Ano ang mga Katangian ng Diode?

Ano ang mga Katangian ng Diode?

Paglalarawan ng Diode

Ginagamit natin ang materyales na semiconductor (Si, Ge) upang lumikha ng iba't ibang uri ng electronic devices. Ang pinakabasic na device ay ang diode. Ang diode ay isang two terminal PN junction device. Ang PN junction ay nabubuo sa pamamagitan ng pagdala ng P type material sa kontak ng N type material. Kapag inilapit ang P-type material sa N- type material, magsisimula ang mga electrons at holes na mag-recombine malapit sa junction. Ito ay nagresulta sa kakulangan ng charge carriers sa junction at kaya itong tinatawag na depletion region. Kapag inilapat natin ang voltage sa mga terminals ng PN junction, tinatawag natin ito bilang diode. Ang larawan sa ibaba ay nagpapakita ng simbolo ng PN junction diode.

Ang diode ay isang unidirectional device na nagpapayag na lumikha ang current sa isang 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 sa mga holes sa P-region at ang negatibong dulo ay nagrepel sa mga electrons sa N-region, inuutos silang pumunta patungo sa junction. Ito ay nagdudulot ng pagtaas ng concentration ng charge carriers malapit sa junction, nagiging sanhi ng recombination at pagbabawas ng width ng depletion region. Habang tumataas ang forward bias voltage, ang depletion region ay patuloy na humihina, at ang current ay umuunlad eksponensyal.

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 nagpapahusay ng N side kaysa sa P side.

Ang negatibong dulo ng battery ay nag-aattrakt sa majority carriers, holes, sa P-region at ang positibong dulo ay nag-aattrakt sa electrons sa N-region at inuutos silang pumunta palayo mula sa junction. Ito ay nagresulta sa pagbaba ng concentration ng charge carriers malapit sa junction at ang width ng depletion region ay tumataas. Isang maliit na amount ng current flow dahil sa minority carriers, tinatawag na reverse bias current o leakage current. Habang ang reverse bias voltage ay itinaas, ang depletion region ay patuloy na tumataas sa width at walang current ang lumilipad. Maaaring masabi na ang diode ay gumagana lamang kapag forward biased. Ang operasyon ng diode ay maaring sumaryan sa anyo ng I-V diode characteristics graph.

Habang ang reverse bias voltage ay itinaas, ang width ng depletion region ay tumataas at may punto na darating kung saan ang junction ay bubung. Ito ay nagresulta sa malaking flow ng current. Ang breakdown ay ang tuhod 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 kung ang minority carriers ay nakakuha ng sapat na energy upang i-knock out ang electrons mula sa bonds, nagreresulta sa malaking flow ng current.

Zener Effect

Ang Zener effect ay nangyayari sa mas mababang reverse voltages, kung saan ang mataas na electric field ay bumabago ang covalent bonds, nagreresulta sa biglaang pagtaas ng current at junction breakdown.