kategoriler: Öne Çıkan Makaleler » Acemi elektrikçiler
Görüntülenme sayısı: 157647
Makaleye yorum: 5
Yarı iletken diyotlar nasıl düzenlenir ve çalışır
Diyot - görkemli yarı iletken aygıt ailesindeki en basit aygıt. Yarı iletken bir plaka, örneğin Almanya alırsak ve sol yarısına ve sağ verici donör içine bir alıcı safsızlığı eklersek, bir yandan, diğer taraftan N tipinde sırasıyla P tipi bir yarı iletken alırız. P-N kavşağıŞekil 1'de gösterildiği gibi.
Aynı şekil, şemalarda diyotun koşullu grafik gösterimini göstermektedir: katot çıkışı (negatif elektrot) “-” işaretine çok benzer. Hatırlamak daha kolay.
Toplamda, böyle bir kristalde, iki iletkenin çıktığı farklı iletkenliklere sahip iki bölge vardır, bu nedenle ortaya çıkan cihaza denir. diyotçünkü "di" öneki iki demektir.
Bu durumda, diyot yarı iletken olduğu ortaya çıktı, ancak daha önce benzer cihazlar biliniyordu: örneğin, elektronik tüpler çağında bir kenotron adı verilen bir tüp diyotu vardı. Şimdi "tüp" ses yandaşları bir tüp amplifikatör, anot voltaj doğrultucu bile bir tüp olması gerektiğine inanıyorum, şimdi böyle diyotlar tarihte aşağı gitti!
Şekil 1. Diyotun yapısı ve diyagramdaki diyotun tanımı
Yarı iletkenlerin P ve N iletkenlikleri ile birleştiği yerde ortaya çıkıyor P-N bağlantısı (P-N bağlantısı)tüm yarı iletken cihazların temelini oluşturur. Fakat bu geçişin sadece bir olduğu bir diyottan farklı olarak, transistörler iki P-N kavşağı vardır ve örneğin, tristörler derhal dört geçişten oluşur.
Beklemede P-N geçişi
P-N bağlantısı, bu durumda diyot, herhangi bir yere bağlı olmasa bile, Şekil 2'de gösterilen aynı, ilginç fiziksel süreçler meydana gelir.
Şekil 2. Beklemedeki diyot
N bölgesinde fazla elektron vardır, negatif bir yük taşır ve P bölgesinde yük pozitiftir. Bu yükler birlikte bir elektrik alanı oluşturur. Ters yüklü yükler çekme eğiliminde olduğundan, N bölgesinden gelen elektronlar pozitif yüklü bölgeye P nüfuz eder ve bazı delikleri kendileri doldurur. Böyle bir hareketin sonucu olarak, çok küçük olmasına rağmen (nanoamper birimleri) yarı iletken içinde bir akım ortaya çıkar.
Bu hareketin bir sonucu olarak, maddenin P tarafındaki yoğunluğu artar, ancak belirli bir sınıra kadar. Parçacıklar genellikle, parfüm kokusunun odaya nasıl yayıldığına (difüzyon) benzer şekilde, maddenin hacmi boyunca düzgün bir şekilde yayılma eğilimindedir, bu nedenle er ya da geç elektronlar N bölgesine geri döner.
Çoğu elektrik tüketicisi için akımın yönü bir rol oynamazsa - ışık yanar, karo ısınır, sonra diyot için akımın yönü büyük bir rol oynar. Diyotun ana işlevi akımı bir yönde iletmektir. P-N kavşağı tarafından sağlanan bu özelliktir.
Daha sonra, akım kaynağını bağlamak için iki olası durumda diyotun nasıl davrandığını ele alacağız.
Diyotun ters yönde açılması
Yarı iletken diyota Şekil 3'te gösterildiği gibi bir güç kaynağı bağlarsanız, akım P-N bağlantısından geçmez.
Şekil 3. Ters diyot açık
Şekilde görülebileceği gibi, güç kaynağının pozitif kutbu N bölgesine, negatif kutbu P bölgesine bağlıdır. Sonuç olarak, N bölgesinden gelen elektronlar kaynağın pozitif kutbuna koşar. Buna karşılık, P bölgesindeki pozitif yükler (delikler) güç kaynağının negatif kutbu tarafından çekilir. Bu nedenle, P-N kavşak bölgesinde, şekilde görülebileceği gibi, bir boşluk formları, akım iletecek hiçbir şey yoktur, yük taşıyıcıları yoktur.
Güç kaynağının voltajı arttıkça, elektronlar ve delikler akünün elektrik alanına giderek daha fazla çekilirken, şarj taşıyıcılarının P - N birleşimi bölgesinde, daha az ve daha az vardır.Bu nedenle, ters bağlantıda, diyottan geçen akım gitmez. Bu gibi durumlarda, yarı iletken diyot ters voltaj ile kapatılır.
Akünün kutuplarının yakınındaki maddenin yoğunluğunda bir artış difüzyon yükselişi, - maddenin hacim boyunca düzgün bir dağılım arzusu. Pili kapattığınızda ne olur?
Yarı iletken diyot ters akımı
Bu, şartlı olarak unutulmuş olan azınlık taşıyıcılarını hatırlamanın zamanı geldi. Gerçek şu ki, kapalı durumda bile, ters akım adı verilen diyottan önemsiz bir akım geçer. Bu ters akım ve ana yollarla aynı şekilde hareket edebilen azınlık taşıyıcıları tarafından yaratılır, sadece ters yönde. Doğal olarak, böyle bir hareket ters voltaj altında gerçekleşir. Ters akım, kural olarak, az sayıda azınlık taşıyıcısı nedeniyle küçüktür.
Artan kristal sıcaklığı ile, azınlık taşıyıcılarının sayısı artar, bu da ters akımda bir artışa yol açar, bu da P - N bağlantısının tahrip olmasına yol açabilir. Bu nedenle, yarı iletken cihazların çalışma sıcaklıkları - diyotlar, transistörler, devreler sınırlıdır. Aşırı ısınmayı önlemek için, ısı emicilere güçlü diyotlar ve transistörler monte edilir - radyatörler.
Diyotun ileri yönde açılması
Şekil 4'te gösterilmiştir.
Şekil 4. Diyotun doğrudan açılması
Şimdi kaynağın dahil edilmesinin polaritesini değiştiriyoruz: eksi N bölgesine (katot) ve artı P bölgesine (anot) bağlanın. N bölgesindeki bu dahil ile, elektronlar pilin eksi ucundan itilecek ve P-N bağlantısına doğru hareket edecektir. P bölgesinde, pozitif yüklü delikler pilin pozitif terminalinden itilir. Elektronlar ve delikler birbirlerine doğru koşar.
Farklı kutuplara sahip yüklü parçacıklar P-N bağlantısının yakınında toplanır, aralarında bir elektrik alanı oluşur. Bu nedenle, elektronlar P-N kavşağının üstesinden gelir ve P bölgesinden geçmeye devam eder, aynı zamanda bazıları deliklerle yeniden birleşir, ancak çoğu pilin artısına koşar ve mevcut Id diyottan geçer.
Bu akıma denir doğru akım. Diyotun teknik verileri ile sınırlıdır, bazı maksimum değerler. Bu değer aşılırsa, diyotun parçalanması tehlikesi vardır. Bununla birlikte, şekildeki ileri akım yönünün, elektronların genel olarak kabul edilen ters hareketi ile çakıştığı belirtilmelidir.
Ayrıca, açmanın ileri yönünde, diyotun elektrik direncinin nispeten küçük olduğunu söyleyebiliriz. Tekrar açtığınızda, bu direnç birçok kez daha büyük olacaktır, yarı iletken diyottan geçen akım gitmez (burada hafif bir ters akım dikkate alınmaz). Yukarıdakilerden, diyot sıradan bir mekanik valf gibi davranır: bir yöne döndü - su akar, diğerine döndü - akış durdu. Bu özellik için diyot denir yarı iletken valf.
Bir yarı iletken diyotun tüm yeteneklerini ve özelliklerini ayrıntılı olarak anlamak için, onunla tanışmalısınız. volt - amper karakteristiği. Çeşitli diyot tasarımları ve frekans özellikleri, avantajları ve dezavantajları hakkında bilgi edinmek de iyidir. Bu bir sonraki makalede ele alınacaktır.
Makalenin devamı: Diyotların özellikleri, tasarımları ve uygulama özellikleri
Boris Aladyshkin
Ayrıca bkz. electro-tr.tomathouse.com
: