Diode) یا دیود SBR یک دیود یکسوکننده است. این دیود مانند دیود شاتکی، افت ولتاژ مستقیم کم و مانند دیود پیوند PN معمولی جریان نشتی معکوس پایینی دارد. دیود SBR سوئیچینگ سریعی دارد و با ایجاد اتصال کوتاه بین منبع و گیت از ماسفت (MOSFET) استفاده می‌‌کند.

دیود نورافشان (LED)

«دیود نورافشان» (Light Emitting Diode) یا LED یک نوع دیود پیوند PN است که در شرایط بایاس مستقیم نور منتشر می‌‌کند.

                                                         دیود نورافشان (LED)

این دیود از یک نیمه‌‌هادی باند مستقیم ساخته می‌‌شود و انرژی الکتریکی را به انرژی نورانی تبدیل می‌‌کند. هنگامی که حامل‌‌های بار (الکترون‌‌ها) از سد عبور می‌‌کنند و با حفره‌‌های الکترونی در طرف دیگر بازترکیب می‌‌شوند، ذرات فوتون (نور) منتشر می‌‌کنند. رنگ نور منتشرشده به گاف انرژی نیمه‌‌هادی بستگی دارد.

فتودیود

«فتودیود» (Photodiode) یک دیود پیوند PN است که برخلاف دیود نورافشان انرژی نورانی را به جریان الکتریکی تبدیل می‌‌کند. این نوع دیود در شرایط بایاس معکوس مورد استفاده قرار می‌‌گیرد و می‌‌توان آن را در سلول‌‌های خورشیدی به کار برد.

از آنجایی که هر دیود نیمه‌‌هادی تحت تأثیر حامل‌‌های بار نوری قرار می‌‌گیرد، آن‌‌ها را در ماده‌‌ای بسته‌‌بندی می‌‌کنند که نور را مسدود کند. البته، در این نوع دیود دریچه مخصوصی وجود دارد که به نور اجازه ورود به قسمت حساس آن را می‌‌دهد.

                                                                      فتودیود

هنگامی که نور (ذرات فوتون) به پیوند PN برخورد می‌‌کند، یک جفت الکترون و حفره ایجاد می‌‌شود. این الکترون و حفره به صورت جریان الکتریکی از دیود خارج می‌‌شوند. برای افزایش بازده فتودیود از یک دیود پیوند PIN استفاده می‌‌شود.

دیود لیزری

«دیود لیزری» (Laser Diode) مانند دیود نورافشان انرژی الکتریکی را به انرژی نورانی تبدیل می‌‌کند. البته این نوع دیود برخلاف دیود نورافشان نور همدوس تولید می‌‌کند. این دیود دارای یک پیوند PIN است که در آن الکترون و حفره‌‌ها در ناحیه ذاتی (I) با هم ترکیب می‌‌شوند و پرتو لیزری تولید می‌‌کنند.

                                                                 دیود لیزری

دیودهای لیزری در مخابرات نوری، اشاره‌‌گرهای لیزری، درایوهای CD، چاپگرهای لیزری و… به کار می‌‌روند.

دیود تونلی

«دیود تونلی» (Tunnel Diode) توسط «لئو ایساکی» (Leo Esaki) در سال 1958 ابداع شد و در رابطه با آن نیز در سال 1973 جایزه نوبل دریافت کرد. به همین دلیل، این دیود را دیود ایساکی نیز می‌‌نامند.

دیود تونلی یک دیود پیوند PN ببسیار آلاییده است که براساس اصل اثر تونل‌‌زنی کار می‌‌کند. در این نوع دیود، به علت تراکم آلایش زیاد، سد پیوند بسیار نازک می‌‌شود و به الکترون اجازه می‌‌دهد تا به آسانی از سد بگریزد. این پدیده به عنوان اثر تونل‌‌زنی شناخته می‌‌شود.

                                                                  دیود تونلی

در نمودار VI دیود تونلی ناحیه‌‌ای وجود دارد که در آن با زیاد شدن ولتاژ، جریان کاهش می‌‌یابد. این ناحیه، ناحیه مقاومت منفی نامیده می‌‌شود. دیود تونلی در این ناحیه به منظور کاربردهای گوناگونی از قبیل اسیلاتور و تقویت‌‌کننده مایکروویو کار می‌‌کند. از جمله ویژگی‌‌های این دیود، هدایت جریان در جهت معکوس و داشتن سوئیچینگ سریع است.

دیود زنر

این دیود به افتخار کلارنس ملوین زنر (Clarence Melvin Zener) که اثر زنر را کشف کرد، دیود زنر نام‌‌گذاری شده است. این نوع دیود به دلیل داشتن تراکم آلایش زیاد نسبت به دیود پیوند PN معمولی، ناحیه تخلیه بسیار نازکی دارد و علاوه بر جهت مستقیم، در جهت معکوس نیز اجازه جاری شدن جریان را می‌‌دهد.

                                                                   دیود زنر

دیود زنر در بایاس مستقیم، مانند یک دیود پیوند PN ساده (یکسوکننده) عمل می‌‌کند ولی در بایاس معکوس، تا زمانی که ولتاژ معکوس به ولتاژ شکست (یا ولتاژ زنر) برسد، جریان را مسدود می‌‌کند و پس از آن، با افت ولتاژ ثابت به جریان اجازه جاری شدن می‌‌دهد. شکست معکوس زنر به دو دلیل ایجاد می‌‌شود: تونل‌‌زنی کوانتومی الکترون و «شکست بهمنی» (Avalanche Breakdown). دیود زنر ولتاژ ثابتی برای حفاظت مدارها در برابر اضافه‌‌ولتاژ فراهم می‌‌کند و اساساً در شرایط بایاس معکوس مورد استفاده قرار می‌‌گیرد.

دیود معکوس

«دیود معکوس» (Backward Diode) یک دیود پیوند PN است که عملکرد آن مشابه دیود تونلی و دیود زنر است اما ولتاژ کاری بسیار پایینی دارد. دیود معکوس اساساً یک دیود تونلی است که یک طرف پیوند در مقایسه با طرف دیگر تراکم آلایش نسبتاً کمتری دارد.

                                                                                 دیود معکوس

این دیود در بایاس مستقیم، مانند دیود تونلی عمل می‌‌کند اما اثر تونل‌‌زنی آن در مقایسه با دیود تونلی بسیار کم است. در بایاس معکوس نیز عملکرد آن مشابه زنر است با این تفاوت که ولتاژ شکست بسیار کمتری دارد.

دیود معکوس در موارد زیادی مورد استفاده قرار نمی‌‌گیرد، اما می‌‌توان آن را برای یکسوسازی یک سیگنال ولتاژ کوچک (0٫1 تا 0٫6 ولت) به کار برد. این دیود به دلیل سرعت سوئیچینگ بالا، می‌‌تواند به عنوان یک سوئیچ در ضرب‌‌کننده و میکسر RF استفاده شود.

دیود بهمنی

«دیود بهمنی» (Avalanche Diode) یک دیود پیوند PN است که به طور ویژه برای عمل کردن در ناحیه شکست بهمنی طراحی شده است. شکست بهمنی پدیده‌‌ای است که در آن ولتاژ معکوس کافی به پیوند PN اعمال می‌‌شود. به همین دلیل، حامل‌‌های اقلیت یونش ایجاد کرده و شروع به شارش جریان قوی در جهت معکوس می‌‌کنند.

دیود بهمنی از نظر الکتریکی مانند دیود زنر عمل می‌‌کند، اما تراکم آلایش آن در مقایسه با دیود زنر نسبتاً کمتر است. آلایش زیاد در داخل دیود زنر پیوند کوچکی ایجاد می‌‌کند، به گونه‌‌ای که ولتاژهای پایین می‌‌توانند به راحتی آن را بشکنند. اما دیود بهمنی به دلیل تراکم آلایش اندک پیوند بیشتری دارد و برای شکست آن ولتاژ بالایی لازم است. این پیوند بزرگ باعث می‌‌شود که این دیود در مقایسه با دیود زنر ساده، محافظت بهتری در برابر نوسان برق داشته باشد.

دیود خنثی‌‌ساز ولتاژ گذرا

«دیود خنثی‌‌ساز ولتاژ گذرا» (Transient Voltage Suppression) یا دیود TVS یک نوع دیود بهمنی است که از مدار در برابر نوسانات ولتاژ زیاد محافظت می‌‌کند. دیود TVS در مقایسه با دیود بهمنی ظرفیت نگه داشتن ولتاژ‌‌های بالا را دارد.

                                                         دیود خنثی‌‌ساز ولتاژ گذرا

عملکرد دیود یک‌‌طرفه TVS شبیه دیود بهمنی است. این دیود به عنوان یک یکسوکننده در بایاس مستقیم و محافظ نوسانی در بایاس معکوس عمل می‌‌کند. عملکرد دیود دوطرفه TVS نیز مانند دو دیود بهمنی است که مخالف یکدیگر و به صورت سری بسته شده‌‌اند. این دیود به صورت تک‌‌جزئی ساخته می‌‌شود و به دو روش عمل می‌‌کند. هنگامی که به صورت موازی با یک مدار بسته می‌‌شود، حفاظت نوسانی ایجاد می‌‌کند.

دیود آلاییده شده با طلا

در این نوع دیود از طلا یا پلاتینیوم به عنوان آلاینده (ماده ناخالصی) استفاده می‌‌شود. این آلایش دیود را قادر می‌‌سازد تا در سرعت سوئیچینگ بالا همراه با افزایش افت ولتاژ مستقیم عمل کند. جریان نشتی معکوس این دیود نسبت به دیود پیوند PN معمولی بالاتر است.

دیود جریان ثابت

«دیود جریان ثابت» (Constant Current Diode) یا دیود محدودکننده جریان (CLD) یک دیود دوسر است که از ترانزیستور پیوندی اثر میدان (JFET) ساخته می‌شود و شار جریان را از طریق آن تا مقدار ثابتی تنظیم می‌کند.

                                                             دیود جریان ثابت

CLD با ایجاد اتصال کوتاه بین گیت و منبع JFET ساخته می‌شود و درست مانند دیود زنر که ولتاژ را محدود می‌کند، جریان را محدود می‌سازد.

دیود بازسازی پله ای

«دیود بازسازی پله‌ای» (Step Recovery Diode) یا SRD یک دیود پیوند PN است که شار جریان را هنگام معکوس شدن جهتش به طور ناگهانی متوقف می‌کند. از آنجا که این دیود از یک پیوند PN با تراکم آلایش بسیار پایین در نزدیکی پیوند ساخته می‌شود، تعداد حامل‌های بار (الکترون و حفره‌ها) نزدیک پیوند کاهش یافته و ظرفیت ذخیره بار در آنجا ناچیز می‌شود. این ویژگی، دیود بازسازی پله‌ای را قادر به سوئیچینگ خیلی سریع از حالت ON به حالت OFF خواهد کرد.

                                                           دیود بازسازی پله ای

در یک دیود معمولی، هنگام سوئیچ از هدایت مستقیم به قطع معکوس، جریان به دلیل بار ذخیره ‌شده برای مدت کوتاهی جاری می‌شود. به همین دلیل، سوئیچینگ دیود معمولی مدتی زمان می‌برد. اما دیود SRD به دلیل ذخیره نکردن بار می‌تواند شار جریان را فوراً متوقف سازد.

دیود حرارتی یا پلتیر

دیود حرارتی یا پلتیر (Peltier or Thermal Diode) یک نوع دیود است که مقاومت گرمایی در یک جهت آن نسبت به جهت دیگر متفاوت است. از این رو، گرمای تولید شده با ترک خنک‌کننده یک طرف دیود، به طرف دیگر آن در یک جهت جریان می‌یابد.

این دیود در ریزپردازنده برای کنترل گرمایی و در یخچال‌ها برای اثر خنک‌کنندگی به کار می‌رود.

دیود خلأ

«دیود خلأ» (Vacuum Diode) ساده‌ترین شکل یک دیود است که از یک لامپ خلأ و دو الکترود (کاتد و آند) که در داخل لامپ خلأ محصور شده‌اند، ساخته شده است. با گرم شدن تدریجی کاتد، آند الکترون‌های ارسال ‌شده از کاتد را دریافت کرده و جریان جاری می‌شود. کاتد می‌تواند به طور مستقیم یا غیرمستقیم گرم شود.

                                                                 دیود خلأ

در بایاس مستقیم، الکترون‌های آزاد روی کاتد پس از گرم شدن، در خلأ رها شده و توسط آند جمع‌آوری می-شوند. بنابراین، در این حالت، جریان جاری خواهد شد. در بایاس معکوس، به دلیل اتصال آند به پایانه منفی، الکترون‌های آزاد در خلأ (توسط آند) دفع می‌شوند. از این رو، در این حالت جریان جاری نمی‌شود.

دیود خازنی

«دیود خازنی» (Varactor Diode)، خازن‌های کنترل ‌شده با ولتاژ هستند. آن‌ها پیوند PN و ظرفیت خازنی پیوند متغیری دارند. دیودهای خازنی تحت شرایط بایاس معکوس عمل می‌کنند و در اسیلاتور کنترل‌ شده با ولتاژ در حلقه قفل فاز، فیلترهای تنظیم RF و ضرب‌کننده‌های فرکانس به کار می‌روند. لایه تخلیه بین ماده نوع P و N در این دیود با تغییر ولتاژ معکوس تغییر می‌کند.

                                                                  دیود خازنی

ظرفیت خازنی پیوند تمام دیودها با ولتاژ معکوس تغییر می‌یابد اما دیود خازنی قادر است از این اثر با محدوده بالایی از ظرفیت خازنی استفاده کند.

دیود گان

«دیود گان» (Gunn Diode) که به عنوان المان الکترون انتقال‌ یافته نیز شناخته می‌شود، مانند دیود تونلی دارای مقاومت منفی است. این دیود به افتخار فیزیکدان بریتانیایی، «جی بی گان» (J.B Gunn) که در سال 1962 اثر گان را کشف کرد، نام‌گذاری شده است.

                                                                  دیود گان

دیود گان پیوند PN ندارد و تنها شامل ماده نوع N است. در نتیجه، AC را یکسو نمی‌کند (شبیه یک دیود معمولی عمل نمی‌کند). به همین دلیل، بسیاری از افراد آن را به جای دیود، المان الکترون انتقال ‌یافته می‌نامند. این دیود شامل سه لایه نوع N است. دو لایه‌ای که در طرفین و در دو سر دیود قرار دارند، تراکم آلایش بیشتری دارند اما لایه نازک وسط تراکم آلایش کمتری دارد.

هنگامی که ولتاژ به دیود گان اعمال می‌شود، ابتدا جریانش با افزایش ولتاژ افزایش می‌یابد. در ولتاژ بالاتر، مقاومت لایه وسط همراه با ولتاژ شروع به افزایش می‌کند و منجر به افت شار جریان می‌شود. بنابراین، دیود گان یک ناحیه مقاومت منفی دارد و در این ناحیه کار می‌کند. دیود گان در یک اسیلاتور برای تولید مایکروویوهای فرکانس بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد.

دیود پین

«دیود پین» (PIN Diode) یک دیود سه‌لایه (p ،I و N) است. لایه نیمه‌هادی ذاتی I بین نیمه‌هادی بسیار آلاییده نوع P و N قرار دارد. الکترون و حفره‌ها به ترتیب از ناحیه نوع N و P به ناحیه ذاتی I جریان می‌یابند. به محض اینکه ناحیه I با الکترون و حفره‌ها کاملاً پر شد، دیود شروع به رسانش می‌کند. در بایاس معکوس، لایه ذاتی وسیع دیود می‌تواند ولتاژهای معکوس بالا را مسدود و تحمل کند.

                                                                  دیود پین

در فرکانس بالاتر، دیود پین به عنوان یک مقاومت خطی عمل می‌کند. به همین دلیل، این دیود زمان بازیابی معکوس ناچیزی دارد. دلیل آن این است که ناحیه بسیار باردار I در طول چرخه‌های سریع زمان کافی برای تخلیه به دست نمی‌آورد. البته این دیود در فرکانس پایین، مانند یک دیود یکسوکننده عمل می‌کند، زیرا برای تخلیه زمان کافی به دست می‌آورد و در طول چرخه قطع می‌شود.

اگر یک فوتون وارد ناحیه I یک دیود پین بایاس معکوس شود، یک جفت الکترون و حفره تولید می‌شود. این جفت الکترون و حفره به صورت جریان خارج می‌شوند. از این رو، از این دیود در آشکارسازهای نوری و سلول‌های فتوولتائیک استفاده می‌شود.

دیودهای پین در یکسوسازی ولتاژ بالا، عملکرد RF به عنوان تضعیف ‌کننده و المان سوئیچینگ به کار می‌روند.

یکسوساز کنترل شده با سیلیکون

«یکسوساز کنترل‌شده با سیلیکون» (Silicon Controlled Rectifier) یا SCR یک قطعه سوئیچینگ نیمه-هادی چهار لایه (P-N-P-N) است که سه سر (آند، کاتد و گیت) دارد. SCR در اصل یک دیود با یک ورودی کنترل خارجی است که به عنوان ورودی گیت شناخته می‌شود و امکان جاری شدن جریان را در یک جهت می‌دهد.

                                                     یکسوساز کنترل شده با سیلیکون

هنگامی که SCR در بایاس مستقیم متصل می‌شود، هنوز اجازه جاری شدن جریان را نمی‌دهد. این ویژگی به عنوان مد مسدودسازی مستقیم شناخته می‌شود. برای ایجاد هدایت SCR در مد مستقیم، یا ولتاژ لازم برای عبور از حد شکست آن لازم است یا اعمال یک پالس مثبت به ورودی گیت آن. برای قطع کردن SCR نیز باید یا جریان را به زیر نقطه جریان نگهدارنده کاهش داد یا ورودی گیت و اتصال کوتاه آند-کاتد را یک لحظه قطع کرد.

در بایاس معکوس، SCR حتی پس از اعمال ورودی گیت، اجازه جاری شدن جریان را نمی‌دهد. اما اگر ولتاژ معکوس به ولتاژ شکست معکوس برسد، SCR به علت پدیده بهمنی شروع به رسانش می‌کند. SCR برای کنترل مدارهای توان بالا و یکسوسازی AC توان بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد.

دیود شاکلی

«دیود شاکلی» (Shockley Diode) یک دیود چهار لایه PNPN است. این دیود مانند SCR است، اما ورودی کنترل یا گیت ندارد. دیود شاکلی به محض اینکه به حالت ON و OFF برگردانده شود، تمایل به ماندن در آن حالت‌ها را خواهد داشت.

                                                                   دیود شاکلی

همان‌طور که می‌دانیم، دیود شاکلی ورودی گیت ندارد، بنابراین، تنها راه سوئیچ کردن آن به حالت ON، اعمال ولتاژ مستقیم و بیشتر از ولتاژ شکست آن است. پس از اعمال این ولتاژ (بیشتر از ولتاژ شکست)، جریان جاری می‌شود. در طول هدایت نیز، حتی اگر ولتاژ کمتر از ولتاژ شکست شود، جریان قطع نخواهد شد. برای سوئیچ کردن به حالت OFF لازم است ولتاژ به اندازه کافی کمتر از ولتاژ شکست باشد.

دیود اتصال نقطه ای

«دیود اتصال نقطه‌ای» (Point Contact Diode) که به عنوان «دیود سبیل گربه‌ایK (Cat Whisker Diode) یا «دیود کریستالی» (Crystal Diode) شناخته می‌شود، دیودی است که در آن یک پیوند نقطه‌ای کوچک بین یک سیم فلزی و کریستال نیمه‌هادی نوع N شکل می‌گیرد.

                                                            دیود اتصال نقطه ای

سبیل گربه یک سیم فنری نازک است که از فسفر برنز یا تنگستن ساخته می‌شود و یک پیوند اتصال نقطه‌ای با یک نیمه‌هادی نوع N ایجاد می‌کند، از این رو، آن را دیود اتصال نقطه‌ای می‌نامند. ظرفیت خازنی پیوند این دیود به دلیل پیوند بسیار کوچکی که دارد، بسیار کم است. بنابراین، ظرفیت ذخیره-سازی بار نیز بسیار کم خواهد بود. این ویژگی دیود را به یک قطعه سوئیچینگ سریع تبدیل می‌کند.

هنگام ساخت، عبور جریان نسبتاً زیاد از سیم سبیل گربه منجر به تشکیل یک ناحیه P کوچک روی نیمه‌هادی نوع N می‌شود. این پیوند کوچک مانند پیوند PN عمل می‌کند. دیودهای اتصال نقطه‌ای برای سیگنال ولتاژ پایین و در میکسر مایکروویو و آشکارسازها استفاده می‌شوند. آن‌ها جزء رایج‌ترین نوع دیودها هستند که در طراحی و عملکرد مدارهای الکترونیکی به کار می‌روند.