Milyen jellemzőkkel rendelkezik a dióda?

Milyen jellemzőkkel rendelkezik a dióda?

Dióda definíció

Szemiletanyagokat (Si, Ge) használunk különböző elektronikus eszközök készítésére. A legalapvetőbb eszköz a dióda. A dióda egy kétvégű PN csomóponthoz tartozó eszköz. A PN csomópontot úgy hozzuk létre, hogy P típusú anyagot N típusú anyaggal hozunk összefértyül. Amikor P típusú anyagot N típusú anyaggal hozunk összefértyül, az elektronyok és lyukak kezdenek újraegyesedni a csomópont közelében. Ez eredményez egy töltéscsereelem-hiányt a csomópontban, ezért ezt a területet kiürített régióval nevezzük. Ha feszültséget alkalmazunk a PN csomópont végpontjain, akkor ezt diódának nevezzük. Az alábbi kép a PN csomópont diódájának szimbólumát mutatja.

A dióda egy egyirányú eszköz, amely csak egy irányban enged át áramot, attól függően, hogyan van polarizálva.

Előre irányított polarizálás

Amikor a P-végpontot a bateriák pozitív végéhez, az N-végpontot pedig a negatív végéhez kötjük, a dióda előre irányítottan van polarizálva.

Az előre irányított polarizálásnál a bateriák pozitív végpontja eltolja a P-régióban található lyukakat, míg a negatív végpont eltolja az N-régióban található elektronyokat, így őket a csomópont felé tolja. Ez növeli a töltéscsereelemek koncentrációját a csomópont közelében, ami miatt újraegyesednek és csökkentik a kiürített régió szélességét. Ahogy nő az előre irányított polarizálási feszültség, a kiürített régió tovább sűrűsödik, és exponenciálisan nő az áram.

Hátra irányított polarizálás

A hátra irányított polarizálásnál a P-végpontot a bateriák negatív végéhez, az N-végpontot pedig a pozitív végéhez kötjük. Így az alkalmazott feszültség az N oldalt pozitívvá teszi a P oldalhoz képest.

A bateriák negatív végpontja vonzza a P-régióban található többségi töltéscsereelemeket, lyukakat, míg a pozitív végpont vonzza az N-régióban található elektronyokat, és eltávolítja őket a csomóponttól. Ez csökkenti a töltéscsereelemek koncentrációját a csomópont közelében, és növeli a kiürített régió szélességét. Egy kis mennyiségű áram folyik a kevésbé gyakori töltéscsereelemek miatt, amit hátra irányított polarizálási árampillantásnak vagy lecsökkentési árampillantásnak nevezünk. Ahogy nő a hátra irányított polarizálási feszültség, a kiürített régió szélessége tovább nő, és nem folyik áram. Következtetésként azt állíthatjuk, hogy a dióda csak előre irányított polarizálásnál működik. A dióda működését I-V dióda jellemzői grafikon formájában összefoglalhatjuk.

Ahogy tovább nő a hátra irányított polarizálási feszültség, a kiürített régió szélessége nő, és olyan pont jön, amikor a csomópont összeomlik. Ez nagy áramfolyamot eredményez. Az összeomlás a dióda jellemzői görbe térdje. A csomópont összeomlása két jelenség miatt történik.

Lavíniaszerű összeomlás

Magas hátra irányított feszültségnél a lavíniaszerű összeomlás akkor történik, amikor a kevésbé gyakori töltéscsereelemek elég energiát nyernek ahhoz, hogy elektronyokat lökjenek ki a kötékből, ami nagy áramfolyamot eredményez.

Zener-hatás

A Zener-hatás alacsonyabb hátra irányított feszültségnél történik, amikor a magas elektromos mező megszakítja a kovalens kötekeket, ami hirtelen növeli az áramot és a csomópont összeomlását.