De P-N junctiediode verscheen in het jaar 1950. Het is de meest essentiële en de basisbouwsteen van het elektronische apparaat. De PN-junctiediode is een apparaat met twee aansluitingen, dat wordt gevormd wanneer een zijde van de PN-junctiediode is gemaakt van het p-type en is gedoteerd met het N-type materiaal. De PN-junctie is de basis voor halfgeleiderdiodes. De diverse elektronische componenten zoals BJT's, JFET's, MOSFET's (metaaloxide–FET halfgeleider , LED's en analoge of digitale IC's alle ondersteunen halfgeleidertechnologie. De belangrijkste functie van de halfgeleiderdiode is dat het de elektronen vergemakkelijkt om er volledig in één richting overheen te stromen. Ten slotte fungeert het als een gelijkrichter. Dit artikel geeft beknopte informatie over de PN-junctiediode, PN-junctiediode in doorstuurvoorspanning en omkeert bias en de VI-kenmerken van PN-junctiediode
Wat is een PN-junctiediode?
Er zijn drie mogelijke voorspanningsvoorwaarden en twee werkingsgebieden voor de typische PN-verbindingsdiode , ze zijn zero bias, forward bias en reverse bias.
Als er geen spanning wordt aangelegd over de PN-junctiediode, zullen de elektronen naar de P-zijde diffunderen en zullen de gaten door de junctie naar de N-zijde diffunderen en ze combineren. Daarom wordt het acceptoratoom dicht bij het P-type en het donoratoom dichtbij de N-kant onbenut gelaten. Door deze ladingsdragers wordt een elektronisch veld gegenereerd. Dit gaat verdere diffusie van ladingsdragers tegen. Geen enkele beweging van het gebied staat dus bekend als het uitputtingsgebied of ruimtelading.
PN-verbindingsdiode
Als we voorwaartse voorspanning toepassen op de PN-junctiediode, betekent dit dat de negatieve pool is verbonden met het N-type materiaal en de positieve pool is verbonden met het P-type materiaal over de diode, wat het effect heeft dat de breedte van de PN-junctiediode.
Als we een omgekeerde bias toepassen op de PN-junctiediode, betekent dit dat de positieve pool is verbonden met het N-type materiaal en de negatieve pool is verbonden met het P-type materiaal over de diode, wat het effect heeft dat de breedte van de PN-junctiediode en er kan geen lading over de junctie stromen
VI Kenmerken van PN Junction Diode
Nul-voorgespannen PN-verbindingsdiode
Levert in de nulvoorinstellingsovergang mogelijk hogere potentiële energie aan de gaten op de P- en N-zijaansluitingen. Wanneer de aansluitingen van de junctiediode worden kortgesloten, hebben weinig meerderheidsladingsdragers in de P-zijde voldoende energie om de potentiële barrière te overwinnen om door het uitputtingsgebied te reizen. Daarom begint met behulp van meerderheidsladingsdragers de stroom in de diode te stromen en wordt dit aangeduid als doorschakelstroom. Op dezelfde manier bewegen minderheidsladingsdragers in de N-zijde in omgekeerde richting over het uitputtingsgebied en wordt dit tegenstroom genoemd.
Nul-voorgespannen PN-verbindingsdiode
Potentiële barrière verzet zich tegen de beweging van elektronen en gaten over de junctie en zorgt ervoor dat de minderheidsladingsdragers over de PN-junctie kunnen drijven. De potentiaalbarrière helpt echter minderheidsladingsdragers in P-type en N-type om over de PN-junctie te drijven, waarna het evenwicht tot stand wordt gebracht wanneer de meerderheidsladingsdragers gelijk zijn en beide in omgekeerde richting bewegen, zodat het nettoresultaat nul is. stroom die in het circuit stroomt. Dit knooppunt zou zich in een toestand van dynamisch evenwicht bevinden.
Wanneer de temperatuur van de halfgeleider wordt verhoogd, worden eindeloos minderheidsladingsdragers gegenereerd en begint de lekstroom te stijgen. Maar er kan geen elektrische stroom vloeien omdat er geen externe bron is aangesloten op de PN-overgang.
PN Junction Diode in forwarding Bias
Wanneer een PN-junctiediode is verbonden met een voorwaartse voorspanning door een positieve spanning te geven aan het P-type materiaal en een negatieve spanning aan de N-type aansluiting. Als de externe spanning hoger wordt dan de waarde van de potentiaalbarrière (schat 0,7 V voor Si en 0,3 V voor Ge, dan zal de oppositie van de potentiaalbarrières worden overwonnen en zal de stroom gaan lopen. Omdat de negatieve spanning elektronen afstoot in de buurt van de kruising door ze de energie te geven om te combineren en over te steken, waarbij de gaten in de tegenovergestelde richting van de kruising worden geduwd door de positieve spanning.
PN Junction Diode in voorwaartse bias
Het resultaat hiervan in een karakteristieke curve van nulstroom die naar het ingebouwde potentiaal vloeit, wordt 'kniestroom' genoemd op de statische curven en vervolgens vloeit er een hoge stroom door de diode met een lichte toename van de externe spanning, zoals hieronder weergegeven.
VI Kenmerken van PN Junction Diode in forwarding Bias
De VI-kenmerken van de PN-junctiediode bij het doorsturen van de voorspanning zijn niet-lineair, dat wil zeggen, geen rechte lijn. Deze niet-lineaire eigenschap illustreert dat tijdens de werking van de N-overgang de weerstand niet constant is. De helling van de PN-junctiediode in voorwaartse voorspanning laat zien dat de weerstand erg laag is. Wanneer een voorwaartse voorspanning op de diode wordt toegepast, veroorzaakt dit een pad met lage impedantie en kan een grote hoeveelheid stroom worden geleid die bekend staat als oneindige stroom. Deze stroom begint boven het kniepunt te stromen met een kleine hoeveelheid extern potentieel.
PN Junction Diode VI Kenmerken bij het doorsturen van Bias
Het potentiaalverschil over de PN-overgang wordt constant gehouden door de werking van de uitputtingslaag. De maximale hoeveelheid te geleiden stroom wordt onvolledig gehouden door de belastingsweerstand, omdat wanneer de PN-junctiediode meer stroom geleidt dan de normale specificaties van de diode, de extra stroom resulteert in warmteafvoer en ook leidt tot schade aan het apparaat.
PN-verbindingsdiode in omgekeerde bias
Wanneer een PN-junctiediode is aangesloten in een omgekeerde bias-toestand, wordt een positieve (+ Ve) spanning aangesloten op het N-type materiaal en wordt een negatieve (-Ve) spanning aangesloten op het P-type materiaal.
Wanneer de + Ve-spanning wordt toegepast op het N-type materiaal, trekt het de elektronen aan nabij de positieve elektrode en gaat het weg van de kruising, terwijl de gaten in het P-type uiteinde ook worden weggetrokken van de kruising nabij de negatieve elektrode .
PN-verbindingsdiode in omgekeerde bias
Bij dit type voorspanning is de stroom door de PN-junctiediode nul. De stroomlekkage als gevolg van minderheidsladingsdragers stroomt echter in de diode die kan worden gemeten in een UA (microamperes). Naarmate de potentiaal van de omgekeerde voorspanning naar de PN-junctiediode uiteindelijk toeneemt en leidt tot PN-junctie, sperspanning doorslag en de stroom van de PN-junctiediode wordt bestuurd door een extern circuit. Omgekeerde uitsplitsing hangt af van de dopingniveaus van de P & N-regio's. Verder, met de toename van de tegengestelde voorspanning, zal de diode worden kortgesloten als gevolg van oververhitting in het circuit en vloeit de maximale circuitstroom in de PN-junctiediode.
VI Kenmerken van PN Junction Diode in Reverse Bias
Bij dit type bias wordt de karakteristieke curve van de diode weergegeven in het vierde kwadrant van de onderstaande figuur. De stroom bij deze voorspanning is laag totdat de storing is bereikt en daarom ziet de diode eruit als een open circuit. Wanneer de ingangsspanning van de omgekeerde bias de doorslagspanning heeft bereikt, neemt de tegenstroom enorm toe.
PN Junction Diode VI-kenmerken in omgekeerde bias
Daarom gaat dit allemaal over PN-junctiediode in nulvoorspanning, voorwaartse voorspanning en omgekeerde voorspanning en VI-kenmerken van PN-junctiediode. We hopen dat u dit concept beter begrijpt. Verder twijfels over dit artikel, of elektronica projecten geef uw feedback door te reageren in het commentaargedeelte hieronder. Hier is een vraag voor u, welke diode wordt gebruikt in de fototransistor?
Fotocredits:
- VI-kenmerken van PN-junctiediode door tutorvista
- Nul Voorgespannen PN Junction Diode door expertsmind
