ការផ្លាស់ប្តូរ P-N ។ ការផ្លាស់ប្តូររន្ធអេឡិចត្រុង

p-n (pe-en) junction គឺជាតំបន់នៃលំហនៅប្រសព្វនៃ p- និង n-type semiconductors ដែលក្នុងនោះការផ្លាស់ប្តូរពីប្រភេទនៃ conductivity មួយទៅមួយផ្សេងទៀតកើតឡើង ការផ្លាស់ប្តូរបែបនេះក៏ត្រូវបានគេហៅថា electron-hole transition ។

សារធាតុ semiconductors មានពីរប្រភេទគឺ ប្រភេទ p និង n ។ នៅក្នុងប្រភេទ n ឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុកសំខាន់គឺ អេឡិចត្រុង ហើយនៅក្នុង p - ប្រភេទ មេត្រូវបានគិតថ្លៃវិជ្ជមាន រន្ធ។ រន្ធវិជ្ជមានមួយលេចឡើងបន្ទាប់ពីអេឡិចត្រុងត្រូវបានយកចេញពីអាតូម ហើយរន្ធវិជ្ជមានមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅកន្លែងរបស់វា។

ដើម្បីយល់ពីរបៀបដែលប្រសព្វ p-n ដំណើរការ អ្នកត្រូវសិក្សាសមាសធាតុរបស់វា នោះគឺ p-type និង n-type semiconductor ។

P និង N ប្រភេទ semiconductors ត្រូវបានផលិតនៅលើមូលដ្ឋាននៃ monocrystalline silicon ដែលមានយ៉ាងខ្លាំង សញ្ញាបត្រខ្ពស់។ភាពបរិសុទ្ធ ដូច្នេះភាពមិនបរិសុទ្ធតិចតួចបំផុត (តិចជាង 0.001%) ផ្លាស់ប្តូរវាយ៉ាងខ្លាំង លក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនី.

នៅក្នុង semiconductor ប្រភេទ n ឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុកសំខាន់គឺ អេឡិចត្រុង . ដើម្បីទទួលបានពួកគេពួកគេប្រើ ភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់ម្ចាស់ជំនួយ, ដែលត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងស៊ីលីកុន- ផូស្វ័រ អង់ទីម៉ូនី អាសេនិច។

នៅក្នុង semiconductor ប្រភេទ p ឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុកសំខាន់ត្រូវបានគិតថ្លៃវិជ្ជមាន រន្ធ . ដើម្បីទទួលបានពួកគេពួកគេប្រើ ភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់អ្នកទទួល — អាលុយមីញ៉ូម boron

Semiconductor n - ប្រភេទ (ចរន្តអគ្គិសនី)

អាតូមផូស្វ័រមិនបរិសុទ្ធ ជាធម្មតាជំនួសអាតូមចម្បងនៅកន្លែងនៃបន្ទះឈើគ្រីស្តាល់។ ក្នុងករណីនេះ អេឡិចត្រុងវ៉ាឡង់ទាំងបួននៃអាតូមផូស្វ័រមកប៉ះនឹងអេឡិចត្រុងវ៉ាឡង់ទាំងបួននៃអាតូមស៊ីលីកុនចំនួនបួនដែលនៅជិតគ្នា បង្កើតជាសំបកមានស្ថេរភាពនៃអេឡិចត្រុងប្រាំបី។ អេឡិចត្រុង valence ទីប្រាំនៃអាតូមផូស្វ័រប្រែទៅជាខ្សោយទៅនឹងអាតូមរបស់វា ហើយស្ថិតនៅក្រោមឥទ្ធិពល កម្លាំងខាងក្រៅ(រំញ័រកំដៅនៃបន្ទះឈើ វាលអគ្គីសនីខាងក្រៅ) ងាយស្រួលក្លាយជាឥតគិតថ្លៃ បង្កើត បង្កើនកំហាប់នៃអេឡិចត្រុងសេរី . គ្រីស្តាល់ទទួលបាន ចរន្តអេឡិចត្រូនិចឬ n-type conductivity . ក្នុងករណីនេះ អាតូមផូស្វ័រដែលមិនមានអេឡិចត្រុងត្រូវបានចងយ៉ាងតឹងរ៉ឹងទៅនឹងបន្ទះគ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុនជាមួយនឹងបន្ទុកវិជ្ជមាន ហើយអេឡិចត្រុងគឺជាបន្ទុកអវិជ្ជមានចល័ត។ អវត្ដមាននៃកម្លាំងខាងក្រៅ ពួកវាផ្តល់សំណងដល់គ្នាទៅវិញទៅមក ពោលគឺនៅក្នុងស៊ីលីកុន n-ប្រភេទចំនួនអេឡិចត្រុង conduction ឥតគិតថ្លៃត្រូវបានកំណត់ចំនួនអាតូមមិនបរិសុទ្ធរបស់ម្ចាស់ជំនួយដែលបានណែនាំ។

Semiconductor ទំ - ប្រភេទ (ចរន្តនៃរន្ធ)

អាតូមអាលុយមីញ៉ូមដែលមានតែបីអេឡិចត្រុង valence មិនអាចបង្កើតសែលអេឡិចត្រុងប្រាំបីដែលមានស្ថេរភាពជាមួយអាតូមស៊ីលីកុនដែលនៅជិតគ្នាបានទេព្រោះសម្រាប់វាវាត្រូវការអេឡិចត្រុងមួយទៀតដែលវាយកចេញពីអាតូមស៊ីលីកុនមួយដែលនៅជិតនោះ។ អាតូមស៊ីលីកុនដែលមិនមានអេឡិចត្រុងមានបន្ទុកវិជ្ជមាន ហើយដោយសារវាអាចចាប់យកអេឡិចត្រុងពីអាតូមស៊ីលីកុនដែលនៅជិតនោះ វាអាចត្រូវបានចាត់ទុកថាជាបន្ទុកវិជ្ជមានចល័តដែលមិនមានទំនាក់ទំនងជាមួយបន្ទះឈើគ្រីស្តាល់ ហៅថាប្រហោង។ អាតូមអាលុយមីញ៉ូដែលបានចាប់យកអេឡិចត្រុងមួយក្លាយជាមជ្ឈមណ្ឌលចោទប្រកាន់អវិជ្ជមាន ចងយ៉ាងតឹងរឹងទៅនឹងបន្ទះគ្រីស្តាល់។ ចរន្តអគ្គិសនីនៃ semiconductor បែបនេះគឺដោយសារតែចលនានៃរន្ធដែលជាមូលហេតុដែលវាត្រូវបានគេហៅថា p-type hole semiconductor ។ កំហាប់រន្ធត្រូវគ្នាទៅនឹងចំនួនអាតូមមិនបរិសុទ្ធដែលទទួលយកបានណែនាំ។

ប្រសិនបើប្លុក semiconductor ប្រភេទ P ត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងប្លុក semiconductor ប្រភេទ N (រូបភាពខាងក្រោម (a)) លទ្ធផលនឹងមិនមានភាពខុសប្លែកគ្នាទេ។ យើងនឹងមានប្លុក conductive ពីរប៉ះគ្នាទៅវិញទៅមកដោយមិនបង្ហាញលក្ខណៈសម្បត្តិពិសេសណាមួយឡើយ។ បញ្ហា​គឺ​មាន​ពីរ​ដាច់​ដោយ​ឡែក​ពី​គ្នា​ រចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់. ចំនួនអេឡិចត្រុងមានតុល្យភាពដោយចំនួនប្រូតុងក្នុងប្លុកទាំងពីរ។ ដូច្នេះ លទ្ធផល​គឺ​ថា​គ្មាន​ប្លុក​ណា​មួយ​មាន​បន្ទុក​អ្វី​ឡើយ។

ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ បន្ទះឈីបតែមួយដែលធ្វើពីសម្ភារៈប្រភេទ P នៅម្ខាង និងសម្ភារៈប្រភេទ N នៅម្ខាងទៀត (រូបភាពខាងក្រោម (ខ)) មាន លក្ខណៈសម្បត្តិតែមួយគត់. នៅក្នុងសម្ភារៈប្រភេទ P ឧបករណ៍ផ្ទុកសំខាន់គឺឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុកវិជ្ជមាន រន្ធដែលផ្លាស់ទីដោយសេរីតាមបន្ទះឈើគ្រីស្តាល់។ នៅក្នុងសម្ភារៈប្រភេទ N សម្ភារៈសំខាន់និងចល័តគឺ ប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយអវិជ្ជមានបន្ទុក, អេឡិចត្រុង។ នៅជិតប្រសព្វ អេឡិចត្រុងពីសម្ភារៈប្រភេទ N សាយភាយតាមប្រសព្វ រួមផ្សំជាមួយរន្ធនៅក្នុងសម្ភារៈប្រភេទ P ។ តំបន់នៃសម្ភារៈប្រភេទ P នៅជិតការផ្លាស់ប្តូរក្លាយជា បន្ទុកអវិជ្ជមានដោយសារតែការទាក់ទាញអេឡិចត្រុង។ ចាប់តាំងពីអេឡិចត្រុងបានចាកចេញពីតំបន់ប្រភេទ N វាទទួលបានបន្ទុកវិជ្ជមានក្នុងតំបន់។ ស្រទាប់ស្តើង បន្ទះឈើគ្រីស្តាល់រវាងការចោទប្រកាន់ទាំងនេះឥឡូវនេះត្រូវបានដកហូតនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនភាគច្រើន ដូច្នេះវាត្រូវបានគេដឹងថាជា តំបន់នៃការថយចុះ. តំបន់នេះក្លាយជាសម្ភារៈមិនដំណើរការពី semiconductor ផ្ទាល់របស់វា។ សរុបមក យើងមានអ៊ីសូឡង់ស្ទើរតែបំបែកតំបន់ doped conductive នៃប្រភេទ P និង N ។

(a) ប្លុក semiconductor ប្រភេទ P និង N មិនមានលក្ខណៈសម្បត្តិដែលអាចប្រើប្រាស់បាននៅពេលទំនាក់ទំនង។
(ខ) គ្រីស្តាល់តែមួយដែលលាបជាមួយសារធាតុមិនបរិសុទ្ធប្រភេទ P និង N បង្កើតរបាំងសក្តានុពលមួយ។

ការបំបែកការចោទប្រកាន់នេះនៅក្នុងប្រសព្វ P-N តំណាងឱ្យរបាំងសក្តានុពលមួយ។ ឧបសគ្គដ៏មានសក្តានុពលនេះអាចត្រូវបានយកឈ្នះដោយការប៉ះពាល់ ប្រភពខាងក្រៅវ៉ុលដែលបណ្តាលឱ្យប្រសព្វដំណើរការ ចរន្តអគ្គិសនី. ការបង្កើតការផ្លាស់ប្តូរមួយ និងរបាំងសក្តានុពលកើតឡើងក្នុងអំឡុងពេល ដំណើរការផលិត. ទំហំនៃរបាំងសក្តានុពលអាស្រ័យលើវត្ថុធាតុដើមដែលប្រើក្នុងផលិតកម្ម។ ប្រសព្វ Silicon P-N មានរបាំងសក្តានុពលខ្ពស់ជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងប្រសព្វ germanium ។

នៅក្នុងរូបភាពខាងក្រោម (a) ថ្មត្រូវបានភ្ជាប់ដូច្នេះស្ថានីយអវិជ្ជមាននៃប្រភពផ្គត់ផ្គង់អេឡិចត្រុងទៅសម្ភារៈប្រភេទ N ។ អេឡិចត្រុងទាំងនេះសាយភាយឆ្ពោះទៅប្រសព្វ។ ស្ថានីយវិជ្ជមាននៃប្រភពដកអេឡិចត្រុងចេញពីប្រភេទ P-type semiconductor បង្កើតរន្ធដែលសាយភាយឆ្ពោះទៅប្រសព្វ។ ប្រសិនបើវ៉ុលថ្មមានកម្រិតខ្ពស់គ្រប់គ្រាន់ដើម្បីយកឈ្នះសក្តានុពលប្រសព្វ (0.6V សម្រាប់ស៊ីលីកុន) អេឡិចត្រុងពីតំបន់ប្រភេទ N និងរន្ធពីតំបន់ P-type បញ្ចូលគ្នាដោយលុបចោលគ្នាទៅវិញទៅមក។ វាបង្កើនទំហំទំនេរនៅក្នុងក្រឡាចត្រង្គសម្រាប់ចលនាឆ្ពោះទៅកាន់ការផ្លាស់ប្តូរ ច្រើនទៀតអ្នកដឹកជញ្ជូនគិតថ្លៃ។ ដូច្នេះចរន្តនៃបន្ទុកសំខាន់នៃតំបន់ N-type និង P-type ហូរឆ្ពោះទៅរកការផ្លាស់ប្តូរ។ ការផ្សំឡើងវិញនៅប្រសព្វអនុញ្ញាតឱ្យចរន្តថ្មហូរតាមរយៈប្រសព្វ P-N នៃ diode ។ ការដាក់បញ្ចូលនេះត្រូវបានគេហៅថា លំអៀងទៅមុខ.

(ក) ភាពលំអៀងទៅមុខ រុញឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុកឆ្ពោះទៅកាន់ប្រសព្វ ដែលការផ្សំឡើងវិញត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំងនៅក្នុងចរន្តថ្ម។
(b) ភាពលំអៀងបញ្ច្រាសទាក់ទាញអ្នកបញ្ជូនបន្ទុកទៅស្ថានីយថ្មដែលនៅឆ្ងាយពីប្រសព្វ។ កំរាស់នៃតំបន់ដែលរលាយកើនឡើង។ មិនមានចរន្តថេរហូរតាមថ្មទេ។

ប្រសិនបើប៉ូលនៃថ្មត្រូវបានបញ្ច្រាសដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាព (ខ) ខាងលើ នោះអ្នកផ្ទុកបន្ទុកភាគច្រើនត្រូវបានទាក់ទាញពីប្រសព្វទៅស្ថានីយថ្ម។ ស្ថានីយវិជ្ជមាននៃថ្មទាញចេញពីការផ្លាស់ប្តូរនៃក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនបន្ទុកសំខាន់នៅក្នុងតំបន់ N ប្រភេទអេឡិចត្រុង។ ស្ថានីយអវិជ្ជមានទាញចេញពីការផ្លាស់ប្តូរនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនភាគច្រើននៅក្នុងតំបន់ P-type, រន្ធ។ នេះបង្កើនកម្រាស់នៃតំបន់ depletion ដែលមិនដំណើរការ។ មិនមានការផ្សំឡើងវិញនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនសំខាន់; ហើយដូច្នេះមិនមានចរន្ត។ ការភ្ជាប់ថ្មនេះត្រូវបានគេហៅថា លំអៀងបញ្ច្រាស.

និមិត្តសញ្ញា diode ដែលបង្ហាញខាងក្រោមនៅក្នុងរូបភាព (b) ត្រូវគ្នាទៅនឹង doped semiconductor wafer នៅក្នុងរូបភាព (a) ។ ឌីអេដគឺ ទិសដៅតែមួយឧបករណ៍។ ចរន្តអេឡិចត្រូនិចហូរក្នុងទិសដៅតែមួយទល់នឹងព្រួញដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងការលំអៀងទៅមុខ។ cathode ដែលជាឆ្នូតនៅលើនិមិត្តសញ្ញា diode ត្រូវគ្នាទៅនឹង N-type semiconductor ។ anode, ព្រួញ, ត្រូវគ្នាទៅនឹង P-type semiconductor ។

ចំណាំ៖ អត្ថបទដើមស្នើរក្បួនដោះស្រាយសម្រាប់ចងចាំទីតាំងនៃប្រភេទ semiconductor នៅក្នុង diode ។ មិនចង្អុលបង្ហាញ ( ន ot-pointing) ផ្នែក និមិត្តសញ្ញា(band) ត្រូវគ្នាទៅនឹង semiconductor ន- ប្រភេទ។ ចង្អុល ( ទំលាប) ផ្នែកនៃនិមិត្តសញ្ញា (ព្រួញ) ត្រូវនឹង ទំ- ប្រភេទ។

(a) PN junction លំអៀងទៅមុខ
(b) និមិត្តសញ្ញា diode ដែលត្រូវគ្នា។
(គ) ចរន្តធៀបនឹងវ៉ុលនៃឌីយ៉ូតស៊ីលីកុន

ប្រសិនបើ diode ឆ្ពោះទៅមុខដោយលំអៀង (ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាព (a) ខាងលើ) ដោយសារវ៉ុលកើនឡើងពី 0 V នោះចរន្តនឹងកើនឡើងបន្តិចម្តងៗ។ នៅក្នុងករណីនៃ diode ស៊ីលីកុនលំហូរបច្ចុប្បន្នអាចត្រូវបានវាស់នៅពេលដែលវ៉ុលខិតជិត 0.6 V (រូបភាព (គ) ខាងលើ) ។ នៅពេលដែលវ៉ុលកើនឡើងលើសពី 0.6 V ចរន្តបន្ទាប់ពីពត់នៅក្នុងក្រាហ្វនឹងចាប់ផ្តើមកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង។ ការបង្កើនវ៉ុលលើសពី 0.7V អាចបណ្តាលឱ្យមានចរន្តធំគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីបំផ្លាញឌីអេដ។ តង់ស្យុងបញ្ជូនបន្ត U pr គឺជាលក្ខណៈមួយនៃលក្ខណៈរបស់ semiconductors: 0.6-0.7 V សម្រាប់ស៊ីលីកុន 0.2 V សម្រាប់ germanium វ៉ុលជាច្រើនសម្រាប់ diodes បញ្ចេញពន្លឺ។ ចរន្តបញ្ជូនបន្តអាចមានចាប់ពី mA មួយចំនួនសម្រាប់ diodes ចំនុចដល់ 100 mA សម្រាប់ diodes បច្ចុប្បន្នទាប និងរហូតដល់រាប់សិប និងរាប់ពាន់ amperes សម្រាប់ diodes ថាមពល។

ប្រសិនបើ diode មានភាពលំអៀង ទិសដៅបញ្ច្រាសបន្ទាប់មកមានតែចរន្តលេចធ្លាយនៃ semiconductor ខាងក្នុងប៉ុណ្ណោះដែលហូរ។ នេះត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងក្រាហ្វនៅខាងឆ្វេងនៃប្រភពដើម (រូបភាព (គ) ខាងលើ) ។ សម្រាប់ diodes ស៊ីលីកុនចរន្តនេះគឺខ្ពស់បំផុតរបស់វា។ លក្ខខណ្ឌធ្ងន់ធ្ងរនឹងមានប្រហែល 1 µA ។ ចរន្ត​នេះ​កើនឡើង​ដោយ​មិន​អាច​យល់​បាន​ជាមួយ​នឹង​ការ​បង្កើន​តង់ស្យុង​បញ្ច្រាស​រហូត​ដល់​ឌីអេដ​ត្រូវ​បាន​ខូច។ កំឡុងពេលបំបែកចរន្តកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងដែល diode បរាជ័យលុះត្រាតែ resistor ត្រូវបានភ្ជាប់ជាស៊េរីដើម្បីកំណត់ចរន្តនេះ។ ជាធម្មតាយើងជ្រើសរើស diode ដែលមានវ៉ុលបញ្ច្រាសធំជាងវ៉ុលដែលអាចត្រូវបានអនុវត្តកំឡុងពេលប្រតិបត្តិការនៃសៀគ្វីដើម្បីការពារការដាច់នៃ diode ។ ជាធម្មតា ឌីយ៉ូតស៊ីលីកុន អាចរកបានជាមួយនឹងវ៉ុលបំបែក 50, 100, 200, 400, 800 វ៉ុល និងខ្ពស់ជាងនេះ។ វាក៏អាចធ្វើទៅបានដើម្បីផលិត diodes ជាមួយនឹងវ៉ុលបំបែកទាប (វ៉ុលពីរបី) សម្រាប់ប្រើជាស្តង់ដារវ៉ុល។

យើងបាននិយាយពីមុនថាចរន្តលេចធ្លាយបញ្ច្រាសនៃ microampere នៅក្នុង diodes ស៊ីលីកុនគឺដោយសារតែចរន្តនៃ semiconductor ខាងក្នុង។ ការលេចធ្លាយនេះអាចត្រូវបានពន្យល់ដោយទ្រឹស្តី។ ថាមពលកំដៅបង្កើតគូរន្ធអេឡិចត្រុងជាច្រើន ដែលធ្វើចរន្តលេចធ្លាយ មុនពេលផ្សំឡើងវិញ។ នៅក្នុងការអនុវត្តជាក់ស្តែង ចរន្តដែលអាចព្យាករណ៍បាននេះគឺគ្រាន់តែជាប្រភាគនៃចរន្តលេចធ្លាយប៉ុណ្ណោះ។ ភាគច្រើនចរន្តលេចធ្លាយគឺដោយសារតែចរន្តផ្ទៃដែលត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការខ្វះភាពស្អាតនៃផ្ទៃ semiconductor ។ សមាសធាតុទាំងពីរនៃចរន្តលេចធ្លាយកើនឡើងជាមួយនឹងសីតុណ្ហភាព ខិតជិត microamps សម្រាប់ diodes ស៊ីលីកូនតូច។

សម្រាប់ germanium ចរន្តលេចធ្លាយគឺជាលំដាប់ជាច្រើននៃរ៉ិចទ័រខ្ពស់ជាង។ ចាប់តាំងពីឧបករណ៍ semiconductors germanium កម្រត្រូវបានប្រើក្នុងការអនុវត្តនាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ នេះមិនមែនជាបញ្ហាធំនោះទេ។

ចូរសរុបមក

ប្រសព្វ P-N ត្រូវបានផលិតចេញពីគ្រីស្តាល់តែមួយនៃ semiconductor ដែលមានតំបន់ប្រភេទ P និង N នៅក្នុង ជិតពីការផ្លាស់ប្តូរ។

ការផ្ទេរអេឡិចត្រុងឆ្លងកាត់ប្រសព្វពីផ្នែក N-type ទៅរន្ធនៅផ្នែក P-type បន្តដោយការបំផ្លាញទៅវិញទៅមក បង្កើតឱ្យមានការធ្លាក់ចុះតង់ស្យុងឆ្លងកាត់ប្រសព្វចាប់ពី 0.6 ទៅ 0.7 វ៉ុលសម្រាប់ស៊ីលីកុនអាស្រ័យលើ semiconductor ។

ផ្ទាល់ P-N អុហ្វសិតការផ្លាស់ប្តូរនៅពេលដែលតម្លៃតង់ស្យុងទៅមុខត្រូវបានលើសបណ្តាលឱ្យចរន្តហូរកាត់ប្រសព្វ។ ភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលខាងក្រៅដែលបានអនុវត្តបណ្តាលឱ្យអ្នកផ្ទុកបន្ទុកភាគច្រើនផ្លាស់ទីទៅប្រសព្វ ដែលការផ្សំឡើងវិញកើតឡើង ដែលអនុញ្ញាតឱ្យចរន្តអគ្គិសនីហូរ។

ការលំអៀងបញ្ច្រាសនៃប្រសព្វ P-N ផលិតស្ទើរតែគ្មានចរន្ត។ ភាពលំអៀងបញ្ច្រាសដែលបានអនុវត្តទាញក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនបន្ទុកភាគច្រើនចេញពីប្រសព្វ។ នេះបង្កើនកម្រាស់នៃតំបន់ depletion ដែលមិនដំណើរការ។

ចរន្តលេចធ្លាយបញ្ច្រាសហូរតាមប្រសព្វ P-N ដែលការលំអៀងបញ្ច្រាសត្រូវបានអនុវត្ត អាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាព។ នៅក្នុង diodes ស៊ីលីកូនតូចវាមិនលើសពី microamps ។

ពឹងផ្អែកយ៉ាងខ្លាំងទៅលើការប្រមូលផ្តុំនៃភាពមិនបរិសុទ្ធ។ Semiconductors, លក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនីដែលអាស្រ័យលើភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់ផ្សេងទៀត។ ធាតុគីមី, ត្រូវបានគេហៅថា semiconductors ដែលមិនបរិសុទ្ធ. ភាពមិនបរិសុទ្ធមានពីរប្រភេទគឺ៖ អ្នកបរិច្ចាគ និងអ្នកទទួល។

ម្ចាស់ជំនួយត្រូវបានគេហៅថា ភាពមិនបរិសុទ្ធ អាតូមដែលផ្តល់ឱ្យ អេឡិចត្រុង សេរី semiconductor ហើយលទ្ធផលនៃចរន្តអគ្គិសនីដែលជាប់ទាក់ទងនឹងចលនានៃអេឡិចត្រុងសេរីគឺ អេឡិចត្រូនិក. សារធាតុ semiconductor ដែលមានចរន្តអេឡិចត្រូនិចត្រូវបានគេហៅថា semiconductor អេឡិចត្រូនិក ហើយត្រូវបានតំណាងតាមធម្មតា។ អក្សរឡាតាំង n គឺជាអក្សរទីមួយនៃពាក្យ "អវិជ្ជមាន" ។

ចូរយើងពិចារណាដំណើរការនៃការបង្កើតចរន្តអេឡិចត្រូនិចនៅក្នុង semiconductor ។ ចូរ​យក​ស៊ីលីកូន​ជា​សម្ភារៈ​ semiconductor សំខាន់ (ស៊ីលីកុន semiconductors គឺ​ជា​រឿង​ធម្មតា​បំផុត)។ ស៊ីលីកុន (Si) មានអេឡិចត្រុងចំនួនបួននៅក្នុងគន្លងខាងក្រៅនៃអាតូម ដែលកំណត់លក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនីរបស់វា (ឧទាហរណ៍ ពួកវាផ្លាស់ទីក្រោមឥទ្ធិពលនៃវ៉ុលដើម្បីបង្កើតចរន្តអគ្គិសនី)។ នៅពេលដែលអាតូមមិនបរិសុទ្ធនៃអាសេនិច (As) ត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងស៊ីលីកុនដែលមានអេឡិចត្រុងប្រាំនៅក្នុងគន្លងខាងក្រៅរបស់វា អេឡិចត្រុងបួនមានអន្តរកម្មជាមួយអេឡិចត្រុងបួននៃស៊ីលីកុន បង្កើតជាចំណងកូវ៉ាឡេន ហើយអេឡិចត្រុងទីប្រាំនៃអាសេនិចនៅតែទំនេរ។ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌទាំងនេះ វាត្រូវបានបំបែកយ៉ាងងាយស្រួលពីអាតូម ហើយអាចផ្លាស់ទីនៅក្នុងសារធាតុ។

អ្នកទទួលគឺជាភាពមិនបរិសុទ្ធដែលអាតូមទទួលយកអេឡិចត្រុងពីអាតូមនៃម៉ាស៊ីន semiconductor ។ លទ្ធផលនៃចរន្តអគ្គិសនីដែលទាក់ទងនឹងចលនា ការចោទប្រកាន់វិជ្ជមាន- រន្ធ ហៅថា រន្ធ ។ សារធាតុ semiconductor ដែលមានចរន្តអគ្គិសនីរន្ធត្រូវបានគេហៅថា hole semiconductor ហើយត្រូវបានតំណាងដោយអក្សរឡាតាំង p - អក្សរទីមួយនៃពាក្យ "វិជ្ជមាន" ។

ចូរយើងពិចារណាដំណើរការនៃការបង្កើតរន្ធ conductivity ។ នៅពេលដែលអាតូមមិនបរិសុទ្ធ indium (In) ត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងស៊ីលីកុនដែលមានអេឡិចត្រុងបីនៅក្នុងគន្លងខាងក្រៅ ពួកវាចូលទៅក្នុងទំនាក់ទំនងជាមួយអេឡិចត្រុងបីនៃស៊ីលីកុន ប៉ុន្តែការតភ្ជាប់នេះប្រែទៅជាមិនពេញលេញ៖ អេឡិចត្រុងមួយទៀតបាត់ដើម្បីភ្ជាប់ជាមួយទីបួន។ អេឡិចត្រុងនៃស៊ីលីកុន។ អាតូមមិនបរិសុទ្ធទទួលបានអេឡិចត្រុងដែលបាត់ពីអាតូមក្បែរខាងមួយនៃអាតូម semiconductor បន្ទាប់មកវាភ្ជាប់ជាមួយអាតូមជិតខាងទាំងបួន។ សូមអរគុណដល់ការបន្ថែមអេឡិចត្រុង វាទទួលបានបន្ទុកអវិជ្ជមានលើស ពោលគឺវាប្រែទៅជាអ៊ីយ៉ុងអវិជ្ជមាន។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ អាតូម semiconductor ដែលអេឡិចត្រុងទីបួនបានទៅអាតូមមិនបរិសុទ្ធ ប្រែថាត្រូវបានភ្ជាប់ជាមួយអាតូមជិតខាងដោយអេឡិចត្រុងបីប៉ុណ្ណោះ។ ដូច្នេះ ការលើសនៃបន្ទុកវិជ្ជមានកើតឡើង ហើយចំណងដែលមិនទាន់បានបំពេញលេចឡើង នោះគឺជា រន្ធ.

មួយនៃ លក្ខណៈសម្បត្តិសំខាន់ semiconductor គឺថាប្រសិនបើមានរន្ធ ចរន្តអាចឆ្លងកាត់វាបាន ទោះបីជាមិនមានអេឡិចត្រុងសេរីនៅក្នុងវាក៏ដោយ។ នេះត្រូវបានពន្យល់ដោយសមត្ថភាពនៃរន្ធដើម្បីផ្លាស់ទីពីអាតូម semiconductor មួយទៅមួយទៀត។

ចលនានៃ "រន្ធ" នៅក្នុង semiconductor មួយ។

តាមរយៈការណែនាំភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់ម្ចាស់ជំនួយទៅក្នុងផ្នែកនៃ semiconductor និងភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់អ្នកទទួលយកទៅក្នុងផ្នែកផ្សេងទៀត វាអាចទៅរួចដើម្បីទទួលបានតំបន់ដែលមានចរន្តអេឡិចត្រុង និងរន្ធនៅក្នុងវា។ នៅព្រំប្រទល់នៃតំបន់នៃចរន្តអេឡិចត្រូនិច និងរន្ធ ការផ្លាស់ប្តូរដែលគេហៅថារន្ធអេឡិចត្រុងត្រូវបានបង្កើតឡើង។

ប្រសព្វ P-N

ចូរយើងពិចារណាដំណើរការដែលកើតឡើងនៅពេលដែលចរន្តឆ្លងកាត់ ការផ្លាស់ប្តូររន្ធអេឡិចត្រុង. ស្រទាប់ខាងឆ្វេងដែលបានកំណត់ n មានចរន្តអេឡិចត្រូនិច។ ចរន្តនៅក្នុងវាត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងចលនានៃអេឡិចត្រុងសេរីដែលជាធម្មតាត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញដោយរង្វង់ដែលមានសញ្ញាដក។ ស្រទាប់ខាងស្តាំ កំណត់ p មានចរន្តរន្ធ។ ចរន្តនៅក្នុងស្រទាប់នេះត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងចលនានៃរន្ធដែលត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញនៅក្នុងរូបដោយរង្វង់ដោយ "បូក" ។

ចលនានៃអេឡិចត្រុងនិងរន្ធនៅក្នុងរបៀបដឹកនាំដោយផ្ទាល់

ចលនានៃអេឡិចត្រុង និងរន្ធនៅក្នុងរបៀបបញ្ច្រាស។

នៅពេលដែល semiconductors ចូលមកក្នុងទំនាក់ទំនងជាមួយ ប្រភេទផ្សេងៗចរន្តអេឡិចត្រុងដោយសារតែ ការសាយភាយនឹងចាប់ផ្តើមផ្លាស់ទីទៅតំបន់ p និងរន្ធ - ទៅតំបន់ n ដែលជាលទ្ធផល ស្រទាប់ព្រំដែនតំបន់ n ត្រូវបានគិតប្រាក់ជាវិជ្ជមាន ហើយស្រទាប់ព្រំដែននៃ p-region ត្រូវបានចោទប្រកាន់អវិជ្ជមាន។ វាលអគ្គីសនីកើតឡើងរវាងតំបន់ដែលដើរតួជារនាំងសម្រាប់ក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនចរន្តសំខាន់ៗ ដោយសារតែតំបន់ដែលមានកំហាប់បន្ទុកថយចុះត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងប្រសព្វ p-n ។ វាលអគ្គីសនីនៅក្នុងប្រសព្វ pn ត្រូវបានគេហៅថារបាំងសក្តានុពល ហើយប្រសព្វ pn ត្រូវបានគេហៅថាស្រទាប់ទប់ស្កាត់។ ប្រសិនបើទិសដៅនៃវាលអគ្គីសនីខាងក្រៅគឺផ្ទុយទៅនឹងទិសដៅ វាល p-nការផ្លាស់ប្តូរ (“+” នៅលើតំបន់ p“ -” នៅលើតំបន់ n) បន្ទាប់មករបាំងសក្តានុពលមានការថយចុះការប្រមូលផ្តុំនៃបន្ទុកនៅក្នុងប្រសព្វ p-n កើនឡើងទទឹងហើយជាលទ្ធផលភាពធន់នៃប្រសព្វមានការថយចុះ។ នៅពេលដែលបន្ទាត់រាងប៉ូលនៃប្រភពផ្លាស់ប្តូរវាលអគ្គីសនីខាងក្រៅស្របគ្នានឹងទិសដៅនៃវាលនៃប្រសព្វ pn ទទឹងនិងភាពធន់នៃប្រសព្វកើនឡើង។ ដូច្នេះ ប្រសព្វ pn មានលក្ខណៈសម្បត្តិច្រកទ្វារ។

ឌីយ៉ូត semiconductor

ឌីយ៉ូតហៅថាឧបករណ៍បំប្លែងអេឡិចត្រូនិចដែលមានប្រសព្វ p-n មួយ ឬច្រើន និងស្ថានីយពីរ។ អាស្រ័យលើគោលបំណងចម្បងនិងបាតុភូតដែលត្រូវបានប្រើនៅក្នុងប្រសព្វ p-n មានមេជាច្រើន។ ប្រភេទមុខងារ diodes semiconductor: rectifier, ប្រេកង់ខ្ពស់, ជីពចរ, ផ្លូវរូងក្រោមដី, zener diodes, varicap ។

មូលដ្ឋាន លក្ខណៈនៃ diodes semiconductorគឺជាលក្ខណៈវ៉ុលបច្ចុប្បន្ន (VAC) ។ សម្រាប់ប្រភេទនីមួយៗនៃ diode semiconductor លក្ខណៈវ៉ុលបច្ចុប្បន្នមានទម្រង់ផ្ទាល់ខ្លួនរបស់វា ប៉ុន្តែពួកវាទាំងអស់គឺផ្អែកលើលក្ខណៈនៃចរន្ត-វ៉ុលនៃ diode planar rectifier diode ដែលមានទម្រង់៖

លក្ខណៈនៃវ៉ុលបច្ចុប្បន្ន (CVC) នៃឌីអេដៈ 1 - លក្ខណៈចរន្តផ្ទាល់ - វ៉ុល; 2 - ចរន្តបញ្ច្រាស - វ៉ុលលក្ខណៈ; 3 - តំបន់បំបែក; 4 - ការប៉ាន់ស្មាន rectilinear នៃលក្ខណៈចរន្តដោយផ្ទាល់ - វ៉ុល; Upor - កម្រិតវ៉ុល; rdin - ភាពធន់ទ្រាំថាមវន្ត; Uprob - វ៉ុលបំបែក

មាត្រដ្ឋានអ័ក្ស Y សម្រាប់ តម្លៃអវិជ្ជមានចរន្តដែលបានជ្រើសរើសមានទំហំធំជាងសម្រាប់វិជ្ជមានជាច្រើនដង។

លក្ខណៈនៃវ៉ុលបច្ចុប្បន្ននៃ diodes ឆ្លងកាត់សូន្យប៉ុន្តែចរន្តដែលអាចកត់សម្គាល់បានគ្រប់គ្រាន់លេចឡើងតែនៅពេល វ៉ុលកម្រិត(U pore) ដែលសម្រាប់ diodes germanium គឺស្មើនឹង 0.1 - 0.2 V ហើយសម្រាប់ diodes ស៊ីលីកូនគឺស្មើនឹង 0.5 - 0.6 V. នៅក្នុងតំបន់នៃតម្លៃវ៉ុលអវិជ្ជមាននៅលើ diode នៅតង់ស្យុងទាបរួចទៅហើយ ( U arr) កើតឡើង ចរន្តបញ្ច្រាស(ខ្ញុំ arr ។ ) ចរន្តនេះត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនជនជាតិភាគតិច: អេឡិចត្រុងនៃតំបន់ p និងរន្ធនៃតំបន់ n ការផ្លាស់ប្តូរដែលពីតំបន់មួយទៅតំបន់មួយទៀតត្រូវបានសម្របសម្រួលដោយរបាំងសក្តានុពលនៅជិតចំណុចប្រទាក់។ នៅពេលវ៉ុលបញ្ច្រាសកើនឡើង ចរន្តមិនកើនឡើងទេ ដោយសារចំនួនអ្នកដឹកជញ្ជូនភាគតិចដែលលេចឡើងនៅព្រំដែននៃការផ្លាស់ប្តូរក្នុងមួយឯកតាពេលវេលាមិនអាស្រ័យលើវ៉ុលដែលបានអនុវត្តខាងក្រៅទេ លុះត្រាតែវាខ្ពស់ខ្លាំង។ ចរន្តបញ្ច្រាសសម្រាប់ diodes ស៊ីលីកុនគឺជាលំដាប់ជាច្រើននៃរ៉ិចទ័រតិចជាងសម្រាប់ diodes germanium ។ ការកើនឡើងបន្ថែមទៀតនៅក្នុងវ៉ុលបញ្ច្រាសទៅ វ៉ុលបំបែក(គំរូ U) នាំឱ្យការពិតដែលថាអេឡិចត្រុងពីក្រុម valence ផ្លាស់ទីទៅក្រុម conduction ហើយ ឥទ្ធិពល Zener. ក្នុងករណីនេះចរន្តបញ្ច្រាសកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងដែលបណ្តាលឱ្យឡើងកំដៅនៃ diode និងការកើនឡើងបន្ថែមទៀតនៃចរន្តនាំឱ្យមានការបំបែកកំដៅនិងការបំផ្លិចបំផ្លាញនៃប្រសព្វ p-n ។

ការកំណត់និងការកំណត់ប៉ារ៉ាម៉ែត្រអគ្គិសនីសំខាន់នៃ diodes

ការ​កំណត់​ឌីយ៉ូត Semiconductor

ដូចដែលបានបញ្ជាក់រួចមកហើយ ឌីអេដ ធ្វើចរន្តក្នុងទិសដៅមួយ (ឧទាហរណ៍ វាគ្រាន់តែជា conductor ដែលមានភាពធន់ទ្រាំទាប) ក្នុងទិសដៅផ្សេងទៀតវាមិន (ឧទាហរណ៍ វាប្រែទៅជា conductor ដែលមានភាពធន់ទ្រាំខ្ពស់) នៅក្នុងពាក្យមួយ។ វាមាន ចរន្តមួយផ្លូវ. ដូច្នោះហើយ វាមានការសន្និដ្ឋានតែពីរប៉ុណ្ណោះ។ ដូចដែលបានក្លាយជាទម្លាប់តាំងពីសម័យបច្ចេកវិទ្យាចង្កៀងពួកគេត្រូវបានគេហៅថា អាណូត(លទ្ធផលវិជ្ជមាន) និង cathode(អវិជ្ជមាន) ។

ទាំងអស់ diodes semiconductor អាចត្រូវបានបែងចែកជាពីរក្រុម: rectifier និងពិសេស។ ឌីយ៉ូត rectifierដូចដែលឈ្មោះបានបង្ហាញត្រូវបានបម្រុងទុកសម្រាប់ការធ្វើឱ្យត្រង់ AC. អាស្រ័យលើភាពញឹកញាប់និងរូបរាង វ៉ុល ACពួកវាត្រូវបានបែងចែកទៅជាប្រេកង់ខ្ពស់ ប្រេកង់ទាប និងជីពចរ។ ពិសេសប្រភេទនៃ diodes semiconductor ប្រើលក្ខណៈសម្បត្តិផ្សេងគ្នានៃប្រសព្វ p-n; បាតុភូតបំបែក, capacitance របាំង, វត្តមាននៃតំបន់ដែលមានភាពធន់ទ្រាំអវិជ្ជមាន, ល។

ឌីយ៉ូត rectifier

តាមរចនាសម្ព័ន្ធ diodes rectifier ត្រូវបានបែងចែកទៅជា diodes planar និង point ហើយយោងទៅតាមបច្ចេកវិទ្យានៃការផលិតទៅជា alloy, diffusion និង epitaxial ។ Planar diodes សូមអរគុណដល់ តំបន់ធំប្រសព្វ pn ត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការកែតម្រូវ ចរន្តខ្ពស់។. ចំណុច diodes មាន តំបន់តូចការផ្លាស់ប្តូរ និង អាស្រ័យហេតុនេះ ត្រូវបានបម្រុងទុកសម្រាប់ការធ្វើឱ្យត្រង់ ចរន្តទាប. ដើម្បីបង្កើនវ៉ុលបំបែក avalanche ជួរឈរ rectifier ត្រូវបានប្រើដែលមានស៊េរីនៃ diodes ភ្ជាប់ជាស៊េរី។

ឌីយ៉ូត rectifier ថាមពលខ្ពស់។បានហៅ ដោយកម្លាំង. សម្ភារៈសម្រាប់ diodes បែបនេះជាធម្មតាគឺស៊ីលីកុនឬហ្គាលីយ៉ូមអាសេនីត។ Silicon alloy diodes ត្រូវបានប្រើដើម្បីកែតម្រូវចរន្តឆ្លាស់ដែលមានប្រេកង់រហូតដល់ 5 kHz ។ ឌីយ៉ូតសាយស៊ីលីកុនអាចដំណើរការនៅប្រេកង់ខ្ពស់រហូតដល់ 100 kHz ។ ឌីយ៉ូតអេពីតាស៊ីកស៊ីលីកុនដែលមានស្រទាប់ខាងក្រោមដែក (ជាមួយរបាំង Schottky) អាចប្រើបាននៅប្រេកង់រហូតដល់ 500 kHz ។ Gallium arsenide diodes មានសមត្ថភាពដំណើរការក្នុងជួរប្រេកង់រហូតដល់ MHz ជាច្រើន។

ថាមពល diodes ជាធម្មតាត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយសំណុំនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រឋិតិវន្តនិងថាមវន្ត។ TO ប៉ារ៉ាម៉ែត្រឋិតិវន្ត diodes រួមមាន:

• ការធ្លាក់ចុះតង់ស្យុង U pr នៅលើ diode នៅតម្លៃជាក់លាក់នៃចរន្តទៅមុខ;
• ចរន្តបញ្ច្រាសខ្ញុំ rev នៅតម្លៃជាក់លាក់នៃវ៉ុលបញ្ច្រាស;
• តម្លៃមធ្យម ចរន្តផ្ទាល់ខ្ញុំ pr.sr. ;
• ជីពចរ វ៉ុលបញ្ច្រាសអ្នក arr.i. ;

TO ប៉ារ៉ាម៉ែត្រថាមវន្ត diode រួមបញ្ចូលលក្ខណៈពេលវេលានិងប្រេកង់របស់វា។ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រទាំងនេះរួមមាន:

• ពេលវេលានៃការងើបឡើងវិញ t វ៉ុលបញ្ច្រាស;
• ពេលវេលាកើនឡើងចរន្តផ្ទាល់ I នៅខាងក្រៅ ;
• ប្រេកង់កំណត់ដោយមិនកាត់បន្ថយរបៀប diode f max ។

ប៉ារ៉ាម៉ែត្រឋិតិវន្តអាចត្រូវបានកំណត់ដោយប្រើលក្ខណៈបច្ចុប្បន្ន - វ៉ុលនៃ diode ។

diode reverse recovery time tres គឺជាប៉ារ៉ាម៉ែត្រចំបងនៃ diodes rectifier ដែលបង្ហាញពីលក្ខណៈសម្បត្តិ inertial របស់ពួកគេ។ វាត្រូវបានកំណត់នៅពេលដែល diode ប្តូរពីចរន្តបញ្ជូនបន្ត I pr ទៅជាវ៉ុលបញ្ច្រាសដែលបានផ្តល់ឱ្យ U arr ។ កំឡុងពេលប្តូរវ៉ុលឆ្លងកាត់ diode ប្រែទៅជាបញ្ច្រាស។ ដោយសារតែនិចលភាពនៃដំណើរការសាយភាយចរន្តនៅក្នុង diode មិនឈប់ភ្លាមៗទេប៉ុន្តែយូរ ៗ ទៅ t ext ។ ជាការសំខាន់ បន្ទុក resorption កើតឡើងនៅព្រំដែននៃប្រសព្វ p-n (ឧ. ការបញ្ចេញសមត្ថភាពសមមូល)។ វាកើតឡើងពីនេះដែលការបាត់បង់ថាមពលនៅក្នុង diode កើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងនៅពេលដែលវាត្រូវបានបើកជាពិសេសនៅពេលបិទ។ អាស្រ័យហេតុនេះ ការខាតបង់ diodeកើនឡើងជាមួយនឹងការកើនឡើងប្រេកង់នៃវ៉ុលកែតម្រូវ។

នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពនៃ diode ផ្លាស់ប្តូរប៉ារ៉ាម៉ែត្ររបស់វាផ្លាស់ប្តូរ។ តង់ស្យុងទៅមុខនៅលើ diode និងចរន្តបញ្ច្រាសរបស់វាពឹងផ្អែកខ្លាំងបំផុតលើសីតុណ្ហភាព។ ប្រហែលជាយើងអាចសន្មត់ថា TKN ( មេគុណសីតុណ្ហភាពវ៉ុល) Upr = -2 mV / K ហើយចរន្តបញ្ច្រាសនៃ diode មានមេគុណវិជ្ជមាន។ ដូច្នេះរាល់ការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាព 10 អង្សាសេ ចរន្តបញ្ច្រាសនៃឌីយ៉ូត germanium កើនឡើង 2 ដង និងស៊ីលីកុន diodes កើនឡើង 2.5 ដង។

ឌីយ៉ូដរបាំង Schottky

ពួកវាត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយសម្រាប់ការកែតម្រូវវ៉ុលទាបនៃប្រេកង់ខ្ពស់។ ឌីយ៉ូដរបាំង Schottky. diodes ទាំងនេះប្រើទំនាក់ទំនងផ្ទៃលោហៈជំនួសឱ្យការប្រសព្វ pn ។ នៅចំណុចនៃទំនាក់ទំនង ស្រទាប់ semiconductor ដែលត្រូវបាន depleted នៃ chargers លេចឡើង ដែលត្រូវបានគេហៅថា gate layers ។ Diodes ដែលមានរបាំង Schottky ខុសគ្នាពី diodes ជាមួយ pn junction ក្នុងប៉ារ៉ាម៉ែត្រដូចខាងក្រោម:

• ច្រើនទៀត ត្រង់ទាបការធ្លាក់ចុះតង់ស្យុង;
• មានច្រើនទៀត បញ្ច្រាសទាបវ៉ុល;
• ច្រើនទៀត ចរន្តខ្ពស់។ការលេចធ្លាយ;
• ស្ទើរតែទាំងស្រុង មិនគិតថ្លៃទេ។ការងើបឡើងវិញបញ្ច្រាស។

លក្ខណៈសំខាន់ពីរធ្វើឱ្យ diodes ទាំងនេះមិនអាចខ្វះបាន: ការធ្លាក់ចុះតង់ស្យុងទៅមុខទាប និងរយៈពេលនៃការស្តារវ៉ុលបញ្ច្រាសខ្លី។ លើសពីនេះ អវត្ដមាននៃប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយដែលមិនមែនជាបឋមដែលទាមទារពេលវេលាសង្គ្រោះមានន័យថារាងកាយ គ្មានការខាតបង់ដើម្បីប្តូរ diode ដោយខ្លួនឯង។

វ៉ុលអតិបរិមានៃ diodes Schottky ទំនើបគឺប្រហែល 1200 V. នៅវ៉ុលនេះ វ៉ុលទៅមុខរបស់ Schottky diode គឺ 0.2...0.3 V តិចជាងវ៉ុលខាងមុខនៃ p-n junction diodes ។

គុណសម្បត្តិនៃ diode Schottky ក្លាយជាគួរឱ្យកត់សម្គាល់ជាពិសេសនៅពេលកែតម្រូវវ៉ុលទាប។ ឧទាហរណ៍ ដ្យូត Schottky 45 វ៉ុល មានវ៉ុលទៅមុខ 0.4...0.6 V ហើយនៅចរន្តដូចគ្នា ឌីយ៉ូត p-n ប្រសព្វមានតង់ស្យុងធ្លាក់ចុះ 0.5...1.0 V. នៅពេលដែលវ៉ុលបញ្ច្រាសធ្លាក់ចុះដល់ 15 V. តង់ស្យុងទៅមុខថយចុះដល់ 0.3...0.4 V. ជាមធ្យម ការប្រើប្រាស់ Schottky diodes ក្នុង rectifier អាចកាត់បន្ថយការខាតបង់ប្រហែល 10...15% ។ ប្រេកង់ប្រតិបត្តិការអតិបរមានៃ diodes Schottky លើសពី 200 kHz ។

ទ្រឹស្តីគឺល្អប៉ុន្តែដោយគ្មាន ការអនុវត្តជាក់ស្តែងទាំងនេះគ្រាន់តែជាពាក្យប៉ុណ្ណោះ។

គោលការណ៍ប្រតិបត្តិការ ឧបករណ៍ semiconductorត្រូវបានពន្យល់ដោយលក្ខណៈសម្បត្តិនៃអ្វីដែលគេហៅថា ប្រសព្វរន្ធអេឡិចត្រុង (p-n junction) - ចំណុចប្រទាក់រវាងតំបន់នៃ semiconductor ដែលមានយន្តការដឹកនាំផ្សេងគ្នា។

ការផ្លាស់ប្តូររន្ធអេឡិចត្រុង - នេះគឺជាតំបន់នៃ semiconductor ដែលក្នុងនោះមានការផ្លាស់ប្តូរ spatial នៅក្នុងប្រភេទនៃ conductivity (ពី អេឡិចត្រូនិក n- តំបន់ទៅ រន្ធទំ - តំបន់) ។ ដោយសារការផ្តោតអារម្មណ៍នៃរន្ធនៅក្នុងតំបន់ p នៃការផ្លាស់ប្តូររន្ធអេឡិចត្រុងគឺខ្ពស់ជាងនៅតំបន់ n នោះរន្ធពីតំបន់ n មានទំនោរសាយភាយចូលទៅក្នុងតំបន់អេឡិចត្រូនិច។ អេឡិចត្រុងសាយភាយចូលទៅក្នុងតំបន់ភី។

ដើម្បីបង្កើតចរន្ត n- ឬ p-type នៅក្នុង semiconductor ដើម (ជាធម្មតា 4-valent germanium ឬ silicon) អាតូមនៃ 5-valent ឬ 3-valent impurities ត្រូវបានបន្ថែមទៅវារៀងៗខ្លួន (ផូស្វ័រ អាសេនិច ឬអាលុយមីញ៉ូម ឥណ្ឌូម ។ល។ )

អាតូមនៃភាពមិនបរិសុទ្ធ 5-valent (ម្ចាស់ជំនួយ) ងាយស្រួលបរិច្ចាគអេឡិចត្រុងមួយទៅក្រុម conduction បង្កើតអេឡិចត្រុងលើសនៅក្នុង semiconductor ដែលមិនពាក់ព័ន្ធនឹងការបង្កើតចំណង covalent; conductor ទទួលបាន n-type conductivity ។ ការណែនាំនៃភាពមិនបរិសុទ្ធ 3-valent (អ្នកទទួល) នាំឱ្យការពិតដែលថា ក្រោយមកទៀតយកអេឡិចត្រុងមួយពីអាតូម semiconductor ដើម្បីបង្កើតការបាត់ ចំណង covalentផ្តល់ឱ្យវានូវប្រភេទ p- conductivity ចាប់តាំងពីរន្ធដែលបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងករណីនេះ (ទំនេរ កម្រិតថាមពល in the valence band) ឥរិយាបទអេឡិចត្រូនិច ឬ វាលម៉ាញេទិកជាក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបន្ទុកវិជ្ជមាន។ រន្ធនៅក្នុងប្រភេទ p-type semiconductor និងអេឡិចត្រុងនៅក្នុង semiconductor n-type ត្រូវបានគេហៅថា majority carriers ផ្ទុយទៅនឹងក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនភាគតិច (អេឡិចត្រុងនៅក្នុង p-type semiconductor និង holes នៅក្នុង semiconductor n-type) ដែលត្រូវបានបង្កើតដោយសារតែការរំញ័រកម្ដៅនៃ អាតូមនៅក្នុងបន្ទះឈើគ្រីស្តាល់។

ប្រសិនបើ semiconductors ជាមួយ ប្រភេទផ្សេងគ្នាចរន្តនាំចូលទៅក្នុងទំនាក់ទំនង (ទំនាក់ទំនងត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយបច្ចេកវិជ្ជាប៉ុន្តែមិនមែនមេកានិចទេ) បន្ទាប់មកអេឡិចត្រុងនៅក្នុងឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកប្រភេទ n ទទួលបានឱកាសដើម្បីកាន់កាប់ កម្រិតឥតគិតថ្លៃនៅក្នុងក្រុម valence នៃ p-type semiconductor ។ នឹងកើតឡើង ការផ្សំអេឡិចត្រុងឡើងវិញ ជាមួយនឹងរន្ធនៅជិតចំណុចប្រទាក់នៃប្រភេទផ្សេងគ្នានៃ semiconductors ។

ដំណើរការនេះគឺស្រដៀងគ្នាទៅនឹងការសាយភាយនៃអេឡិចត្រុងសេរីពី semiconductor n-type ទៅ semiconductor p-type និងការសាយភាយនៃរន្ធចូលទៅក្នុង ទិសដៅផ្ទុយ. ជាលទ្ធផលនៃការចាកចេញនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបន្ទុកសំខាន់ ស្រទាប់ដែលបាត់បង់នៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនចល័តត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅចំណុចប្រទាក់នៃប្រភេទផ្សេងគ្នានៃ semiconductors ដែលក្នុងនោះអ៊ីយ៉ុងវិជ្ជមាននឹងមានទីតាំងនៅតំបន់ n ។ ម្ចាស់ជំនួយអាតូម; និងនៅក្នុងតំបន់ p- អ៊ីយ៉ុងអវិជ្ជមាន អ្នកទទួលអាតូម។ ស្រទាប់​នេះ​ដែល​បាន​បំផ្លាញ​ក្រុមហ៊ុន​ផ្តល់​សេវា​ទូរសព្ទ​ចល័ត និង​ពង្រីក​ដល់​ប្រភាគ​នៃ​មីក្រូ​មួយ។ ការផ្លាស់ប្តូររន្ធអេឡិចត្រុង។

របាំងសក្តានុពលនៅក្នុងប្រសព្វ p-n ។

ប្រសិនបើអ្នកអនុវត្តទៅ semiconductor វ៉ុលអគ្គិសនីបន្ទាប់មកអាស្រ័យលើប៉ូលនៃវ៉ុលនេះ ប្រសព្វ p-n បង្ហាញលក្ខណៈសម្បត្តិខុសគ្នាទាំងស្រុង។

លក្ខណៈសម្បត្តិនៃប្រសព្វ p-n នៅពេលភ្ជាប់ដោយផ្ទាល់។

លក្ខណៈសម្បត្តិនៃប្រសព្វ p-n កំឡុងពេលប្តូរបញ្ច្រាស។

ដូច្នេះជាមួយនឹងកម្រិតជាក់លាក់នៃការប្រហាក់ប្រហែលយើងអាចសន្មត់ថាចរន្តអគ្គិសនីហូរតាមរយៈប្រសព្វ p-n ប្រសិនបើបន្ទាត់រាងប៉ូលនៃវ៉ុលប្រភពថាមពលគឺត្រង់ហើយផ្ទុយទៅវិញមិនមានចរន្តទេនៅពេលដែលប៉ូលត្រូវបានបញ្ច្រាស់។

ទោះជាយ៉ាងណា, បន្ថែមពីលើការពឹងផ្អែកនៃចរន្តលទ្ធផលនៅលើ ថាមពលខាងក្រៅជាឧទាហរណ៍ ប្រភពថាមពល ឬហ្វូតូនៃពន្លឺ ដែលត្រូវបានប្រើនៅក្នុងឧបករណ៍ semiconductor មួយចំនួន មានការបង្កើតកម្ដៅ។ ក្នុងករណីនេះ កំហាប់នៃអ្នកផ្ទុកបន្ទុកខាងក្នុងមានការថយចុះយ៉ាងខ្លាំង ហើយដូច្នេះ I OBR ដូច្នេះប្រសិនបើប្រសព្វត្រូវបានប៉ះពាល់ទៅនឹងថាមពលខាងក្រៅ នោះគូមួយនឹងលេចឡើង ឥតគិតថ្លៃ៖ អេឡិចត្រុង - រន្ធ។ ក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនបន្ទុកណាមួយដែលកើតនៅក្នុងតំបន់បន្ទុកអវកាសទំ–នការផ្លាស់ប្តូរ, នឹងត្រូវបានជ្រើសរើសឡើង វាលអគ្គិសនី អ៊ី VN និងច្រានចេញ៖ អេឡិចត្រុង - ក្នុងន- តំបន់, រន្ធ - ក្នុង ទំ- តំបន់។ ចរន្តអគ្គីសនីកើតឡើងដែលសមាមាត្រទៅនឹងទទឹងនៃតំបន់បន្ទុកអវកាស។ នេះគឺដោយសារតែការពិតដែលថាកាន់តែច្រើន អ៊ី VN តំបន់កាន់តែទូលំទូលាយដែលមានវាលអគ្គីសនីដែលការបង្កើត និងការបំបែកឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុកកើតឡើង។ ដូចដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ អត្រានៃការបង្កើតឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុកនៅក្នុង semiconductor អាស្រ័យលើការប្រមូលផ្តុំ និងទីតាំងថាមពលនៃសារធាតុមិនបរិសុទ្ធជ្រៅដែលមាននៅក្នុងសម្ភារៈ។

សម្រាប់ហេតុផលដូចគ្នានេះដែរសីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការអតិបរមារបស់ semiconductor គឺខ្ពស់ជាង។ សម្រាប់ germanium វាគឺ 80º C, ស៊ីលីកូន: 150º C, gallium arsenide: 250º C (D អ៊ី= 1.4 eV) ។ នៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ចំនួននៃបន្ទុកកើនឡើង ភាពធន់នៃគ្រីស្តាល់ថយចុះ ហើយសារធាតុ semiconductor ត្រូវបានបំផ្លាញដោយកម្ដៅ។

លក្ខណៈវ៉ុលបច្ចុប្បន្ននៃប្រសព្វ p-n ។

លក្ខណៈនៃវ៉ុលបច្ចុប្បន្ន (volt-voltage characteristic) គឺជាការពឹងផ្អែកក្រាហ្វិកនៃលំហូរឆ្លងកាត់ р-n ប្រសព្វចរន្តពីវ៉ុលខាងក្រៅដែលបានអនុវត្តទៅវា។ I=f(U) . លក្ខណៈនៃវ៉ុលបច្ចុប្បន្ន р-n ប្រសព្វសម្រាប់ការតភ្ជាប់ដោយផ្ទាល់ និងបញ្ច្រាសត្រូវបានផ្តល់ឱ្យខាងក្រោម។

វាមាន ផ្ទាល់(0-A) និង បញ្ច្រាស(0-B-C) សាខា; នៅលើ អ័ក្សបញ្ឈរតម្លៃពន្យាពេល ចរន្តទៅមុខនិងបញ្ច្រាស ហើយនៅលើអ័ក្ស abscissa គឺជាតម្លៃ វ៉ុលទៅមុខនិងបញ្ច្រាស .

វ៉ុលពីប្រភពខាងក្រៅបានអនុវត្តទៅគ្រីស្តាល់ជាមួយ r-pការផ្លាស់ប្តូរ ផ្តោតស្ទើរតែទាំងស្រុងលើការផ្លាស់ប្តូរដែលខូចដោយក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូន។ អាស្រ័យលើបន្ទាត់រាងប៉ូល ជម្រើសប្តូរពីរអាចធ្វើទៅបាន វ៉ុល DC - ដោយផ្ទាល់និងបញ្ច្រាស.

នៅ ផ្ទាល់នៅពេលបើក (រូបភាពនៅខាងស្តាំ - ខាងលើ) វាលអគ្គីសនីខាងក្រៅត្រូវបានតម្រង់ឆ្ពោះទៅរកផ្នែកខាងក្នុងហើយធ្វើឱ្យវាចុះខ្សោយដោយផ្នែកឬទាំងស្រុងកាត់បន្ថយកម្ពស់នៃរបាំងសក្តានុពល ( Rpr ) នៅ បញ្ច្រាសនៅពេលបើក (រូបភពស្តាំ - ខាងក្រោម) វាលអគ្គិសនីស្របគ្នាក្នុងទិសដៅជាមួយវាល r-pការផ្លាស់ប្តូរ និងនាំទៅរកការកើនឡើងនៃរបាំងសក្តានុពល ( Rrev ).

លក្ខណៈវ៉ុលបច្ចុប្បន្ននៃប្រសព្វ p-n ត្រូវបានពិពណ៌នាដោយមុខងារវិភាគ៖

កន្លែងណា

យូ - វ៉ុលខាងក្រៅនៃសញ្ញាដែលត្រូវគ្នាអនុវត្តចំពោះការផ្លាស់ប្តូរ;

អាយ = អាយ - បញ្ច្រាស (កំដៅ) p-p បច្ចុប្បន្នការផ្លាស់ប្តូរ;

- សក្តានុពលសីតុណ្ហភាព, ដែលជាកន្លែងដែល k - Boltzmann ថេរ, q- ថ្លៃដើម(នៅ T = 300K, 0.26 V).

នៅតង់ស្យុងផ្ទាល់ ( U>0 ) - ពាក្យអិចស្ប៉ូណង់ស្យែលកើនឡើងយ៉ាងឆាប់រហ័ស [ ] ឯកតានៅក្នុងតង្កៀបអាចត្រូវបានមិនអើពើ និងពិចារណា។ ជាមួយនឹងវ៉ុលបញ្ច្រាស ( យូ<0 ) ពាក្យអិចស្ប៉ូណង់ស្យែលមានទំនោរទៅសូន្យ ហើយចរន្តឆ្លងកាត់ប្រសព្វគឺស្ទើរតែស្មើនឹងចរន្តបញ្ច្រាស។ Ip-n = -Io .

វ៉ុល - អំពែរ p-n លក្ខណៈ-junction បង្ហាញថា សូម្បីតែនៅតង់ស្យុងទៅមុខតូចក៏ដោយ ភាពធន់នៃប្រសព្វធ្លាក់ចុះ ហើយចរន្តទៅមុខកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង។

ការបំបែកនៃប្រសព្វ p-n ។

របកគំហើញ ហៅថាការផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងរបៀបប្រតិបត្តិការនៃប្រសព្វនៅក្រោមវ៉ុលបញ្ច្រាស។

លក្ខណៈពិសេសនៃការផ្លាស់ប្តូរនេះគឺការថយចុះយ៉ាងខ្លាំង ភាពធន់នឹងការផ្លាស់ប្តូរឌីផេរ៉ង់ស្យែល (ឌីហ្វ ) ផ្នែកដែលត្រូវគ្នានៃចរិតលក្ខណៈវ៉ុលបច្ចុប្បន្នត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភាពនៅខាងស្តាំ (សាខាបញ្ច្រាស) ។ បន្ទាប់ពីការបំបែកចាប់ផ្តើមការកើនឡើងបន្តិចនៃវ៉ុលបញ្ច្រាសត្រូវបានអមដោយការកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងនៃចរន្តបញ្ច្រាស។ ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការបំបែកចរន្តអាចកើនឡើងដោយថេរនិងសូម្បីតែថយចុះ (ជាតម្លៃដាច់ខាត) វ៉ុលបញ្ច្រាស (ក្នុងករណីចុងក្រោយ ភាពធន់ទ្រាំឌីផេរ៉ង់ស្យែល ឌីហ្វ ប្រែទៅជាអវិជ្ជមាន) ។

ការបែកបាក់កើតឡើង ភ្នំភ្លើង, ផ្លូវរូងក្រោមដី, កំដៅ។ទាំងការបែកបាក់ផ្លូវរូងក្រោមដី និងផ្ទាំងទឹកកក ត្រូវបានគេហៅថាជាទូទៅ ការបែកបាក់អគ្គិសនី.

សារៈសំខាន់ជាពិសេសគឺទំនាក់ទំនងនៃ semiconductors ដែលមានប្រភេទផ្សេងគ្នានៃ conductivity ដែលហៅថា p-n junctions ។ នៅលើមូលដ្ឋានរបស់ពួកគេ diodes semiconductor ឧបករណ៍រាវរក thermoelements និងត្រង់ស៊ីស្ទ័រត្រូវបានបង្កើតឡើង។

រូបភាពទី 41 បង្ហាញពីសៀគ្វីនៃប្រសព្វ pn ។

នៅចំណុចប្រទាក់នៃ p-n-type semiconductors អ្វីដែលគេហៅថា "ស្រទាប់ទប់ស្កាត់" ត្រូវបានបង្កើតឡើងដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិគួរឱ្យកត់សម្គាល់ជាច្រើនដែលបានធានានូវការប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៃប្រសព្វ p-n នៅក្នុងអេឡិចត្រូនិច។

ដោយសារកំហាប់នៃអេឡិចត្រុងសេរីនៅក្នុង semiconductor ប្រភេទ n គឺខ្ពស់ណាស់ ហើយនៅក្នុង semiconductor ប្រភេទ p វាទាបជាងច្រើនដង ការសាយភាយនៃអេឡិចត្រុងសេរីពីតំបន់ n ទៅតំបន់ p កើតឡើងនៅព្រំដែន។

ដូចគ្នានេះដែរអាចត្រូវបាននិយាយអំពីរន្ធ; ពួកវាសាយភាយច្រាសពី p ទៅ n ។

ដោយសារតែនេះ ការរួមផ្សំគ្នាឡើងវិញនៃគូរន្ធអេឡិចត្រុងកើតឡើងនៅក្នុងតំបន់ព្រំដែន (នៅក្នុង "ស្រទាប់រារាំង") ស្រទាប់ទប់ស្កាត់ត្រូវបានបំផ្លាញចោលនូវក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនចរន្ត ហើយភាពធន់របស់វាកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង។

ជាលទ្ធផលនៃការសាយភាយ បន្ទុកបរិមាណវិជ្ជមាននៅក្នុងតំបន់ n និងបន្ទុកបរិមាណអវិជ្ជមាននៅក្នុងតំបន់ p ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅលើភាគីទាំងពីរនៃព្រំដែន។

ដូច្នេះនៅក្នុងស្រទាប់ទប់ស្កាត់ វាលអគ្គីសនីកើតឡើងជាមួយនឹងអាំងតង់ស៊ីតេ ខ្សែវាលដែលត្រូវបានដឹកនាំពី n ដល់ p ហើយហេតុដូច្នេះហើយភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលទំនាក់ទំនង ដែល dk គឺជាកម្រាស់នៃស្រទាប់របាំង។ រូបភាពទី 37 បង្ហាញក្រាហ្វនៃការចែកចាយសក្តានុពលនៅក្នុងប្រសព្វ pn ។

សក្តានុពលនៃព្រំដែននៃតំបន់ p និង n ត្រូវបានគេយកជាសក្តានុពលសូន្យ។

វាគួរតែត្រូវបានកត់សម្គាល់ថាកម្រាស់នៃស្រទាប់របាំងគឺតូចណាស់ហើយនៅក្នុងរូបភព។ 42 មាត្រដ្ឋានរបស់វាត្រូវបានបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយយ៉ាងខ្លាំងសម្រាប់ភាពច្បាស់លាស់។

ការប្រមូលផ្តុំកាន់តែច្រើននៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនសំខាន់ សក្តានុពលទំនាក់ទំនងកាន់តែធំ។ ក្នុងករណីនេះកម្រាស់នៃស្រទាប់របាំងមានការថយចុះ។ ឧទាហរណ៍សម្រាប់ germanium នៅកំហាប់មធ្យមនៃអាតូមមិនបរិសុទ្ធ។

Uk = 0.3 – 0.4 (V)

dk = 10 -6 - 10 -7 (ម)

វាលអគ្គីសនីទំនាក់ទំនងរារាំងការសាយភាយនៃអេឡិចត្រុងពី n ទៅ p និងរន្ធពី p ដល់ n ហើយយ៉ាងឆាប់រហ័សលំនឹងថាមវន្តត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងស្រទាប់រារាំងរវាងអេឡិចត្រុងនិងរន្ធដែលផ្លាស់ទីដោយសារតែការសាយភាយ (ចរន្តសាយភាយ) និងចលនារបស់ពួកគេនៅក្រោមឥទ្ធិពល។ នៃវាលអគ្គីសនីទំនាក់ទំនងក្នុងទិសដៅផ្ទុយ (ចរន្តរសាត់ឬចរន្តចរន្ត) ។

នៅក្នុងស្ថានភាពស្ថិរភាព ចរន្តសាយភាយគឺស្មើគ្នា និងផ្ទុយទៅនឹងចរន្តចរន្ត ហើយដោយសារទាំងអេឡិចត្រុង និងរន្ធចូលរួមនៅក្នុងចរន្តទាំងនេះ ចរន្តសរុបតាមរយៈស្រទាប់ទប់ស្កាត់គឺសូន្យ។

រូបភាពទី 43 បង្ហាញក្រាហ្វនៃការចែកចាយថាមពលនៃអេឡិចត្រុងសេរី និងរន្ធនៅក្នុងប្រសព្វ p-n ។

ក្រាហ្វបង្ហាញថាអេឡិចត្រុងពីតំបន់ n ត្រូវការជំនះឧបសគ្គដែលមានសក្តានុពលខ្ពស់ដើម្បីចូលទៅក្នុងតំបន់ p ។ អាស្រ័យហេតុនេះ វាអាចរកបានសម្រាប់ពួកគេតិចតួចបំផុត ដែលជាអ្នកដែលមានថាមពលបំផុត។

ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ អេឡិចត្រុងពីតំបន់ p ឆ្លងកាត់ដោយសេរីចូលទៅក្នុងតំបន់ n ដែលជំរុញនៅទីនោះដោយវាលទំនាក់ទំនង (រមៀលចូលទៅក្នុង "រន្ធ") ។

ប៉ុន្តែនៅក្នុងតំបន់ n កំហាប់នៃអេឡិចត្រុងសេរីគឺមានការធ្វេសប្រហែស ហើយនៅក្នុងស្ថានភាពស្ថិរភាព ចំនួនអេឡិចត្រុងតូចមួយ និងស្មើគ្នាផ្លាស់ទីឆ្លងកាត់ព្រំដែនក្នុងទិសដៅផ្ទុយ។

ហេតុផលស្រដៀងគ្នានេះអាចត្រូវបានធ្វើឡើងអំពីចលនានៃរន្ធឆ្លងកាត់ព្រំដែននៃប្រសព្វ pn មួយ។ ជាលទ្ធផលនៅក្នុងការអវត្ដមាននៃវាលអគ្គីសនីខាងក្រៅចរន្តសរុបតាមរយៈស្រទាប់ទប់ស្កាត់គឺសូន្យ។

យើងភ្ជាប់បង្គោលវិជ្ជមាននៃប្រភពបច្ចុប្បន្នទៅនឹង p-type semiconductor នៃ p-n junction និងបង្គោលអវិជ្ជមានទៅនឹង semiconductor n-type ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 44 ។

បន្ទាប់មកវាលអគ្គីសនីនៅក្នុងការរចនានេះដឹកនាំពី p-type semiconductor ទៅ n-type semiconductor ជំរុញចលនាទិសដៅនៃរន្ធ និងអេឡិចត្រុងតាមរយៈស្រទាប់ទប់ស្កាត់ ដែលនាំទៅដល់ការពង្រឹងស្រទាប់ទប់ស្កាត់ជាមួយនឹងក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនចរន្តភាគច្រើន និង ជាលទ្ធផលមានការថយចុះនៃភាពធន់របស់វា។ ចរន្តសាយភាយលើសពីចរន្តចរន្ត ទាំងចរន្តដែលបង្កើតដោយអេឡិចត្រុង និងរន្ធ។ ចរន្តអគ្គិសនីហូរតាមប្រសព្វ pn ដោយសារតែចលនាទិសដៅនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនភាគច្រើន។

ក្នុងករណីនេះតម្លៃនៃសក្តានុពលទំនាក់ទំនង (របាំងសក្តានុពល) ធ្លាក់ចុះយ៉ាងខ្លាំងដោយសារតែ វាលខាងក្រៅត្រូវបានដឹកនាំទល់មុខទំនាក់ទំនង។ នេះមានន័យថាដើម្បីបង្កើតចរន្តវាគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីភ្ជាប់វ៉ុលខាងក្រៅដែលមានត្រឹមតែពីរបីភាគដប់នៃវ៉ុលមួយទៅប្រសព្វ pn ។

ចរន្តកើតឡើងនៅទីនេះត្រូវបានគេហៅថា ចរន្តផ្ទាល់. នៅក្នុងប្រភេទ p-type semiconductor ចរន្តបញ្ជូនបន្តតំណាងឱ្យចលនាដឹកនាំនៃរន្ធក្នុងទិសដៅនៃវាលខាងក្រៅ ហើយនៅក្នុង semiconductor ប្រភេទ n អេឡិចត្រុងសេរីក្នុងទិសដៅផ្ទុយ។ មានតែអេឡិចត្រុងផ្លាស់ទីក្នុងខ្សែខាងក្រៅ (លោហៈ) ។ ពួកវាផ្លាស់ទីក្នុងទិសដៅពីដកនៃប្រភពនិងទូទាត់សងសម្រាប់ការបាត់បង់អេឡិចត្រុងដែលចាកចេញតាមរយៈស្រទាប់រារាំងចូលទៅក្នុងតំបន់ p ។ ហើយពី p អេឡិចត្រុងឆ្លងកាត់លោហៈទៅ + ប្រភព។ ឆ្ពោះទៅរកអេឡិចត្រុង "រន្ធ" ពី p-region ផ្លាស់ទីតាមស្រទាប់រារាំងចូលទៅក្នុងតំបន់ n ។

ការចែកចាយសក្តានុពលក្នុងករណីនេះត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាព 45a

បន្ទាត់ចំនុចបង្ហាញពីការចែកចាយសក្តានុពលនៅក្នុងប្រសព្វ pn ក្នុងករណីដែលគ្មានវាលអគ្គីសនីខាងក្រៅ។ ការផ្លាស់ប្តូរសក្តានុពលនៅខាងក្រៅស្រទាប់ទប់ស្កាត់គឺមានការធ្វេសប្រហែស។

នៅក្នុងរូបភព។ រូបភាពទី 45b បង្ហាញពីការបែងចែកអេឡិចត្រុង និងរន្ធនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌចរន្តផ្ទាល់។

ពីរូបភាពទី 40b វាច្បាស់ណាស់ថារបាំងសក្តានុពលបានធ្លាក់ចុះយ៉ាងខ្លាំង ហើយវាងាយស្រួលសម្រាប់ក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនចរន្តសំខាន់ៗ អេឡិចត្រុង និងរន្ធដើម្បីជ្រាបចូលទៅក្នុងស្រទាប់របាំងចូលទៅក្នុងតំបន់ដែល "បរទេស" សម្រាប់ពួកគេ។

ឥឡូវតោះភ្ជាប់បង្គោលវិជ្ជមានទៅនឹងប្រភេទ n-type semiconductor ហើយបង្គោលអវិជ្ជមានទៅនឹង p-type ។ នៅក្រោមឥទ្ធិពលនៃបែបនេះ បញ្ច្រាសវ៉ុលតាមរយៈប្រសព្វ p-n ហូរដែលគេហៅថា ចរន្តបញ្ច្រាស.

ក្នុងករណីនេះ ភាពខ្លាំងនៃចរន្តអគ្គិសនីខាងក្រៅ និងវាលទំនាក់ទំនងត្រូវបានដឹកនាំរួមគ្នា ដូច្នេះកម្លាំងនៃវាលលទ្ធផលកើនឡើង ហើយរបាំងសក្តានុពលកើនឡើង ដែលស្ទើរតែមិនអាចទប់ទល់បានសម្រាប់ការជ្រៀតចូលនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនភាគច្រើនតាមរយៈស្រទាប់ទប់ស្កាត់ និងការសាយភាយ។ ចរន្តឈប់។ វាលខាងក្រៅមានទំនោរជំរុញរន្ធ និងអេឡិចត្រុងឱ្យឆ្ងាយពីគ្នាទៅវិញទៅមក ហើយទទឹងនៃស្រទាប់រារាំង និងការតស៊ូរបស់វាកើនឡើង។ មានតែចរន្តចរន្តទេ ពោលគឺចរន្តដែលបង្កឡើងដោយចលនាទិសដៅនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនជនជាតិភាគតិចឆ្លងកាត់ស្រទាប់របាំង។ ប៉ុន្តែដោយសារការប្រមូលផ្តុំនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនជនជាតិភាគតិចគឺតិចជាងភាគច្រើន ចរន្តបញ្ច្រាសនេះគឺតិចជាងចរន្តទៅមុខ។

រូបភាពទី 45c បង្ហាញពីការចែកចាយសក្តានុពលនៅក្នុងប្រសព្វ pn ក្នុងករណីចរន្តបញ្ច្រាស។

ទ្រព្យសម្បត្តិដ៏គួរឱ្យកត់សម្គាល់នៃប្រសព្វ pn គឺជាចរន្តមួយផ្លូវរបស់វា។

នៅពេលដែលវាលខាងក្រៅត្រូវបានដឹកនាំដោយផ្ទាល់ពី p ទៅ n ចរន្តមានទំហំធំហើយភាពធន់ទ្រាំគឺតូច។

នៅក្នុងទិសដៅផ្ទុយចរន្តគឺតូចហើយភាពធន់ទ្រាំមានទំហំធំ។