Die PN-Sperrschichtdiode erschien im Jahr 1950. Sie ist der wichtigste und grundlegende Baustein des elektronischen Geräts. Die PN-Sperrschichtdiode ist eine Vorrichtung mit zwei Anschlüssen, die gebildet wird, wenn eine Seite der PN-Sperrschichtdiode mit p-Typ hergestellt und mit dem N-Typ-Material dotiert ist. Der PN-Übergang ist die Wurzel für Halbleiterdioden. Das verschiedene elektronische Komponenten wie BJTs, JFETs, MOSFETs (Metalloxid–FET-Halbleiter) , LEDs und analoge oder digitale ICs Alle unterstützen die Halbleitertechnologie. Die Hauptfunktion der Halbleiterdiode besteht darin, dass die Elektronen vollständig in eine Richtung über sie fließen können. Schließlich wirkt es als Gleichrichter. Dieser Artikel enthält kurze Informationen über die PN-Sperrschichtdiode, die PN-Sperrschichtdiode in Vorwärtsvorspannung und Umkehrvorspannung sowie die VI-Eigenschaften der PN-Sperrschichtdiode
Was ist eine PN Junction Diode?
Es gibt drei mögliche Vorspannungsbedingungen und zwei Betriebsbereiche für das typische PN-Junction-Diode Sie sind Nullvorspannung, Vorwärtsvorspannung und Rückwärtsvorspannung.
Wenn keine Spannung an die PN-Übergangsdiode angelegt wird, diffundieren die Elektronen zur P-Seite und Löcher diffundieren zur N-Seite durch den Übergang und sie verbinden sich. Daher bleibt das Akzeptoratom nahe dem P-Typ und das Donoratom nahe der N-Seite ungenutzt. Von diesen Ladungsträgern wird ein elektronisches Feld erzeugt. Dies wirkt einer weiteren Diffusion von Ladungsträgern entgegen. Somit ist keine Bewegung der Region als Verarmungsregion oder Raumladung bekannt.
PN Junction Diode
Wenn wir eine Vorwärtsvorspannung an die PN-Sperrschichtdiode anlegen, bedeutet dies, dass der negative Anschluss mit dem Material vom N-Typ verbunden ist und der positive Anschluss über die Diode mit dem Material vom P-Typ verbunden ist, was die Breite der Diode verringert PN-Sperrschichtdiode.
Wenn wir eine Sperrvorspannung an die PN-Sperrschichtdiode anlegen, bedeutet dies, dass der positive Anschluss mit dem Material vom N-Typ verbunden ist und der negative Anschluss über die Diode mit dem Material vom P-Typ verbunden ist, was die Breite vergrößert Die PN-Sperrschichtdiode und keine Ladung können über die Sperrschicht fließen
VI Eigenschaften der PN-Sperrschichtdiode
Null vorgespannte PN-Sperrschichtdiode
Versorgt im Null-Vorspannungsübergang möglicherweise eine höhere potentielle Energie für die Löcher an den P- und N-seitigen Anschlüssen. Wenn die Anschlüsse der Sperrschichtdiode kurzgeschlossen sind, haben nur wenige Mehrheitsladungsträger auf der P-Seite viel Energie, um die potenzielle Barriere für die Bewegung durch den Verarmungsbereich zu überwinden. Mit Hilfe von Mehrheitsladungsträgern beginnt daher der Strom in der Diode zu fließen und wird als Weiterleitungsstrom bezeichnet. In gleicher Weise bewegen sich Minoritätsladungsträger auf der N-Seite in umgekehrter Richtung über den Verarmungsbereich und dies wird als Rückstrom bezeichnet.
Null vorgespannte PN-Sperrschichtdiode
Die Potentialbarriere wirkt der Bewegung von Elektronen und Löchern über den Übergang entgegen und ermöglicht es den Minoritätsladungsträgern, über den PN-Übergang zu driften. Die Potentialbarriere hilft jedoch Minoritätsladungsträgern im P-Typ und N-Typ, über den PN-Übergang zu driften. Dann wird ein Gleichgewicht hergestellt, wenn die Majoritätsladungsträger gleich sind und sich beide in umgekehrte Richtungen bewegen, so dass das Nettoergebnis Null ist Strom fließt im Stromkreis. Dieser Übergang soll sich in einem dynamischen Gleichgewichtszustand befinden.
Wenn die Temperatur des Halbleiters erhöht wird, wurden endlos Minoritätsladungsträger erzeugt und somit beginnt der Leckstrom zu steigen. Es kann jedoch kein elektrischer Strom fließen, da keine externe Quelle an den PN-Übergang angeschlossen wurde.
PN Junction Diode in Weiterleitungsvorspannung
Wenn ein Die PN-Sperrschichtdiode ist in Vorwärtsrichtung geschaltet durch Anlegen einer positiven Spannung an das Material vom P-Typ und einer negativen Spannung an den Anschluss vom N-Typ. Wenn die externe Spannung größer als der Wert der Potentialbarriere wird (geschätzte 0,7 V für Si und 0,3 V für Ge), wird der Gegensatz der Potentialbarrieren überwunden und der Stromfluss beginnt. Weil die negative Spannung Elektronen in der Nähe von abstößt die Verbindungsstelle, indem ihnen die Energie gegeben wird, sich zu verbinden und zu überqueren, wobei die Löcher durch die positive Spannung in die entgegengesetzte Richtung zur Verbindungsstelle gedrückt werden.
PN-Sperrschichtdiode in Vorwärtsvorspannung
Das Ergebnis in einer Kennlinie von Nullstrom, der bis zum eingebauten Potential fließt, wird in den statischen Kurven als 'Kniestrom' und dann als hoher Stromfluss durch die Diode mit einem leichten Anstieg der externen Spannung bezeichnet, wie unten gezeigt.
VI Eigenschaften der PN-Sperrschichtdiode bei der Weiterleitungsverzerrung
Die VI-Eigenschaften der PN-Sperrschichtdiode in Vorwärtsvorspannung sind nichtlinear, dh keine gerade Linie. Diese nichtlineare Charakteristik zeigt, dass während des Betriebs des N-Übergangs der Widerstand nicht konstant ist. Die Steigung der PN-Sperrschichtdiode in Vorwärtsrichtung zeigt, dass der Widerstand sehr gering ist. Wenn eine Vorwärtsvorspannung an die Diode angelegt wird, verursacht sie einen Pfad mit niedriger Impedanz und ermöglicht es, eine große Strommenge zu leiten, die als unendlicher Strom bekannt ist. Dieser Strom beginnt über dem Kniepunkt mit einem geringen externen Potential zu fließen.
PN Junction Diode VI Eigenschaften bei der Weiterleitungsverzerrung
Die Potentialdifferenz über dem PN-Übergang wird durch die Verarmungsschichtwirkung konstant gehalten. Die maximal zu leitende Strommenge wird vom Lastwiderstand unvollständig gehalten, da der zusätzliche Strom, wenn die PN-Sperrschichtdiode mehr Strom als die normalen Spezifikationen der Diode leitet, zur Wärmeableitung führt und auch zu einer Beschädigung des Geräts führt.
PN-Sperrschichtdiode in Sperrrichtung
Wenn eine PN-Sperrschichtdiode in einem Umkehrvorspannungszustand angeschlossen wird, wird eine positive (+ Ve) Spannung an das Material vom N-Typ und eine negative (-Ve) Spannung an das Material vom P-Typ angeschlossen.
Wenn die + Ve-Spannung an das Material vom N-Typ angelegt wird, zieht sie die Elektronen in der Nähe der positiven Elektrode an und geht von der Verbindungsstelle weg, während die Löcher im Ende vom P-Typ auch von der Verbindungsstelle in der Nähe der negativen Elektrode weggezogen werden .
PN-Sperrschichtdiode in Sperrrichtung
Bei dieser Art der Vorspannung ist der Stromfluss durch die PN-Sperrschichtdiode Null. In der Diode fließt jedoch der Stromverlust aufgrund von Minoritätsladungsträgern, der in einem UA (Mikroampere) gemessen werden kann. Wenn das Potential der Sperrvorspannung zur PN-Sperrschichtdiode letztendlich zunimmt und zu einem Durchbruch der PN-Sperrschicht führt, wird der Strom der PN-Sperrschichtdiode von einer externen Schaltung gesteuert. Die umgekehrte Aufteilung hängt von den Dotierungsniveaus der P & N-Regionen ab. Ferner wird mit zunehmender Sperrvorspannung die Diode aufgrund von Überhitzung in der Schaltung kurzgeschlossen und es fließt maximaler Schaltungsstrom in der PN-Sperrschichtdiode.
VI Eigenschaften der PN-Sperrschichtdiode in Sperrrichtung
Bei dieser Art von Vorspannung ist die Kennlinie der Diode im vierten Quadranten der folgenden Abbildung dargestellt. Der Strom in dieser Vorspannung ist niedrig, bis ein Durchschlag erreicht ist, und daher sieht die Diode wie ein offener Stromkreis aus. Wenn die Eingangsspannung der Sperrvorspannung die Durchbruchspannung erreicht hat, steigt der Sperrstrom enorm an.
Eigenschaften der PN-Sperrschichtdiode VI in Sperrrichtung
Daher dreht sich hier alles um die PN-Sperrschichtdiode unter Nullvorspannungs-, Vorwärtsvorspannungs- und Rückwärtsvorspannungsbedingungen und die VI-Eigenschaften der PN-Sperrschichtdiode. Wir hoffen, dass Sie dieses Konzept besser verstehen. Darüber hinaus Zweifel an diesem Artikel oder Elektronikprojekte Bitte geben Sie Ihr Feedback, indem Sie im Kommentarbereich unten einen Kommentar abgeben. Hier ist eine Frage für Sie, welche Diode im Fototransistor verwendet wird?
Bildnachweis:
- VI-Eigenschaften der PN-Sperrschichtdiode durch tutorvista
- Null vorgespannte PN-Sperrschichtdiode von Expertenverstand
