Ano ang mga Katangian ng Diode?

Ano ang mga Katangian ng Diode?

Paglalarawan ng Diode

Ginagamit natin ang mga materyales na semiconductor (Si, Ge) upang lumikha ng iba't ibang uri ng mga aparato sa elektronika. Ang pinakabasic na aparato ay ang diode. Ang diode ay isang dalawang terminal na PN junction device. Ang PN junction ay nabubuo kapag ipinagsama ang P type material sa N type material. Kapag ipinagsama ang P-type material sa N- type material, nagsisimula ang mga electron at holes na mag-recombine malapit sa junction. Ito ay nagresulta sa kawalan ng charge carriers sa junction at kaya ito ay tinatawag na depletion region. Kapag inilapat natin ang voltage sa mga terminal ng PN junction, tinatawag natin itong diode. Ang larawan sa ibaba ay nagpapakita ng simbolo ng PN junction diode.

Ang diode ay isang unidirectional na aparato na nagpapayag na umagos ang current sa iisang direksyon lamang, depende kung paano ito biased.

Forward Biasing

Kapag ang P-terminal ay konektado sa positibong dulo ng battery at ang N-terminal sa negatibong dulo, ang diode ay forward biased.

Sa forward bias, ang positibong dulo ng battery ay nagrepel ng mga holes sa P-region at ang negatibong dulo ay nagrepel ng mga electrons sa N-region, inuutos silang pumunta sa junction. Ito ay nagdudulot ng pagtaas ng concentration ng charge carriers malapit sa junction, nagiging sanhi ng recombination at pagbabawas ng lapad ng depletion region. Habang tumataas ang forward bias voltage, ang depletion region ay patuloy na lumiliit, at ang current ay tumaas ng exponential.

Reverse Biasing

Sa reverse biasing, ang P-terminal ay konektado sa negatibong dulo ng battery at ang N-terminal sa positibong dulo ng battery. Kaya ang inilapat na voltage ay nagpapataas ng N side mas positibo kaysa sa P side.

Ang negatibong dulo ng battery ay nag-aattrakt ng majority carriers, holes, sa P-region at ang positibong dulo ay nag-aattrakt ng electrons sa N-region at inuutos silang lumayo mula sa junction. Ito ay nagresulta sa pagbaba ng concentration ng charge carriers malapit sa junction at ang lapad ng depletion region ay tumataas. Isang kaunti lang ang agos ng current dahil sa minority carriers, tinatawag itong reverse bias current o leakage current. Habang itinaas ang reverse bias voltage, ang depletion region ay patuloy na tumataas ang lapad at walang current ang umagos. Maaaring masabi na ang diode ay gumagana lamang kapag forward biased. Ang operasyon ng diode ay maaaring sumaryunin sa anyo ng I-V diode characteristics graph.

Kapag itinaas pa ang reverse bias voltage, ang lapad ng depletion region ay tumataas at may punto kung saan ang junction ay bumabagsak. Ito ay nagresulta sa malaking agos ng current. Ang breakdown ay ang knee ng diode characteristics curve. Ang junction breakdown ay nangyayari dahil sa dalawang phenomena.

Avalanche Breakdown

Sa mataas na reverse voltages, ang avalanche breakdown ay nangyayari kapag ang minority carriers ay nakakuha ng sapat na enerhiya upang i-knock out ang mga electrons mula sa bonds, nagiging sanhi ng malaking agos ng current.

Zener Effect

Ang Zener effect ay nangyayari sa mas mababang reverse voltages, kung saan ang mataas na electric field ay nagbibigay ng sapat na enerhiya upang sirain ang covalent bonds, nagiging sanhi ng biglaang pagtaas ng current at junction breakdown.