Elettronica di base: giunzioni pn

11/23/2010 by admin

Da soli, P-type (carica positiva) e di tipo N (carica negativa) semiconduttori sono solo conduttori. Ma se li mettete insieme su un circuito elettronico, si crea una giunzione pn e una cosa interessante e molto utile succede: corrente può fluire attraverso la giunzione pn, ma solo in una direzione.

Se si mette tensione positiva sul lato p della giunzione e tensione negativa sul lato n, la corrente fluisce attraverso la giunzione. Ma se si inverte la tensione, mettendo tensione negativa sul lato p ed tensione positiva sul lato n, la corrente non scorre.

Immaginate un cancello tornello, come i cancelli si deve passare attraverso di entrare in uno stadio di baseball o di una stazione della metropolitana: Si può camminare attraverso la porta in una direzione, ma non l'altro. Questo è essenzialmente ciò che una giunzione pn fa. Esso consente alla corrente di fluire in un modo ma non l'altro.

Per capire perché giunzioni pn permettono il passaggio di corrente in una sola direzione, è necessario prima capire cosa succede proprio al confine tra il materiale p-tipo e il materiale di tipo n. Poiché cariche opposte si attraggono, gli elettroni in più sul lato della giunzione di tipo n sono attratti i fori sul lato p-tipo. Così iniziano a spostarsi verso l'altro lato.

Quando un elettrone lascia il lato di tipo n per riempire un foro laterale di tipo p, un foro è lasciato nel lato di tipo n, dove l'elettrone era. Così, è come se l'elettrone e il foro luoghi commerciali. Il confine di una giunzione pn finisce per essere popolato da disertori: elettroni e lacune hanno attraversato il confine e sono ora sul lato sbagliato della giunzione.

Questa regione occupata da elettroni e lacune che hanno attraversato è chiamato zona di svuotamento. Poiché un lato della zona di svuotamento ha elettroni (cariche negative) e l'altro lato ha fori (cariche positive), esiste una tensione fra i due bordi della zona di svuotamento.

Questa tensione ha un effetto interessante sulle disertori: li invita a girarsi e tornare a casa. In altre parole, i buchi che hanno saltato al lato negativo della giunzione attirano gli elettroni che hanno saltato al lato positivo.

Immaginate che cosa vuol dire essere un elettrone che ha saltato il confine e nel lato della giunzione p-tipo. Essere caricato negativamente, sei attratto spostare ulteriormente nel lato p dai fori caricati positivamente che vedete davanti a voi.

Ma sei anche attratti dai fori caricati positivamente che ora si trovano dietro di voi - lo stesso buco che scambiato di posto con la società esercita una trazione su di voi che si scoraggia dall'andare oltre.

Incapace di fare la vostra mente, si decide di rimanere appena messo. Questo è esattamente ciò che accade agli elettroni e lacune che hanno attraversato verso l'altro lato. La zona di impoverimento diventa stabile - uno stato che si chiama equilibrio.

Consideriamo ora cosa succede quando l'equilibrio è disturbato da una tensione collocato attraverso la giunzione pn. L'effetto dipende da quale direzione è applicata la tensione, come segue:

  • Se si applica una tensione positiva al lato p-type e tensione negativa sul lato di tipo n, la zona di svuotamento viene spinta da entrambi i lati verso il centro, rendendo più piccoli. Gli elettroni a al lato della giunzione di tipo n sono spinti dalla tensione verso la zona di svuotamento ed eventualmente collassano completamente. Quando ciò accade, la giunzione pn diventa un conduttore, e flussi di corrente.
  • Quando la tensione è applicata nella direzione opposta, la zona di svuotamento è tirato da entrambi i lati della giunzione, e quindi si espande. Più grande diventa, più di un isolatore giunzione pn diventa. Così, quando la tensione è applicata in direzione opposta, la corrente non scorre attraverso la giunzione.

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