ДО Диодна спојница П-Н настаје допингом једне стране комада силицијума са додавачем типа П (Боран), а са друге са додатком типа Н (фосфор) .Ге се може користити уместо силицијума. Диодна спојница П-Н је двокраки уређај. Ово је основна конструкција диоде П-Н споја. То је један од најједноставнијих полупроводничких уређаја јер дозвољава струји да тече само у једном смеру. Диода се не понаша линеарно у односу на примењени напон и има експоненцијални В-И однос.

Шта је диода П-Н споја?

Диода за спој П-Н је силицијум који има два терминала. Један од терминала је допингован материјалом типа П, а други материјалом типа Н. П-Н спој је основни елемент за полупроводничке диоде. Полупроводничка диода олакшава проток електрона у потпуности само у једном смеру - што је главна функција полупроводничке диоде. Такође се може користити као исправљач.

П-Н спојница

Теорија ПН-спојних диода

Постоје две оперативне регије: П-тип и Н-тип. А на основу примењеног напона, могућа су три услова „одступања“ за спојну диоду П-Н, а то су:

Зеро Биас - На диоду ПН споја се не примењује спољни напон.
Напредна пристрасност - Потенцијал напона позитивно је повезан на терминал типа П, а негативно на терминал типа Н диоде.
Обрнута пристрасност - Потенцијал напона повезан је негативно на терминал типа П и позитивно на терминал типа Диоде Н-типа.

Нулто пристрасно стање

У овом случају, на диоду споја П-Н не примењује се спољни напон, па се електрони дифундирају на П-страну, а истовремено рупе дифузују према Н-страни кроз спој, а затим се међусобно комбинују. Због тога ови носачи наелектрисања генеришу електрично поље. Електрично поље се супротставља даљој дифузији наелектрисаних носача тако да нема кретања у средњем региону. Овај регион је познат под називом ширина исцрпљивања или просторни набој.

Непристрасно стање

Напредна пристрасност

У усмереном предњем положају негативни прикључак батерије повезан је са материјалом типа Н и позитивни прикључак батерија је повезан са материјалом типа П. Ова веза се назива и давањем позитивног напона. Електрони из Н-региона прелазе спој и улазе у П-регион. Због привлачне силе која се генерише у П-региону, електрони се привлаче и крећу према позитивном терминалу. Истовремено се рупе привлаче на негативном прикључку батерије. Кретањем електрона и рупа тече струја. У овом стању, ширина региона исцрпљивања се смањује услед смањења броја позитивних и негативних јона.

Услов пристрасности унапред

В-И карактеристике

Снабдевањем позитивног напона, електрони добијају довољно енергије да савладају потенцијалну баријеру (слој осиромашења) и пређу спој, а исто се дешава и са рупама. Количина енергије потребна електронима и рупама за прелазак споја једнака је баријерном потенцијалу 0,3 В за Ге и 0,7 В за Си, 1,2 В за ГаАс. Ово је такође познато као пад напона. Пад напона на диоди настаје услед унутрашњег отпора. То се може уочити на доњем графикону.

Предња пристрасност В-И Карактеристике

Обрнута пристрасност

У усмереном предњем положају негативни прикључак батерије повезан је са материјалом типа Н, а позитивни прикључак батерије повезан је са материјалом типа П. Ова веза је такође позната и као давање позитивног напона. Дакле, електрично поље и због напона и због слоја осиромашења је у истом смеру. То чини електрично поље јачим него раније. Због овог јаког електричног поља, електрони и рупе желе више енергије да пређу спој тако да не могу да дифундирају у супротну регију. Дакле, нема протока струје због недостатка кретања електрона и рупа.

Осиромашени слој у реверзном пристрасном стању

Електрони из полупроводника типа Н привлаче се према позитивном прикључку, а рупе од полупроводника типа П привлаче се према негативном прикључку. То доводи до смањења броја електрона у Н-типу и рупа у П-типу. Поред тога, позитивни јони се стварају у региону Н-типа, а негативни - у региону П-типа.

Кружни дијаграм за обрнуту пристрасност

Због тога се ширина слоја осиромашења повећава због све већег броја позитивних и негативних јона.

В-И карактеристике

Захваљујући топлотној енергији у кристалима се производе мањински носачи. Мањински носачи значе рупу у материјалу типа Н, а електрони у материјалу типа П. Ови мањински носачи су електрони и рупе потиснуте према П-Н споју од стране негативног терминала и позитивног терминала. Због кретања мањинских носача тече врло мало струје која је у опсегу нано ампера (за силицијум). Ова струја се назива обрнута струја засићења. Засићење значи да се након достизања максималне вредности постиже стабилно стање у коме тренутна вредност остаје иста са порастом напона.

Величина реверзне струје је реда наноампера за силицијумске уређаје. Када се обрнути напон повећа преко границе, тада се обрнута струја драстично повећава. Овај одређени напон који узрокује драстичну промену реверзне струје назива се обрнути напон пробоја. Распад диода се одвија путем два механизма: пробијањем лавине и распадом Зенера.

И = ИС [екп (кВ / кТ) -1]
К - Болцманова константа
Т - температура споја (К)
(кТ / к) Собна температура = 0,026В

Обично је ИС врло мала струја отприлике у 10-17 …… 10-13А

Стога се може записати као

И = ИС [екп (В / 0,026) -1]

В-И графикон карактеристика за обрнуту пристрасност

Примене ПН спојне диоде

Диодна спојница П-Н има много примена.

Диода за спајање П-Н у конфигурацији са обрнутом пристрасношћу је осетљива на светлост у опсегу између 400нм и 1000нм, што укључује ВИДЉИВУ светлост. Због тога се може користити као фотодиода.
Такође се може користити као соларна ћелија.
У свима се користи услов пристраности П-Н споја напред Примене ЛЕД осветљења .
За стварање се користи напон на пристрасном споју П-Н Сензори температуре , и референтни напони.
Користи се у многим струјним круговима исправљачи , варактори за осцилатори контролисани напоном .

В-И карактеристике диоде П-Н споја

Графикон ће се променити за различите полупроводнички материјали користи се у конструкцији диоде П-Н споја. Доњи дијаграм приказује промене.

Поређење са силицијумом, германијумом и галијумом Арсинидом

Поређење са силицијумом, германијумом и галијум арсенидом

“у чијем је власништву андроид ”

Ово је све о Теорија диоде П-Н спојнице , принцип рада и његове примене. Верујемо да су вам информације дате у овом чланку корисне за боље разумевање овог концепта. Даље, за било каква питања у вези са овим чланком или било какву помоћ у примени електрични и електронски пројекти, можете нам се обратити коментаром у одељку за коментаре испод. Ево питања за вас - Која је главна примена П-Н спојне диоде?

Фото кредити: