Malalim na talakayan at praktikal na mga katangian ng PN junction semiconductor diode
Bilang isang kailangang -kailangan na pangunahing sangkap sa elektronikong teknolohiya, ang pag -andar at istraktura ng mga diode ng junction ng PN ay mahalaga sa pag -unawa sa buong larangan ng semiconductor.Ang artikulong ito ay naglalayong ipaliwanag sa mga simpleng termino ang konstruksyon, prinsipyo ng pagtatrabaho at kahalagahan ng aparato ng semiconductor na ito sa mga praktikal na aplikasyon, lalo na ang epekto ng pagwawasto nito.Ang istraktura at prinsipyo ng pagtatrabaho ng mga diode ng PN junction ay hindi lamang malaking kabuluhan sa mga technician na dalubhasa sa elektronikong gawain, kundi pati na rin sa mga iskolar at mahilig na nais na maunawaan ang mga prinsipyo ng elektronika nang malalim.
Mga detalye ng konstruksyon ng diode ng PN junction
Ang isang PN junction diode ay binubuo ng N-type semiconductor at p-type semiconductor.Ang kumbinasyon ng dalawang materyales na semiconductor na ito ay bumubuo ng isang PN junction.Upang gawing simple ang pag-unawa, karaniwang inilalarawan namin ang mga diode ng junction ng PN na may sanggunian sa two-dimensional na istraktura ng figure (a).Sa istraktura na ito, ang N-type na semiconductor ay nagsisilbing base, at ang p-type na semiconductor ay itinanim sa loob nito.Bukod dito, ang one-dimensional na istraktura na ipinakita sa figure (b) ay isang tiyak na representasyon ng seksyon ng AA 'sa figure (a).Bilang karagdagan, ang figure (c) ay nagpapakita ng simbolo at kasalukuyang direksyon ng daloy ng isang PN junction diode, na nagbibigay ng isang batayan para sa pag -unawa sa mga katangian ng elektrikal.
Kapag ginalugad ang mga de-koryenteng katangian nito, ang IV (kasalukuyang-boltahe) na katangian ng curve ng isang PN junction diode ay nagpapakita ng natatanging pasulong na bias at reverse bias na mga katangian.Sa pasulong na bias, kapag ang isang positibong boltahe ay inilalapat sa diode, ang kasalukuyang pagtaas ng exponentially sa boltahe.Sa ilalim ng reverse bias, iyon ay, kapag ang isang negatibong boltahe ay inilalapat, ang kasalukuyang ay halos zero, na nagpapahiwatig ng mga katangian ng unidirectional conduction ng diode ng PN junction.Gayunpaman, kung ang negatibong boltahe ay patuloy na tataas, ang diode ay maaaring masira, na nagiging sanhi ng isang matalim na pagtaas sa kasalukuyang, na kung saan ay isang espesyal na kaso sa mga de -koryenteng katangian nito.
Pagwawasto ng epekto ng PN junction diode
Ang isa sa mga pinaka -kilalang aplikasyon ng PN junction diode ay ang kanilang pag -andar ng pagwawasto, na kung saan ay ang kanilang kakayahang i -convert ang alternating kasalukuyang (AC) sa direktang kasalukuyang (DC).Sa pamamagitan ng rectifier circuit na ipinapakita sa figure (a), maaari nating obserbahan ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng kalahating alon na pagwawasto: Kapag positibo ang boltahe ng input, ang kasalukuyang ay dumadaloy sa diode sa risistor ng pag-load, na nagreresulta sa isang pagbagsak ng boltahe, habang kailanAng boltahe ay negatibo, ang kasalukuyang ay hindi dumadaloy.Ang epekto ng kalahating alon na pagwawasto na ito ay maaaring higit na ma-smoothed ng mga kahanay na capacitor at iba pang mga sangkap, na sa huli ay nakamit ang isang mas matatag na output ng DC.
Interpretasyon at kahalagahan ng mga diagram ng banda ng enerhiya
Sa proseso ng malalim na pag -unawa sa prinsipyo ng pagtatrabaho ng mga diode ng junction ng PN, ang mga diagram ng banda ng enerhiya ay nagbibigay ng isang madaling gamitin na paraan upang obserbahan at maunawaan ang pag -uugali ng mga elektron sa mga semiconductors.Kapag ang isang semiconductor ay nasa isang grounded state, halimbawa, ang paglalapat ng isang boltahe ng -0.5V sa kanang bahagi ay bubuo ng isang electric field, na nagiging sanhi ng diagram ng enerhiya ng banda na lumitaw.Sa estado na ito, ang mga pattern ng paggalaw ng mga electron at butas ay may mahalagang papel sa mga de -koryenteng katangian ng kantong PN.Ang mga electron ay lumipat patungo sa mas mababang mga antas ng enerhiya, habang ang mga butas ay gumagawa ng kabaligtaran.Ang kanilang proseso ng paggalaw at recombination ay direktang nakakaapekto sa conductivity ng PN junction diode.
Kapag pinag -uusapan ang mga diagram ng enerhiya ng enerhiya bago at pagkatapos ng pag -bonding, mas mauunawaan natin kung paano bumubuo ang rehiyon ng rehiyon ng N at p, at kung paano nabuo ang pag -ubos ng layer sa pamamagitan ng pagsasabog at muling pagsasaayos ng mga elektron at butas.Ang pagkakaroon ng layer ng pag -ubos ay mahalaga sa mga de -koryenteng katangian ng kantong PN.Hindi lamang ito nakakaapekto sa kondaktibiti ng diode, ngunit nakakaapekto rin sa pagganap nito sa iba't ibang mga boltahe.
Sa pamamagitan ng malalim na pagsusuri ng istraktura, mga de-koryenteng katangian at aplikasyon ng mga diode ng PN junction sa mga electronic circuit, mas mauunawaan natin ang prinsipyo ng pagtatrabaho at aplikasyon ng mahalagang aparato ng semiconductor na ito.Ang pag -aaral at aplikasyon ng mga diode ng junction ng PN ay hindi lamang pangunahing kaalaman para sa mga elektronikong inhinyero at technician, kundi pati na rin isang mahalagang mapagkukunan para sa sinumang nais na makakuha ng mas malalim na pag -unawa sa modernong teknolohiyang elektronik.