SA P-N Junction Diode ay nabuo sa pamamagitan ng pag-doping sa isang bahagi ng isang piraso ng silikon na may isang P-type na dopant (Boran) at sa kabilang panig na may isang N-type na dopant (posporus). Maaaring magamit ang Ge sa halip na Silicon. Ang P-N junction diode ay isang dalawang-terminal na aparato. Ito ang pangunahing konstruksyon ng P-N junction diode. Ito ay isa sa pinakasimpleng aparato ng semiconductor dahil pinapayagan nitong dumaloy sa isang direksyon lamang. Ang diode ay hindi kumikilos nang linearly patungkol sa inilapat na boltahe, at mayroon itong isang exponential na ugnayan ng V-I.

Ano ang isang P-N junction Diode?

Ang isang P-N junction diode ay isang piraso ng silikon na mayroong dalawang mga terminal. Ang isa sa mga terminal ay na-doped ng materyal na uri ng P at ang iba pa ay may materyal na uri ng N. Ang P-N junction ay ang pangunahing elemento para sa mga diode ng semiconductor. Ang isang Semiconductor diode ay pinapabilis ang daloy ng mga electron sa isang direksyon lamang - na kung saan ay ang pangunahing pag-andar ng semiconductor diode. Maaari din itong magamit bilang isang Rectifier.

P-N Junction

Teoryang PN Junction Diode

Mayroong dalawang mga rehiyon ng pagpapatakbo: P-type at N-type. At batay sa inilapat na boltahe, mayroong tatlong posibleng mga kundisyon na 'biasing' para sa P-N Junction Diode, na kung saan ay ang mga sumusunod:

Zero Bias - Walang panlabas na boltahe na inilalapat sa diode ng PN junction.
Pagpasa ng Bias - Ang potensyal na boltahe ay positibong nakakonekta sa terminal na uri ng P at negatibo sa terminal na uri ng N ng Diode.
Baliktarin ang Bias - Ang potensyal na boltahe ay nakakonekta nang negatibo sa uri ng P at positibo sa terminal na uri ng N ng Diode.

Zero Biased Condition

Sa kasong ito, walang panlabas na boltahe ang inilapat sa P-N junction diode at samakatuwid, ang mga electron ay nagkakalat sa P-side at sabay na mga butas na nagkakalat patungo sa N-side sa pamamagitan ng kantong, at pagkatapos ay pagsamahin sa bawat isa. Dahil dito ang isang electric field ay nabuo ng mga carrier ng singil na ito. Sinasalungat ng larangan ng kuryente ang karagdagang pagsasabog ng mga sisingilin na carrier upang walang kilusan sa gitnang rehiyon. Ang rehiyon na ito ay kilala bilang lapad ng pag-ubos o singil sa puwang.

Kalagayang Walang Kundisyon

Pagpasa ng Bias

Sa kundisyon sa pasulong na pasulong, ang negatibong terminal ng baterya ay konektado sa materyal na uri ng N at ang positibong terminal ng ang baterya ay konektado sa materyal na P-Type. Ang koneksyon na ito ay tinatawag ding pagbibigay ng positibong boltahe. Ang mga elektron mula sa rehiyon ng N ay tumatawid sa kantong at pumasok sa rehiyon ng P. Dahil sa kaakit-akit na puwersa na nabuo sa rehiyon ng P ang mga electron ay naaakit at lumipat patungo sa positibong terminal. Kasabay ang mga butas ay naaakit sa negatibong terminal ng baterya. Sa pamamagitan ng paggalaw ng mga electron at butas na kasalukuyang daloy. Sa kondisyong ito, ang lapad ng rehiyon ng pagkaubos ay bumababa dahil sa pagbawas ng bilang ng mga positibo at negatibong ions.

Pasulong na Kundisyon ng Bias

Mga Katangian V-I

Sa pamamagitan ng pagbibigay ng positibong boltahe, ang mga electron ay nakakakuha ng sapat na enerhiya upang mapagtagumpayan ang potensyal na hadlang (depletion layer) at tumawid sa kantong at ang parehong bagay ay nangyayari sa mga butas din. Ang dami ng lakas na kinakailangan ng mga electron at butas para sa pagtawid sa junction ay katumbas ng potensyal ng hadlang na 0.3 V para sa Ge at 0.7 V para sa Si, 1.2V para sa GaAs. Kilala rin ito bilang pagbagsak ng Boltahe. Ang pagbaba ng boltahe sa kabuuan ng diode ay nangyayari dahil sa panloob na paglaban. Maaari itong maobserbahan sa graph sa ibaba.

Ipasa ang bias na Mga Katangian ng V-I

Baliktarin ang Bias

Sa kundisyon sa pasulong na bias, ang negatibong terminal ng baterya ay konektado sa materyal na uri ng N at ang positibong terminal ng baterya ay nakakonekta sa materyal na uri ng P. Ang koneksyon na ito ay kilala rin bilang pagbibigay ng positibong boltahe. Samakatuwid, ang patlang ng kuryente dahil sa parehong boltahe at pagkaubos ng layer ay nasa parehong direksyon. Ginagawa nitong mas malakas ang patlang ng kuryente kaysa dati. Dahil sa malakas na larangan ng kuryente, nais ng mga electron at butas ang mas maraming enerhiya na tatawid sa kantong kaya hindi sila makakalat sa kabaligtaran na rehiyon. Samakatuwid, walang kasalukuyang daloy dahil sa kakulangan ng paggalaw ng mga electron at butas.

Naubos na layer sa kondisyon ng Reverse Biased

Ang mga electron mula sa N-type semiconductor ay naaakit patungo sa positibong terminal at ang mga butas mula sa P-type semiconductor ay naaakit sa negatibong terminal. Ito ay humahantong sa pagbawas ng bilang ng mga electron sa N-type at mga butas sa P-type. Bilang karagdagan, ang mga positibong ions ay nilikha sa rehiyon na uri ng N at ang mga negatibong ions ay nilikha sa rehiyon na uri ng P.

Circuit diagram para sa Reverse bias

Samakatuwid, ang lapad ng pag-ubos ng layer ay nadagdagan dahil sa pagtaas ng bilang ng mga positibo at negatibong ions.

Mga Katangian V-I

Dahil sa thermal enerhiya sa mga carrier ng kristal na minorya ay ginawa. Ang mga carrier ng minorya ay nangangahulugang isang butas sa materyal na uri ng N at mga electron sa materyal na uri ng P. Ang mga carrier ng minorya na ito ay ang mga electron at hole na itinulak patungo sa P-N junction ng negatibong terminal at positibong terminal, ayon sa pagkakabanggit. Dahil sa paggalaw ng mga carrier ng minorya, isang napakaliit na kasalukuyang daloy, na nasa saklaw ng nano Ampere (para sa silicon). Ang kasalukuyang ito ay tinawag bilang reverse saturation current. Ang ibig sabihin ng saturation, pagkatapos maabot ang maximum na halaga nito, ang isang matatag na estado ay naabot kung saan ang kasalukuyang halaga ay mananatiling pareho sa pagtaas ng boltahe.

Ang lakas ng pabalik na kasalukuyang ay ayon sa pagkakasunud-sunod ng mga nano-amperes para sa mga aparatong silikon. Kapag ang reverse boltahe ay nadagdagan lampas sa limitasyon, pagkatapos ay ang pabalik na kasalukuyang tumataas nang husto. Ang partikular na boltahe na nagsasanhi ng marahas na pagbabago sa reverse current ay tinatawag na reverse breakdown voltage. Ang pagkasira ng diode ay nangyayari sa pamamagitan ng dalawang mekanismo: pagkasira ng Avalanche at pagkasira ng Zener.

I = IS [exp (qV / kT) -1]
K - Boltzmann Constant
T - temperatura ng Junction (K)
(kT / q) Temperatura ng silid = 0.026V

Kadalasan ang IS ay isang napakaliit na kasalukuyang humigit-kumulang sa 10-17 …… 10-13A

Samakatuwid, maaari itong maisulat bilang

I = IS [exp (V / 0.026) -1]

V-I Characteristics Graph para sa Reverse Bias

Mga aplikasyon ng PN junction Diode

Ang P-N junction diode ay maraming mga application.

Ang P-N junction diode sa pag-configure ng reverse-bias ay sensitibo sa ilaw mula sa isang saklaw sa pagitan ng 400nm hanggang 1000nm, na kasama ang VISIBLE light. Samakatuwid, maaari itong magamit bilang isang photodiode.
Maaari din itong magamit bilang isang solar cell.
P-N junction pasulong na kundisyon ng bias ay ginagamit sa lahat Mga aplikasyon ng ilaw sa LED .
Ang boltahe sa kabuuan ng P-N junction na kampi ay ginagamit upang lumikha Mga Sensor ng Temperatura , at Mga boltahe ng Sanggunian.
Ginagamit ito sa maraming mga circuit ' mga tagatama , varactors para sa mga oscillator na kinokontrol ng boltahe .

Mga Katangian ng V-I ng P-N junction Diode

Ang graph ay mabago para sa iba't ibang mga materyales na semiconductor ginamit sa pagbuo ng isang P-N junction diode. Ang diagram sa ibaba ay naglalarawan ng mga pagbabago.

Paghahambing sa Silicon, Germanium, at Gallium Arsinide

Paghahambing sa Silicon, Germanium, at Gallium Arsenide

“kasalukuyang dibisyon at dibisyon ng dibisyon ”

Ito ay tungkol sa Teorya ng P-N Junction diode , prinsipyo ng pagtatrabaho at mga aplikasyon nito. Naniniwala kami na ang impormasyong ibinigay sa artikulong ito ay kapaki-pakinabang sa iyo para sa isang mas mahusay na pag-unawa sa konseptong ito. Bukod dito, para sa anumang mga query tungkol sa artikulong ito o anumang tulong sa pagpapatupad mga proyektong elektrikal at electronics, maaari kang lumapit sa amin sa pamamagitan ng pagkomento sa seksyon ng komento sa ibaba. Narito ang isang katanungan para sa iyo - Ano ang pangunahing aplikasyon ng P-N junction diode?

Mga Kredito sa Larawan: