ZAWARTOŚĆ
W tym artykule poznamy diodę złączową PN i jej charakterystykę w następujący sposób:
- Co to jest dioda złączowa PN?
- Definicja diody złączowej PN:
- Zasada działania diody złączowej PN
- Właściwości diody złączowej PN
- Obwód i symbol diody złączowej PN
- Równoważny obwód diody złączowej PN:
- Złącze PN Przepływy prądu
- Idealna zależność prąd-napięcie
- Charakterystyka złącza PN
- Poziomy quasi-fermiego diod
- Zastosowania diody złączowej PN
Co to jest dioda złączowa PN?
Definicja diody złączowej PN:
"Dioda złączowa pn to dwuzaciskowe lub dwuelektrodowe urządzenie półprzewodnikowe."
„Dioda nazywana jest diodą złączową PN, jeśli jest utworzona przez typ P po jednej stronie i typu N po drugiej stronie lub odwróć kierunek ”.
"Dioda musi być w stanie spolaryzowanym w kierunku przewodzenia, aby umożliwić przepływ prądu elektrycznego. przez to."
- Jeśli dodatnie napięcie jest podłączone do zacisków P, prąd przepływa następnie z obszaru P do N, ponieważ napięcie dodatnie pomaga przekroczyć obszar zubożenia. Kiedy używamy ujemne napięcie jest stosowany do typu p, strefa zubożenia zwiększa się i zapobiega przepływowi prądu.
Jak działa dioda złączowa PN?
Zasada działania diody złączowej PN:
W diodzie złącza PN rozważymy złącze pn z zastosowanym napięciem polaryzacji w przód. Możemy określić charakterystykę prądowo-napięciową. Potencjalna bariera tego złącza pn jest zmniejszona, gdy przyłożone jest do niego napięcie polaryzacji w przód. Umożliwi to wyciek e- i dziury przez obszar ładunku kosmicznego.
Kiedy dziury zaczynają przechodzić przez region p w całym obszarze ładunku kosmicznego, otrzymują nadmiarowy nośnik mniejszościowy, a mianowicie dziurę i dodatkowy nośnik mniejszościowy z procesu dryftu, rekombinacji i dyfuzji.
Podobnie, gdy elektrony w regionie rozpoczynają przepływ przez obszar ładunku przestrzennego do P. Otrzymują nadwyżkę elektronów mniejszościowych.
Gdy na przykład we wzmacniaczach liniowych stosuje się aparaturę półprzewodnikową ze złączami pn, na prądy i napięcia prądu stałego nakładane są zmienne w czasie znaki. Małe napięcie sinusoidalne przyłożone do napięcia stałego przyłożonego do złącza pn zainicjuje prąd o małym sygnale.
Stosunek prądu do napięcia generuje admitancję małosygnałową tego skrzyżowania pn. Dopuszczenie do przecięcia pn spolaryzowanego w przód obejmuje zarówno parametry konduktancji, jak i pojemności.
Jaki jest prąd złącza PN?
Kiedy napięcie spolaryzowane do przodu jest przyłożone do złącza pn, w urządzeniu generowany jest prąd. Jest to znane jako prąd złącza PN.
Zdefiniuj idealną zależność prąd-napięcie:
Idealny prąd złącza PN:
Idealny prąd na przecięciu pn zależy od ważnych składników czwartej zasady wspomnianej w poprzednim rozdziale. Całkowity prąd na przecięciu jest sumą tych elektronów i prądów dziur, które pozostają stałe w obszarze zubożenia.
Gradienty od stężeń nośników mniejszościowych tworzą prądy dyfuzyjne, a ponieważ uważamy, że pole elektryczne na krawędzi ładunku kosmicznego wynosi „0”, w tym podejściu możemy zignorować prąd dryftu dla mniejszości.
Równoważny obwód diody złączowej PN:
Równoważny obwód małosygnałowy złącza pn spolaryzowanego w przód jest wyprowadzany z równania.
Y = gd+ Jωcd
Wymagane jest dodanie pojemności złącza równolegle do oporu dyfuzyjnego (rd) i pojemność dyfuzyjna. Ostatnim elementem obwodu zastępczego jest seria rezystancji. Neutralne regiony n i p mają rezystancje pf w liczbach „C”, więc rzeczywiste złącze pn zawiera rezystancję szeregową, której kompletny obwód zastępczy jest przedstawiony na powyższym rysunku.
Połączenia napięcie przez rzeczywiste złącze wynosi – Rzeczywiste napięcie (Va), a całkowite napięcie przyłożone do diody pn jest określony przez (Vapp) Zatem wyrażenie dla idealnego warunku w następujący sposób:
VAplikacja = Va+ Irs
Powyższy rysunek to charakterystyka VI, która ujawnia wpływ rezystancji szeregowej. Napięcie, które może być ogólnie większe, jest potrzebne, aby znaleźć dokładnie taką samą wartość bieżącą, gdy uwzględniona jest smuga odporności. W większości diod rezystancja pokazu będzie prawdopodobnie znikoma.
W niektórych aparatach półprzewodnikowych ze złączami pn, ale rezystancja szeregowa będzie należeć do pewnej pętli sprzężenia zwrotnego.
Odwrotny prąd rekombinacyjny:
Jeśli dioda złącza PN jest w polaryzacji wstecznej, okazało się, że ruchome dziury i elektrony zostały wymazane z sekcji ładunku kosmicznego. Negatywny sygnał wyjaśnia ujemną szybkość rekombinacji; w związku z tym w rzeczywistości generujemy pary elektron-dziura wewnątrz obszaru ładunku kosmicznego o odwrotnej polaryzacji.
Rekombinacja nadmiaru dziur i elektronów podczas zabiegu podczas próby przywrócenia równowagi termicznej. Biorąc pod uwagę, że koncentracja dziur i elektronów jest zasadniczo zerowa w obszarze odchylenia odwrotnego, dziury i elektrony są generowane przez poziom pułapki, który również próbuje przywrócić równowagę termiczną.
Ponieważ powstają dziury i elektrony, są one uwięzione z obszaru ładunku kosmicznego przez pole elektryczne. Przepływ ładunku jest zgodny z bieżącym kierunkiem polaryzacji odwrotnej. Ten prąd produkcyjny z odwróconą polaryzacją, który jest głównie wynikiem tworzenia dziur i elektronów w obszarze ładunku kosmicznego, jest dodawany do idealnego prądu nasycenia z odwróconą polaryzacją.
Prąd rekombinacji przesunięty w przód:
W przypadku złącza PN spolaryzowanego wstecz, elektrony i dziury są usuwane głównie z obszaru ładunku kosmicznego. Jednak przy polaryzacji do przodu elektrony i dziury są wstrzykiwane w obszar ładunku kosmicznego; w tym czasie niektóre dodatkowe opłaty przewoźnika mogą znajdować się w regionie opłat kosmicznych.
Istnieje pewna możliwość, że niektóre z tych elektronów i dziur będą się rekombinować również w tym czasie.
Poziomy quasi-fermiego diod
Kredytowych Image: Warzy ohare, Poziomy quasi-fermiego diod, CC BY-SA 3.0
Jakie są zastosowania złącza PN, diody?
Ważne zastosowania diody złączowej PN:
Krytyczne zastosowania diod złączowych PN to:
- Jako fotodiody można zastosować diodę złączową PN.
- Dioda złączowa PN może być używana jako ogniwa słoneczne.
- Jako dioda LED używana jest dioda złączowa PN spolaryzowana do przodu.
- Dioda złączowa PN stosowana jako prostowniki w urządzeniu sterowanym napięciem w waraktorach.
Aby dowiedzieć się więcej o diodzie kliknij tutaj
Cześć, jestem Soumali Bhattacharya. Zrobiłem magisterium z elektroniki.
Obecnie inwestuję w elektronikę i komunikację.
Moje artykuły skupiają się na głównych obszarach podstawowej elektroniki w bardzo prostym, ale pouczającym podejściu.
Jestem żywym uczniem i staram się być na bieżąco ze wszystkimi najnowszymi technologiami w dziedzinie elektroniki.
Połączmy się poprzez LinkedIn –
