Koje su karakteristike diode?

Koje su karakteristike diode?

Definicija diode

Koristimo poluprovodne materijale (Si, Ge) za formiranje različitih elektronskih uređaja. Najosnovniji uređaj je dioda. Dioda je dvostrani PN spoj. PN spoj se formira kada se P tip materijal dodirne sa N tipom materijala. Kada se P tip materijal dodirne sa N tipom materijala, elektroni i rupe počinju da se rekombinuju blizu spoja. To dovodi do nedostatka nosača naelektrisanja u spoju, stoga se taj spoj naziva iscrpljeni region. Kada primenimo napon na terminalima PN spoja, to zovemo diodom. Slika ispod pokazuje simbol PN spojnice.

Dioda je jednosmerni uređaj koji omogućava protok struje samo u jednom smeru, u zavisnosti od načina polarizacije.

Polarizacija naprijed

Kada se P-terminal poveže sa pozitivnim delom baterije, a N-terminal sa negativnim, dioda je polarizovana naprijed.

Pri polarizaciji naprijed, pozitivni terminal baterije odbija rupe u P-regionu, a negativni terminal odbija elektrone u N-regionu, te ih gurne prema spoju. To povećava koncentraciju nosača naelektrisanja blizu spoja, što dovodi do rekombinacije i smanjenja širine iscrpljenog regiona. Kako se napon pri polarizaciji naprijed povećava, iscrpljeni region postaje sve uskrižnjiji, a struja raste eksponencijalno.

Polarizacija unazad

Pri polarizaciji unazad, P-terminal se povezuje sa negativnim terminalom baterije, a N-terminal sa pozitivnim terminalom baterije. Tako primenjeni napon čini N stranu više pozitivnom od P strane.

Negativni terminal baterije privlači veće nosače, rupe, u P-regionu, a pozitivni terminal privlači elektrone u N-regionu i povlače ih dalje od spoja. To rezultira smanjenjem koncentracije nosača naelektrisanja blizu spoja i povećanjem širine iscrpljenog regiona. Mali iznos struje teče zbog manjih nosača, što se naziva struja pri polarizaciji unazad ili curenje. Kako se napon pri polarizaciji unazad povećava, iscrpljeni region nastavlja da se širi i ne teče struja. Može se zaključiti da dioda deluje samo kada je polarizovana naprijed. Rad diode može biti sažet u obliku I-V karakteristike diode.

Kako se napon pri polarizaciji unazad dalje povećava, širina iscrpljenog regiona se povećava i dolazi do tačke kada se spoj rasipa. To dovodi do velikog protoka struje. Rasipanje predstavlja koleno karakteristične krive diode. Rasipanje spoja nastupa zbog dva fenomena.

Avalanche rasipanje

Na visokim naponima pri polarizaciji unazad, avalanche rasipanje se dešava kada manji nosači dobiju dovoljno energije da otknu elektrone sa veza, što dovodi do velikog protoka struje.

Zener efekat

Zener efekat se dešava na nižim naponima pri polarizaciji unazad, kada visoko električno polje prekida kovalentne veze, što dovodi do naglog porasta struje i rasipanja spoja.