Teória diódy PN Junction a VI charakteristiky diódy PN Junction

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov





Spojovacia dióda P-N sa objavila v roku 1950. Je to najdôležitejší a základný stavebný prvok elektronického zariadenia. Spojovacia dióda PN je dvojkoncové zariadenie, ktoré sa vytvorí, keď je jedna strana spojovacej diódy PN vyrobená z typu p a dotovaná materiálom typu N. Križovatka PN je koreňom polovodičových diód. The rôzne elektronické súčiastky ako BJT, JFET, MOSFETy (oxid kovu–FET polovodič) , LED a analógové alebo digitálne integrované obvody všetko podporuje polovodičovú technológiu. Hlavnou funkciou polovodičovej diódy je, že umožňuje elektrónom prúdiť cez ňu úplne jedným smerom. Nakoniec funguje ako usmerňovač. Tento článok poskytuje stručné informácie o prechodovej dióde PN, prechodovej dióde PN v predpätí smerovania a reverzácie a charakteristikách VI prechodovej diódy PN

Čo je to dióda PN Junction?

Existujú tri možné podmienky predpätia a dva operačné regióny pre typické Dióda PN-križovatka , sú nulové predpätie, predpätie dopredu a dozadu.




Ak na diódu PN spojenia nie je pripojené žiadne napätie, elektróny budú difundovať na stranu P a otvory budú difundovať na stranu N spojom a spoja sa. Preto akceptorový atóm blízko typu P a donorový atóm blízko strany N zostávajú nevyužité. Tieto nosiče náboja generujú elektronické pole. To je proti ďalšej difúzii nosičov náboja. Žiadny pohyb oblasti teda nie je známy ako oblasť vyčerpania alebo vesmírny náboj.

Dióda PN Junction

Dióda PN Junction



Ak použijeme predpätie na prechodovú diódu PN, znamená to, že záporná svorka je pripojená k materiálu typu N a kladná svorka je pripojená k materiálu typu P cez diódu, čo má za následok zmenšenie šírky Prechodová dióda PN.

Ak na prechodovú diódu PN použijeme spätné predpätie, znamená to, že kladný pól je pripojený k materiálu typu N a záporný pól je pripojený k materiálu typu P cez diódu, čo má za následok zväčšenie šírky prechodová dióda PN a cez spoj nemôže pretekať žiadny náboj

VI Charakteristika diódy PN Junction

VI Charakteristika diódy PN Junction

Dióda PN s prepojením na nulu

V križovatke s nulovým predpätím potenciálne poskytuje vyššiu potenciálnu energiu otvorom na svorkách na strane P a N. Keď sú svorky spojovacej diódy skratované, len málo väčšiny z nich nabije nosiče na strane P dostatkom energie na prekonanie potenciálnej bariéry prechodu cez oblasť vyčerpania. Preto s pomocou väčšinových nosičov náboja začne prúdiť dióda a označuje sa ako smerovací prúd. Rovnakým spôsobom sa menšinové nosiče náboja na strane N pohybujú cez oblasť vyčerpania v opačnom smere a označuje sa to ako spätný prúd.


Dióda PN s prepojením na nulu

Dióda PN s prepojením na nulu

Potenciálna bariéra bráni pohybu elektrónov a dier po križovatke a umožňuje driftom menšinových nosičov náboja cez križovatku PN. Potenciálna bariéra však pomáha driftovať menšinové nosiče náboja typu P a N cez PN prechod, potom sa rovnováha nastane, keď sú nosiče väčšiny náboja rovnaké a obe sa pohybujú opačným smerom, takže čistý výsledok je nulový prúd prúdiaci v obvode. Hovorí sa, že toto spojenie je v stave dynamickej rovnováhy.

Keď sa zvýši teplota polovodiča, donekonečna sa generovali menšinové nosiče náboja, a tak začne stúpať zvodový prúd. Elektrický prúd však nemôže tiecť, pretože na križovatku PN nebol pripojený žiadny externý zdroj.

Dióda PN Junction pri presmerovaní skreslenia

Keď Dióda PN-prechod je pripojená v predpätí privedením kladného napätia na materiál typu P a záporného napätia na svorku typu N. Ak vonkajšie napätie prekročí hodnotu potenciálnej bariéry (odhad 0,7 V pre Si a 0,3 V pre Ge, bude prekonaná opozícia potenciálnych bariér a začne tok prúdu. Pretože záporné napätie odpudzuje elektróny v blízkosti križovatka tým, že im dá energiu na kombináciu a prechod s otvormi, ktoré sa kladným napätím tlačia v opačnom smere k križovatke.

Dióda PN spojenia v predpätí

Dióda PN spojenia v predpätí

Výsledok v charakteristickej krivke nulového prúdu tečúceho až do zabudovaného potenciálu sa na statických krivkách nazýva „kolenný prúd“ a potom vysoký prúd pretekajúci diódou s miernym zvýšením vonkajšieho napätia, ako je uvedené nižšie.

VI Charakteristika diódy PN Junction pri presmerovaní presmerovania

Charakteristiky VI prechodovej diódy PN v skreslení smerovania sú nelineárne, to znamená, že nie sú priamkou. Táto nelineárna charakteristika ilustruje, že počas činnosti križovatky N nie je odpor konštantný. Sklon prechodovej diódy PN v predpätí smerovania ukazuje, že odpor je veľmi nízky. Keď sa na diódu použije predpätie, potom to spôsobí cestu s nízkou impedanciou a umožní viesť veľké množstvo prúdu, ktorý je známy ako nekonečný prúd. Tento prúd začne tiecť nad bodom kolena s malým množstvom vonkajšieho potenciálu.

Charakteristiky diódy PN križovatky VI v predpätí

Charakteristiky diódy PN Junction VI pri presmerovaní skreslenia

Rozdiel potenciálov na spoji PN je udržiavaný konštantný pôsobením depléčnej vrstvy. Maximálne množstvo prúdu, ktoré sa má viesť, je zaťažovacím rezistorom udržiavané neúplné, pretože keď prechodová dióda PN vedie viac prúdu, ako sú bežné parametre diódy, extra prúd vedie k rozptylu tepla a vedie tiež k poškodeniu zariadenia.

Dióda PN spojenia v opačnom smere

Keď je prechodová dióda PN pripojená v stave reverzného skreslenia, kladné (+ Ve) napätie je pripojené k materiálu typu N a záporné (-Ve) napätie je pripojené k materiálu typu P.

Keď je na materiál typu N privedené napätie + Ve, priťahuje elektróny v blízkosti kladnej elektródy a odchádza od spojenia, zatiaľ čo otvory na konci typu P sú tiež priťahované smerom od spojenia v blízkosti zápornej elektródy. .

Dióda PN spojenia v opačnom smere

Dióda PN spojenia v opačnom smere

Pri tomto type predpätia je tok prúdu prechodovou diódou PN nulový. Súčasný únik prúdu v dôsledku menšinových nosičov náboja prúdi v dióde, ktorú je možné merať v UA (mikroampéroch). Pretože potenciál reverzného predpätia k prechodovej dióde PN nakoniec stúpa a vedie k poruche reverzného napätia spojenia PN a prúd prechodovej diódy PN je riadený externým obvodom. Opačné členenie závisí od dopingových úrovní regiónov P & N. Ďalej s nárastom spätného skreslenia bude dióda skratovaná v dôsledku prehriatia v obvode a maximálneho prúdenia obvodu v prechodovej dióde PN.

VI Charakteristika diódy PN Junction v spätnom predpätí

Pri tomto type skreslenia je charakteristická krivka diódy zobrazená vo štvrtom kvadrante nižšie uvedeného obrázka. Prúd v tomto predpätí je nízky, kým sa nedosiahne porucha, a preto dióda vyzerá ako otvorený obvod. Keď vstupné napätie spätného predpätia dosiahne priraďovacie napätie, reverzný prúd sa enormne zvýši.

Charakteristiky diódy PN Junction VI pri spätnom skreslení

Charakteristiky diódy PN Junction VI pri spätnom skreslení

Preto sa jedná o prechodovú diódu PN v predpise s nulovým predpätím, skreslenie dopredu a dozadu a o VI charakteristiku spojovacej diódy PN. Dúfame, že ste tomuto konceptu lepšie porozumeli. Ďalej akékoľvek pochybnosti týkajúce sa tohto článku, príp projekty elektroniky poskytnite nám spätnú väzbu prostredníctvom komentárov v sekcii komentárov nižšie. Tu je otázka, ktorá dióda sa používa vo fototranzistore?

Fotografické úvery: