схема при прямому підключенні р-n переходу

Когда P-N переход прямой (с прямым смещением), то тогда на анод подается положительный потенциал, а на катод — отрицательный. Результатом этого процесса является сужение обедненной области, что уменьшает сопротивление движению тока через P-N переход. Если потенциал увеличивается, то обедненная область будет продолжать уменьшаться, тем самым еще больше понижая сопротивление протеканию тока. В конце концов, если подаваемое напряжение окажется достаточно велико, то обедненная область сузится до точки минимального сопротивления и через P-N переход, а вместе с ним и через весь прибор, будет проходи.

Схема виникнення областей просторового заряду. В напівпровіднику p-типу концентрація дірок набагато перевищує концентрацію електронів. В напівпровіднику n-типу концентрація електронів набагато перевищує концентрацію дірок. Таке під'єднання напруги до p-n переходу називається прямим зміщенням. Якщо ж зовнішня напруга прикладена так, що створене нею поле є такого ж напрямку що і поле між областями просторового заряду, то це призводить лише до збільшення областей просторового заряду, й струм через p-n перехід не проходитиме. Таке під'єднання напруги до p-n переходу називається зворотним зміщенням. Застосування[ред. | ред. код].

Прямое включение p-n перехода образуется когда положительный полюс источника питания подключается к р-области полупроводника, а отрицательный полюс — к n-области. При обратной полярности источника питания включение p-n перехода называют обратным. Прямое включение p-n перехода показано на рисунке 1. Рисунок 1. Прямое включение электронно-дырочного перехода. Прямое напряжение Uпр создает в p-n переходе внешнее электрическое поле, направленное навстречу его собственному полю. Напряженность суммарного поля в запирающем слое уменьшается, и уровни Ферми в полупроводнике смещаются таким образом, что .

Прямое включение p-n перехода. Если подключить положительный полюс внешнего источника ЭДС к р-слою, а отрицательный — к n-слою то потенциальный барьер снижается на величину приложенного напряжения (рис. 1. 1,6). При этом большая часть электронов проводимости и дырок обладает энергией, достаточной для преодоления потенциального барьера p-n перехода, и ток через переход резко возрастает. Поступление электронов из внешней цепи в n-слой и удаление их из p-слоя обеспечивают электрическую нейтральность этих слоев. Как видно из выше сказанного p-n переход пропускает ток только в одном направлении (при прямом включении).

P-n переход при прямом и обратном напряжении. Напряжение, приложенное к p-n переходу, называется прямым, если оно приложено «плюсом» к p-области и минусом к n-области, обратным наоборот. Напряжение, приложенное к переходу называется также смещением перехода. При прямом смещении ( ) источник создает поток электронов, который проникает в n-область и вместе с основными электронами n-области эти внесенные электроны дрейфуют по направлению границы. Аналогично и в p-области: от источника поступают дополнительные дырки, которые вместе с основными дырками дрейфуют к границе.

При использовании p-n-перехода в реальных полупроводниковых приборах к нему может быть приложено внешнее напряжение. Величина и полярность этого напряжения определяют поведение перехода и проходящий через него электрической ток. При использовании \(p\)-\(n\)-перехода в реальных полупроводниковых приборах к нему может быть приложено внешнее напряжение. Величина и полярность этого напряжения определяют поведение перехода и проходящий через него электрической ток. Если положительный полюс источника питания подключается к \(p\)-области, а отрицательный ­— к \(n\)-области, то включение \(p\)-\(n\)-перехода называют прямым включением.

Схема движения электронов и дырок при прямом и обратном включении p-n-перехода. При включении p-n перехода в прямом направлении дырки в левой области будут двигаться к границе раздела, и электроны из правой области также будут двигаться к границе раздела. На границе они будут рекомбинировать. Ток на всех участках цепи обеспечивается основными носителями, сам p-n переход обогащен носителями тока. Полупроводниковые охладители. Схема работы полупроводниковых охладителей - устройств при пропускании тока через которые, происходит охлаждение одной стороны устройства и нагрев другой. Области p- и n- типов соединяют в цепочку, по которой пропускают ток.

Итак, p-n переход (электронно-дырочный переход) – это область, в которой соприкасаются два полупроводника, имеющие разный тип проводимости (p-тип и n-тип): Причем обе области электрически нейтральны. При прямом смещении положительный потенциал подается на область p-типа, а отрицательный, соответственно, на область n-типа: В этом случае внешнее электрическое поле (от источника напряжения) направлено противоположно тому полю, которое существует внутри перехода. На принципиальных электрических схемах полупроводниковый диод обозначается следующим образом: Ключевой характеристикой диода является вольт-амперная характеристика (ВАХ).

Прямым называется такое включение р-n-перехода, при котором происходит понижение потенциального барьера и через переход протекает относительно большой ток. Для этого электрическое поле, создаваемое внешним источником д.б. направлено встречно внутреннему полю перехода. Следовательно плюс источника д. б. подключен к р-области, а минус - к n-области (рис.4). Рис. 4. Электронно-дырочный переход при прямом напряжении. рис. 7 Распределение концентраций носителей заряда в p-n переходу. Поскольку сопротивление р- и n-областей мало, практически все напряжение источника оказывается приложенным к р-n-пер.

P-n переход при прямом смещении. Электронно-дырочным p-n наз. такой переход, кот. образован двумя областями ПП с разными типами проводимости: электронный и дырочный. Включение при кот. к p-n переходу прикладывается внешн. напряж. Uпр в противофазе с контактной разностью потенц. наз. прямым (см. рис. 1.). Как видно из потенциальной диаграммы (рис. 2) высота потенциального барьера уменьшается: Uб=Uк-Uпр. Ширина p-n перехода также уменьшается h’

А на этой схеме переход показан без барьера, но с обратным током. Неосновные носители зарядов в свою очередь действуют наоборот, от чего и возникает дополнительное сопротивление в p-n переходе. Обратный ток может быть равен всего нескольким микроамперам. По-простому, p-n переход – это и есть классический диод. И он может работать как при прямом включении, так и при обратном. А вообще, вся современная цифровая техника состоит из p-n переходов. Транзисторы, тиристоры, микросхемы, логические элементы, процессоры и многое другое основано именно на этом. Контролируемый лавинообразный пробой. А что будет, если превысить напряжение потенциального барьера?

Вблизи перехода электроны материала N-типа диффундируют через переход, соединяясь с дырками в материале P-типа. Область материала P-типа вблизи перехода приобретает отрицательный заряд из-за привлеченных электронов. Так как электроны покинули область N-типа, та приобретает локальный положительный заряд.

Прямое включение p-n-перехода.Включение, при котором к p-n переходу прикладывается внешнее напряжение Uпр в противофазе с контактной разностью потенциалов, называется прямым.Прямое включение p-n перехода показано на рис. 1.7, а. Практически все внешнее напряжение прикладывается к запирающему слою, поскольку его сопротивление значительно больше сопротивления остальной части полупроводника. Как видно из потенциальной диаграммы (рис. 1.7, б), высота потенциального барьера уменьшается: Uб = Uк - Uпp.Ширина p-n перехода также уменьшается (h'

Прямое включение p-n-перехода. Если источник напряжения подключить знаком плюс к области р-типа, а знаком минус к области n-типа, то получим включение, которое называют прямым (рис. 1.14). Противоположное включение называют обратным. При прямом включении электрическое поле источника напряжения напряженностью направлено навстречу контактному полю напряженностью Е, поэтому напряженность результирующего электрического поля Е1=Е-ЕИ. Уменьшение напряженности электрического поля в р-n-переходе вызовет снижение высоты потенциального барьера на значение прямого напряжения U источника: . (1.7). Рис. 1..

Р-n-перехід і його властивості. Тонкий шар напівпровідника між двома областями, одна з яких представляє напівпровідник p-типу, а інша n -типу, називають р-n-перехід. Концентрації основних носіїв заряду в р- і n -області можуть бути рівні або істотно різнитися. Властивості р-n-структури змінюються, якщо до неї прикласти зовнішнє напруга. Якщо зовнішня напруга протилежно по знаку контактної різниці потенціалів (рис. 1.3, б), то дірки р-області, відштовхуючись від прикладеної позитивного потенціалу зовнішнього джерела, наближаються до кордону між областями, компенсують заряд частини негативних іонів і звужують ширину р-п- переходу з боку р-області.

. Пряме увімкнення p‑n переходу. При прямому увімкненні p‑n переходу зовнішнє джерело під’єднується так, щоб поле, яке створюється зовнішньою напругою в p‑n переході, було напрямлене назустріч власному полю p‑n переходу (Рис. 2.3). Таке увімкнення p‑n переходу називається прямим зміщенням. У цьому випадку напруга джерела віднімається від контактної різниці потенціалів. Потенційний бар'єр між p‑ і n‑ областями відповідно зменшується.

Прямой ток создается встречным движением дырок и электронов через p-n-переход, но направление его соответствует направлению движения положительных носителей заряда – дырок. Во внешней цепи прямой ток протекает от плюса источника прямого напряжения через полупроводниковый кристалл к минусу источника. Мы рассмотрели процессы в симметричном p-n-переходе.

Якщо до рn переходу під’єднати джерело живлення так,що на р+,а на n-,то зн. εП направлення проти вн. ε П, при чому +іони ідуть до - джерела,а ê до+. Eвнеш>Eвн. Для цих носіїв зворотнє підключення являється прямим.Зворотній струм у 1000xn разів ↓ прямою. 55. НапівП діод.ВАХ діоду. Ge напівП діод побудовано на 1 рn переході,складається з двох електродів:аноду та катоду. Пряма напруга на Д-на А-"+",на К . Логічна ф-ії не реалізується за допомогою схеми інвертору,В початковому етапі транзистор зачинено(φб≈0).Напруга на виході відповідає 1(Uвих≈E).При подані на Б високою +φ транзистор відчиняється і на виході схеми встановлюється низька напруга(логічний 0). 63(2). г)and-not.

Объяснение теории, простые и полезные схемы. Просто о сложном. Полупроводники. Прямой ток тем больше, чем больше приложенное к р-n-переходу прямое напряжение (рис. 3.5, б). ↑ Обратное включение электронно-дырочного перехода. Если источник внешнего напряжения переключить плюсом к n-области и минусом к р-области (рис. 3.5, в), внешнее напряжение увеличит потенциальный барьер р-n-перехода. Диффузионный ток станет меньше тока дрейфа. Вольтамперпая характеристика р-n-перехода — это кривая зависимости прямого тока от прямого напряжения и обратного тока от обратного напряжения. Она обычно строится на общих координатных осях (рис. 3.6).

Собрав такую схему и включив источник питания, мы с вами увидим, что лампа горит. А это значит, что нет никакого препятствия для протекания тока, но стоит нам с вами поменять полярность питания и лампочка не загорится. То есть мы с вами наглядно убедились, что диод, в принцип работы которого заложен P-N переход, при прямом включении пропускает ток, а при обратном нет. Заключение. Надеюсь теперь вам стало более-менее понятно, что такое P-N переход и как он работает, на рассмотренном примере с обычным диодом. Если вам интересна эта тема, то подпишитесь, чтобы не пропустить свежие публикации и оц.

Свойства p-n перехода при прямом включении. Свойства p-n перехода при обратном включении. Итак, с определенной долей приближения можно считать, что электрический ток через р-n-переход протекает, если полярность напряжения источника питания прямая, и, напротив, тока нет, когда полярность обратная. При прямом включении (рис. справа - верх) внешнее электрическое поле направлено навстречу внутреннему и частично или полиостью ослабляет его, снижает высоту потенциального барьера (Rпр). При обратном включении (рис. справа - низ) электрическое поле совпадает по направлению с полем р-п перехода и приводит к росту потенциального барьера (Rобр).

Переходные процессы в р-n-переходе. При использовании диодов (р—л-переходов) в качестве переключателей и в различных импульсных схемах требуется, чтобы время перехода от прямого смещения к обратному было по возможности малым, т. е. временные интервалы переходных процессов должны быть минимальными. Процессы установления напряжения или тока в р—п переходе при воздействии импульсных сигналов называются переходными процессами. При малом прямом токе можно пренебречь падением напряжения на сопротивлении базы, и напряжение на переходе ип плавно и монотонно увеличивается по мере заряда барьерной емкости (рис. 2.12, в). Рис. 2.12.

Схеми підключення автосигналізацій. аудіоапаратура. Схеми музичних центрів. Таким чином, три процесса определяют распределение неравновесной концентрации в базе p-n-перехода при прямом напряжении: - инжекция – вызывает увеличение граничной концентрации n(хр), т. це. приводит к появлению неравновесных носителей заряда в базе; - диффузия – является причиной движения электронов через базу; - рекомбинация – приводит к уменьшению неравновесной концентрации в базе вдали от p-n-перехода.

Пряме (а) і зворотне (б) підключення р-n переходу. Але в реальних умовах в НП, крім основних носіїв електричних зарядів -електронів і дірок, які утворюються при введенні домі шків, є і неосновні носії зарядів (їх значно менше) - електрони і дірки, які виникають внаслідок теплового руху атомів в кристалі. Частина цих електронів і дірок здатна проходити через р-n перехід при зворотній полярності прикладеної до напівпровідника напруги. В цьому випадку виникає зворотній струм, який набагато менший прямого. Властивості електронно-діркового переходу наочно ілюструються його вольт-амперною характерис.