PN-liitospuolijohteiden diodien perusteellinen keskustelu ja käytännölliset ominaisuudet
Elektronisen tekniikan välttämättömänä peruskomponenttina PN -liitoskiodien toiminta ja rakenne ovat ratkaisevan tärkeitä koko puolijohdekentän ymmärtämiseksi.Tämän artikkelin tarkoituksena on selittää yksinkertaisesti tämän puolijohdelaitteen rakentaminen, työperiaate ja merkitys käytännön sovelluksissa, etenkin sen korjausvaikutuksessa.PN -risteys diodien rakenne ja työperiaate eivät ole vain suurta merkitystä niille teknikolle, jotka ovat erikoistuneet elektroniseen työhön, vaan myös tutkijoille ja harrastajille, jotka haluavat ymmärtää elektroniikan periaatteita perusteellisesti.
PN -risteys diodin rakennustiedot
PN-liitäntädiodi koostuu N-tyyppisestä puolijohde- ja P-tyyppisestä puolijohteesta.Näiden kahden puolijohdemateriaalin yhdistelmä muodostaa PN -risteyksen.Ympäristön yksinkertaistamiseksi kuvailemme yleensä PN-liitoskiodeja viitaten kuvan (a) kaksiulotteiseen rakenteeseen.Tässä rakenteessa N-tyyppinen puolijohde toimii pohjana, ja P-tyypin puolijohde implantoidaan siihen.Lisäksi kuviossa (b) esitetty yksiulotteinen rakenne on kuvassa (a) AA: n osion erityinen esitys.Lisäksi kuvio (c) näyttää PN -liitoskiodin symbolin ja virranvirtaussuunnan, joka tarjoaa perustan sen sähköisten ominaisuuksien ymmärtämiselle.
Kun tutkitaan sen sähköisiä ominaisuuksia, PN-liitoskiodin IV (virranjännitteen) ominaiskäyrä paljastaa sen ainutlaatuisen eteenpäin suuntautuvan esijännityksen ja käänteisen bias-ominaisuutensa.Eteenpäin suuntautuvassa puolueellisuudessa, kun diodiin kohdistetaan positiivinen jännite, virta kasvaa eksponentiaalisesti jännitteen kanssa.Käänteisenä puolueellisuudessa, toisin sanoen, kun negatiivista jännitettä sovelletaan, virta on melkein nolla, mikä osoittaa PN -liitoskiodin yksisuuntaiset johtavuusominaisuudet.Jos negatiivinen jännite kasvaa edelleen, diodi voi kuitenkin hajottaa, mikä aiheuttaa virran voimakkaan lisääntymisen, mikä on sen sähköominaisuuksien erityistapaus.
PN -risteys diodin tasasuuntaava vaikutus
Yksi PN -liitoskiodien merkittävimmistä sovelluksista on niiden korjaustoiminto, joka on niiden kyky muuntaa vaihtovirta (AC) tasavirtaan (DC).Kuvassa (a) esitetyn tasasuuntaajapiirin kautta voimme noudattaa puoliaallon suorakulmaisen käyttöperiaatetta: Kun tulojännite on positiivinen, virta virtaa diodin läpi kuormitusvastukseen, mikä johtaa jännitteen pudotukseen, kun taas kun kunJännite on negatiivinen, virta ei virtaa.Tämän puoliaallon korjauksen vaikutusta voidaan edelleen tasoittaa rinnakkaiskondensaattoreilla ja muilla komponenteilla saavuttaen lopulta vakaamman tasavirta-lähdön.
Energiakaistakaavioiden tulkinta ja merkitys
PN -risteys diodien työperiaatteen syvästi ymmärrettäessä energiakaistakaaviot tarjoavat intuitiivisen tavan tarkkailla ja ymmärtää elektronien käyttäytymistä puolijohteissa.Kun puolijohde on esimerkiksi maadoitetussa tilassa, -0,5 V: n oikeanpuoleisen jännitteen soveltaminen tuottaa sähkökentän, aiheuttaen energiakaistakaavion kallistumisen.Tässä tilassa elektronien ja reikien liikkumismalleilla on avainasemassa PN -risteyksen sähköisissä ominaisuuksissa.Elektronit liikkuvat kohti alhaisempaa energiatasoa, kun taas reikät tekevät päinvastoin.Niiden liike- ja rekombinaatioprosessi vaikuttavat suoraan PN -liitoskiodin johtavuuteen.
Keskustellessamme energiakaistakaavioista ennen ja jälkeen sitoutumisen ja sen jälkeen voimme paremmin ymmärtää, kuinka N -alue ja P -alue muodostavat kokonaisuuden ja kuinka ehtymiskerros muodostuu elektronien ja reikien diffuusion ja yhdistämisen kautta.Kulutuskerroksen olemassaolo on ratkaisevan tärkeä PN -liitoksen sähköisille ominaisuuksille.Se ei vaikuta vain diodin johtavuuteen, vaan vaikuttaa myös sen suorituskykyyn eri jännitteillä.
Perusteellisella analyysillä rakenteesta, sähköisistä ominaisuuksista ja PN-liitoskiodien käyttöä elektronisissa piireissä voimme paremmin ymmärtää tämän tärkeän puolijohdelaitteen käyttöperiaatetta ja soveltamista.PN -risteys diodien tutkimus ja soveltaminen ei ole vain perustiedot elektronisille insinööreille ja teknikolle, vaan myös arvokas resurssi jokaiselle, joka haluaa saada syvemmän käsityksen nykyaikaisesta elektronisesta tekniikasta.