Thiết bị bán dẫn - Xu hướng mối nối
Thuật ngữ thiên vị đề cập đến việc áp dụng điện áp một chiều để thiết lập các điều kiện hoạt động nhất định. Hoặc khi một nguồn năng lượng bên ngoài được đưa vào điểm nối PN, nó được gọi là điện áp phân cực hoặc đơn giản là phân cực. Phương pháp này làm tăng hoặc giảm điện thế chắn của đường giao nhau. Kết quả là, việc giảm điện thế rào cản khiến các sóng mang hiện tại quay trở lại vùng cạn kiệt. Hai điều kiện thiên vị sau được áp dụng các mối nối PN wrt.
Forward Biasing - Một điện áp bên ngoài được thêm vào cùng cực vào điện thế chắn, làm tăng chiều rộng của vùng suy giảm.
Reverse Biasing - Một điểm nối PN được phân cực theo cách mà việc áp dụng tác động của điện áp bên ngoài ngăn cản các sóng mang dòng điện đi vào vùng cạn kiệt.
Xu hướng chuyển tiếp
Hình dưới đây cho thấy một diode tiếp giáp PN phân cực thuận có đặt điện áp bên ngoài. Bạn có thể thấy rằng cực dương của pin được nối với vật liệu P và cực âm của pin được nối với vật liệu N.
Sau đây là những quan sát -
Điện áp phân cực này đẩy lùi các hạt tải điện đa số của mỗi vật liệu loại P và N. Kết quả là, một số lượng lớn các lỗ trống và điện tử bắt đầu xuất hiện ở đường giao nhau.
Ở phía N của đường giao nhau, các electron di chuyển đến để trung hòa các ion dương trong vùng suy giảm.
Trên vật liệu phía P, các điện tử bị kéo ra khỏi các ion âm, khiến chúng trở nên trung hòa trở lại. Điều này có nghĩa là xu hướng chuyển tiếp sẽ thu hẹp vùng cạn kiệt và do đó rào cản cũng tiềm ẩn. Có nghĩa là khi tiếp giáp PN được phân cực thuận, nó sẽ cho phép dòng điện liên tục.
Hình sau đây cho thấy dòng của các sóng mang hiện tại của một diode phân cực thuận. Một nguồn cung cấp điện tử liên tục có sẵn do một nguồn điện áp bên ngoài được kết nối với điốt. Lưu lượng và hướng của dòng điện được thể hiện bằng các mũi tên lớn bên ngoài diode trong sơ đồ. Lưu ý rằng dòng điện tử và dòng điện quy về cùng một thứ.
Sau đây là những quan sát -
Giả sử các electron chạy qua một dây dẫn từ cực âm của pin đến vật liệu N. Khi đi vào vật liệu này, chúng sẽ chảy ngay lập tức đến đường giao nhau.
Tương tự, ở phía bên kia một số electron bằng nhau được kéo từ phía P và được đưa trở lại cực dương của pin. Hành động này tạo ra các lỗ mới và khiến chúng di chuyển về phía đường giao nhau.
Khi các lỗ trống và electron này đến chỗ nối, chúng liên kết với nhau và biến mất một cách hiệu quả. Kết quả là, các lỗ trống và electron mới xuất hiện ở các đầu ngoài của diode. Phần lớn các tàu sân bay này được tạo ra trên cơ sở liên tục. Hành động này tiếp tục miễn là nguồn điện áp bên ngoài được áp dụng.
Khi diode được phân cực thuận, có thể nhận thấy rằng các dòng điện tử chạy qua toàn bộ cấu trúc của diode. Điều này phổ biến ở vật liệu loại N, trong khi ở các lỗ vật liệu P là các hạt tải điện chuyển động. Chú ý rằng chuyển động của lỗ trống theo một hướng phải bắt đầu bằng chuyển động của electron theo hướng ngược lại. Do đó, tổng dòng điện là sự cộng thêm của các lỗ trống và dòng điện tử chạy qua một diode.
Xu hướng ngược
Hình dưới đây cho thấy diode tiếp giáp PN phân cực ngược với điện áp bên ngoài được áp dụng. Bạn có thể thấy rằng cực dương của pin được nối với vật liệu N và cực âm của pin được nối với vật liệu P. Lưu ý rằng trong cách sắp xếp như vậy, cực tính của pin đối nghịch với cực vật chất của điốt để các điện tích khác nhau thu hút. Do đó, phần lớn các hạt mang điện tích của mỗi vật liệu bị kéo ra khỏi đường giao nhau. Phân cực ngược làm cho diode không dẫn điện.
Hình dưới đây cho thấy sự sắp xếp của các hạt tải điện đa số trong một diode phân cực ngược.
Sau đây là những quan sát -
Do tác động của mạch, các electron của vật liệu N bị kéo về cực dương của pin.
Mỗi electron di chuyển hoặc rời điốt sẽ làm xuất hiện một ion dương ở vị trí của nó. Kết quả là, điều này gây ra sự gia tăng tương đương về chiều rộng của vùng suy giảm ở phía N của đường giao nhau.
Mặt P của diode có tác dụng tương tự như mặt N. Trong hành động này, một số electron rời khỏi cực âm của pin và đi vào vật liệu loại P.
Các electron này sau đó sẽ di chuyển thẳng đến và lấp đầy một số lỗ trống. Mỗi lỗ trống bị chiếm đóng sau đó trở thành một ion âm. Các ion này sau đó sẽ bị đẩy lùi bởi cực pin âm và hướng về điểm giao nhau. Do đó, có sự gia tăng chiều rộng của vùng suy giảm ở phía P của đường giao nhau.
Chiều rộng tổng thể của vùng suy giảm phụ thuộc trực tiếp vào nguồn điện áp bên ngoài của một diode phân cực ngược. Trong trường hợp này, diode không thể hỗ trợ hiệu quả dòng điện chạy qua vùng suy giảm rộng. Kết quả là, điện tích tiềm năng bắt đầu phát triển qua đường giao nhau và tăng cho đến khi điện thế rào cản bằng với điện áp phân cực bên ngoài. Sau đó, diode hoạt động như một chất không dẫn.