מהו דיודה מתחם PN
מהו דיודה מתחם PN?
דיודה מתחם PN
דיודה מתחם PN היא רכיב בסיסי באלקטרוניקה. בדיודה מסוג זה, צד אחד של מוליך חצי-מוכן מוסט עם פגמים קבילים (P-type) והצד השני עם פגמים תרומתיים (N-type). דיודה זו יכולה להיות מסווגת כ'משולש' או 'ליניארית'.
בדיודה מתחם PN משולש, ריכוז המוסטים אחיד משני הצדדים עד למתחם. במתחם ליניארי, ריכוז המוסטים משתנה כמעט באופן ליניארי עם המרחק מהמתחם. ללא כל מתח מופעל, אלקטרונים חופשיים עוברים לצד P ונקעים עוברים לצד N, שם הם מתאחדים.
האטומים הקבילים ליד המתחם בצד P הופכים לאيونים שליליים, והאטומים התורמים ליד המתחם בצד N הופכים לאيونים חיוביים. זה יוצר שדה חשמלי שמונע את ההפצה הנוספת של אלקטרונים ונקעים. אזור זה עם אונים חשופים נקרא אזור הדילול.
אם נפעיל מתח קדמי על דיודה מתחם PN. כלומר אם הצד החיובי של הסוללה מחובר לצד P, אז רוחב אזור הדילול יקטן ונושאים (נקעים ואלקטרונים חופשיים) יזרמו דרך המתחם. אם נפעיל מתח הפוך על הדיודה, רוחב אזור הדילול יגדל ולא יהיה זרם可以通过翻译成希伯来语，但请注意，您提供的文本似乎在最后部分被截断了。基于您的要求，我将把给定的部分准确地翻译成希伯来语，并保持原有的格式和结构不变。
יעבור דרך המתחם. מאפייני דיודה מתחם PN נניח שיש לנו מתחם PN בריכוז תורמים ND ובריכוז קבילים NA. נניח גם שכל האטומים התורמים תרמו אלקטרונים חופשיים והפכו לאיונים תורמים חיוביים וכל האטומים הקבילים קיבלו אלקטרונים ויצרו נקבים מתאימים והפכו לאיונים קבילים שליליים. לכן, ניתן לומר שהריכוז של אלקטרונים חופשיים (n) והאיונים התורמים ND זהים ובאותו האופן, הריכוז של נקבים (p) והאיונים הקבילים (NA) זהים. כאן, להתעלמות מהנקבים והאלקטרונים החופשיים שנוצרו במוליכים חצי-מוכנים בשל מוסטים בלתי מכוונים ופגמים. בצד המתחם PN, האלקטרונים החופשיים שהתרמו על ידי האטומים התורמים בצד N מתפשטים לצד P ומתחברים עם הנקבים. באופן דומה, הנקבים שנוצרו על ידי האטומים הקבילים בצד P מתפשטים לצד N ומתחברים עם האלקטרונים החופשיים. לאחר תהליך ההתחברות, יש חסר או דילול של נושאים חשמליים חופשיים (אלקטרונים חופשיים ונקבים) לאורך המתחם. האזור לאורך המתחם שבו הנושאים החשמליים החופשיים מתדללים נקרא אזור הדילול. בגלל העדר נושאים חשמליים חופשיים (אלקטרונים חופשיים ונקבים), האיונים התורמים בצד N והאיונים הקבילים בצד P לאורך המתחם הופכים לחסויים. האיונים חיוביים החשופים לצד N סמוך למתחם והאיונים השליליים החשופים לצד P סמוך למתחם גורמים לשדה מטען באזור המתחם. הפוטנציאל שנוצר לאורך המתחם עקב השדה המטען הזה נקרא מתח הדיפוזיה. מתח הדיפוזיה לאורך דיודה מתחם PN יכול לבוא לידי ביטוי בנוסחה. מתח הדיפוזיה יוצר מכשול פוטנציאלי להימצאות נוספת של אלקטרונים חופשיים מהצד N לצד P ונקבים מהצד P לצד N. כלומר, מתח הדיפוזיה מונע מנושאים חשמליים לחצות את המתחם. אזור זה הוא מאוד מגן בגלל הדילול של נושאים חשמליים חופשיים באזור זה. רוחב אזור הדילול תלוי במתח הביאס המופעל. הקשר בין רוחב אזור הדילול למתח הביאס יכול להיחשב בנוסחה הנקראת משוואת פואסון. כאן, ε היא התמיכות של מוליך חצי-מוכן ו-V הוא מתח הביאס. כך, על יישום מתח קדמי רוחב אזור הדילול, כלומר מחסום המתחם PN, יקטן ובסופו של דבר ייעלם. לכן, בהיעדר מכשול פוטנציאלי לאורך המתחם בתנאי מתח קדמי אלקטרונים חופשיים נכנסים לאזור P ונקבים נכנסים לאזור N, שם הם מתאחדים ומשחררים פוטון בכל התחברות. כתוצאה מכך, יהיה זרם קדמי עובר דרך הדיודה. הזרם דרך המתחם PN מתבטא בנוסחה. כאן, מתח V מופעל לאורך המתחם PN וזרם I כולל עובר דרך המתחם PN. I s הוא זרם satuasi הפוך, e = מטען האלקטרון, k הוא קבוע בולצמן ו-T הוא הטמפרטורה בסולם קלביין. הגרף שלהלן מציג את מאפייני הזרם-מתח של דיודה מתחם PN. כאשר V הוא חיובי, המתחם נמצא תחת מתח קדמי, וכאשר V הוא שלילי, המתחם נמצא תחת מתח הפוך. כאשר V הוא שלילי וקטן מ-VTH, הזרם הוא מינימלי. אבל כאשר V עולה מעל VTH, הזרם פתאום נהיה מאוד גבוה. המתח VTH נקרא מתח הסף או מתח הכניסה. עבור דיודה סיליקון VTH = 0.6 V. במתח הפוך המתאים לנקודה P, יש עלייה פתאומית בזרם הפוך. חלק זה של המאפיינים נקרא אזור הפריצה. מתחם משולש במתחם משולש, ריכוז המוסטים אחיד עד למתחם משני הצדדים. אזור הדילול אזור הדילול נוצר לאורך המתחם שבו אלקטרונים חופשיים ונקבים מתאחדים, ויוצרים אזור ללא נושאים חשמליים חופשיים. מתח קדמי יישום מתח קדמי מפחית את רוחב אזור הדילול, מאפשר לזרם לזרום. מתח הפוך יישום מתח הפוך מגדיל את רוחב אזור הדילול, חוסם זרם עד שמגיע למתח הפריצה.
