PN Junction Diode Theory and VI Characteristics of PN Junction Diode

Prøv Instrumentet Vårt For Å Eliminere Problemer





P-N-kryssdioden dukket opp i år 1950. Den er den mest essensielle og grunnleggende byggesteinen til den elektroniske enheten. PN-kryssdioden er en to-terminal enhet, som dannes når den ene siden av PN-kryssdioden er laget av p-type og dopet med N-type materiale. PN-krysset er roten til halvlederdioder. De ulike elektroniske komponenter som BJT, JFET, MOSFETs (metalloksid–FET halvleder) , Lysdioder og analoge eller digitale IC-er alle støtter halvlederteknologi. Hovedfunksjonen til halvlederdioden er at den gjør det mulig for elektronene å strømme helt i en retning over den. Til slutt fungerer den som en likeretter. Denne artikkelen gir kort informasjon om PN-kryssdiode, PN-kryssdiode i videresendingsforspenning og reversering av forspenning og VI-egenskapene til PN-kryssdiode

Hva er en PN Junction Diode?

Det er tre mulige forspenningsforhold og to driftsområder for det typiske PN-Junction Diode , de er null forspenning, forspenning og omvendt skjevhet.




Når ingen spenning påføres over PN-kryssdioden, vil elektronene diffundere til P-siden, og hullene vil diffundere til N-siden gjennom krysset, og de kombineres. Derfor blir akseptoratomet nær P-typen og donoratom nær N-siden ubrukt. Et elektronisk felt genereres av disse ladebærerne. Dette motarbeider videre spredning av ladebærere. Dermed er ingen bevegelse av regionen kjent som uttømmingsregionen eller romladningen.

PN-koblingsdiode

PN-koblingsdiode



Hvis vi bruker forspenning på PN-kryssdioden, betyr det at den negative terminalen er koblet til N-type materiale og den positive terminalen er koblet til P-typen materiale over dioden, noe som har den effekten at den reduserer bredden på PN-kryssdiode.

Hvis vi bruker en omvendt forspenning til PN-kryssdioden, betyr det at den positive terminalen er koblet til N-type materiale og den negative terminalen er koblet til P-typen materiale over dioden som har den effekten at bredden på PN-kryssdioden og ingen ladning kan strømme over krysset

VI Kjennetegn ved PN Junction Diode

VI Kjennetegn ved PN Junction Diode

Zero Bias PN Junction Diode

I null-bias-krysset gir potensielt høyere potensiell energi til hullene på P- og N-sideterminalene. Når terminalene til kryssdioden kortsluttes, lader få flertall ladere på P-siden med mye energi for å overvinne den potensielle barrieren for å reise over uttømningsområdet. Derfor, ved hjelp av flertalladebærere, begynner strømmen å strømme i dioden, og den betegnes som viderekoblingsstrøm. På samme måte beveger minoritetsladebærere på N-siden seg over uttømmingsområdet i omvendt retning, og det blir referert til som omvendt strøm.


Zero Bias PN Junction Diode

Zero Bias PN Junction Diode

Potensiell barriere motarbeider bevegelse av elektroner og hull over krysset og tillater at minoritetsladningsbærere kan drive over PN-krysset. Den potensielle barrieren hjelper imidlertid minoritetsladningsbærere i P-type og N-type til å drive over PN-krysset, da vil likevekt bli etablert når de fleste ladebærere er like og begge beveger seg i omvendt retning slik at nettoresultatet er null strøm som strømmer i kretsen. Dette krysset sies å være i en tilstand av dynamisk likevekt.

Når temperaturen på halvlederen økes, har ladelagringsbærere for minoriteter blitt generert uendelig, og dermed begynner lekkasjestrøm å stige. Men elektrisk strøm kan ikke strømme siden ingen ekstern kilde er koblet til PN-krysset.

PN Junction Diode i videresending Bias

Når en PN-kryssdiode er koblet i en forspenning fremover ved å gi en positiv spenning til P-typen materiale og en negativ spenning til N-typen terminal. Hvis den eksterne spenningen blir mer enn verdien av den potensielle barrieren (estimat 0,7 V for Si og 0,3 V for Ge, vil motstanden til de potensielle barrierer bli overvunnet og strømmen vil starte. Fordi den negative spenningen frastøter elektroner nær krysset ved å gi dem energi til å kombinere og krysse over med hullene som skyves i motsatt retning av krysset av den positive spenningen.

PN Junction Diode in Forward Bias

PN Junction Diode in Forward Bias

Resultatet av dette i en karakteristisk kurve med null strøm som strømmer opp til det innebygde potensialet kalles 'knestrøm' på de statiske kurvene og deretter en høy strømstrøm gjennom dioden med en liten økning i den eksterne spenningen som vist nedenfor.

VI Kjennetegn ved PN Junction Diode ved videresending av skjevhet

VI-egenskapene til PN-kryssdiode i videresendingsskjevhet er ikke-lineære, det vil si ikke en rett linje. Denne ikke-lineære karakteristikken illustrerer at motstanden ikke er konstant under drift av N-krysset. Skråningen til PN-kryssdioden i videresendingsskjevhet viser at motstanden er veldig lav. Når en forspenning påføres dioden, forårsaker den en lavimpedansbane og tillater å lede en stor mengde strøm som er kjent som uendelig strøm. Denne strømmen begynner å strømme over knepunktet med en liten mengde eksternt potensial.

PN-kryssdiode VI-egenskaper i fremoverskjevhet

PN Junction Diode VI Egenskaper ved videresending av skjevhet

Den potensielle forskjellen over PN-krysset holdes konstant av uttømmingslagshandlingen. Maksimal strømmengde som skal ledes holdes ufullstendig av lastmotstanden fordi når PN-kryssdioden leder mer strøm enn de normale spesifikasjonene til dioden, resulterer den ekstra strømmen i varmespredning og fører også til å betjene skaden på enheten.

PN Junction Diode in Reverse Bias

Når en PN-kryssdiode er koblet til i omvendt forspenningstilstand, er en positiv (+ Ve) spenning koblet til N-typen materiale og en negativ (-Ve) spenning er koblet til P-typen materiale.

Når + Ve-spenningen påføres N-type materiale, tiltrekker den elektronene i nærheten av den positive elektroden og går bort fra krysset, mens hullene i P-typeenden også tiltrekkes bort fra krysset nær den negative elektroden .

PN Junction Diode in Reverse Bias

PN Junction Diode in Reverse Bias

I denne typen forspenning er strømstrømmen gjennom PN-kryssdioden null. Skjønt, strømmer den nåværende lekkasjen på grunn av minoritetsladere i dioden som kan måles i en UA (mikroampere). Når potensialet for omvendt forspenning til PN-kryssdioden til slutt øker og fører til PN-kryss reversert spenningsnedbrudd, og strømmen til PN-kryssdioden styres av en ekstern krets. Omvendt sammenbrudd avhenger av dopingnivået i P & N-regionene. Videre, med økningen i omvendt forspenning, vil dioden bli kortsluttet på grunn av overoppheting i kretsen og maks. Strømstrøm strømmer i PN-kryssdioden.

VI Egenskaper for PN Junction Diode in Reverse Bias

I denne typen forspenning vises diodeens karakteristiske kurve i fjerde kvadrant i figuren nedenfor. Strømmen i denne forspenningen er lav til sammenbrudd er nådd, og dioden ser derfor ut som en åpen krets. Når inngangsspenningen til omvendt forspenning har nådd sammenbruddsspenningen, øker omvendt strøm enormt.

PN-kryssdiode VI-egenskaper i omvendt skjevhet

PN-kryssdiode VI-egenskaper i omvendt skjevhet

Derfor handler alt om PN-kryssdiode i null forspenning, forspenning og omvendt forspenningsbetingelser og VI-egenskaper for PN-kryssdiode. Vi håper at du har fått en bedre forståelse av dette konseptet. Videre, enhver tvil angående denne artikkelen, eller elektronikkprosjekter vennligst gi din tilbakemelding ved å kommentere i kommentarfeltet nedenfor. Her er et spørsmål til deg, hvilken diode som brukes i fototransistoren?

Fotokreditter: