Jaké jsou charakteristiky diody?

Jaké jsou charakteristiky diody?

Definice diody

Používáme polovodičové materiály (Si, Ge) k vytváření různých elektronických zařízení. Nejzákladnějším zařízením je dioda. Dioda je dvoupólové PN přechodové zařízení. PN přechod je tvořen spojením P typu materiálu s N typem materiálu. Když se P typ materiálu dotýká N typu materiálu, začínají se u přechodu rekombinovat elektrony a díry. To vede ke zmenšení nosičů náboje v oblasti přechodu, která se proto nazývá vyčerpaná oblast. Když napájeme napětím terminály PN přechodu, říkáme tomu dioda. Obrázek níže ukazuje symbol PN přechodové diody.

Dioda je unidirekční zařízení, které umožňuje proud pramenit pouze v jednom směru, v závislosti na tom, jak je polarizována.

Přední polarizace

Když je P terminál připojen k kladnému pólu baterie a N terminál k zápornému, dioda je předně polarizována.

Při přední polarizaci kladný pól baterie odpuzuje díry v P oblasti a záporný pól odpuzuje elektrony v N oblasti, tlačí je k přechodu. Toto zvyšuje koncentraci nosičů náboje v blízkosti přechodu, což vedет к рекомбинации и уменьшению ширины обедненной зоны. По мере увеличения напряжения прямой поляризации ширина обедненной зоны уменьшается, а ток возрастает экспоненциально.

Obrácená polarizace

Při obrácené polarizaci je P terminál připojen k zápornému pólu baterie a N terminál k kladnému pólu baterie. Tedy přiložené napětí dělá N stranu více kladnou než P stranu.

Záporný pól baterie láká majoritní nosiče, díry, v P oblasti a kladný pól láká elektrony v N oblasti a odstraňuje je od přechodu. To vede ke snížení koncentrace nosičů náboje v blízkosti přechodu a zvětšení šířky vyčerpané oblasti. Malý tok proudu probíhá díky minoritním nosičům, což se nazývá prouд обратной поляризации или ток утечки. По мере увеличения напряжения обратной поляризации ширина обедненной зоны продолжает увеличиваться, и ток не течет. Можно сделать вывод, что диода работает только при прямой поляризации. Работа диоды может быть суммирована в виде графика характеристик I-V диоды.

По мере дальнейшего увеличения напряжения обратной поляризации ширина обедненной зоны увеличивается, и наступает момент, когда переход разрушается. Это приводит к большому потоку тока. Разрушение является коленом кривой характеристик диоды. Разрушение перехода происходит из-за двух явлений.

Avalanchové rozbití

Při vysokých obrácených napětích dojde k avalanchovému rozbití, kdy minoritní nosiče získají dostatek energie, aby vyrazily elektrony z vazeb, což vede k velkému toku proudu.

Zenerův efekt

Zenerův efekt nastává při nižších obrácených napětích, kdy vysoké elektrické pole ruší kovalentní vazby, což vede k náhlému nárůstu proudu a rozbití přechodu.