التوصيل الثنائي PN
تعريف محدد PN
يعتبر محدد PN عبارة عن جهاز شبه موصل يسمح بمرور التيار في اتجاه واحد عند التشوه الموجب ويمنع مرور التيار عند التشوه السالب.
التشوه الموجب
عند التشوه الموجب، يتم توصيل منطقة الـ p بالطرف الموجب ونطقة الـ n بالطرف السالب، مما يؤدي إلى تقليل طبقة الاستنزاف والسماح بمرور التيار.
التشوه السالب
عند التشوه السالب، يتم توصيل منطقة الـ p بالطرف السالب ونطقة الـ n بالطرف الموجب، مما يؤدي إلى زيادة طبقة الاستنزاف ومنع مرور التيار.
سلوك التيار
عند التشوه الموجب، يتدفق التيار بسهولة بمجرد تقليل طبقة الاستنزاف. أما عند التشوه السالب، فإن التيار الذي يتدفق يكون ضئيلاً بسبب الحاملات الأقلية.
شروط الانهيار
يمكن أن يؤدي الجهد العكسي العالي إلى حدوث انهيارات (زينر أو ثلجية)، مما يؤدي إلى زيادة حادة في التيار، وهذا أمر مهم لفهم حدود تشغيل المحدد.
خصائص الجهد-التيار لمحدد PN
في التشوه الموجب، تكون منطقة التشغيل في الربع الأول. الجهد العتبة للجرمانيوم هو 0.3 فولت وللسليسكون هو 0.7 فولت. بعد هذا الجهد العتبة، يرتفع الرسم البياني بشكل غير خطي. هذا الرسم البياني يوضح المقاومة الديناميكية للموصل في التشوه الموجب.
في التشوه السالب، يزداد الجهد في الاتجاه العكسي عبر الوصلة p-n، ولكن لا يوجد تيار بسبب الحاملات الأكثرية، فقط تيار تسرب ضئيل يتدفق. ولكن عند جهد معين عكسي تنهار الوصلة p-n وتبدأ في التوصيل.
وذلك فقط بسبب الحاملات الأقلية. هذا المقدار من الجهد كافٍ لهذه الحاملات الأقلية لكسر منطقة الاستنزاف. في هذه الحالة، سيتدفق تيار حاد عبر هذه الوصلة. هناك نوعان من انهيار الجهد.
انهيار الثلجي: لا يعتبر رسمًا بيانيًا حادًا، بل رسمًا بيانيًا مائلًا خطياً، أي أنه بعد الانهيار، زيادة صغيرة في الجهد العكسي تسبب زيادة حادة في التيار تدريجياً.
انهيار زينر: هذا الانهيار حاد ولا يحتاج إلى زيادة الجهد العكسي للحصول على المزيد من التيار، لأن التيار يتدفق بشكل حاد.
مقاومات الوصلة p-n
المقاومة الديناميكية لوصلة p-n
من خصائص الجهد-التيار لوصلة p-n، من الواضح أن الرسم البياني ليس خطيًا. المقاومة لوصلة p-n المتشوه موجباً هي rd أوم؛ يُطلق عليها المقاومة التبديلية أو الديناميكية. وهي تعادل ميل الجهد-التيار لوصلة PN.
المقاومة التبديلية المتوسطة لوصلة p-n
تحدد المقاومة التبديلية المتوسطة بواسطة الخط المستقيم المرسوم الرابط بين تقاطع أقل وأكبر قيم الجهد الخارجي المدخل.بعض المصطلحات الهامة المتعلقة بوصلة p-n
