Diodin ominaisuudet

Käytämme puolijohdemateriaaleja (Si, Ge) muodostamiseenerilaisia ​​elektronisia laitteita. Tärkein laite on diodi. Diodi on kahden päätelaitteen PN-liitäntälaite. PN-liitos muodostetaan tuomalla P-tyyppinen materiaali kosketukseen N-tyyppisen materiaalin kanssa. Kun P-tyyppinen materiaali joutuu kosketukseen N-tyyppisten materiaalien kanssa, elektronit ja reiät alkavat yhdistää risteyksen lähelle. Tämä johtaa latauskannattimien puuttumiseen risteyksessä ja siten liitosta kutsutaan tyhjennysalueeksi. Kun käytämme jännitettä PN-risteyksen terminaalien yli, kutsumme sitä diodiksi. Alla olevassa kuvassa on PN-liitosdiodin symboli.

Diodi on yksisuuntainen laite, joka sallii virran kulun vain yhteen suuntaan riippuen esijännityksestä.

Diodille tyypillinen esijännitys

Kun P-pääte on positiivisempi kuinN-pääte eli P-pääte, joka on kytketty akun positiiviseen napaan ja N-pääte, joka on kytketty akun negatiiviseen napaan, sen sanotaan olevan eteenpäin puolueellinen.

Akun positiivinen liitin torjuuenemmistön kantajat, reiät P-alueella ja negatiivinen pääte hylkäävät elektronit N-alueella ja työntävät ne kohti risteystä. Tämä johtaa latauskannattimien konsentraation lisääntymiseen lähellä risteystä, rekombinaatio tapahtuu ja tyhjennysalueen leveys pienenee. Kun eteenpäin suuntautuvaa jännitettä korotetaan, tyhjennysalue alenee edelleen, ja yhä useammat kantajat yhdistyvät uudelleen. Tämä johtaa virran eksponentiaaliseen nousuun.

Diodille tyypillinen käänteinen kallistus

Käänteisprofiilissa P-liitin on kytketty akun negatiiviseen napaan ja N-terminaaliin akun positiiviseen liittimeen. Siten käytetty jännite saa N: n puolen positiivisemmaksi kuin P-puoli.

Akun negatiivinen liitin houkutteleeenemmistön kantajat, reiät P-alueella ja positiivinen terminaali houkuttelevat elektroneja N-alueella ja vetävät ne pois risteyksestä. Tämä johtaa latauskannattimien konsentraation vähenemiseen lähellä liittymää ja tyhjennysalueen leveyttä. Pieni virtausvirta, joka johtuu vähemmistöoperaattoreista, jota kutsutaan käänteisvirtausvirraksi tai vuotovirraksi. Kun käänteinen jännite on kohonnut, tyhjennysalue kasvaa edelleen leveydellä ja ei virtaa. Voidaan päätellä, että diodi toimii vain silloin, kun eteenpäin suuntautuva puolueellinen. Diodin toiminta voidaan tiivistää I-V: n muodossa diodin ominaisuudet kuvaaja.
Taaksepäin suunnattua diodia varten
Missä, V = syöttöjännite
minä_D = diodivirta
minä_S = käänteinen kyllästysvirta
Ennakkohälytyksistä,
Missä, V_T = voltin ekvivalentti lämpötilasta = KT / Q = T / 11600
Q = elektroninen varaus =
K = Boltzmannin vakio =
N = 1, Ge
= 2, Si

Kun käänteinen jännite on edelleen koholla, tyhjennysalueen leveys kasvaa ja kohta tulee, kun liitos hajoaa. Tämä johtaa suuriin virran virtauksiin. Jakautuminen on polven diodin ominaisuudet käyrä. Junction-jakautuminen tapahtuu kahden ilmiön vuoksi.

Avalanche-jakautuminen (V> 5V)

Erittäin korkean käänteisen jännitteen kineettinenvähemmistöoperaattoreiden energia muuttuu niin suureksi, että ne kaataa elektroneja kovalenttisista sidoksista, jotka puolestaan ​​koputtavat enemmän elektroneja ja tämä sykli jatkuu kunnes ja junction-jakautumiset.

Zener Effect (V: lle) <5V)

Taaksepäin suuntautuvan jännitteen kohdalla jännitekytkentäraja taipuukasvaa bias-jännitteen kasvaessa. Tästä seuraa erittäin korkea staattinen sähkökenttä risteyksessä. Tämä staattinen sähkökenttä rikkoo kovalenttisen sidoksen ja asettaa vähemmistöoperaattorit vapaiksi, mikä edesauttaa virran kääntymistä. Virta kasvaa äkillisesti ja risteys hajoaa.