Notions de base Electronics: jonctions p-n

Par eux-mêmes, de type P (chargés positivement) et de type N (chargés négativement) des semi-conducteurs ne sont que des conducteurs. Mais si vous les mettez ensemble sur un circuit électronique, vous créez un jonction p-n et une chose intéressante et très utile qui se passe: le courant peut circuler à travers le jonction p-n, mais dans une seule direction.

Si on met une tension positive sur le côté p de la jonction et la tension négative sur le côté n, courant circule à travers la jonction. Mais si vous inverser la tension, en mettant une tension négative sur le côté p et une tension positive sur le côté n, le courant ne circule pas.

Imaginez une porte à tourniquet tels que les portes vous devez passer par entrer dans un stade de baseball ou une station de métro: Vous pouvez marcher à travers la porte dans un sens mais pas dans l'autre. Voilà essentiellement ce qu'est une jonction p-n fait. Il permet au courant d'une façon, mais pas l'autre.

Pour comprendre pourquoi jonctions pn laissent passer le courant dans une seule direction, vous devez d'abord comprendre ce qui se passe à droite à la limite entre le matériau de type p et le matériau de type n. Parce que des charges opposées attirent, les électrons supplémentaires sur le côté de type n de la jonction sont attirés par les trous sur le côté de type p. Donc, ils commencent à dériver à travers à l'autre côté.

Lorsqu'un électron quitte le côté de type n pour combler un trou dans le côté de type p, un trou est laissé dans le côté de type n, où l'électron est. Ainsi, il est comme si l'électron et le trou lieux commerciaux. La limite d'une jonction pn finit par être peuplée par des transfuges: électrons et des trous ont franchi la frontière et sont maintenant sur le mauvais côté de la jonction.

Cette région qui est occupée par les électrons et les trous qui ont traversé l'on appelle le zone d'appauvrissement. Parce que d'un côté de la zone d'appauvrissement a des charges négatives (électrons) et l'autre côté comporte des trous (charges positives), une tension qui existe entre les deux bords de la zone d'appauvrissement.

Cette tension a un effet intéressant sur les transfuges: Il les invite à tourner autour et revenir à la maison. En d'autres termes, les trous qui ont sauté sur le côté négatif de la jonction attirent les électrons qui ont sauté sur le côté positif.

Imaginez ce que ça fait d'être un électron qui a sauté par-dessus la frontière et dans le côté de type p de la jonction. Étant chargé négativement, vous êtes attirés à aller plus loin dans le côté de p par les trous chargés positivement que vous voyez devant vous.

Mais vous êtes également attiré par les trous chargés positivement qui se trouvent maintenant derrière vous - le même trou que vous avez échangé de place avec l'entreprise exerce une traction sur vous que vous décourage d'aller plus loin.

Impossible de faire votre choix, vous décidez de rester juste mis. Voilà exactement ce qui arrive aux électrons et des trous qui ont traversé de l'autre côté. La zone d'épuisement devient stable - un état qui est appelé équilibre.

Maintenant, considérons ce qui se passe lorsque l'équilibre est perturbé par une tension placé en travers de la jonction pn. L'effet dépend de la direction dans laquelle la tension est appliquée, comme suit:

• Si d'appliquer une tension positive sur le côté de type p et une tension négative sur le côté de type n, la zone d'appauvrissement est poussé des deux côtés vers le centre, ce qui rend plus petit. Les électrons dans le côté de type n de la jonction sont poussés par la tension vers la zone d'épuisement et éventuellement le réduire complètement. Lorsque cela se produit, la jonction pn devient un conducteur, et les flux actuels.

• Lorsqu'une tension est appliquée dans le sens inverse, la zone d'appauvrissement est tirée des deux côtés de la jonction, et donc se dilate. Plus il vieillit, plus d'un isolant de la jonction pn devient. Ainsi, lorsqu'une tension est appliquée dans le sens inverse, le courant ne circule pas à travers la jonction.