Які характеристики має діод?
Які характеристики має діод?
Визначення діода
Ми використовуємо напівпровідникові матеріали (Si, Ge) для створення різноманітних електронних пристроїв. Найпростішим пристроєм є діод. Діод — це двоконтактний PN-перехідний пристрій. PN-перехід утворюється шляхом з'єднання P-типу матеріалу з N-типу матеріалом. Коли P-тип матеріалу з'єднується з N-типом, електрони та діри відновлюються біля переходу. Це призводить до відсутності носіїв заряду на переході, і тому його називають областью обеднення. Коли ми застосовуємо напругу до контактів PN-переходу, ми називаємо це діодом. Зображення нижче показує символ PN-перехідного діода.
Діод — це однокеручий пристрій, який дозволяє потік струму лише в одному напрямку, залежно від того, як він підсилюється.
Підсилення вперед
Коли P-контакт з'єднаний з додатним кінцем акумулятора, а N-контакт — з від'ємним, діод підсилюється вперед.
При підсиленні вперед, додатний контакт акумулятора відштовхує діри в P-області, а від'ємний контакт відштовхує електрони в N-області, тиснутьши їх до переходу. Це збільшує концентрацію носіїв заряду біля переходу, призводячи до відновлення та зменшення ширини області обеднення. З посиленням підсилення вперед, область обеднення стає ще меншою, а струм зростає експоненціально.
Зворотне підсилення
При зворотному підсиленні P-контакт з'єднаний з від'ємним контактом акумулятора, а N-контакт — з додатним контактом акумулятора. Таким чином, застосована напруга робить N-сторону більш додатньою, ніж P-сторону.
Від'ємний контакт акумулятора притягує основні носії, діри, в P-області, а додатний контакт притягує електрони в N-області, відтягуючи їх від переходу. Це призводить до зменшення концентрації носіїв заряду біля переходу та збільшення ширини області обеднення. Мала кількість струму протікає через менші носії, що називається зворотним струмом або струмом витоку. При підвищенні зворотної напруги, область обеднення продовжує збільшуватися, і струм не протікає. Можна зробити висновок, що діод працює лише при підсиленні вперед. Роботу діода можна підсумувати за допомогою графіка характеристик I-V діода.
При подальшому підвищенні зворотної напруги, ширина області обеднення збільшується, і настає момент, коли переход руйнується. Це призводить до великої кількості струму. Руйнування — це коліно характеристичної кривої діода. Руйнування переходу відбувається через два явища.
Лавинне руйнування
При високих зворотних напругах лавинне руйнування відбувається, коли менші носії отримують достатньо енергії, щоб виводити електрони з в'язок, що призводить до великого струму.
Ефект Зенера
Ефект Зенера відбувається при нижчих зворотних напругах, коли сильне електричне поле руйнує ковалентні в'язки, призводячи до гострого збільшення струму та руйнування переходу.
