Quid est diodes IEE-Business PN Junction?

Campus: Encyclopaedia

China

Quid est diodes Iunctura PN?

Diodes Iunctura PN

Diodes iunctura PN est elementum basicum in electronica. In hoc genere diodes, una pars semiconductoris est dopata acceptoribus impuritatibus (P-typus) et altera pars donatoribus impuritatibus (N-typus). Haec diodes potest classificari ut ‘graduata per scalas’ vel ‘graduata lineariter’ iunctura.

In diodes iunctura PN graduata per scalas, concentratio dopantum est uniformis in utraque parte usque ad iunctionem. In iunctura graduata lineariter, concentratio doping crescit fere lineariter cum distantia ab iunctione. Absente quovis voltatu applicato, liberi electroni moventur ad partem P et foramina moventur ad partem N, ubi combinantur.

Atomi acceptores prope iunctionem in parte P fiunt ionia negativa, et atomi donatores prope iunctionem in parte N fiunt ionia positiva. Hoc creavit electricum campum quod oppositum est ulteriori diffusioni electronorum et foraminum. Haec regio cum ionibus non operatis vocatur regio depletiva.

Si applicamus voltatum praefectivum ad diodes iunctura PN. Id est, si latus positivum bateriae connectitur ad latus P, tunc latitudo regionis depletivae diminuitur et portatores (foramina et libera electrona) fluunt trans iunctionem. Si applicamus voltatum reiectivum ad diodes, latitudo depletiva crescens et nulla carica potest fluere trans iunctionem.

Characteristica Diodes Iunctura PN

Consideremus iunctionem PN cum concentratione donatorum ND et acceptorum NA. Praeterea assumamus omnes atomos donatores donasse libera electrona et factos esse ionia donatoria positiva et omnes atomos acceptores acceptasse electrona et creasse foramina correspondentes et factos esse ionia acceptoria negativa. Itaque possumus dicere concentationem libera electrona (n) et ionia donatoria ND eadem esse et similiter, concentationem foramina (p) et ionia acceptoria (NA) eadem esse. Hic, ignoravimus foramina et libera electrona creata in semiconductore ex impuritatibus et defectibus non intentionalibus.

Trans iunctionem PN, libera electrona data donatoribus in parte N diffunduntur ad partem P et recombinant cum foraminibus. Similiter, foramina creata acceptoribus in parte P diffunduntur ad partem N et recombinant cum libera electrona. Post hanc processum recombinationis, deficit est aut depletio caricae liberae (libera electrona et foramina) trans iunctionem. Regio trans iunctionem ubi caricae liberae depletae sunt vocatur regio depletiva.

Propter absentiam caricae liberae (libera electrona et foramina), ionia donatoria partis N et ionia acceptoria partis P trans iunctionem nuda fiunt. Haec nuda ionia donatoria positiva versus partem N iuxta iunctionem et nuda ionia acceptoria negativa versus partem P iuxta iunctionem causant spatiarum carica trans iunctionem PN. Potentia developsa trans iunctionem ex hac spatiarum carica vocatur voltus diffusionis. Voltus diffusionis trans diodes iunctura PN exprimi potest ut The diffusion potential creates a potential barrier for further migration of free electrons from n-type side to p-type side and holes from p-type side to n-type side. That means diffusion potential prevents charge carriers to cross the junction.

Haec regio est altissime resistiva propter depletionem caricae liberae in hac regione. Latitudo regionis depletivae dependet a voltatu applicato. Relatio inter latitudinem regionis depletivae et voltatu applicato potest repraesentari per aequationem Poisson. Hic, ε est permittivitas semiconductoris et V est voltus biasing. Itaque, applicatione voltus praefectivi latitudo regionis depletivae, id est, barriera iunctura PN, diminuitur et ultime desinit.

Itaque, absente potentia barriera trans iunctionem in conditione praefectiva libera electrona ingrediuntur in regionem P et foramina ingrediuntur in regionem N, ubi recombinant et emittunt photon ad quamque recombinationem. Ut resultatum, erit currentus praefectivus fluens per diodes. Currentus per iunctionem PN exprimitur ut Here, voltage V is applied across the pn junction and total current I, flows through the pn junction.

I s est currentus saturatio inversus, e = carica electroni, k est constantia Boltzmann et T est temperatura in scala Kelvin.

Graphium infra monstrat characteristica currentus-voltus diodes iunctura PN. Quando V est positivum, iunctura est praefectiva, et quando V est negativum, iunctura est reiectiva. Quando V est negativum et minus quam VTH, currentus est minimus. Sed quando V superat VTH, currentus subito fit valde magnus. Voltus VTH vocatur voltus limen seu cut in. Pro diode silicio VTH = 0.6 V. Ad voltum reversum correspondentem puncto P, est incrementum abruptum currentus reversi. Haec pars characteristicae vocatur regio breakdown.