Какви са характеристиките на диода?

Какви са характеристиките на диода?

Определение на диода

Използваме полупроводни материали (Si, Ge) за формиране на различни електронни устройства. Най-основното устройство е диодът. Диодът е двуполюсно PN-препраточно устройство. PN-препарацията се образува, когато P-тип материал се докосне до N-тип материал. Когато P-тип материал се докосне до N-тип материал, електроните и дупките започват да се рекомбинират близо до препарацията. Това води до недостиг на носители на заряд в препарацията, затова тя се нарича регион на изчерпване. Когато приложим напрежение между терминалите на PN-препарацията, наричаме го диод. Следната фигура показва символа на PN-диода.

Диодът е единопосочен прибор, който позволява тока да протича само в една посока, в зависимост от начина, по който е предразположен.

Предварително предразполагане

Когато P-терминалът е свързан с положителния край на батерията, а N-терминалът - с отрицателния, диодът е предварително предразположен.

При предварително предразполагане, положителният терминал на батерията отблъсква дупките в P-региона, а отрицателният терминал отблъсква електроните в N-региона, тласкащи ги към препарацията. Това увеличава концентрацията на носителите на заряд близо до препарацията, причинява рекомбинация и намалява ширината на региона на изчерпване. Когато напрежението при предварително предразполагане се увеличава, региона на изчерпване става още по-тесен, а токът расте експоненциално.

Обратно предразполагане

При обратно предразполагане, P-терминалът е свързан с отрицателния терминал на батерията, а N-терминалът - с положителния терминал на батерията. Така приложено напрежение прави N страната по-положителна от P страната.

Отрицателният терминал на батерията привлича основните носители, дупки, в P-региона, а положителният терминал привлича електроните в N-региона и ги дърпа от препарацията. Това води до намалена концентрация на носителите на заряд близо до препарацията и увеличава ширината на региона на изчерпване. Малко количество ток протича поради малцинствените носители, наречени обратен ток или утечен ток. Когато обратното напрежение се увеличава, региона на изчерпване продължава да се разширява и не протича ток. Може да се заключи, че диодът действа само при предварително предразполагане. Функционирането на диода може да бъде обобщено във форма на графиката на I-V характеристики на диода.

Когато обратното напрежение се увеличава, ширината на региона на изчерпване се увеличава и достига момент, в който препарацията се разбива. Това води до голям протичащ ток. Разбиването е коляното на кривата на характеристики на диода. Препарационното разбиване се случва поради две явления.

Лавинна разбивка

При високи обратни напрежения, лавинната разбивка се случва, когато малцинствените носители получат достатъчно енергия, за да изтрият електрони от връзки, водейки до голям протичащ ток.

Ефект на Ценер

Ефектът на Ценер се случва при по-ниски обратни напрежения, когато високото електрическо поле разбива коовалентни връзки, причинявайки внезапно увеличение на тока и препарационно разбиване.