P-N-korsningsdioden dök upp år 1950. Den är den viktigaste och grundläggande byggstenen för den elektroniska enheten. PN-kopplingsdioden är en tvåterminalanordning som bildas när en sida av PN-kopplingsdioden är tillverkad med p-typ och dopad med N-typmaterialet. PN-korsningen är roten till halvledardioder. De olika elektroniska komponenter som BJT, JFET, MOSFET (metalloxid–FET halvledare) , Lysdioder och analoga eller digitala IC: er alla stöder halvledarteknik. Halvledardiodens huvudsakliga funktion är att det underlättar att elektronerna flyter helt i en riktning över den. Slutligen fungerar det som en likriktare. Denna artikel ger kort information om PN-korsningsdiod, PN-korsningsdiod vid vidarebefordring och omvänd förspänning och VI-egenskaperna för PN-korsningsdiod
Vad är en PN-kopplingsdiod?
Det finns tre möjliga förspänningsförhållanden och två driftsregioner för det typiska PN-kopplingsdiod , de är noll bias, framåt bias och omvänd bias.
När ingen spänning appliceras över PN-korsningsdioden diffunderar elektronerna till P-sidan och hålen diffunderar till N-sidan genom korsningen och de kombineras. Därför lämnas acceptoratomen nära P-typen och donatoratomen nära N-sidan oanvänd. Ett elektroniskt fält genereras av dessa laddningsbärare. Detta motsätter sig ytterligare spridning av laddningsbärare. Således är ingen rörelse i regionen känd som utarmningsregion eller rymdladdning.
PN-kopplingsdiod
Om vi tillämpar PN-korsningsdiodens förspänning, betyder det att den negativa terminalen är ansluten till N-typmaterialet och den positiva terminalen är ansluten till P-typmaterialet över dioden vilket har effekten att minska bredden på PN-korsningsdiod.
Om vi applicerar en omvänd förspänning på PN-korsningsdioden, betyder det att den positiva terminalen är ansluten till N-typmaterialet och den negativa terminalen är ansluten till P-typmaterialet över dioden vilket har effekten att öka bredden på PN-korsningsdioden och ingen laddning kan strömma över korsningen
VI Egenskaper för PN-kopplingsdiod
Zero Biased PN Junction Diode
I nollförspänningskorsningen ger potentiellt högre potentialenergi till hålen på P- och N-sidoterminalerna. När anslutningsdiodens terminaler kortsluts laddar få majoritetsbärare på P-sidan med mycket energi för att övervinna den potentiella barriären för att färdas över utarmningsområdet. Därför, med hjälp av majoritetsladdningsbärare, börjar strömmen strömma i dioden och den betecknas som vidarebefordringsström. På samma sätt rör sig minoritetsladdningsbärare på N-sidan över utarmningsområdet i omvänd riktning och det kallas omvänd ström.
Zero Biased PN Junction Diode
Potentiell barriär motsätter sig rörelsen av elektroner och hål över korsningen och gör det möjligt för minoritetsladdningsbärare att glida över PN-korsningen. Den potentiella barriären hjälper emellertid minoritetsladdningsbärare i P-typ och N-typ att glida över PN-korsningen, då kommer jämvikt att upprättas när majoritetsladdningsbärarna är lika och båda rör sig i omvänd riktning så att nettoresultatet är noll ström som flyter i kretsen. Denna korsning sägs vara i ett tillstånd av dynamisk jämvikt.
När temperaturen på halvledaren har ökat har minoritetsladdningsbärare genererats oändligt och därmed börjar läckströmmen stiga. Men elektrisk ström kan inte flöda eftersom ingen extern källa har anslutits till PN-korsningen.
PN Junction Diode vid vidarebefordran av Bias
När en PN-korsningsdiod är ansluten i en framåtriktad förspänning genom att ge en positiv spänning till P-typmaterialet och en negativ spänning till N-typanslutningen. Om den externa spänningen blir mer än värdet på den potentiella barriären (uppskattning 0,7 V för Si och 0,3 V för Ge kommer motståndet från de potentiella barriärerna att övervinnas och strömflödet kommer att börja. Eftersom den negativa spänningen stöter bort elektroner nära korsningen genom att ge dem energi att kombinera och korsa med hålen som skjuts i motsatt riktning till korsningen av den positiva spänningen.
PN-kopplingsdiod i framåtriktad förspänning
Resultatet av detta i en karakteristisk kurva med nollström som flyter upp till den inbyggda potentialen kallas som 'knäström' på de statiska kurvorna och sedan ett högt strömflöde genom dioden med en liten ökning av den externa spänningen som visas nedan.
VI Egenskaper för PN Junction Diode vid vidarebefordran av bias
VI-egenskaperna hos PN-korsningsdioden vid vidarebefordran är icke-linjära, det vill säga inte en rak linje. Denna olinjära egenskap illustrerar att motståndet inte är konstant under drift av N-korsningen. Lutningen på PN-korsningsdioden vid vidarebefordran visar att motståndet är mycket lågt. När en främre förspänning appliceras på dioden orsakar den en lågimpedansbana och tillåter att leda en stor mängd ström som kallas oändlig ström. Denna ström börjar flöda över knäpunkten med en liten mängd extern potential.
PN Junction Diode VI Egenskaper vid vidarebefordran av förspänning
Potentialskillnaden över PN-korsningen bibehålls konstant av utarmningsskiktets verkan. Den maximala mängden ström som ska ledas hålls ofullständig av belastningsmotståndet, för när PN-övergångsdioden leder mer ström än diodens normala specifikationer resulterar den extra strömmen i värmeavledningen och leder också till att skada enheten.
PN-kopplingsdiod i omvänd förspänning
När en PN-kopplingsdiod är ansluten i omvänd förspänningsförhållande, är en positiv (+ Ve) spänning ansluten till N-typmaterialet och en negativ (-Ve) spänning är ansluten till P-typmaterialet.
När + Ve- .
PN-kopplingsdiod i omvänd förspänning
I denna typ av förspänning är strömflödet genom PN-korsningsdioden noll. Men det nuvarande läckaget på grund av minoritetsladdningsbärare flyter i dioden som kan mätas i en UA (mikroampere). Eftersom potentialen för den omvända förspänningen till PN-korsningsdioden slutligen ökar och leder till PN-korsnings omvänd spänningsnedbrytning och strömmen för PN-korsningsdioden styrs av en extern krets. Omvänd uppdelning beror på dopningsnivåerna i P & N-regionerna. Vidare, med ökningen av omvänd förspänning, kommer dioden att kortslutas på grund av överhettning i kretsen och maximal kretsström flyter i PN-korsningsdioden.
VI Egenskaper för PN-kopplingsdiod i omvänd förspänning
I denna typ av förspänning visas diodens karakteristiska kurva i den fjärde kvadranten i figuren nedan. Strömmen i denna förspänning är låg tills nedbrytning uppnås och därmed ser dioden ut som en öppen krets. När ingångsspänningen för den omvända förspänningen har nått nedbrytningsspänningen ökar omvänd ström enormt.
PN-korsningsdiod VI-egenskaper i omvänd förspänning
Därför handlar det här om PN-korsningsdiod i nollförspänning, framåtförspänning och omvänd förspänningsförhållanden och VI-egenskaper hos PN-korsningsdiod. Vi hoppas att du har fått en bättre förståelse för detta koncept. Dessutom är alla tvivel angående denna artikel, eller elektronikprojekt vänligen ge din feedback genom att kommentera i kommentarsektionen nedan. Här är en fråga till dig, vilken diod som används i fototransistorn?
Fotokrediter:
- VI-egenskaper hos PN-korsningsdiod av tutorvista
- Zero Biased PN Junction Diode av expertmind
