PN Junction Diode Theory og VI Karakteristika for PN Junction Diode

Prøv Vores Instrument Til At Fjerne Problemer





P-N-krydsdioden dukkede op i 1950. Det er den mest vigtige og grundlæggende byggesten for den elektroniske enhed. PN-forbindelsesdioden er en to-terminal enhed, der dannes, når den ene side af PN-forbindelsesdioden er lavet med p-type og doteret med N-typen materiale. PN-krydset er roden til halvlederdioder. Det forskellige elektroniske komponenter som BJT'er, JFET'er, MOSFET'er (metaloxid–FET halvleder) , Lysdioder og analoge eller digitale IC'er alle understøtter halvlederteknologi. Hovedfunktionen for halvlederdioden er, at det letter elektronerne at strømme helt i en retning over den. Endelig fungerer det som en ensretter. Denne artikel giver kort information om PN-junction-diode, PN-junction-diode ved videresendelse af bias og omvendt bias og VI-karakteristika for PN-junction-diode

Hvad er en PN-forbindelsesdiode?

Der er tre mulige forspændingsbetingelser og to driftsområder for det typiske PN-Junction Diode , de er nul bias, fremad bias og reverse bias.




Når der ikke påføres nogen spænding på tværs af PN-krydsdioden, diffunderes elektronerne til P-siden, og huller diffunderer til N-siden gennem krydset, og de kombineres. Derfor efterlades acceptoratomet tæt på P-typen og donoratomet nær N-siden uudnyttet. Et elektronisk felt genereres af disse ladebærere. Dette modsætter sig yderligere diffusion af ladebærere. Således er ingen bevægelse af regionen kendt som udtømningsregionen eller rumladningen.

PN-forbindelsesdiode

PN-forbindelsesdiode



Hvis vi anvender fremadspænding til PN-junction-dioden, betyder det, at den negative terminal er forbundet til N-typen materiale, og den positive terminal er forbundet til P-typen materiale over dioden, hvilket har den virkning at mindske bredden af PN-forbindelsesdiode.

Hvis vi anvender en omvendt forspænding på PN-forbindelsesdioden, betyder det, at den positive terminal er forbundet til N-typen materiale, og den negative terminal er forbundet til P-typen materiale over dioden, hvilket har den virkning at øge bredden af PN-krydsdioden og ingen opladning kan strømme over krydset

VI Egenskaber ved PN Junction Diode

VI Egenskaber ved PN Junction Diode

Nul forspændt PN-forbindelsesdiode

I nul-bias-krydset tilvejebringer potentielt højere potentiale energi til hullerne på P- og N-sideterminalerne. Når forbindelsesdiodens terminaler kortsluttes, oplader få flertalsbærere i P-siden med masser af energi til at overvinde den potentielle barriere til at rejse over udtømningsområdet. Derfor begynder strømmen med hjælp fra flertalsopladningsbærere at strømme i dioden, og den betegnes som videresendingsstrøm. På samme måde bevæger mindretalsladningsbærere på N-siden sig over udtømningsområdet i omvendt retning, og det kaldes omvendt strøm.


Nul forspændt PN-forbindelsesdiode

Nul forspændt PN-forbindelsesdiode

Potentiel barriere modsætter sig bevægelse af elektroner og huller over krydset og tillader mindretalsladningsbærere at glide over PN-krydset. Den potentielle barriere hjælper dog mindretalsladningsbærere i P-type og N-type med at glide over PN-krydset, så vil ligevægt blive etableret, når de fleste ladningsbærere er ens og begge bevæger sig i omvendt retning, så nettoresultatet er nul strøm strømmer i kredsløbet. Dette kryds siges at være i en tilstand af dynamisk ligevægt.

Når temperaturen på halvlederen øges, er mindretalsladningsbærere uendeligt genereret, og lækstrøm begynder således at stige. Men elektrisk strøm kan ikke strømme, da der ikke er tilsluttet nogen ekstern kilde til PN-krydset.

PN Junction Diode til videresendelse af Bias

Når en PN-forbindelsesdiode er forbundet i en fremadrettet forspænding ved at give en positiv spænding til P-typen materiale og en negativ spænding til N-typen terminal. Hvis den eksterne spænding bliver mere end værdien af ​​den potentielle barriere (estimer 0,7 V for Si og 0,3 V for Ge, vil modstanden mellem de potentielle barrierer blive overvundet, og strømmen vil starte. Fordi den negative spænding frastøder elektroner tæt på krydset ved at give dem energi til at kombinere og krydse over med hullerne, der skubbes i den modsatte retning af krydset af den positive spænding.

PN-forbindelsesdiode i fremadrettet bias

PN-forbindelsesdiode i fremadrettet bias

Resultatet af dette i en karakteristisk kurve med nul strøm, der strømmer op til det indbyggede potentiale, kaldes 'knæstrøm' på de statiske kurver og derefter en høj strømstrøm gennem dioden med en lille stigning i den eksterne spænding som vist nedenfor.

VI Egenskaber ved PN Junction Diode ved videresendelse af Bias

VI-karakteristika ved PN-forbindelsesdiode ved videresendingsforspænding er ikke-lineære, dvs. ikke en lige linje. Denne ikke-lineære egenskab illustrerer, at modstanden ikke er konstant under drift af N-krydset. Hældningen af ​​PN-forbindelsesdioden i videresendingsforspænding viser, at modstanden er meget lav. Når en fremadspænding påføres dioden, forårsager den en lavimpedansvej og tillader at lede en stor mængde strøm, der er kendt som uendelig strøm. Denne strøm begynder at strømme over knæpunktet med en lille mængde eksternt potentiale.

PN Junction Diode VI-egenskaber ved fremadrettet bias

PN Junction Diode VI Egenskaber ved videresendelse af Bias

Den potentielle forskel over PN-krydset opretholdes konstant af udtømningslagets handling. Den maksimale strømmængde, der skal ledes, holdes ufuldstændig af belastningsmodstanden, fordi når PN-forbindelsesdioden leder mere strøm end diodens normale specifikationer, resulterer den ekstra strøm i varmeafledning og fører også til betjening af enheden.

PN-forbindelsesdiode i omvendt forspænding

Når en PN-forbindelsesdiode er tilsluttet i omvendt forspændingstilstand, er en positiv (+ Ve) spænding forbundet med N-typen materiale, og en negativ (-Ve) spænding er forbundet til P-typen materiale.

Når + Ve-spændingen påføres N-typen materiale, tiltrækker den elektronerne nær den positive elektrode og går væk fra krydset, hvorimod hullerne i P-typeenden også tiltrækkes væk fra krydset nær den negative elektrode .

PN-forbindelsesdiode i omvendt forspænding

PN-forbindelsesdiode i omvendt forspænding

I denne type forspænding er strømmen gennem PN-forbindelsesdioden nul. Skønt den aktuelle lækage på grund af mindretalsladningsbærere strømmer i dioden, der kan måles i en UA (mikroampere). Da potentialet for den omvendte forspænding til PN-forbindelsesdioden i sidste ende øges og fører til PN-forbindelses omvendt spændingsnedbrud, og strømmen af ​​PN-forbindelsesdioden styres af et eksternt kredsløb. Omvendt opdeling afhænger af dopingniveauerne i P & N-regionerne. Yderligere, med stigningen i omvendt forspænding, vil dioden blive kortsluttet på grund af overophedning i kredsløbet, og maks. Strømstrøm strømmer i PN-forbindelsesdioden.

VI Karakteristika for PN-forbindelsesdiode i omvendt bias

I denne type bias er den karakteristiske kurve for dioden vist i den fjerde kvadrant i nedenstående figur. Strømmen i denne forspænding er lav, indtil nedbrydning er nået, og derfor ser dioden ud som et åbent kredsløb. Når den indvendige forspændings indgangsspænding har nået nedbrydningsspændingen, øges omvendt strøm enormt.

PN-forbindelsesdiode VI-egenskaber i omvendt bias

PN-forbindelsesdiode VI-egenskaber i omvendt bias

Derfor handler det hele om PN-junction-diode i nul-bias, forward bias og reverse bias-betingelser og VI-karakteristika for PN-junction-diode. Vi håber, at du har fået en bedre forståelse af dette koncept. Desuden er enhver tvivl angående denne artikel eller elektronikprojekter Giv din feedback ved at kommentere i kommentarfeltet nedenfor. Her er et spørgsmål til dig, hvilken diode der bruges i fototransistoren?

Fotokreditter: