INHOUD
In dit artikel zullen we leren over PN-junctiediode en zijn kenmerken als volgt:
- Wat is een PN-junctiediode?
- Definitie van PN-junctiediode:
- Werkingsprincipe van PN-junctiediode
- Eigenschappen van PN-junctiediode
- Circuit en symbool van PN-junctiediode
- Equivalent circuit van PN-junctiediode:
- PN-overgang Stroom vloeit
- Ideale stroom-spanningsverhouding
- PN-junctie-eigenschappen
- Diode quasi-fermi niveaus
- Toepassingen van PN-junctiediode
Wat is een PN-junctiediode?
Definitie van PN-junctiediode:
"Een pn-junctiediode is een halfgeleiderapparaat met twee aansluitingen of twee elektroden."
"Een diode wordt een PN-junctiediode genoemd als deze aan de ene kant wordt gevormd door het P-type en aan de andere kant N-type of omgekeerde richting. "
"De diode moet in voorwaartse voorspanning staan om de elektrische stroom mogelijk te maken. er doorheen."
- Als een positieve spanning is aangesloten op de P-klemmen, gaat de stroom vervolgens van het P naar N-gebied, omdat positieve spanning helpt om het uitputtingsgebied te passeren. Wanneer we a . gebruiken negatieve spanning wordt toegepast op het p-type, de uitputtingszone neemt toe en voorkomt dat de stroom vloeit.
Hoe werkt een PN-junctiediode?
Werkingsprincipe van PN-junctiediode:
In een PN-junctiediode zullen we de pn-junctie beschouwen met een toegepaste voorwaartse voorspanning. We kunnen de stroom-spanningskarakteristieken bepalen. De potentiaalbarrière van deze pn-overgang wordt verminderd wanneer er een voorwaartse voorspanning op wordt toegepast. Hierdoor kunnen e- en gat door het ruimteladingsgebied lekken.
Wanneer gaten door het p-gebied door het ruimteladingsgebied beginnen te gaan, krijgen ze een overmaat aan minderheidsdrager, namelijk een gat en een extra minderheidsdrager door het drift-, recombinatie- en diffusieproces.
Evenzo, wanneer elektronen in het gebied beginnen te stromen door het ruimteladingsgebied naar P. Ze krijgen een overschot aan minderheidsdragerelektronen.
Wanneer bijvoorbeeld halfgeleiderapparatuur met pn-overgangen in lineaire versterkers wordt gebruikt, worden in de tijd variërende tekens over de gelijkstroomstromen en -spanningen gelegd. Een minuscule sinusvormige spanning die van toepassing is op een gelijkspanning die wordt aangelegd over een pn-overgang, zal een stroom met een klein signaal initiëren.
De verhouding van de stroom tot de spanning genereert de kleine signaaltoegang van dit pn-kruispunt. De toelating van een voorwaarts voorgespannen pn-doorsnijding omvat zowel de conductantie- als de capaciteitsparameters.
Wat is de PN-junctiestroom?
Wanneer een voorwaartse spanning wordt toegepast op een pn-overgang, wordt er een stroom gegenereerd in het apparaat. Dat staat bekend als PN-junctiestroom.
Definieer de ideale stroom-spanningsrelatie:
Ideale PN-junctiestroom:
De ideale stroom op een pn-kruispunt berust op de belangrijke componenten van het vierde principe dat in de vorige paragraaf werd genoemd. De totale stroom op het snijpunt is de optelling van deze elektronen en gatstromen, die stabiel blijven door het uitputtingsgebied.
De gradiënten van de minderheidsdragersconcentraties creëren diffusiestromen, en omdat we aannemen dat het elektrische veld '0' is aan de ruimteladingsrand, kunnen we bij deze benadering de driftstroom negeren voor minderheid.
Equivalent circuit van PN-junctiediode:
Het equivalentcircuit met klein signaal van de voorwaarts voorgespannen pn-overgang is afgeleid van een vergelijking.
Y = gd+ Jωcd
Het is vereist om de junctiecapaciteit parallel aan de diffusieweerstand (rd) en diffusiecapaciteit. Het laatste element voor het equivalente circuit is een reeks weerstanden. De neutrale n- en p-gebieden hebben een 'C'-getallen pf-weerstand, dus de feitelijke pn-overgang bevat een serieweerstand waarvan het volledige equivalente circuit is weergegeven in de bovenstaande afbeelding.
De spanning door de eigenlijke kruising is - Werkelijke spanning (Va) en de totale spanning die op de pn-diode wordt toegepast wordt gespecificeerd door (Vapp) Dus de uitdrukking voor de ideale toestand is als volgt:
V.gebruiken = Va+ Irs
De bovenstaande figuur is VI-kenmerken die de impact van de serieweerstand onthullen. Een spanning, die in het algemeen hoger kan zijn, is nodig om exact dezelfde huidige waarde te vinden wanneer een immuniteitsstreep is inbegrepen. Bij de meeste diodes zal de showweerstand waarschijnlijk verwaarloosbaar zijn.
In bepaalde halfgeleiderapparaten met pn-overgangen, maar de serieweerstand zal in een feedbacklus thuishoren.
Omgekeerde vooringenomen recombinatiestroom:
Als een PN-junctiediode in spervoorspanning is, werd geleerd dat mobiele gaten en elektronen uit het ruimteladingsgedeelte werden weggevaagd. Het negatieve signaal verklaart een negatieve recombinatiesnelheid; daarom genereren we eigenlijk elektron-gat-paren in het omgekeerd voorgespannen ruimteladingsgebied.
De recombinatie van overtollige gaten en elektronen tijdens de procedure tijdens de poging om de thermische balans te herstellen. Gezien het feit dat de concentratie van gaten en elektronen in wezen nul is in het gebied met omgekeerde voorspanning, worden gaten en elektronen gegenereerd door het valniveau, dat ook probeert de thermische balans te doen herleven.
Omdat de gaten en elektronen worden gegenereerd, worden ze door het elektrische veld uit het ruimteladingsgebied gevangen. De ladingsstroom is in de huidige richting van een tegengestelde voorspanning. Deze productiestroom in tegengestelde richting, die voornamelijk het resultaat is van het ontstaan van gaten en elektronen in het ruimteladingsgebied, wordt toegevoegd aan de ideale verzadigingsstroom met tegengestelde voorspanning.
Voorwaartse vooringenomen recombinatiestroom:
Voor een omgekeerd voorgespannen PN-overgang worden elektronen en gaten meestal opgeruimd uit het ruimteladingsgebied. Onder voorwaartse voorspanning worden echter elektronen en gaten in het ruimteladingsgebied geïnjecteerd; tijdens die periode kunnen er extra vervoerskosten zijn in het ruimtevaartgebied.
Er is een zekere mogelijkheid dat sommige van deze elektronen en gaten ook in die tijd zullen recombineren.
Diode quasi-fermi niveaus
Krediet van het beeld: Brouwt ohare, Diode quasi-fermi niveaus, CC BY-SA 3.0
Wat zijn de toepassingen van PN-junctie, diode?
Belangrijke toepassingen van PN-junctiediode:
De kritische toepassingen van PN-junctiediodes zijn:
- PN-junctiediode kan worden gebruikt als fotodiodes.
- PN-junctiediode kan worden gebruikt als zonnecellen.
- De voorwaarts voorgespannen PN-junctiediode wordt gebruikt als LED.
- PN-junctiediode gebruikt als gelijkrichters in spanningsgestuurd apparaat in varactors.
Om meer te weten over diode klik hier
Hallo, ik ben Soumali Bhattacharya. Ik heb de master Elektronica gedaan.
Ik ben momenteel geïnvesteerd op het gebied van elektronica en communicatie.
Mijn artikelen zijn gericht op de belangrijkste gebieden van de kernelektronica in een zeer eenvoudige maar informatieve benadering.
Ik ben een levendige leerling en probeer mezelf op de hoogte te houden van de nieuwste technologieën op het gebied van elektronica.
Laten we verbinding maken via LinkedIn –