Unsa ang PN Junction?

Unsa ang PN Junction?

Pahayag sa PN Junction

Ang PN junction mao ang interface tali sa p-type ug n-type semiconductor materials sa usa ka single crystal.

Pagbutang og PN Junction

Pagsubayi karon kung unsaon ang pagbuhat niining pn junction. Daghan kaayo ang mga butas sa p-type semiconductor ug daghan kaayo ang mga libre nga electrons sa n-type semiconductor.

Usa pa sa p-type semiconductor, adunay daghang trivalent impurity atoms, ug idealmente, bawat butas sa p-type semiconductor gi-associate sa usa ka trivalent impurity atom.

Gitumong namo ang pulong 'ideal' tungod kay gipasabot nato ang thermally generated electrons ug butas sa crystal. Kon usa ka electron mogamit og butas, ang impurity atom na gi-associate sa butas naa nia magiging negative ion.

Tungod kay adunay extra electron. Tungod kay ang trivalent impurity atoms mogamit og electrons ug magiging negatively charged, gitawag kini nga acceptor impurity. Ang impurity atoms mopalit sa equal number sa semiconductor atoms sa crystal ug mo-locate sila sa crystal structure.

Kini nagpasabot nga ang impurity atoms static sa crystal structure. Kon ang trivalent impurity atoms mogamit og free electrons ug magiging negative ions, ang ions magpadayon nga static. Parihas, kon ang semiconductor crystal doped sa pentavalent impurity, bawat atom sa impurity mopalit sa semiconductor atom sa crystal structure; kini nagpasabot nga ang impurity atoms magiging static sa crystal structure.

Bawat pentavalent impurity atom sa crystal structure adunay usa ka extra electron sa outermost orbit nga mahimong gamiton isip free electron. Kon iyang gihatag ang electron, magiging positively charged ion na siya.

Tungod kay ang pentavalent impurity atoms mogamit og electrons sa semiconductor crystal, gitawag kini nga donor impurities. Gitumong nato ang static acceptor ug donor impurity atoms tungod kay importante sila sa pagbuhat sa PN junction.

Pagsubayi karon kon ang p-type semiconductor mobati sa n-type semiconductor, ang free electrons sa n-type semiconductor mas daghan sa junction migamit sa p-type semiconductor tungod kay diffusion tungod kay adunay labi kaayong concentration sa free electrons sa n-type region kaysa sa p-type region.

Ang electrons mogamit sa p region mogamit sa butas nga unang makita. Kini nagpasabot nga ang free electrons gikan sa n-type region mogamit sa acceptor impurity atoms mas daghan sa junction. Kini nagresulta sa negative ions.

Kon ang acceptor impurity atoms mas daghan sa junction sa p-type region, magiging negative ions, adunay layer sa negative static ions sa p region adjacent sa junction.

Ang free electrons sa n-type region migamit sa p-type region kaysa sa free electrons sa n-type region layo sa junction. Kini nagresulta sa layer sa static positive ions sa n-type region adjacent sa junction.

Pasabot sa pagbuhat sa sufficiently thick positive ions layer sa n-type region ug negative ions layer sa p-type region, wala na ang diffusion sa electrons gikan sa n-type region hangtod sa p-type region tungod kay adunay negative wall sa front sa free electrons. Ang duha ka layers sa ions mibubo ang PN junction.

Tungod kay usa ka layer negatively charged ug ang uban positively charged, adunay electrical potential sa junction, acting as a potential barrier. Kini nga barrier potential depende sa semiconductor material, doping level, ug temperature.

Nagpuyo nga ang barrier potential sa germanium semiconductor 0.3 volt sa 25oC, ug 0.7 volt sa silicon semiconductor sa sama nga temperatura.

Kini nga potential barrier wala adunay free electron o butas tungod kay tanang free electrons combined sa butas sa rehiyon ug tungod sa depletion sa charge carriers (electrons o butas) sa rehiyon, gitawag kini nga depletion region. Bagama't ang diffusion sa free electrons ug butas magpadayon pasabot sa creation sa certain thick depletion layer praktikalman ang thickness sa depletion layer kaayo gamay sa micrometres.