תיאוריית דיודות צומת PN ו- VI מאפיינים של דיודת צומת PN

דיודת צומת ה- PN הופיעה בשנת 1950. היא אבן הבניין החיונית והבסיסית ביותר של המכשיר האלקטרוני. דיודת צומת PN היא מכשיר דו-מסופי, שנוצר כאשר צד אחד של דיודת צומת PN מיוצר מסוג p ומסומם בחומר מסוג N. צומת PN הוא השורש לדיודות מוליכים למחצה. ה רכיבים אלקטרוניים שונים כמו BJTs, JFETs, MOSFETs (תחמוצת מתכת–מוליכים למחצה FET) , נוריות ו ICs אנלוגיים או דיגיטליים כולם תומכים בטכנולוגיית מוליכים למחצה. הפונקציה העיקרית של דיודת המוליכים למחצה היא שהיא מאפשרת לאלקטרונים לזרום לגמרי בכיוון אחד על פניו. לבסוף, הוא פועל כמישר. מאמר זה נותן מידע קצר על דיודת צומת PN, דיודת צומת PN בהטיית העברה והיפוך ההפוך ומאפייני VI של דיודת צומת PN.

מהי דיודת צומת PN?

ישנם שלושה תנאים מוטים אפשריים ושני אזורי הפעלה עבור טיפוסי דיודת צומת PN , הם אפס הטיה, הטיה קדימה והטיה הפוכה.

כאשר לא מופעל מתח על פני דיודת צומת PN אז האלקטרונים יתפזרו לצד P וחורים יתפזרו לצד N דרך הצומת והם משתלבים. לכן אטום הקולטנים קרוב לסוג ה- P ואטום התורם הסמוך לצד ה- N נותר ללא שימוש. שדה אלקטרוני נוצר על ידי נושאי מטען אלה. זה מתנגד להפצה נוספת של נושאות מטען. לפיכך, שום תנועה של האזור אינה ידועה כאזור הדלדול או מטען שטח.

דיודת צומת PN

אם אנו מיישמים הטיה קדימה לדיודת צומת PN, המשמעות היא שהמסוף השלילי מחובר לחומר מסוג N והמסוף החיובי מחובר לחומר מסוג P על פני הדיודה, מה שמביא להפחתת רוחב ה דיודת צומת PN.

אם אנו מיישמים הטיה הפוכה על דיודת צומת PN, המשמעות היא שהמסוף החיובי מחובר לחומר מסוג N והמסוף השלילי מחובר לחומר מסוג P על פני הדיודה, מה שמביא להגדלת רוחב דיודת צומת PN ושום מטען לא יכול לזרום על פני הצומת

מאפייני VI דיודת צומת PN

דיודת צומת PN אפסית מוטה

בצומת ההטיה האפסית, פוטנציאל לספק אנרגיה פוטנציאלית גבוהה יותר לחורים במסופי הצד P ו- N. כאשר קצרים את המסופים של דיודת הצומת, מעטים המובילים של הטעינה בצד ה- P עם הרבה אנרגיה כדי להתגבר על המכשול הפוטנציאלי לנסוע ברחבי אזור הדלדול. לכן בעזרת נשאות מטען ברוב, הזרם מתחיל לזרום בדיודה והוא מסומן כזרם העברה. באותו אופן, נושאי מטען של מיעוטים בצד ה- N נעים על פני אזור הדלדול בכיוון ההפוך והוא מכונה זרם הפוך.

דיודת צומת PN אפסית מוטה

מחסום פוטנציאלי מתנגד לתנועת אלקטרונים וחורים על פני הצומת ומאפשר לנשאי מטען המיעוט להיסחף על פני צומת PN. עם זאת, המכשול הפוטנציאלי עוזר לנשאי מטען של מיעוטים מסוג P ו- N להיסחף על פני צומת PN, ואז נקבע שיווי משקל כאשר נושאי המטען ברוב שווים ושניהם נעים בכיוונים הפוכים כך שהתוצאה נטו תהיה אפסית. זרם זורם במעגל. צומת זה אמור להיות במצב של שיווי משקל דינמי.

כאשר הטמפרטורה של מוליכים למחצה מוגברת, נוצרו ללא הרף נושאי מטען מיעוטים וכך זרם הדליפה מתחיל לעלות. עם זאת, זרם חשמלי אינו יכול לזרום מאחר ולא חובר מקור חיצוני לצומת PN.

דיודת צומת PN בהעברת הטיה

כש דיודת צומת PN מחוברת בהטיה קדימה על ידי מתן מתח חיובי לחומר מסוג P ומתח שלילי למסוף מסוג N. אם המתח החיצוני הופך ליותר מערך המחסום הפוטנציאלי (הערכה של 0.7 וולט עבור Si ו- 0.3 וולט עבור Ge, ההתנגדות של המחסומים הפוטנציאליים תתגבר וזרימת הזרם תתחיל. מכיוון שהמתח השלילי דוחה אלקטרונים ליד את הצומת על ידי מתן אנרגיה לשלב ולעבור עם החורים שנדחפים בכיוון ההפוך לצומת על ידי המתח החיובי.

דיודת צומת PN בהטיה קדימה

התוצאה של זה בעקומה אופיינית של זרם אפס הזורם עד לפוטנציאל מובנה נקראת 'זרם הברך' על העקומות הסטטיות ואז זרם זרם גבוה דרך הדיודה עם עלייה קלה במתח החיצוני כמוצג להלן.

מאפייני VI דיודת צומת PN בהעברת הטיה

מאפייני ה- VI של דיודת צומת PN בהטיה להעברה אינם לינאריים, כלומר לא קו ישר. מאפיין לא לינארי זה ממחיש שבמהלך הפעלת צומת N, ההתנגדות אינה קבועה. שיפוע דיודת צומת PN בהטיה להעברה מראה כי ההתנגדות נמוכה מאוד. כאשר מוטה קדימה על הדיודה אז היא גורמת לדרך עכבה נמוכה ומאפשרת להוביל כמות גדולה של זרם המכונה זרם אינסופי. זרם זה מתחיל לזרום מעל נקודת הברך עם כמות קטנה של פוטנציאל חיצוני.

צומת PN דיודה VI מאפיינים בהעברת הטיה

ההבדל הפוטנציאלי על פני צומת PN נשמר קבוע על ידי פעולת שכבת הדלדול. כמות הזרם המקסימלית שיש לנהל נשמרת שלמה על ידי נגן העומס מכיוון שכאשר דיודת צומת PN מוליכה יותר זרם מהמפרט הרגיל של הדיודה, הזרם הנוסף גורם לפיזור החום ומביא גם לנזק הגשה למכשיר.

דיודת צומת PN בהטיה הפוכה

כאשר מחוברת דיודת צומת PN במצב הטיה הפוכה, מתח חיובי (+ Ve) מחובר לחומר מסוג N ומתח שלילי (-Ve) מחובר לחומר מסוג P.

כאשר מתח + Ve מוחל על החומר מסוג N, אז הוא מושך את האלקטרונים ליד האלקטרודה החיובית ונעלם מהצומת, ואילו החורים בקצה מסוג P נמשכים גם הם מהצומת ליד האלקטרודה השלילית. .

דיודת צומת PN בהטיה הפוכה

בסוג זה של הטיה, זרימת הזרם דרך דיודת צומת PN היא אפס. אם כי, הדליפה הנוכחית עקב נושאות מטען מיעוט זורמת בדיודה שניתן למדוד UA (מיקרו אמפרס). ככל שהפוטנציאל של ההטיה ההפוכה לדיודת צומת PN גדל בסופו של דבר ומוביל לפירוק מתח צומת PN והזרם של דיודת צומת PN נשלט על ידי מעגל חיצוני. התמוטטות הפוכה תלויה ברמות הסמים של אזורי ה- P & N. יתר על כן, עם הגידול בהטיה הפוכה, הדיודה תהפוך לקצרת מעגל בגלל התחממות יתר במעגל וזרם המעגל המקסימלי זורם בדיודת צומת PN.

מאפייני VI דיודת צומת PN בהטיה הפוכה

בסוג זה של הטיה, העקומה האופיינית של הדיודה מוצגת ברבע הרביעי של האיור שלהלן. הזרם בהטייה זו נמוך עד להשגת התקלה ומכאן שהדיודה נראית כמו מעגל פתוח. כאשר מתח הכניסה של ההטיה ההפוכה הגיע למתח ההתמוטטות, הזרם ההפוך גדל מאוד.

מאפייני דיודה VI צומת PN בהטיה הפוכה

לכן, זה הכל על דיודת צומת PN באפס הטיה, הטיה קדימה ותנאים של הטיה הפוכה ומאפייני VI של דיודת צומת PN. אנו מקווים שיש לך הבנה טובה יותר של מושג זה. יתר על כן, כל ספק בנוגע למאמר זה, או פרויקטים אלקטרוניים אנא תן משוב על ידי תגובה בקטע התגובות למטה. הנה שאלה עבורך, באיזו דיודה משתמשים בפוטו-טרנזיסטור?

נקודות זיכוי:

• מאפייני VI של דיודת צומת PN על ידי מורה דרך
• דיודה צומת PN אפס מוטה על ידי expertmind