Mikä ovat diodin ominaisuudet

Mikä ovat diodin ominaisuudet?

Diodin määritelmä

Käytämme puolijohtomateriaaleja (Si, Ge) erilaisten sähköisten laitteiden muodostamiseen. Yksinkertaisin laite on diodi. Diodi on kaksipääteinen PN-liitoslaitte. PN-liitos muodostetaan yhdistämällä P-tyyppinen materiaali N-tyypin materiaalin kanssa. Kun P-tyyppinen materiaali yhdistetään N-tyypin materiaalin kanssa, elektronit ja aukot alkavat rekombinoitua liitoksen lähellä. Tämä johtaa varauskantajien puutteeseen liitoksessa, joten sitä kutsutaan tyhjennysalueeksi. Kun sovellamme jännitteen PN-liitoksen päistä, kutsumme sitä diodiksi. Alla oleva kuva näyttää PN-liitosdiodin symbolin.

Diodi on yksisuuntainen laite, joka sallii virran kulkea vain yhdessä suunnassa riippuen siitä, miten sitä polaroidaan.

Eteenpäin polaroitu

Kun P-pääte yhdistetään akun positiiviseen päähän ja N-pääte negatiiviseen päähän, diodi on eteenpäin polaroituna.

Eteenpäin polaroinnissa akun positiivinen pää repeli P-alueen aukot ja negatiivinen pää repeli N-alueen elektronit, työntäen ne kohti liitosta. Tämä lisää varauskantajien keskittymistä liitoksen lähelle, mikä aiheuttaa rekombinaation ja vähentää tyhjennysalueen leveyttä. Kun eteenpäin polaroinnin jännite kasvaa, tyhjennysalue kavenee entisestään, ja virta nousee eksponentiaalisesti.

Takapäin polaroitu

Takapäin polaroinnissa P-pääte yhdistetään akun negatiiviseen päähän ja N-pääte positiiviseen päähän. Näin sovellettava jännite tekee N-sivusta enemmän positiivista kuin P-sivu.

Akun negatiivinen pää vetää P-alueen useita varauskantajia, aukkoja, ja positiivinen pää vetää N-alueen elekronit pois liitoksesta. Tämä johtaa varauskantajien keskittymisen vähenemiseen liitoksen lähellä ja tyhjennysalueen leveyden kasvuun. Pieni virta kulkee vähemmistövarauskantajien, eli takapäin polaroinnin tai vuotovirtan, avulla. Kun takapäin polaroinnin jännite nousee, tyhjennysalue jatkaa leveyden kasvua eikä virtaa kulje. Voi päätellä, että diodi toimii vain, kun se on eteenpäin polaroituna. Diodin toimintaa voidaan tiivistää I-V-diodepiirroksen muodossa.

Kun takapäin polaroinnin jännite nousee edelleen, tyhjennysalueen leveys kasvaa, ja tulee hetki, jolloin liitos romahtaa. Tämä johtaa suureen virran kulkuun. Romahdus on diodepiirroksen polven paikka. Liiton romahdus tapahtuu kahden ilmiön vuoksi.

Avalanche-romahdus

Korkeilla takapäin polaroinnin jännitteillä avalanche-romahdus tapahtuu, kun vähemmistövarauskantajat saavat riittävästi energiaa purkaakseen elekronit siteistä, mikä johtaa suureen virran kulkuun.

Zener-efekti

Zener-efekti tapahtuu alhaisilla takapäin polaroinnin jännitteillä, kun korkea sähkökenttä rikkoo kovalenttiset sidokset, mikä aiheuttaa yhtäkkinen virran kasvun ja liiton romahduksen.