ダイオードに対する空乏領域の影響

著者: Christy White
作成日: 6 5月 2021
更新日: 2 J 2024
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空乏領域は、すべての半導体電子デバイス内に存在する材料空間です。この領域は、半導体デバイス内で他のものと結合した不動の正電荷と負電荷で構成され、これらは正(P)と(N)の負部分の間の中性点として作用する。この領域は、単一方向に電流を伝送するのに使用される電子デバイスである半導体ダイオード内で非常に重要である。ダイオード内の空乏領域の集合的効果は、それらの機能と特性のメカニズムを理解することによって認識することができます。


ダイオードは、正と負の端部が空乏領域で分離された小型の半導体デバイスです。 (Jupiterimages / Photos.com / Getty Images)

理論

半導体ダイオードは、タイプP(正に荷電)およびタイプN(負に荷電)の半導体材料の拡散によって形成される。この拡散の後に、相互接合部における2つの材料間のP型およびN型粒子の交換が急速に続き、その結果、部分PおよびNを分割する中性空間が生じる。この相互空間は、対称的に結合したPN粒子を含む。 PのそれらとしてのN型のものはそれらの限定的なものと一致するそれらのそれぞれの粒子を有する。このようにして、半導体ダイオードの内側に対向する負荷を有する材料間に間隙または間隙が形成され、それはその動作平衡を維持するのを助ける。

機能

空乏領域は、半導体ダイオードにおいてP型粒子とN型粒子との崩壊を防ぐのに役立つ。実際、N型粒子はP型粒子に比べてポテンシャルが大きいため、N型粒子はP型粒子を引きつけ、接合部でエネルギーが伝達されるとすぐに結合します。しかしながら、ここでは空乏領域は2つの部分の間の潜在的な障壁として作用し、それらの結合を即座に制限する。この電位障壁は、異なる種類のダイオードにおいて、0.3から0.7ボルトの範囲の電圧を有する。

特徴

空乏領域の力と占有面積は、粒子の流れの方向によって、あるいは単に電流によって変化します。この方向は、ダイオードの動作特性における逆極性および直接極性によって特徴付けられる。逆バイアスモードでは、N型セクションはP型セクションからより多くの粒子を引き寄せ、それは空乏領域の増幅をもたらす。同様に、直接モードでは、P型粒子はN型粒子を引き付け、空乏領域を狭くする。しかしながら、空乏領域によって生じるこの潜在的な障壁は、それに大きな応力増加が加えられると崩壊しやすい。

意義

ダイオードは、電流が一方向にのみ流れることを可能にし、それらを反対方向に遮断する。この主な特徴は、電荷が移動しなければならない方向を集合的に定義する空乏領域とその分極モードの生成によってのみ達成される。さらに、空乏領域の形成は、ダイオードが整流器として作用することを自然に可能にし、それは交流(AC)を直流(DC)に変換する装置である。