Vilka är diodens egenskaper

Vilka är diodens egenskaper?

Dioddefinition

Vi använder halvledarmaterial (Si, Ge) för att forma olika elektroniska enheter. Den mest grundläggande enheten är dioden. Dioden är en tvåpolig PN-förbindelseenhet. PN-förbindelsen bildas genom att ett P-typmaterial kommer i kontakt med ett N-typmaterial. När ett P-typmaterial kommer i kontakt med N-typmaterial börjar elektroner och hål att återförena sig nära förbindelsen. Detta resulterar i brist på laddningsbärare vid förbindelsen, och därför kallas förbindelsen för uttömd zon. När vi applicerar spänning över PN-förbindelsens poler kallar vi det för en diod. Bilden nedan visar symbolen för en PN-förbindelse-diod.

En diod är en ensidig enhet som tillåter strömflöde endast i en riktning, beroende på hur den är polariserad.

Förframsatsning

När P-pol ansluts till batteriets positiva ände och N-pol till negativa änden, är dioden förframsatt.

Vid förframsatsning repellerar batteriets positiva terminal hål i P-regionen och den negativa terminalen repellerar elektroner i N-regionen, vilket driver dem mot förbindelsen. Detta ökar koncentrationen av laddningsbärare nära förbindelsen, vilket orsakar återförening och minskar bredden på uttömda zonen. När förframsatsningsspänningen ökar, blir uttömda zonen ännu smalare, och strömmen stiger exponentiellt.

Baksatsning

Vid baksatsning ansluts P-pol till batteriets negativa terminal och N-pol till positiva terminal. Därför gör den applicerade spänningen N-sidan mer positiv än P-sidan.

Den negativa terminalen av batteriet attraherar majoritetsbärarna, hål, i P-regionen och den positiva terminalen attraherar elektroner i N-regionen och drar dem bort från förbindelsen. Detta resulterar i en minskning av laddningsbärarkoncentrationen nära förbindelsen och bredden på uttömda zonen ökar. En liten mängd ström flödar på grund av minoritetsbärare, kallad baksatsningsström eller läckageström. När baksatsningsspänningen höjs fortsätter uttömda zonen att öka i bredd och ingen ström flödar. Man kan dra slutsatsen att dioden fungerar endast när den är förframsatt. Diodens funktion kan sammanfattas i form av en I-V-diodkarakteristikgraf.

När baksatsningsspänningen ytterligare höjs, ökar bredden på uttömda zonen, och det kommer en punkt då förbindelsen bryts ner. Detta resulterar i ett stort strömflöde. Brytpunkten är knäet på diodens karaktäristikkurva. Förbindelsens brytpunkt inträffar på grund av två fenomen.

Avalancheförstörelse

Vid höga baksatsningsspänningar inträffar avalancheförstörelse när minoritetsbärare får tillräckligt med energi för att slå ut elektroner från band, vilket leder till ett stort strömflöde.

Zener-effekt

Zener-effekten inträffar vid lägre baksatsningsspänningar, där ett högt elektriskt fält bryter kovalenta band, vilket leder till en plötslig ökning av ström och förbindelsens brytpunkt.