Strujni spoj PN

Definicija diode s PN spojem

Dioda s PN spojem definirana je kao poluprovodnički uređaj koji omogućuje protok struje u jednom smjeru pri ispravnom polarizaciji i blokira struju pri obrnutom položaju.

Ispravna polarizacija

Pri ispravnoj polarizaciji, p-tip regije spojen je s pozitivnim terminalom, a n-tip s negativnim terminalom, smanjujući region istrošenja i omogućujući protok struje.

Obrnuta polarizacija

Pri obrnutom položaju, p-tip regije spojen je s negativnim terminalom, a n-tip s pozitivnim terminalom, povećavajući region istrošenja i sprečavajući protok struje.

Ponašanje struje

Pri ispravnoj polarizaciji, struja teče lako kada se region istrošenja smanji. Pri obrnutom položaju, samo minimalna struja teče zbog manjinskih nositelja naboja.

Vrste preloma

Visok obrnuti napon može uzrokovati prelome (Zener ili lavinska), što dovodi do oštrog porasta struje, što je ključno za razumijevanje granica rada diode.

V-I karakteristike PN spoja

Pri ispravnoj polarizaciji, radni područje nalazi se u prvom kvadrantu. Pragovito napona za Germanij je 0,3 V, a za Silicij 0,7 V. Iznad ovog pragovitog napona, graf ide naglo u ne linearnom obliku. Ovaj graf predstavlja dinamičko otpornost spoja pri ispravnoj polarizaciji.

Pri obrnutom položaju, napon raste u obrnutom smjeru kroz PN spoj, ali bez struje od strane glavnih nositelja, samo minimalna izbijna struja teče. Ali na određenom obrnutom naponu, PN spoj prelazi u provodljivo stanje.

To se događa samo zbog manjinskih nositelja. Ova količina napona dovoljna je da ti manjinski nositelji prekinu region istrošenja. U toj situaciji, ostra struja će teći kroz taj spoj. Ovaj prelom napona dolazi u dvije varijante.

Lavinski prelom: to nije ostri graf, već nagibni linearni graf, tj. nakon preloma, mali porast obrnutog napona uzrokuje postepeni porast struje.

Zener prelom: ovaj prelom je ostri i ne treba povećavati obrnuti napon kako bi se dobila veća struja, jer struja teče oštro.

Otpornosti PN spoja

Dinamička otpornost PN spoja

Iz V-I karakteristika PN spoja, jasno je da graf nije linearan. Otpornost PN spoja pri ispravnoj polarizaciji je rd ohm; naziva se AC otpornost ili dinamička otpornost. To je ekvivalentno nagibu napona-struje PN spoja.

Prosječna AC otpornost PN spoja

Prosječna AC otpornost određena je pravcem povučenim od presjeka najmanjih i najvećih vrijednosti vanjskog ulaznog napona. Neke važne termine vezane uz PN spoj