Diodenmerkmale

Wir verwenden Halbleitermaterialien (Si, Ge) zur Formgebungeine Vielzahl von elektronischen Geräten. Das grundlegendste Gerät ist die Diode. Diode ist ein PN-Verbindungselement mit zwei Anschlüssen. Ein PN-Übergang wird gebildet, indem ein P-Material mit N-Material in Kontakt gebracht wird. Wenn ein Material vom P-Typ mit dem Material vom N-Typ in Kontakt gebracht wird, beginnen sich Elektronen und Löcher in der Nähe der Verbindungsstelle zu rekombinieren. Dies führt zu einem Mangel an Ladungsträgern an der Verbindungsstelle, und daher wird die Verbindungsstelle als Verarmungsbereich bezeichnet. Wenn wir eine Spannung an die Klemmen des PN-Übergangs anlegen, nennen wir sie Diode. Das Bild unten zeigt das Symbol der PN-Sperrschichtdiode.

Symbol der Diode

Die Diode ist eine unidirektionale Vorrichtung, die den Stromfluss nur in eine Richtung abhängig von der Vorspannung ermöglicht.

Diode

Vorwärtsvorspannung charakteristisch für die Diode

Wenn P-Terminal positiver ist alsN-Anschluss, d.h. P-Anschluss, der mit dem positiven Anschluss der Batterie verbunden ist, und N-Anschluss, der mit dem negativen Anschluss der Batterie verbunden ist, heißt es, dass er vorwärts vorgespannt ist.

Durchlassvorspannungsdiode

Der positive Pol der Batterie stößt abMajoritätsträger, Löcher, im P-Bereich und am negativen Ende stoßen Elektronen im N-Bereich ab und schieben sie in Richtung der Verbindung. Dies führt zu einer Erhöhung der Ladungsträgerkonzentration in der Nähe des Übergangs, Rekombination findet statt und die Breite des Verarmungsbereichs nimmt ab. Wenn die Vorwärtsvorspannung erhöht wird, nimmt die Breite des Verarmungsbereichs weiter ab und immer mehr Träger rekombinieren. Dies führt zu einem exponentiellen Stromanstieg.

Umkehrvorspannungseigenschaft der Diode

Bei umgekehrter Vorspannung ist der P-Anschluss mit dem negativen Anschluss der Batterie und der N-Anschluss mit dem positiven Anschluss der Batterie verbunden. Somit macht die angelegte Spannung die N-Seite positiver als die P-Seite.

Sperrspannung Diode
Minuspol der Batterie zieht anMajoritätsträger, Löcher, in der P-Region und am positiven Ende ziehen Elektronen in der N-Region an und ziehen sie von der Verbindung weg. Dies führt zu einer Abnahme der Konzentration von Ladungsträgern in der Nähe des Übergangs und der Breite des Verarmungsbereichs. Ein kleiner Stromfluss aufgrund von Minoritätsträgern, der als Sperrstrom oder Leckstrom bezeichnet wird. Wenn die umgekehrte Vorspannung erhöht wird, nimmt die Breite des Verarmungsbereichs weiter zu und es fließt kein Strom. Daraus kann geschlossen werden, dass die Diode nur wirkt, wenn sie in Durchlassrichtung vorgespannt ist. Der Betrieb der Diode kann in Form von I-V zusammengefasst werden Diodenkennlinien Graph.
Für Sperrdiode,

Wobei V = Versorgungsspannung
ichD = Diodenstrom
ichS = umgekehrter Sättigungsstrom
Für Vorwärtsneigung

Wo, VT = Volt Äquivalent der Temperatur = KT / Q = T / 11600
Q = elektronische Ladung =

K = Boltzmanns Konstante =

N = 1 für Ge
= 2 für Si
Diodenkennlinien

Wenn die umgekehrte Vorspannung weiter erhöht wird, nimmt die Breite des Verarmungsbereichs zu und es kommt zu einem Punkt, an dem die Verbindung zusammenbricht. Dies führt zu einem großen Stromfluss. Der Zusammenbruch ist das Knie Diodenkennlinien Kurve. Der Zusammenbruch der Verbindungsstelle erfolgt aufgrund zweier Phänomene.

Lawinenzusammenbruch (für V> 5V)

Unter sehr hoher Sperrspannung kinetischDie Energie von Minoritätsträgern wird so groß, dass sie Elektronen aus kovalenten Bindungen herausschlagen, wodurch wiederum mehr Elektronen angeregt werden.

Zener-Effekt (für V <5V)

Unter Sperrspannung tendiert Sperrschichtmit Zunahme der Vorspannung zu erhöhen. Dies führt zu einem sehr hohen statischen elektrischen Feld an der Verbindungsstelle. Dieses statische elektrische Feld bricht die kovalente Bindung und setzt die Minoritätsträger frei, was zum Rückstrom beiträgt. Der Strom steigt abrupt an und die Verbindung bricht zusammen.

Bemerkungen
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