ஒரு PN சேர்க்கை டயோட் என்றால் என்ன?

ஒரு PN இணைப்பு டயோட் என்ன?

PN இணைப்பு டயோட்

ஒரு PN இணைப்பு டயோட் என்பது விளக்கவியலில் ஒரு அடிப்படை கூறு. இந்த வகையான டயோட்டில், ஒரு பகுதி அமைத்திருக்கும் மூலக்கூறு ஏப்பாக்டர் உள்ளிடப்பெற்ற தோல்விகளால் (P-வகை) மற்றும் மற்றொரு பகுதி தோனர் உள்ளிடப்பெற்ற தோல்விகளால் (N-வகை) தோற்றுவிக்கப்படுகிறது. இந்த டயோட் 'ஸ்டெப் ஗்ரேட்' அல்லது 'லினியர் ஗்ரேட்' இணைப்பு என வகைப்படுத்தப்படலாம்.

ஸ்டெப் ஗்ரேட் PN இணைப்பு டயோட்டில், இரு பக்கங்களிலும் தோல்விகளின் செருகல் அளவு இணைப்பு வரை ஒரே அளவில் உள்ளது. லினியர் ஗்ரேட் இணைப்பில், தோல்விகளின் செருகல் அளவு இணைப்பிலிருந்து தூரத்துடன் அருகாமையாக மாறுகிறது. எந்த வோல்ட்டேஜ் தொடர்பிலும் இல்லாமல், இலைவு எலக்ட்ரான்கள் P-பக்கத்திற்கு செல்கிறது மற்றும் ஹோல்ஸ் N-பக்கத்திற்கு செல்கிறது, அவர்கள் இணைக்கப்படுகிறார்கள்.

இணைப்பின் அருகில் P-பக்கத்தில் உள்ள ஏப்பாக்டர் அணுக்கள் எதிர்மறை அணுக்களாகவும், N-பக்கத்தில் உள்ள தோனர் அணுக்கள் மிக்க அணுக்களாகவும் மாறுகின்றன. இது இலைவு எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் ஹோல்ஸ்களின் மேலும் விரிவாக்கத்தை எதிர்த்து ஒரு விளக்கமிடல் தளம் உருவாக்குகிறது. இந்த விடுப்பற்ற அணுக்கள் உள்ள பகுதி தோற்றுவிக்கப்படுகிறது மற்றும் இது டிப்ளீசன் பகுதி என அழைக்கப்படுகிறது.

நாம் p-n இணைப்பு டயோட்டிற்கு முன்னோக்கு வோல்ட்டேஜை தொடர்பிடுகிறோம். அதாவது, பைட்டரின் மிக்க பக்கம் P-பக்கத்துடன் இணைக்கப்பட்டால், டிப்ளீசன் பகுதியின் அகலம் குறைகிறது மற்றும் இரு பக்கங்களிலும் காரியர்கள் (ஹோல்ஸ் மற்றும் இலைவு எலக்ட்ரான்கள்) இணைப்பு வழியாக பொருளாக செல்கிறார்கள். நாம் டயோட்டிற்கு பின்னோக்கு வோல்ட்டேஜை தொடர்பிடுகிறோம், டிப்ளீசன் அகலம் அதிகரிக்கிறது மற்றும் இணைப்பின் வழியாக எந்த சார்ஜும் பொருளாக செல்ல முடியாது.

P-N இணைப்பு டயோட் அம்சங்கள்

நாம் ND தோனர் செருகல் அளவு மற்றும் NA ஏப்பாக்டர் செருகல் அளவுடன் ஒரு pn இணைப்பை எடுத்துக்கொள்வோம். அனைத்து தோனர் அணுக்களும் இலைவு எலக்ட்ரான்களை வழங்கி மிக்க தோனர் அணுக்களாகவும், அனைத்து ஏப்பாக்டர் அணுக்களும் எலக்ட்ரான்களை ஏற்று ஹோல்ஸ் உருவாக்கி எதிர்மறை ஏப்பாக்டர் அணுக்களாகவும் மாறுகின்றன. எனவே, இலைவு எலக்ட்ரான்களின் செருகல் அளவு (n) மற்றும் தோனர் அணுக்கள் ND ஒரே அளவில் உள்ளது மற்றும் ஹோல்ஸ் (p) மற்றும் ஏப்பாக்டர் அணுக்கள் (NA) ஒரே அளவில் உள்ளது. இங்கு, நாம் தோறாக உள்ள தோல்விகள் மற்றும் தோல்விகள் உருவாக்கிய ஹோல்ஸ் மற்றும் இலைவு எலக்ட்ரான்களை எதிர்க்கிறோம்.

pn இணைப்பில், n-வகை பக்கத்தில் தோனர் அணுக்களால் வழங்கப்பட்ட இலைவு எலக்ட்ரான்கள் p-வகை பக்கத்திற்கு வழங்கப்பட்டு ஹோல்ஸுடன் இணைக்கப்படுகின்றன. அதே போல், p-வகை பக்கத்தில் ஏப்பாக்டர் அணுக்களால் உருவாக்கப்பட்ட ஹோல்ஸ் n-வகை பக்கத்திற்கு வழங்கப்பட்டு இலைவு எலக்ட்ரான்களுடன் இணைக்கப்படுகின்றன. இந்த இணைப்பு செயல்பாட்டின் பிறகு, இணைப்பின் வழியாக இலைவு எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் ஹோல்ஸ்களின் தோற்றுவிக்கப்பட்ட அல்லது டிப்ளீசன் பகுதி உருவாகிறது. இந்த பகுதியில் இலைவு சார்ஜுகள் (இலைவு எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் ஹோல்ஸ்) டிப்ளீசன் பகுதியில் தோற்றுவிக்கப்படுகின்றன.

இலைவு சார்ஜுகள் (இலைவு எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் ஹோல்ஸ்) இல்லாமல், n-வகை பக்கத்தில் தோனர் அணுக்கள் மற்றும் p-வகை பக்கத்தில் ஏப்பாக்டர் அணுக்கள் இணைப்பின் வழியாக தோற்றுவிக்கப்படுகின்றன. இந்த மிக்க தோனர் அணுக்கள் n-வகை பக்கத்தில் இணைப்பின் அருகிலும் மற்றும் எதிர்மறை ஏப்பாக்டர் அணுக்கள் p-வகை பக்கத்தில் இணைப்பின் அருகிலும் ஒரு விடுப்பற்ற தளத்தை உருவாக்குகின்றன. இந்த விடுப்பற்ற தளத்தால் உருவாக்கப்பட்ட போட்டென்ஷியல் தோற்றுவிக்கப்படுகிறது மற்றும் இது விளக்கமிடல் வோல்ட்டேஜ் என அழைக்கப்படுகிறது. விளக்கமிடல் வோல்ட்டேஜ் p-n இணைப்பு டயோட்டின் வழியாக இலைவு எலக்ட்ரான்கள் n-வகை பக்கத்திலிருந்து p-வகை பக்கத்திற்கு மற்றும் ஹோல்ஸ் p-வகை பக்கத்திலிருந்து n-வகை பக்கத்திற்கு மேலும் விரிவாக்கத்தை எதிர்த்து ஒரு போட்டென்ஷியல் பாரியரை உருவாக்குகிறது. அதாவது, விளக்கமிடல் வோல்ட்டேஜ் சார்ஜுகளை இணைப்பின் வழியாக வழங்குவதை தடுக்கிறது.

 இந்த பகுதி இலைவு சார்ஜுகளின் தோற்றுவிக்கப்பட்ட பகுதியில் உயர் எதிர்க்கோள்வு உள்ளது. டிப்ளீசன் பகுதியின் அகலம் தொடர்பிடப்பட்ட வோல்ட்டேஜின் மீது அமைந்துள்ளது. டிப்ளீசன் பகுதியின் அகலமும் தொடர்பிடப்பட்ட வோல்ட்டேஜும் இடையேயான தொடர்பை போய்சன் சமன்பாடு என்ற ஒரு சமன்பாடு குறிக்கிறது. இங்கு, ε என்பது அரைதடிக்குத் திரியலின் மாறிலி மற்றும் V என்பது தொடர்பிடப்பட்ட வோல்ட்டேஜ். எனவே, முன்னோக்கு வோல்ட்டேஜை தொடர்பிடுவதன் மூலம் டிப்ளீசன் பகுதியின் அகலம் அதாவது pn இணைப்பு பாரியரின் அகலம் குறைகிறது மற்றும் இறுதியில் தோற்றுவிக்கப்படுகிறது.

எனவே, முன்னோக்கு வோல்ட்டேஜ் நிலையில் இணைப்பின் வழியாக விளக்கமிடல் பாரியர் இல்லாமல் இலைவு எலக்ட்ரான்கள் p-வகை பகுதியிற்கு மற்றும் ஹோல்ஸ் n-வகை பகுதியிற்கு வழங்கப்படுகின்றன, அவர்கள் இணைக்கப்படுகிறார்கள் மற்றும் ஒவ்வொரு இணைப்பிலும் ஒரு போட்டோனை விடுவிக்கின்றன. இதன் போது, டயோட்டின் வழியாக ஒரு முன்னோக்கு வெளியீடு பொருளாக செல்லும். pn இணைப்பின் வழியாக பொருளாக செல்லும் மொத்த வெளியீடு I, பின்வருமாறு குறிக்கப்படுகிறது. இங்கு, V என்பது pn இணைப்பின் வழியாக தொடர்பிடப்பட்ட வோல்ட்டேஜ் மற்றும் மொத்த வெளியீடு I, pn இணைப்பின் வழியாக பொருளாக செல்கிறது.

I s என்பது பின்னோக்கு செருகல் வெளியீடு, e = எலக்ட்ரானின் சார்ஜ், k என்பது போல்ட்ச்மான் மாறிலி மற்றும் T என்பது கெல்வின் அளவில் வெப்பம்.

கீழே உள்ள வரைபடம் ஒரு PN இணைப்பு டயோட்டின் வெளியீடு-வோல்ட்டேஜ் அம்சத்தைக் காட்டுகிறது. V என்பது மிக்க போது, இணைப்பு முன்னோக்கு வோல்ட்டேஜின் வழியாக தொடர்பிடப்படுகிறது, மற்றும் V என்பது எதிர்மறை போது, இணைப்பு பின்னோக்கு வோல்ட்டேஜின் வழியாக தொடர்பிடப்படுகிறது. V என்பது எதிர்மறை மற்றும் VTH ஐ விட குறைவாக இருக்கும்போது, வெளியீடு குறைவாக இருக்கும். ஆனால் V என்பது VTHஐ விட அதிகமாக இருக்கும்போது, வெளியீடு அचரிவாக அதிகரிக்கும். வோல்ட்டேஜ் VTH என்பது பரிணாம அல்லது வெளியீடு வோல்ட்டேஜ் என அழைக்கப்படுகிறது. சிலிக்கான் டயோட்டிற்கு VTH = 0.6 V. பின்னோக்கு வோல்ட்டேஜின் வழியாக P புள்ளியில், பின்னோக்கு வெளியீடு அச்சுமுறையாக அதிகரிக்கும். இந்த அம்சத்தின் பகுதி பிரிவு பரிணாம பகுதி என அழைக்கப்படுகிறது.

ஸ்டெப் ஗்ரேட் இணைப்பு

ஸ்டெப் ஗்ரேட் இணைப்பில், தோல்விகளின் செருகல் அளவு இரு பக்கங்களிலும் இணைப்பு வரை ஒரே அளவில் உள்ளது.

டிப்ளீசன் பகுதி

டிப்ளீசன் பகுதி இலைவு எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் ஹோல்ஸ்கள் இணைக்கப்படும் இணைப்பில் உருவாகிறது, இங்கு இலைவு சார்ஜுகள் இல்லாமல் இருக்கும்.

முன்னோக்கு வோல்ட்டேஜ்

முன்னோக்கு வோல்ட்டே