Il diodo a giunzione P-N è apparso nel 1950. È l'elemento più essenziale e di base del dispositivo elettronico. Il diodo a giunzione PN è un dispositivo a due terminali, che si forma quando un lato del diodo a giunzione PN è realizzato con tipo p e drogato con materiale di tipo N. La giunzione PN è la radice dei diodi semiconduttori. Il vari componenti elettronici come BJT, JFET, MOSFET (ossido di metallo–FET semiconduttore) , LED e circuiti integrati analogici o digitali tutto supporta la tecnologia dei semiconduttori. La funzione principale del diodo semiconduttore è che facilita gli elettroni a fluire totalmente in una direzione attraverso di esso. Infine, funge da raddrizzatore. Questo articolo fornisce brevi informazioni sul diodo di giunzione PN, sul diodo di giunzione PN nella polarizzazione di inoltro e sulla polarizzazione inversa e sulle caratteristiche VI del diodo a giunzione PN
Cos'è un diodo a giunzione PN?
Esistono tre possibili condizioni di polarizzazione e due aree operative per il tipico Diodo a giunzione PN , sono zero bias, forward bias e reverse bias.
Quando non viene applicata alcuna tensione attraverso il diodo di giunzione PN, gli elettroni si diffonderanno sul lato P e i fori si diffonderanno sul lato N attraverso la giunzione e si combineranno. Pertanto, l'atomo accettore vicino al tipo P e l'atomo donatore vicino al lato N non vengono utilizzati. Un campo elettronico viene generato da questi portatori di carica. Ciò si oppone all'ulteriore diffusione dei portatori di carica. Pertanto, nessun movimento della regione è noto come regione di svuotamento o carica spaziale.
Diodo di giunzione PN
Se applichiamo la polarizzazione diretta al diodo a giunzione PN, significa che il terminale negativo è collegato al materiale di tipo N e il terminale positivo è collegato al materiale di tipo P attraverso il diodo che ha l'effetto di diminuire la larghezza del Diodo di giunzione PN.
Se applichiamo una polarizzazione inversa al diodo a giunzione PN, significa che il terminale positivo è collegato al materiale di tipo N e il terminale negativo è collegato al materiale di tipo P attraverso il diodo che ha l'effetto di aumentare la larghezza di il diodo di giunzione PN e nessuna carica può fluire attraverso la giunzione
VI Caratteristiche del diodo a giunzione PN
Diodo a giunzione PN a polarizzazione zero
Nella giunzione di polarizzazione zero, fornisce potenzialmente una maggiore energia potenziale ai fori sui terminali laterali P e N. Quando i terminali del diodo a giunzione sono in cortocircuito, pochi portatori di carica maggioritari nel lato P con molta energia per superare la potenziale barriera per viaggiare attraverso la regione di esaurimento. Pertanto, con l'aiuto della maggior parte dei portatori di carica, la corrente inizia a fluire nel diodo e viene indicata come corrente di trasmissione. Allo stesso modo, i portatori di carica di minoranza nel lato N si muovono attraverso la regione di esaurimento in direzione inversa e si parla di corrente inversa.
Diodo a giunzione PN a polarizzazione zero
La potenziale barriera si oppone al movimento di elettroni e lacune attraverso la giunzione e consente ai portatori di carica minoritari di spostarsi attraverso la giunzione PN. Tuttavia, la potenziale barriera aiuta i portatori di carica minoritari di tipo P e di tipo N a spostarsi attraverso la giunzione PN, quindi l'equilibrio verrà stabilito quando i portatori di carica maggioritari sono uguali ed entrambi si muovono in direzioni inverse in modo che il risultato netto sia zero corrente che scorre nel circuito. Si dice che questa giunzione sia in uno stato di equilibrio dinamico.
Quando la temperatura del semiconduttore viene aumentata, i portatori di carica minoritari sono stati generati all'infinito e quindi la corrente di dispersione inizia a salire. Tuttavia, la corrente elettrica non può fluire poiché nessuna fonte esterna è stata collegata alla giunzione PN.
Diodo di giunzione PN in polarizzazione di inoltro
Quando un Il diodo a giunzione PN è collegato in una polarizzazione diretta fornendo una tensione positiva al materiale di tipo P e una tensione negativa al terminale di tipo N. Se la tensione esterna diventa superiore al valore della barriera potenziale (stima 0,7 V per Si e 0,3 V per Ge, l'opposizione delle potenziali barriere sarà superata e inizierà il flusso di corrente, poiché la tensione negativa respinge gli elettroni vicini a la giunzione dando loro l'energia per combinarsi e attraversare con i fori che vengono spinti nella direzione opposta alla giunzione dalla tensione positiva.
Diodo di giunzione PN con polarizzazione diretta
Il risultato di ciò in una curva caratteristica di corrente zero che fluisce fino al potenziale incorporato è chiamato 'corrente di ginocchio' sulle curve statiche e quindi un flusso di corrente elevato attraverso il diodo con un leggero aumento della tensione esterna come mostrato di seguito.
VI Caratteristiche del diodo a giunzione PN nel bias di inoltro
Le caratteristiche VI del diodo a giunzione PN nella polarizzazione di inoltro non sono lineari, cioè non sono una linea retta. Questa caratteristica non lineare illustra che durante il funzionamento della giunzione N, la resistenza non è costante. La pendenza del diodo di giunzione PN nel bias di inoltro mostra che la resistenza è molto bassa. Quando una polarizzazione diretta viene applicata al diodo, provoca un percorso a bassa impedenza e consente di condurre una grande quantità di corrente che è nota come corrente infinita. Questa corrente inizia a fluire sopra il punto del ginocchio con una piccola quantità di potenziale esterno.
Caratteristiche del diodo di giunzione PN VI nella polarizzazione di inoltro
La differenza di potenziale attraverso la giunzione PN è mantenuta costante dall'azione dello strato di svuotamento. La quantità massima di corrente da condurre è mantenuta incompleta dal resistore di carico perché quando il diodo a giunzione PN conduce più corrente rispetto alle normali specifiche del diodo, la corrente extra si traduce nella dissipazione del calore e porta anche a danneggiare il dispositivo.
Diodo a giunzione PN con polarizzazione inversa
Quando un diodo a giunzione PN è collegato in una condizione di polarizzazione inversa, una tensione positiva (+ Ve) è collegata al materiale di tipo N e una tensione negativa (-Ve) è collegata al materiale di tipo P.
Quando la tensione + Ve viene applicata al materiale di tipo N, attira gli elettroni vicino all'elettrodo positivo e si allontana dalla giunzione, mentre i fori nell'estremità di tipo P vengono anche attratti dalla giunzione vicino all'elettrodo negativo .
Diodo a giunzione PN con polarizzazione inversa
In questo tipo di polarizzazione, il flusso di corrente attraverso il diodo a giunzione PN è zero. Tuttavia, la dispersione di corrente dovuta ai portatori di carica di minoranza scorre nel diodo che può essere misurata in un UA (microampere). Poiché il potenziale della polarizzazione inversa al diodo a giunzione PN alla fine aumenta e porta alla rottura della tensione inversa della giunzione PN e la corrente del diodo a giunzione PN è controllata da un circuito esterno. La ripartizione inversa dipende dai livelli di doping delle regioni P&N. Inoltre, con l'aumento della polarizzazione inversa, il diodo verrà cortocircuitato a causa del surriscaldamento nel circuito e la corrente massima del circuito fluirà nel diodo a giunzione PN.
VI Caratteristiche del diodo a giunzione PN in polarizzazione inversa
In questo tipo di polarizzazione, la curva caratteristica del diodo è mostrata nel quarto quadrante della figura sottostante. La corrente in questa polarizzazione è bassa fino al raggiungimento della rottura e quindi il diodo appare come un circuito aperto. Quando la tensione di ingresso del bias inverso ha raggiunto la tensione di rottura, la corrente inversa aumenta enormemente.
Caratteristiche del diodo a giunzione PN VI in polarizzazione inversa
Pertanto, si tratta di diodo a giunzione PN in condizioni di polarizzazione zero, polarizzazione diretta e polarizzazione inversa e caratteristiche VI del diodo a giunzione PN. Ci auguriamo che tu abbia una migliore comprensione di questo concetto. Inoltre, eventuali dubbi in merito a questo articolo, o progetti di elettronica per favore dai il tuo feedback commentando nella sezione commenti qui sotto. Ecco una domanda per te, quale diodo viene utilizzato nel fototransistor?
Crediti fotografici:
- VI caratteristiche del diodo a giunzione PN di tutorvista
- Diodo a giunzione PN a polarizzazione zero di expertmind
