PN Junction Bias ПН щепна предвъзбуда

Определение диода с PN-переходом

Диод с PN-переходом е полупроводниково устройство, което позволява тока да протича в една посока при положително напрежение и блокира тока при обратно напрежение.

Положително напрежение (forward bias)

При положително напрежение p-областта е свързана с положителния полюс, а n-областта с отрицателния полюс, което намалява изчерпваната зона и позволява протичането на ток.

Обратно напрежение (reverse bias)

При обратно напрежение p-областта е свързана с отрицателния полюс, а n-областта с положителния полюс, което увеличава изчерпваната зона и предотвратява протичането на ток.

Поведение на тока

При положително напрежение токът протича лесно, след като изчерпваната зона е намалена. При обратно напрежение само минимален ток протича поради малките носители на заряд.

Условия за пробив

Високо обратно напрежение може да доведе до пробив (Zener или Аваланж), което води до рязко увеличение на тока, което е важно за разбирането на граници на функциониране на диода.

V-I характеристики на PN-перехода

При положително напрежение операционната област е в първия квадрант. Праговото напрежение за германий е 0.3 В, а за кремик е 0.7 В. Над това прагово напрежение графиката се движи нагоре в нелинейен начин. Тази графика показва динамичното съпротивление на перехода при положително напрежение.

При обратно напрежение напрежението се увеличава в обратна посока през PN-перехода, но без ток от основните носители, само минимален ток протича. Но при определено обратно напрежение PN-переходът се провежда.

Това става само благодарение на малките носители на заряд. Това количество напрежение е достатъчно, за да позволи на тези малки носители да премахнат изчерпваната зона. В тази ситуация, рязък ток ще протече през този переход. Този пробив на напрежението е от два типа.

Аваланж пробив: това не е рязка графика, а по-скоро наклонена линейна графика, т.е. след пробива малко увеличение на обратното напрежение причинява по-рязък ток постепенно.

Зенер пробив: този пробив е рязък и не е необходимо да се увеличава обратното напрежение, за да се получи повече ток, тъй като токът протича рязко.

Съпротивления на PN-перехода

Динамично съпротивление на PN-перехода

От V-I характеристиките на PN-перехода е ясно, че графиката не е линейна. Съпротивлението на PN-перехода при положително напрежение е rd ома; това се нарича AC съпротивление или динамично съпротивление. То е еквивалентно на наклона на напрежение-ток на PN-перехода.

Средно AC съпротивление на PN-перехода

Средното AC съпротивление се определя от правата линия, проведена между пресечните точки на минималните и максималните стойности на външното входно напрежение.Някои важни термини, свързани с PN-перехода