Diode kenmerken

We gebruiken halfgeleidende materialen (Si, Ge) om te vormenverschillende elektronische apparaten. Het meest elementaire apparaat is diode. Diode is een tweepunts PN-overgangsapparaat. PN-overgang wordt gevormd door een P-type materiaal in contact te brengen met N-type materiaal. Wanneer een materiaal van het P-type in contact wordt gebracht met materiaal van het N-type, beginnen elektronen en gaten te recombineren nabij de verbinding. Dit resulteert in het ontbreken van ladingdragers op de kruising en dus wordt de kruising depletiezone genoemd. Wanneer we spanning aanleggen op de aansluitpunten van PN-knooppunt, noemen we dit als diode. De onderstaande afbeelding toont het symbool van de PN-junctiediode.

Diode is unidirectioneel apparaat dat de stroming van stroom in slechts één richting toestaat, afhankelijk van de voorspanning.

Voorwaartse biasfunctie Karakteristiek voor diode

Wanneer P-terminal positiever is in vergelijking metN-klem, d.w.z. de P-klem verbonden met de positieve klem van de batterij en de N-klem verbonden met de negatieve pool van de accu, er wordt gezegd dat deze voorwaarts is voorgespannen.

De positieve pool van de batterij stoot afmeerderheidsdragers, gaten, in P-gebied en negatieve terminal stoot elektronen in het N-gebied af en duwt ze naar de kruising. Dit resulteert in een toename van de concentratie van ladingsdragers nabij de junctie, recombinatie vindt plaats en de breedte van het uitputtingsgebied neemt af. Naarmate de voorwaartse biasspanning wordt verhoogd, blijft het depletiegebied in de breedte kleiner worden en meer en meer dragers recombineren. Dit resulteert in een exponentiële stroomstijging.

Reverse Biasing kenmerk van de diode

In omgekeerde voorspanning is de P- klem verbonden met de negatieve pool van de accu en de N-terminal met de positieve pool van de accu. De aangelegde spanning maakt de N-zijde positiever dan de P-zijde.

Negatieve terminal van de batterij trekt aanmeerderheidsdragers, gaten, in het P-gebied en positieve terminal trekken elektronen aan in het N-gebied en trekken ze weg van het kruispunt. Dit resulteert in een afname van de concentratie van ladingsdragers nabij de junctie en de breedte van de uitputtingsregio neemt toe. Een kleine hoeveelheid stroom die wordt veroorzaakt door minderheidsladingsdragers, genoemd als tegenstroomstroom of lekstroom. Naarmate de voorspanning in omgekeerde richting wordt verhoogd, neemt het depletiegebied verder toe in de breedte en vloeit er geen stroom. Er kan worden geconcludeerd dat diode alleen werkt wanneer deze voorwaarts is vooringesteld. De werking van de diode kan worden samengevat in de vorm van I-V diode kenmerken grafiek.
Voor diode met reverse bias,
Waarbij V = voedingsspanning
ik_D = diodestroom
ik_S = omgekeerde verzadigingsstroom
Voor forward bias,
Waar, V._T = volt's equivalent van temperatuur = KT / Q = T / 11600
Q = elektronische lading =
K = constante Boltzmann =
N = 1, voor Ge
= 2, voor Si

Naarmate de voorspanning verder wordt verhoogd, neemt de breedte van de uitputtingsregio toe en komt er een punt wanneer de verbinding wordt verbroken. Dit resulteert in een grote stroomsterkte. Breakdown is de knie van diode kenmerken kromme. De splitsing van de verbinding vindt plaats door twee verschijnselen.

Lawineanalyse (voor V> 5V)

Onder zeer hoge omgekeerde bias voltage kinetiekde energie van minderheidsladingsdragers wordt zo groot dat ze elektronen uitschakelen uit covalente bindingen, die op hun beurt meer elektronen doen kloppen en deze cyclus gaat door tot en zonder splitsingsafbraak.

Zener-effect (voor V <5V)

Onder de sperlaag heeft een omgekeerde voorspanning de neigingte verhogen met een toename in biasspanning. Dit resulteert in een zeer hoog statisch elektrisch veld op de kruising. Dit statische elektrische veld doorbreekt de covalente binding en stelt minderheidsladingsdragers vrij, wat bijdraagt ​​tot de retourstroom. Huidige stijgingen abrupt en knooppunt breekt.