Diode tiếp giáp P-N xuất hiện vào năm 1950. Nó là khối cơ bản và thiết yếu nhất của thiết bị điện tử. Điốt tiếp giáp PN là một thiết bị hai đầu, được hình thành khi một mặt của điốt tiếp giáp PN được chế tạo bằng loại p và được pha tạp chất bằng vật liệu loại N. Tiếp giáp PN là gốc cho điốt bán dẫn. Các các thành phần điện tử khác nhau như BJTs, JFETs, MOSFETs (oxit kim loại–FET bán dẫn) , Đèn LED và IC tương tự hoặc kỹ thuật số tất cả đều hỗ trợ công nghệ bán dẫn. Chức năng chính của diode bán dẫn là, nó tạo điều kiện cho các electron chuyển động hoàn toàn theo một hướng trên nó. Cuối cùng, nó hoạt động như một bộ chỉnh lưu. Bài viết này cung cấp thông tin ngắn gọn về diode tiếp giáp PN, diode tiếp giáp PN trong phân cực chuyển tiếp và phân cực đảo ngược và các đặc tính VI của diode tiếp giáp PN
Điốt nối PN là gì?
Có ba điều kiện xu hướng có thể có và hai vùng hoạt động cho các PN-Junction Diode , chúng là không thiên vị, thiên vị thuận và thiên vị ngược.
Khi không có điện áp được đặt qua điốt tiếp giáp PN thì các điện tử sẽ khuếch tán sang phía P và các lỗ trống sẽ khuếch tán sang phía N thông qua điểm tiếp giáp và chúng kết hợp với nhau. Do đó, nguyên tử nhận gần với loại P và nguyên tử cho gần với N không được sử dụng. Một trường điện tử được tạo ra bởi các hãng vận chuyển phí này. Điều này phản đối sự khuếch tán thêm của các hạt tải điện. Do đó, không có chuyển động nào của vùng được gọi là vùng cạn kiệt hay vùng tích điện.
Điốt nối PN
Nếu chúng ta áp dụng phân cực thuận cho điốt tiếp giáp PN, điều đó có nghĩa là đầu cực âm được kết nối với vật liệu loại N và đầu cực dương được kết nối với vật liệu loại P qua điốt có tác dụng làm giảm chiều rộng của Điốt nối PN.
Nếu chúng ta áp dụng phân cực ngược cho diode tiếp giáp PN, điều đó có nghĩa là đầu cực dương được kết nối với vật liệu loại N và đầu cuối âm được kết nối với vật liệu loại P qua điốt có tác dụng tăng chiều rộng của điốt tiếp giáp PN và không có điện tích nào có thể chảy qua điểm giao nhau
VI Đặc tính của Diode nối PN
Diode nối PN không phân biệt
Trong điểm tiếp giáp phân cực 0, có khả năng cung cấp năng lượng tiềm năng cao hơn cho các lỗ trên đầu cuối bên P và N. Khi các đầu cuối của diode tiếp giáp bị ngắn, một số hạt mang điện đa số ở mặt P có nhiều năng lượng để vượt qua rào cản tiềm năng để di chuyển qua vùng cạn kiệt. Do đó, với sự trợ giúp của phần lớn các sóng mang điện tích, dòng điện bắt đầu chạy trong diode và nó được biểu thị là dòng chuyển tiếp. Theo cách tương tự, các hạt mang điện tích cực nhỏ ở phía N di chuyển qua vùng suy giảm theo hướng ngược lại và nó được gọi là dòng điện ngược.
Diode nối PN không phân biệt
Rào cản tiềm năng chống lại sự di chuyển của các electron & lỗ trống qua đường giao nhau và cho phép các hạt tải điện thiểu số trôi qua đường giao nhau PN. Tuy nhiên, rào cản tiềm năng giúp các hạt mang điện tích thiểu số ở loại P và loại N trôi qua điểm tiếp giáp PN, sau đó trạng thái cân bằng sẽ được thiết lập khi các hạt mang điện tích đa số bằng nhau và cả hai chuyển động theo hướng ngược lại để kết quả thực bằng không. dòng điện chạy trong mạch. Mối nối này được cho là ở trạng thái cân bằng động.
Khi nhiệt độ của chất bán dẫn tăng lên, các hạt mang điện tích nhỏ nhất đã được tạo ra không ngừng và do đó dòng điện rò rỉ bắt đầu tăng lên. Nhưng, dòng điện không thể chạy vì không có nguồn bên ngoài nào được kết nối với điểm nối PN.
PN Junction Diode trong phân biệt chuyển tiếp
Khi một Điốt tiếp giáp PN được kết nối theo phân cực thuận bằng cách cho một điện áp dương vào vật liệu loại P và một điện áp âm cho đầu nối loại N. Nếu điện áp bên ngoài trở nên lớn hơn giá trị của hàng rào thế năng (ước tính 0,7 V đối với Si và 0,3V đối với Ge, sự chống đối của các rào cản tiềm năng sẽ bị vượt qua và dòng điện sẽ bắt đầu. Bởi vì điện áp âm đẩy các electron đến gần đường giao nhau bằng cách cung cấp cho chúng năng lượng để kết hợp và giao nhau với các lỗ bị đẩy theo hướng ngược lại với đường giao nhau bởi điện áp dương.
PN Junction Diode in Forward Bias
Kết quả của điều này trong một đường cong đặc tính của dòng điện bằng 0 chạy đến điện thế tích hợp được gọi là “dòng điện đầu gối” trên các đường cong tĩnh & sau đó là dòng điện cao chạy qua diode với sự gia tăng một chút điện áp bên ngoài như hình dưới đây.
VI Đặc điểm của Diode nối PN trong phân cực chuyển tiếp
Đặc điểm VI của diode tiếp giáp PN trong phân cực chuyển tiếp là phi tuyến, nghĩa là, không phải là một đường thẳng. Đặc tính phi tuyến này minh họa rằng trong quá trình hoạt động của điểm nối N, điện trở không đổi. Độ dốc của diode tiếp giáp PN trong phân cực chuyển tiếp cho thấy điện trở rất thấp. Khi một phân cực thuận được áp dụng cho điốt thì nó gây ra một đường trở kháng thấp và cho phép dẫn một lượng lớn dòng điện được gọi là dòng điện vô hạn. Dòng điện này bắt đầu chạy trên điểm đầu gối với một lượng nhỏ điện thế bên ngoài.
Đặc điểm diode nối PN VI trong phân cực chuyển tiếp
Sự khác biệt tiềm năng trên đường giao nhau PN được duy trì không đổi bởi hoạt động của lớp cạn kiệt. Lượng dòng điện tối đa sẽ được giữ không đầy đủ bởi điện trở tải bởi vì khi diode tiếp giáp PN dẫn dòng điện nhiều hơn thông số kỹ thuật bình thường của diode, dòng điện phụ dẫn đến tản nhiệt và cũng dẫn đến hư hỏng thiết bị.
Điốt nối PN trong phân cực ngược
Khi một diode tiếp giáp PN được kết nối trong điều kiện Phân cực ngược, điện áp dương (+ Ve) được kết nối với vật liệu loại N & điện áp âm (-Ve) được kết nối với vật liệu loại P.
Khi đặt hiệu điện thế + Ve vào vật liệu loại N thì nó hút các êlectron ở gần điện cực dương và đi ra khỏi chỗ tiếp giáp, ngược lại các lỗ trống ở đầu loại P cũng bị hút ra khỏi chỗ tiếp giáp gần điện cực âm. .
Điốt nối PN trong phân cực ngược
Trong loại xu hướng này, dòng điện chạy qua diode tiếp giáp PN bằng không. Mặc dù vậy, dòng rò rỉ do các hạt tải điện thiểu số chạy trong điốt có thể được đo bằng UA (microampe). Khi tiềm năng của phân cực ngược đối với diode tiếp giáp PN tăng lên và dẫn đến đánh thủng điện áp ngược tiếp giáp PN và dòng điện của diode tiếp giáp PN được điều khiển bởi một mạch bên ngoài. Sự phân hủy ngược phụ thuộc vào mức độ pha tạp của vùng P & N. Hơn nữa, với sự gia tăng phân cực ngược, điốt sẽ trở nên ngắn mạch do quá nóng trong mạch và dòng điện mạch tối đa chạy trong điốt tiếp giáp PN.
VI Đặc điểm của Điốt nối PN trong phân cực ngược
Trong kiểu phân cực này, đường đặc tính của diode được thể hiện ở góc phần tư thứ tư của hình dưới đây. Dòng điện trong xu hướng này thấp cho đến khi đạt được sự cố và do đó diode trông giống như một mạch hở. Khi điện áp đầu vào của phân cực ngược đã đạt đến điện áp đánh thủng, dòng điện ngược sẽ tăng lên rất nhiều.
Đặc điểm của diode nối PN VI trong phân cực ngược
Do đó, đây là tất cả về diode tiếp giáp PN trong điều kiện phân cực 0, phân cực thuận và phân cực ngược và các đặc tính VI của điốt tiếp giáp PN. Chúng tôi hy vọng rằng bạn đã hiểu rõ hơn về khái niệm này. Hơn nữa, bất kỳ nghi ngờ nào liên quan đến bài viết này, hoặc dự án điện tử vui lòng đưa ra phản hồi của bạn bằng cách bình luận trong phần bình luận bên dưới. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, đó là diode nào được sử dụng trong phototransistor?
Tín ảnh:
- Đặc tính VI của diode tiếp giáp PN bằng gia sư
- Zero Biased PN Junction Diode bởi chuyên gia
