KİME P-N Bağlantı Diyotu bir silikon parçasının bir tarafının P tipi katkı maddesi (Boran) ve diğer tarafının N tipi katkı maddesi (fosfor) ile katkılanmasıyla oluşur.Silikon yerine Ge kullanılabilir. P-N bağlantı diyotu, iki uçlu bir cihazdır. Bu, P-N bağlantı diyotunun temel yapısıdır. Akımın yalnızca bir yönde akmasına izin verdiği için en basit yarı iletken cihazlardan biridir.Diyot, uygulanan gerilime göre doğrusal olarak davranmaz ve üstel bir V-I ilişkisine sahiptir.

P-N bağlantı diyotu nedir?

Bir P-N bağlantı diyotu, iki terminali olan bir silikon parçasıdır. Terminallerden biri P tipi malzeme ile diğeri ise N tipi malzeme katkılıdır. P-N bağlantısı, yarı iletken diyotlar için temel unsurdur. Yarı iletken diyot, elektronların tamamen tek bir yönde akışını kolaylaştırır - bu, yarı iletken diyotun ana işlevidir. Doğrultucu olarak da kullanılabilir.

Pn kavşağı

PN Kavşağı Diyot Teorisi

İki işletim bölgesi vardır: P-tipi ve N-tipi. Ve uygulanan gerilime bağlı olarak, P-N Bağlantı Diyotu için aşağıdaki gibi üç olası 'önyargı' koşulu vardır:

Sıfır Önyargı - PN bağlantı diyotuna harici voltaj uygulanmaz.
Ön yargı - Gerilim potansiyeli pozitif olarak P-tipi terminale ve negatif olarak Diyotun N-tipi terminaline bağlanır.
Ters Eğilim - Gerilim potansiyeli, P-tipi terminale negatif ve Diyotun N-tipi terminaline pozitif olarak bağlanır.

Sıfır Önyargılı Durum

Bu durumda, P-N bağlantı diyotuna harici voltaj uygulanmaz ve bu nedenle, elektronlar P tarafına dağılır ve eşzamanlı olarak delikler bağlantı boyunca N tarafına doğru dağılır ve sonra birbirleriyle birleşir. Bundan dolayı, bu yük taşıyıcıları tarafından bir elektrik alanı üretilir. Elektrik alanı, orta bölgede hareket olmaması için yüklü taşıyıcıların daha fazla yayılmasına karşı çıkar. Bu bölge, tükenme genişliği veya uzay yükü olarak bilinir.

Tarafsız Durum

Ön yargı

İleri önyargı durumunda, pilin negatif terminali N tipi malzemeye ve pozitif terminaline bağlanır. batarya P-Tipi malzemeye bağlanır. Bu bağlantıya pozitif gerilim vermek de denir. N bölgesinden gelen elektronlar kavşağı geçer ve P bölgesine girer. P bölgesinde üretilen çekici kuvvet nedeniyle elektronlar çekilir ve pozitif terminale doğru hareket eder. Eş zamanlı olarak, delikler pilin negatif terminaline çekilir. Elektronların ve deliklerin hareketiyle akım akar. Bu durumda, pozitif ve negatif iyonların sayısındaki azalmaya bağlı olarak tükenme bölgesinin genişliği azalır.

İleri Önyargı Koşulu

V-I Karakteristikleri

Pozitif voltaj sağlayarak, elektronlar potansiyel bariyerin (tükenme tabakası) üstesinden gelmek ve bağlantı noktasını geçmek için yeterli enerji alır ve aynı şey deliklerde de olur. Bağlantıyı geçmek için elektronların ve deliklerin ihtiyaç duyduğu enerji miktarı, Ge için 0.3 V ve Si için 0.7 V, GaAs için 1.2 V bariyer potansiyeline eşittir. Bu aynı zamanda Voltaj düşüşü olarak da bilinir. Diyot boyunca voltaj düşüşü, iç direnç nedeniyle oluşur. Bu, aşağıdaki grafikte görülebilir.

İleri sapma V-I Özellikleri

Ters Eğilim

İleri önyargı durumunda, pilin negatif terminali N tipi malzemeye bağlanır ve pilin pozitif terminali P tipi malzemeye bağlanır. Bu bağlantı aynı zamanda pozitif voltaj olarak da bilinir. Dolayısıyla, hem voltaj hem de tükenme katmanından kaynaklanan elektrik alanı aynı yöndedir. Bu, elektrik alanını eskisinden daha güçlü hale getirir. Bu güçlü elektrik alan nedeniyle, elektronlar ve delikler bağlantı noktasından geçmek için daha fazla enerji isterler, böylece karşı bölgeye yayılmazlar. Bu nedenle, elektronların ve deliklerin hareket eksikliğinden dolayı akım akışı yoktur.

Ters Eğimli koşulda tükenme katmanı

N-tipi yarı iletkenden gelen elektronlar pozitif terminale doğru çekilir ve P-tipi yarı iletkenden gelen delikler negatif terminale çekilir. Bu, N-tipindeki elektron sayısının ve P-tipindeki deliklerin azalmasına yol açar. Ek olarak, N tipi bölgede pozitif iyonlar, P tipi bölgede negatif iyonlar oluşturulur.

Ters önyargı için devre şeması

Bu nedenle, pozitif ve negatif iyonların sayısının artması nedeniyle tükenme tabakası genişliği artar.

V-I Karakteristikleri

Kristal azınlıktaki termal enerjiden dolayı taşıyıcılar üretilir. Azınlık taşıyıcılar, N-tipi malzemede bir delik ve P-tipi malzemede elektronlar anlamına gelir. Bu azınlık taşıyıcılar, sırasıyla negatif terminal ve pozitif terminal tarafından P-N bağlantısına doğru itilen elektronlar ve deliklerdir. Azınlık taşıyıcılarının hareketi nedeniyle, nano Amper aralığında (silikon için) çok az akım akışı olur. Bu akıma ters doygunluk akımı denir. Doygunluk, maksimum değerine ulaştıktan sonra, artan voltaj ile akım değerinin aynı kaldığı sabit bir duruma ulaşıldığı anlamına gelir.

Ters akımın büyüklüğü, silikon cihazlar için nano-amper düzeyindedir. Ters voltaj sınırın ötesine yükseltildiğinde, ters akım büyük ölçüde artar. Ters akımda büyük değişikliğe neden olan bu özel voltaja ters arıza voltajı denir. Diyot bozulması iki mekanizma ile gerçekleşir: Çığın bozulması ve Zener arızası.

I = IS [exp (qV / kT) -1]
K - Boltzmann Sabiti
T - Bağlantı sıcaklığı (K)
(kT / q) Oda sıcaklığı = 0.026V

Genellikle IS yaklaşık 10-17 …… 10-13A arasında çok küçük bir akımdır

Bu nedenle şu şekilde yazılabilir:

I = IS [exp (V / 0,026) -1]

Ters Sapma için V-I Karakteristik Grafiği

PN bağlantı diyotunun uygulamaları

P-N bağlantı diyotunun birçok uygulaması vardır.

Ters taraflı konfigürasyondaki P-N bağlantı diyotu, GÖRÜNEN ışığı içeren 400 nm ila 1000 nm aralığındaki ışığa duyarlıdır. Bu nedenle fotodiyot olarak kullanılabilir.
Aynı zamanda güneş pili olarak da kullanılabilir.
P-N birleşim ileri sapma koşulu, tüm LED aydınlatma uygulamaları .
P-N bağlantısındaki gerilim önyargılı oluşturmak için kullanılır Sıcaklık sensörleri ve Referans voltajları.
Birçok devrede kullanılır doğrultucular için varaktörler voltaj kontrollü osilatörler .

P-N bağlantı Diyotunun V-I Özellikleri

Grafik farklı için değiştirilecek yarı iletken malzemeler bir P-N bağlantı diyotunun yapımında kullanılır. Aşağıdaki diyagram değişiklikleri göstermektedir.

Silikon, Germanyum ve Galyum Arsinide ile Karşılaştırma

Silikon, Germanyum ve Galyum Arsenit ile Karşılaştırma

“sinüs dalgası nasıl oluşturulur ”

Bu tamamen P-N Kavşak diyot teorisi , çalışma prensibi ve uygulamaları. Bu makalede verilen bilgilerin, bu kavramı daha iyi anlamanız için size yardımcı olduğuna inanıyoruz. Ayrıca, bu makaleyle ilgili herhangi bir sorunuz veya uygulama konusunda herhangi bir yardım için elektrik ve elektronik projeleri, Aşağıdaki yorum bölümünde yorum yaparak bize ulaşabilirsiniz. İşte size bir soru - P-N bağlantı diyotunun ana uygulaması nedir?

Fotoğrafa katkı verenler: