Přivrácení PN přechodu

Definice diody s PN přechodem

Dioda s PN přechodem je definována jako polovodičové zařízení, které umožňuje tok proudu v jednom směru při předním polarizaci a blokuje proud při záporné polarizaci.

Přední polarizace

Při přední polarizaci je p-typová oblast připojena k kladnému terminálu a n-typová k zápornému terminálu, což snižuje vyčerpávací vrstvu a umožňuje tok proudu.

Záporná polarizace

Při záporné polarizaci je p-typová oblast připojena k zápornému terminálu a n-typová k kladnému terminálu, což zvětšuje vyčerpávací vrstvu a brání toku proudu.

Chování proudu

Při přední polarizaci proud teče snadno, jakmile se sníží vyčerpávací vrstva. Při záporné polarizaci teče pouze minimální proud z důvodu minoritních nosičů.

Podmínky prolomu

Vysoké záporné napětí může způsobit prolom (Zener nebo lavina), což vede ke strmému nárůstu proudu, což je klíčové pro pochopení omezení provozu diody.

V-I charakteristiky PN přechodu

Při přední polarizaci je pracovní oblast v prvním kvadrantu. Prahové napětí pro germanium je 0,3 V a pro křemík 0,7 V. Nad tímto prahovým napětím graf stoupá nelineárně. Tento graf je pro dynamický odpor přechodu při přední polarizaci.

Při záporné polarizaci se napětí zvyšuje v opačném směru přes p-n přechod, ale žádný proud z důvodu majoritních nosičů, jen minimální unikající proud. Ale při určitém záporném napětí dojde k průchodu v p-n přechodu.

Je to pouze z důvodu minoritních nosičů. Tato hodnota napětí je dostatečná pro tyto minoritní nosiče, aby prolomily vyčerpávací vrstvu. V této situaci bude prudce proudit proud přes tento přechod. Tento prolom napětí má dvě formy.

Lavinní prolom: není to ostrý graf, spíše nakloněný lineární graf, tedy po prolomu malé zvýšení záporného napětí způsobí postupně ostřejší proud.

Zenerův prolom: Tento prolom je ostrý a není potřeba zvyšovat záporné napětí, aby se získal větší proud, protože proud teče ostrě.

Odry p-n přechodu

Dynamický odpor p-n přechodu

Ze V-I charakteristik p-n přechodu je zřejmé, že graf není lineární. Odpor p-n přechodu při přední polarizaci je rd ohm; nazývá se AC odpor nebo dynamický odpor. Je ekvivalentní sklonu napětí-proudu PN přechodu.

Průměrný AC odpor p-n přechodu

Průměrný AC odpor je určen přímou čarou spojující průsečík minimálních a maximálních hodnot externího vstupního napětí.Některé důležité termíny související s p-n přechodem