DIODOVÝ JEV

DIODOVÝ JEV

Mezi nejdůležitější jevy v polovodičích, které se v praxihodně využívají, patří jevy probíhající na rozhraní dvoupolovodičů s různým typem vodivosti.

polovodič typu P polovodič typu N

Rozhraní dvou polovodičů s různým typem vodivostise nazývá PN přechod.

přechod PN

PN přechod

V obou částech polovodičů je velmi rozdílná hustotavolných elektronů a děr difúze volných elektronůz části N do části P a naopak, děr z části P do části N.

majoritní díry majoritní elektrony

polovodič typu P polovodič typu N

PN přechod

V části P převládá celkový záporný náboj. V části N převládá celkový kladný náboj.Potenciál oblasti N je vyšší než potenciál oblasti P.

-

-

-

-

+

+

+

+

polovodič typu P polovodič typu N

PN přechod

V okolí PN přechodu vzniká elektrické pole, které zabraňuje další difúzi majoritních nosičů náboje rovnovážný stav – celkové rozložení nosičů náboje se nemění, difuze menšinových nosičů oběma směry.

+

+

+

+

+

+

polovodič typu P polovodič typu N

PN přechod

Rovnovážný stav nastane při EPN = 105 V.m-1.

Oblast PN přechodu je téměř bez volných nabitých částic má velký elektrický odpor.

PNE

+

+

+

+

+

+

polovodič typu P polovodič typu N

PN přechod

polovodič typu P polovodič typu N

Připojíme-li kladnou svorku zdroje k polovodiči typu Pa zápornou svorku k polovodiči typu N, elektrické polePN přechodu je zeslabené elektrickým polem zdroje napětí.

+

+

+

+

+

+

PNE

+ -0

ZNE

+ -

PN přechod zapojený v propustném směru

Připojíme-li + svorku zdroje …. k polovodiči typu P

- svorku zdroje …. k polovodiči typu N

sníží se rozdíl potenciálů mezi oběma oblastmi obnoví se difůze většinových nosičů náboje zmenší se odpor přechodové vrstvy obvodem prochází elektrický proud

Říkáme že PN přechod je zapojen v propustném směru.

PN přechod zapojený v propustném směru

polovodič typu P polovodič typu N

Připojíme-li kladnou svorku zdroje k polovodiči typu Na zápornou svorku k polovodiči typu P, oblast přechodu PNse ještě rozšíří, elektrický odpor přechodu PN se zvětší.

+

+

+

+

+

+

PNE

+-0

ZNE

+-

Přechod PN zapojený v závěrném směru

++

+

+

+

+

+

Připojíme-li + svorku zdroje …. k polovodiči typu N

- svorku zdroje …. k polovodiči typu P

zvýší se rozdíl potenciálů mezi oběma oblastmi zvýší se intenzita el. pole, které brání průchodu

většinových nosičů náboje zvýší se odpor přechodové vrstvy obvodem prochází jen velmi malý elektrický proud

Říkáme že PN přechod je zapojen v závěrném směru.

Přechod PN zapojený v závěrném směru

Jev závislosti elektrického odporu polovodiče s PNpřechodem na polaritě vnějšího zdroje napětí připojenéhok polovodiči se nazývá diodový jev.

Polovodič s PN přechodem nazýváme polovodičová dioda.

V. B. Shockleyamerický fyzik

Utvořil teorii přechodu PN.

Různé typy polovodičových diod

Graf závislosti elektrického proudu na napětí na diodě

Voltampérová charakteristika polovodičové diody

V

U

mA

I

A

1 2

1

2

3

10

20

30

50100150

propustný směr

závěrný směr

+ -

Schematická značka polovodičové diody

závěrný směrpropustný směr

A K A K

A - anodaK - katoda

+-

V blízkosti rozhraní polovodičů s opačným typemvodivosti se vytváří přechod PN jako:

a) elektrická dvojvrstva s ionty opačné polarity,

b) elektrická dvojvrstva s ionty stejné polarity,

c) elektrická vrstva s kladnými ionty,

d) elektrická vrstva se zápornými ionty.

Test

1

Diodový jev se nazývá:a) jev závislosti elektrického odporu polovodiče s přechodem PN na polaritě vnějšího zdroje napětí připojeného k polovodiči,b) jev závislosti elektrického proudu v polovodiči s přechodem PN na polaritě vnějšího zdroje napětí připojeného k polovodiči,c) jev závislosti elektrického napětí polovodiče s přechodem PN na polaritě vnějšího zdroje napětí připojeného k polovodiči.

Test

2

Vyberte správné tvrzení:a) Připojíme-li kladnou svorku zdroje k polovodiči typu N a zápornou svorku k polovodiči typu P, potom se zvětší intenzita elektrického pole přechodu PN.b) Připojíme-li kladnou svorku zdroje k polovodiči typu N a zápornou svorku k polovodiči typu P, potom se zmenší intenzita elektrického pole přechodu PN.c) Připojíme-li kladnou svorku zdroje k polovodiči typu P a zápornou svorku k polovodiči typu N, potom se zvětší intenzita elektrického pole přechodu PN.

Test

3