Detaljna rasprava i praktična svojstva PN Junction Semiconductor Diodes
Kao neophodna osnovna komponenta u elektroničkoj tehnologiji, funkcija i struktura dioda PN spoja ključni su za razumijevanje cijelog poluvodičkog polja.Ovaj članak ima za cilj jednostavnim uvjetima objasniti konstrukciju, princip rada i važnost ovog poluvodičkog uređaja u praktičnim primjenama, posebno njegov učinak ispravljanja.Struktura i princip rada PN Junction dioda nisu samo od velikog značaja za one tehničare koji su se specijalizirali za elektronički rad, već i za znanstvenike i entuzijaste koji žele u dubini shvatiti principe elektronike.
Detalji konstrukcije PN Junction diode
PN spojnica dioda sastoji se od poluvodiča N-tipa i poluvodiča P-tipa.Kombinacija ova dva poluvodička materijala tvori PN spoj.Da bismo pojednostavili razumijevanje, obično opisujemo diode PN spoja s obzirom na dvodimenzionalnu strukturu na slici (a).U ovoj strukturi, N-tipa Semiconductor služi kao baza, a u nju je implantiran poluvodič P-tipa.Nadalje, jednodimenzionalna struktura prikazana na slici (b) specifičan je prikaz AA 'odjeljka na slici (a).Pored toga, slika (c) prikazuje simbol i struja strujanja protoka PN spojne diode, koji pruža osnovu za razumijevanje njegovih električnih karakteristika.
Prilikom istraživanja njegovih električnih svojstava karakteristična krivulja IV (struje-napona) PN-spojne diode otkriva njegovu jedinstvenu karakteristiku naprijed i obrnute pristranosti.U naprijed pristranosti, kada se pozitivni napon primjenjuje na diodu, struja se eksponencijalno povećava naponom.Pod reverznom pristranosti, to jest, kada se primjenjuje negativni napon, struja je gotovo nula, što ukazuje na jednosmjerne karakteristike kondukcije PN spojne diode.Međutim, ako se negativni napon i dalje povećava, dioda se može raspadati, uzrokujući nagli porast struje, što je poseban slučaj u njegovim električnim svojstvima.
Ispravljajući učinak PN spojne diode
Jedna od najistaknutijih primjena PN Junction dioda je njihova funkcija ispravljanja, a to je njihova sposobnost pretvaranja izmjenične struje (AC) u izravnu struju (DC).Kroz krug ispravljača prikazan na slici (a) možemo promatrati princip rada ispravljanja napola vala: kada je ulazni napon pozitivan, struja će proći kroz diodu do otpornika opterećenja, što će rezultirati padom napona, dok kad kada kada kada kada seNapon je negativan, struja neće teći.Učinak ovog ispravljanja napola vala može se dodatno izgladiti paralelnim kondenzatorima i drugim komponentama, u konačnici postižući stabilniji DC izlaz.
Tumačenje i važnost dijagrama energetskog pojasa
U procesu dubokog razumijevanja radnog principa PN Junction dioda, dijagrami energetskog pojasa pružaju intuitivan način promatranja i razumijevanja ponašanja elektrona u poluvodičima.Kada je poluvodič, na primjer, u uzemljenom stanju, primjena napona od -0,5 V na desnoj strani stvorit će električno polje, uzrokujući da se dijagram energetskog pojasa pojavi naginjenog.U ovom stanju, obrasci pokreta elektrona i rupa igraju ključnu ulogu u električnim svojstvima PN spoja.Elektroni se kreću prema nižim razinama energije, dok rupe rade suprotno.Njihov proces kretanja i rekombinacije izravno utječu na vodljivost diode PN spoja.
Kada razgovaramo o dijagramima energetskog pojasa prije i nakon vezivanja, možemo bolje razumjeti kako N regija i P regija formiraju cjelinu i kako se sloj iscrpljivanja formira difuzijom i rekombinacijom elektrona i rupa.Postojanje sloja iscrpljivanja ključno je za električna svojstva PN spoja.Ne samo da utječe na vodljivost diode, već utječe i na njegove performanse pri različitim naponima.
Dubinskom analizom strukture, električnih karakteristika i primjene dioda PN spoja u elektroničkim krugovima, možemo bolje razumjeti princip rada i primjenu ovog važnog poluvodičkog uređaja.Studija i primjena dioda PN Junction nisu samo osnovno znanje za elektroničke inženjere i tehničare, već i vrijedan resurs za sve koji žele steći dublje razumijevanje moderne elektroničke tehnologije.