Sıcaklık, yarı iletken diyotlar üzerinde elektriksel özelliklerini ve performansını etkileyen önemli bir etkiye sahiptir. Sıcaklığın yarı iletken diyotlar üzerindeki birincil etkilerinden biri, ileri voltaj düşüşünde (VF) ve ters kaçak akımda (IR) meydana gelen değişikliklerdir. Sıcaklık arttıkça diyotun ileri voltaj düşüşü tipik olarak biraz azalır. Bunun nedeni, daha yüksek sıcaklıkların, yük taşıyıcılarının bağlantı noktasından geçmesine yönelik enerji bariyerini azaltması ve ileri yönde öngerilim uygulandığında diyot boyunca daha düşük bir voltaj düşüşüne yol açmasıdır. Tersine, bir diyotun ters kaçak akımı, tükenme bölgesindeki elektron-delik çiftlerinin termal oluşumundan dolayı sıcaklıkla birlikte artma eğilimindedir ve diyot ters kutuplandığında daha fazla kaçak akımın akmasına neden olur. Mühendisler ve tasarımcılar, yarı iletken diyotların çeşitli çalışma sıcaklıklarında kararlı ve güvenilir çalışmasını sağlamak için devreleri tasarlarken bu sıcaklık etkilerini dikkate almalıdır.
Sıcaklık, malzeme özelliklerinden dolayı hem yarı iletkenleri hem de iletkenleri farklı şekilde etkiler. Silikon ve germanyum gibi yarı iletkenlerde sıcaklıktaki artış, bunların elektriksel iletkenliğini ve bant aralığı enerjisini önemli ölçüde etkileyebilir. Sıcaklık arttıkça, asıl taşıyıcı konsantrasyonu artar, bu da yarı iletkenlerde daha yüksek taşıyıcı hareketliliğine ve iletkenliğe yol açar. Bu etki, yarı iletken diyotların ileri ve geri özelliklerini değiştirerek, eşik voltajı, kaçak akım ve anahtarlama hızı gibi parametreleri etkileyerek performansını etkileyebilir. Buna karşılık, iletkenler genellikle sıcaklık direnç katsayısı (TCR) ile tanımlandığı gibi doğrusal bir ilişkiyi takiben sıcaklıkla birlikte elektrik direncinde ılımlı bir artış yaşarlar.
Diyot akım denkleminin sıcaklığa bağımlılığı, sıcaklığın diyot yapısı içindeki yarı iletken malzemelerin davranışını nasıl etkilediğini yansıtır. İleri eğilimde, diyot akımı (ID), diyotun ileri voltajına ve sıcaklığına bağlı bir üstel terim içeren Shockley diyot denklemi tarafından yönetilir. Sıcaklık arttıkça, taşıyıcıların kullanabileceği termal enerji, daha fazla sayıda taşıyıcının bağlantı potansiyeli bariyerini aşmasına olanak tanır ve bu da daha yüksek ileri akıma neden olur. Bu üstel ilişki, diyot akımının sıcaklık değişimlerine karşı duyarlılığının altını çizerek, farklı sıcaklık ortamlarında kararlı çalışmayı sürdürmek için devre tasarımında dikkatli bir değerlendirme yapılmasını gerektirir.
Silikon ve germanyum diyotlar, bant aralığı enerjilerindeki farklılıklar nedeniyle farklı sıcaklık özellikleri sergiler. Daha yüksek bant aralığı enerjisine (~1,1 eV) sahip silikon diyotlar, daha düşük bant aralığına sahip germanyum diyotlara (~0,7 eV) kıyasla sıcaklık değişimlerine daha az duyarlıdır. Daha yüksek sıcaklıklarda silikon diyotlar, daha düşük kaçak akımlar ve daha öngörülebilir ileri voltaj düşüşleri dahil olmak üzere daha kararlı elektriksel özellikleri korur ve bu da onları geniş bir sıcaklık aralığında tutarlı performans gerektiren uygulamalar için uygun hale getirir. Buna karşılık, germanyum diyotlar, sıcaklık arttıkça ileri voltaj düşüşünde ve kaçak akımda daha büyük değişikliklerle daha yüksek sıcaklık hassasiyeti sergiler ve hassas çalışma için devre tasarımında dikkatli bir şekilde düşünülmesini gerektirir.
Bir diyot ısıtıldığında sıcaklığa ve ısıtma süresine bağlı olarak çeşitli etkiler meydana gelebilir. Başlangıçta, sıcaklık arttıkça, yarı iletken malzeme içindeki içsel taşıyıcı konsantrasyonu, termal uyarılma nedeniyle artar ve bu da daha yüksek taşıyıcı hareketliliğine ve iletkenliğine yol açar. Bu etki tipik olarak diyotun ileri voltaj düşüşünü azaltır ve ters kaçak akımını arttırır. Bununla birlikte, aşırı ısıya uzun süre maruz kalmak yarı iletken malzemeyi bozabilir, elektriksel özelliklerini değiştirebilir ve potansiyel olarak diyotta kalıcı hasara neden olabilir. Termal stres aynı zamanda diyotun ambalajının ve lehim bağlantılarının mekanik bütünlüğünü de etkileyerek güvenilirliğinden ve uzun vadeli performansından ödün verebilir. Bu etkileri azaltmak ve elektronik devrelerdeki yarı iletken diyotların kararlı çalışmasını ve uzun ömürlülüğünü sağlamak için uygun termal yönetim şarttır.
Sıcaklık, ileri voltaj düşüşü ve akım akışı gibi parametreleri etkileyerek yarı iletken diyotların ileri eğilim özelliklerini önemli ölçüde etkiler. İleri eğilimde, sıcaklık arttıkça, diyot boyunca ileri voltaj düşüşü, yük taşıyıcılarının bağlantıdan geçmesine yönelik enerji bariyerlerinin azalması nedeniyle tipik olarak hafifçe azalır. Bu fenomen, daha yüksek sıcaklıkların, taşıyıcıların bağlantı potansiyelinin üstesinden gelmesine yardımcı olan termal enerji sağlaması nedeniyle ortaya çıkar. Bununla birlikte, ileri gerilim düşüşündeki azalma genellikle küçüktür ve diyot malzemesinin türüne (silikon veya germanyum gibi) ve katkı konsantrasyonuna göre değişir. Mühendisler, diyotların çeşitli çevre koşullarında güvenilir ve verimli bir şekilde çalışmasını sağlamak için devreleri tasarlarken bu sıcaklık etkilerini dikkate alır.