p-n- పరివర్తన(n - నెగిటివ్ - నెగిటివ్, ఎలక్ట్రానిక్, p - పాజిటివ్ - పాజిటివ్, హోల్), లేదా ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జంక్షన్ - ఒక రకమైన హోమోజంక్షన్, జోన్ p-nపరివర్తనఎలక్ట్రానిక్ నుండి వాహకత రకంలో ప్రాదేశిక మార్పు ఉన్న సెమీకండక్టర్ యొక్క ప్రాంతం అని పిలుస్తారు nరంధ్రం వరకు p.
ఎలక్ట్రాన్-హోల్ పరివర్తన వివిధ మార్గాల్లో సృష్టించబడుతుంది:
- అదే సెమీకండక్టర్ పదార్థం యొక్క వాల్యూమ్‌లో, దాత అశుద్ధంతో ఒక భాగంలో డోప్ చేయబడింది ( n-ప్రాంతం), మరియు మరొకటి - అంగీకరించేవాడు ( p-ప్రాంతం);
- వివిధ రకాల వాహకతతో రెండు వేర్వేరు సెమీకండక్టర్ల ఇంటర్‌ఫేస్ వద్ద.
ఉంటే p-n- మలినాలను సింగిల్-క్రిస్టల్ సెమీకండక్టర్‌గా కలపడం ద్వారా పరివర్తన పొందబడుతుంది, ఆపై నుండి పరివర్తనం n- కు ఆర్-ఏరియా ఆకస్మికంగా ఏర్పడుతుంది (పదునైన పరివర్తన). మలినాలను వ్యాప్తి చేస్తే, మృదువైన పరివర్తన ఏర్పడుతుంది.
శక్తి రేఖాచిత్రం p-n- పరివర్తన. ఎ) సమతౌల్య స్థితి బి) ఫార్వర్డ్ వోల్టేజీతో సి) రివర్స్ వోల్టేజ్ వర్తించబడుతుంది
రెండు ప్రాంతాలు పరిచయంలోకి వచ్చినప్పుడు n- మరియు p- రకం, ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల ఏకాగ్రత ప్రవణత కారణంగా, వ్యతిరేక రకం విద్యుత్ వాహకత ఉన్న ప్రాంతాల్లో రెండోది వ్యాప్తి చెందుతుంది. IN p- దాని నుండి రంధ్రాల వ్యాప్తి తర్వాత పరిచయానికి సమీపంలో ఉన్న ప్రాంతం, నష్టపరిహారం లేని అయానైజ్డ్ యాక్సెప్టర్లు (ప్రతికూల స్థిర ఛార్జీలు) మిగిలి ఉన్నాయి మరియు n-ప్రాంతాలు - పరిహారం లేని అయానైజ్డ్ దాతలు (పాజిటివ్ స్టేషనరీ ఛార్జీలు). ఏర్పడింది స్పేస్ ఛార్జ్ ప్రాంతం(SCR), రెండు వ్యతిరేక చార్జ్డ్ లేయర్‌లను కలిగి ఉంటుంది. అయోనైజ్డ్ మలినాలను భర్తీ చేయని వ్యతిరేక ఛార్జీల మధ్య, ఒక విద్యుత్ క్షేత్రం కనిపిస్తుంది, దీని నుండి దర్శకత్వం వహించబడుతుంది n- ప్రాంతాలకు p-ప్రాంతం మరియు వ్యాప్తి విద్యుత్ క్షేత్రం అని పిలుస్తారు. ఈ ఫీల్డ్ పరిచయం ద్వారా మెజారిటీ క్యారియర్‌ల మరింత వ్యాప్తిని నిరోధిస్తుంది - ఒక సమతౌల్య స్థితి స్థాపించబడింది (ఈ సందర్భంలో, వ్యాప్తి కారణంగా మెజారిటీ క్యారియర్‌ల యొక్క చిన్న కరెంట్ ఉంది మరియు కాంటాక్ట్ ఫీల్డ్ ప్రభావంతో మైనారిటీ క్యారియర్‌ల ప్రవాహం, ఈ ప్రవాహాలు ఒకదానికొకటి భర్తీ చేస్తాయి). మధ్య n- మరియు p-ప్రాంతాలు, కాంటాక్ట్ పొటెన్షియల్ డిఫరెన్స్ అని పిలువబడే సంభావ్య వ్యత్యాసం ఉంది. పొటెన్షియల్‌కు సంబంధించి n-ప్రాంత సంభావ్యత సానుకూలంగా ఉంటుంది p-ప్రాంతాలు సాధారణంగా సంప్రదింపు సంభావ్య వ్యత్యాసం ఈ విషయంలోవోల్ట్‌లో పదవ వంతు.
బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రం అవరోధం యొక్క ఎత్తును మారుస్తుంది మరియు అవరోధం ద్వారా ప్రస్తుత క్యారియర్ ప్రవాహాల సమతుల్యతను భంగపరుస్తుంది. సానుకూల సంభావ్యతను వర్తింపజేస్తే p-ప్రాంతం, అప్పుడు సంభావ్య అవరోధం తగ్గుతుంది (ప్రత్యక్ష స్థానభ్రంశం), మరియు SCR ఇరుకైనది. ఈ సందర్భంలో, పెరుగుతున్న అనువర్తిత వోల్టేజ్తో, అవరోధాన్ని అధిగమించగల మెజారిటీ క్యారియర్‌ల సంఖ్య విపరీతంగా పెరుగుతుంది. ఈ వాహకాలు p దాటిన తర్వాత - n-పరివర్తన, అవి అనవసరంగా మారతాయి. అందువల్ల, జంక్షన్ యొక్క రెండు వైపులా మైనారిటీ క్యారియర్‌ల ఏకాగ్రత పెరుగుతుంది (మైనారిటీ క్యారియర్‌ల ఇంజెక్షన్). ఏకకాలంలో p- మరియు nపరిచయాల ద్వారా ప్రాంతాలను నమోదు చేయండి సమాన పరిమాణంలోఇంజెక్ట్ చేయబడిన క్యారియర్‌ల ఛార్జీల పరిహారాన్ని కలిగించే ప్రధాన వాహకాలు. ఫలితంగా, రీకాంబినేషన్ రేటు పెరుగుతుంది మరియు జంక్షన్ ద్వారా నాన్-జీరో కరెంట్ కనిపిస్తుంది, ఇది పెరుగుతున్న వోల్టేజ్తో విపరీతంగా పెరుగుతుంది.
ప్రతికూల సంభావ్యత యొక్క అప్లికేషన్ p-ప్రాంతం (రివర్స్ బయాస్) సంభావ్య అవరోధంలో పెరుగుదలకు దారితీస్తుంది. జంక్షన్ ద్వారా మెజారిటీ క్యారియర్‌ల వ్యాప్తి చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. అదే సమయంలో, మైనారిటీ క్యారియర్‌ల ప్రవాహాలు మారవు (వాటికి ఎటువంటి అవరోధం లేదు). మైనారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్లు విద్యుత్ క్షేత్రం ద్వారా ఆకర్షితులవుతాయి p-n-జంక్షన్ మరియు దాని గుండా పొరుగు ప్రాంతానికి వెళ్లండి (మైనారిటీ క్యారియర్‌ల వెలికితీత). మైనారిటీ క్యారియర్ ఫ్లక్స్‌లు ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతల ఉష్ణ ఉత్పత్తి రేటు ద్వారా నిర్ణయించబడతాయి. ఈ జంటలు అడ్డంకికి వ్యాపించి, దాని ఫీల్డ్ ద్వారా వేరు చేయబడతాయి, ఫలితంగా ఏర్పడుతుంది p-n- జంక్షన్ కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది నేను ఎస్(సంతృప్త ప్రవాహం), ఇది సాధారణంగా చిన్నది మరియు వోల్టేజ్ నుండి దాదాపు స్వతంత్రంగా ఉంటుంది. అందువలన, p-n జంక్షన్ యొక్క ప్రస్తుత-వోల్టేజ్ లక్షణం ఉచ్ఛరించబడిన నాన్ లీనియారిటీని కలిగి ఉంటుంది. గుర్తు మారుతున్నప్పుడు యుజంక్షన్ ద్వారా కరెంట్ విలువ 10 5 - 10 6 సార్లు మారవచ్చు. తద్వారా p-n- ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహాలను (డయోడ్) సరిచేయడానికి జంక్షన్‌ను ఉపయోగించవచ్చు.
వోల్ట్-ఆంపియర్ లక్షణాలు
ద్వారా ప్రస్తుత విలువ యొక్క ఆధారపడటాన్ని పొందేందుకు p-nబాహ్య బయాస్ వోల్టేజ్ నుండి మార్పు వి, మనం ఎలక్ట్రాన్ మరియు హోల్ కరెంట్‌లను విడిగా పరిగణించాలి. కింది వాటిలో మనం గుర్తు ద్వారా సూచిస్తాము జెపార్టికల్ ఫ్లక్స్ సాంద్రత మరియు చిహ్నం j- విద్యుత్ ప్రస్తుత సాంద్రత; అప్పుడు j e = -eJ e , j h = eJ h.
వోల్ట్-ఆంపియర్ లక్షణాలు p-n- పరివర్తన. నేను ఎస్- సంతృప్త కరెంట్, U pr- బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్.
వద్ద వి= 0 J e మరియు Jh రెండూ అదృశ్యమవుతాయి. జంక్షన్ ద్వారా వ్యక్తిగత వాహకాల యొక్క కదలిక లేదని దీని అర్థం కాదు, కానీ సమాన సంఖ్యలో ఎలక్ట్రాన్లు (లేదా రంధ్రాలు) రెండు దిశలలో కదులుతాయి. వద్ద వి≠ 0 బ్యాలెన్స్ అంతరాయం కలిగింది. ఉదాహరణకు, క్షీణత పొర ద్వారా రంధ్రం ప్రవాహాన్ని పరిగణించండి. ఇది క్రింది రెండు భాగాలను కలిగి ఉంటుంది:
- జనరేషన్ కరెంట్ n- ప్రాంతాలలో p- పరివర్తన ప్రాంతం. పేరు సూచించినట్లుగా, ఈ కరెంట్ నేరుగా ఏర్పడే రంధ్రాల వల్ల వస్తుంది n-వాలెన్స్ బ్యాండ్ స్థాయిల నుండి ఎలక్ట్రాన్ల ఉష్ణ ప్రేరేపణ సమయంలో క్షీణత పొర ప్రాంతం. అటువంటి రంధ్రాల ఏకాగ్రత (మైనారిటీ క్యారియర్లు) లో ఉన్నప్పటికీ nఅవి ఆడే ఎలక్ట్రాన్ల (మెజారిటీ క్యారియర్లు) సాంద్రతతో పోలిస్తే ప్రాంతాలు చాలా చిన్నవి. ముఖ్యమైన పాత్రజంక్షన్ ద్వారా ప్రస్తుత బదిలీలో. క్షీణత పొరలోకి ప్రవేశించే ప్రతి రంధ్రం వెంటనే బదిలీ చేయబడుతుంది కాబట్టి ఇది జరుగుతుంది p- బలమైన ప్రభావం ఉన్న ప్రాంతం విద్యుత్ క్షేత్రం, ఇది పొర లోపల ఉంది. ఫలితంగా, ఉత్పాదక కరెంట్ యొక్క పరిమాణం క్షీణత పొరలో సంభావ్య మార్పు యొక్క విలువపై ఆధారపడి ఉండదు, ఎందుకంటే పొరలో కనిపించే ఏదైనా రంధ్రం నుండి బదిలీ చేయబడుతుంది n- ప్రాంతాలలో p-ప్రాంతం.
- రీకాంబినేషన్ కరెంట్, అంటే, నుండి ప్రవహించే రంధ్రం కరెంట్ p- ప్రాంతాలలో n-ప్రాంతం. క్షీణత పొరలోని విద్యుత్ క్షేత్రం ఈ ప్రవాహాన్ని వ్యతిరేకిస్తుంది మరియు సంభావ్య అవరోధాన్ని అధిగమించడానికి తగినంత గతి శక్తితో క్షీణత పొర సరిహద్దును చేరుకునే రంధ్రాలు మాత్రమే రీకాంబినేషన్ కరెంట్‌కు దోహదం చేస్తాయి. అటువంటి రంధ్రాల సంఖ్య eకి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది −eΔФ/kTఇందుమూలంగా
జనరేషన్ కరెంట్ కాకుండా, రీకాంబినేషన్ కరెంట్ అనువర్తిత వోల్టేజ్ పరిమాణానికి చాలా సున్నితంగా ఉంటుంది వి. మేము ఈ రెండు ప్రవాహాల పరిమాణాలను ఎప్పుడు అని గుర్తించడం ద్వారా పోల్చవచ్చు వి= 0 జంక్షన్ ద్వారా మొత్తం కరెంట్ లేదు: J h rec (V = 0) = J h genఇది దాన్ని అనుసరిస్తుంది J h rec = J h జెన్ఇ eV/kT. నుండి ప్రవహించే మొత్తం హోల్ కరెంట్ p- ప్రాంతాలలో n-ప్రాంతం రీకాంబినేషన్ మరియు జనరేషన్ ప్రవాహాల మధ్య వ్యత్యాసాన్ని సూచిస్తుంది:
Jh= J h rec − J h gen = J h జెన్(ఉదా eV/kT − 1).
ఎలక్ట్రాన్ కరెంట్ యొక్క భాగాలకు ఇదే విధమైన పరిగణన వర్తిస్తుంది, ఎలక్ట్రాన్ల ఉత్పత్తి మరియు రీకాంబినేషన్ ప్రవాహాలు సంబంధిత రంధ్ర ప్రవాహాలకు ఎదురుగా దర్శకత్వం వహించబడతాయి. ఎలక్ట్రాన్లు వ్యతిరేక ఛార్జీలను కలిగి ఉన్నందున, ఎలక్ట్రాన్ల ఉత్పత్తి మరియు పునఃసంయోగం యొక్క విద్యుత్ ప్రవాహాలు ఉత్పత్తి మరియు రంధ్రాల పునఃసంయోగం యొక్క విద్యుత్ ప్రవాహాలతో దిశలో ఏకీభవిస్తాయి. కాబట్టి, మొత్తం విద్యుత్ ప్రవాహ సాంద్రత j = ఇ(J h gen + J e gen)(ఇ eV/kT − 1).
కెపాసిటీ p-n-పరివర్తన మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ లక్షణాలు
p-n-జంక్షన్‌ను ఫ్లాట్ కెపాసిటర్‌గా పరిగణించవచ్చు, వీటిలో ప్లేట్లు ప్రాంతాలు n- మరియు pపరివర్తన వెలుపల టైప్ చేయండి, మరియు ఇన్సులేటర్ అనేది స్పేస్ ఛార్జ్ ప్రాంతం, ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల క్షీణత మరియు అధిక నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది. ఈ సామర్థ్యాన్ని అంటారు అడ్డంకి. బాహ్య వోల్టేజ్ స్పేస్ ఛార్జ్‌ను మారుస్తుంది కాబట్టి ఇది బాహ్య అనువర్తిత వోల్టేజ్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది. నిజానికి, రివర్స్ బయాస్ సమయంలో సంభావ్య అవరోధం పెరుగుదల అంటే మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసంలో పెరుగుదల n- మరియు p-సెమీకండక్టర్ యొక్క ప్రాంతాలు, అందువల్ల, వాటి వాల్యూమెట్రిక్ ఛార్జీలలో పెరుగుదల. స్పేస్ ఛార్జీలు స్థిరంగా ఉంటాయి మరియు దాత మరియు అంగీకరించే అయాన్‌లతో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి కాబట్టి, పెరుగుదల ఘనపరిమాణ ఛార్జ్దాని ప్రాంతం యొక్క విస్తరణ ద్వారా మాత్రమే సంభవించవచ్చు మరియు తత్ఫలితంగా, జంక్షన్ యొక్క విద్యుత్ కెపాసిటెన్స్లో తగ్గుదల. జంక్షన్ ప్రాంతం, డోపాంట్ ఏకాగ్రత మరియు రివర్స్ వోల్టేజ్ ఆధారంగా, అవరోధం కెపాసిటెన్స్ యూనిట్ల నుండి వందల పికోఫారడ్‌ల వరకు విలువలను తీసుకోవచ్చు. అడ్డంకి కెపాసిటెన్స్ రివర్స్ వోల్టేజ్ వద్ద కనిపిస్తుంది; ప్రత్యక్ష వోల్టేజ్తో ఇది తక్కువ నిరోధకతతో మూసివేయబడుతుంది p-n- పరివర్తన. అవరోధం కెపాసిటెన్స్ కారణంగా వరికాప్స్ పని చేస్తాయి.
అడ్డంకి సామర్థ్యంతో పాటు p-n- పరివర్తన అని పిలవబడేది వ్యాప్తి సామర్థ్యం. వ్యాప్తి సామర్థ్యం అనేది బేస్‌లో నాన్‌క్విలిబ్రియం ఛార్జ్ యొక్క సంచితం మరియు పునశ్శోషణ ప్రక్రియలతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది మరియు బేస్ ఏరియాలో నాన్‌క్విలిబ్రియం ఛార్జీల కదలిక యొక్క జడత్వాన్ని వర్గీకరిస్తుంది. ద్వారా వోల్టేజ్ పెరుగుదల వాస్తవం కారణంగా వ్యాప్తి సామర్థ్యం p-n-పరివర్తన మెజారిటీ మరియు మైనారిటీ క్యారియర్‌ల ఏకాగ్రత పెరుగుదలకు దారితీస్తుంది, అంటే ఛార్జ్‌లో మార్పు. వ్యాప్తి కెపాసిటెన్స్ యొక్క పరిమాణం ప్రస్తుత ద్వారా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది p-n- పరివర్తన. ఫార్వర్డ్ బయాస్ వర్తించినప్పుడు, డిఫ్యూజన్ కెపాసిటెన్స్ పదివేల పికోఫారడ్‌లకు చేరుకుంటుంది.
సమానమైన సర్క్యూట్ p-n- పరివర్తన. సి బి- అవరోధ సామర్థ్యం, సి డి - వ్యాప్తి సామర్థ్యం, ఆర్ ఎ- అవకలన నిరోధకత p-n- పరివర్తన, ఆర్- బేస్ యొక్క వాల్యూమెట్రిక్ నిరోధకత.
మొత్తం సామర్థ్యం p-n-పరివర్తన అవరోధం మరియు వ్యాప్తి కెపాసిటెన్స్ మొత్తం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. సమానమైన సర్క్యూట్ p-n- కు పరివర్తన ఏకాంతర ప్రవాహంనుచిత్రంలో ప్రదర్శించబడింది. సమానమైన సర్క్యూట్లో, అవకలన నిరోధకతకు సమాంతరంగా ఉంటుంది p-n-ట్రాన్సిషన్ R మరియు డిఫ్యూజన్ కెపాసిటెన్స్ చేర్చబడింది సి d మరియు అవరోధం సామర్థ్యం తో b; బేస్ వాల్యూమ్ రెసిస్టెన్స్ వాటితో సిరీస్‌లో కనెక్ట్ చేయబడింది ఆర్. పెరుగుతున్న ఫ్రీక్వెన్సీతో AC వోల్టేజ్, న దాఖలు p-n-పరివర్తన, కెపాసిటివ్ లక్షణాలు మరింత స్పష్టంగా కనిపిస్తాయి, ఆర్ ఎకెపాసిటెన్స్ మరియు మొత్తం నిరోధం ద్వారా మూసివేయబడుతుంది p-n-పరివర్తన బేస్ యొక్క వాల్యూమ్ నిరోధకత ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. అందువలన, అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద p-n- పరివర్తన దాని సరళ లక్షణాలను కోల్పోతుంది.
విచ్ఛిన్నం p-n- పరివర్తన
డయోడ్ విచ్ఛిన్నం- ఇచ్చిన డయోడ్ కోసం రివర్స్ వోల్టేజ్ నిర్దిష్ట క్లిష్టమైన విలువను చేరుకున్నప్పుడు డయోడ్ ద్వారా రివర్స్ కరెంట్‌లో పదునైన పెరుగుదల యొక్క దృగ్విషయం ఇది. మీద ఆధారపడి ఉంటుంది భౌతిక దృగ్విషయాలు, విచ్ఛిన్నానికి దారి తీస్తుంది, హిమపాతం, సొరంగం, ఉపరితలం మరియు ఉష్ణ విచ్ఛిన్నం మధ్య తేడాను గుర్తించండి.
- హిమపాతం విచ్ఛిన్నం(ఇంపాక్ట్ అయనీకరణ) అనేది అతి ముఖ్యమైన బ్రేక్డౌన్ మెకానిజం p-n- పరివర్తన. ఆకస్మిక విచ్ఛిన్న వోల్టేజ్ నిర్ణయిస్తుంది గరిష్ట పరిమితిచాలా డయోడ్ల రివర్స్ వోల్టేజ్. విచ్ఛిన్నం అనేది బలమైన విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క ప్రభావంతో ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల హిమపాతం ఏర్పడటంతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది, దీనిలో సెమీకండక్టర్ అణువుల ప్రభావం అయనీకరణం ఫలితంగా కొత్త ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతలను ఏర్పరచడానికి క్యారియర్లు తగినంత శక్తిని పొందుతాయి.
- టన్నెల్ విచ్ఛిన్నంఎలక్ట్రాన్-హోల్ ట్రాన్సిషన్ అనేది సెమీకండక్టర్ యొక్క బ్యాండ్ గ్యాప్ ద్వారా వాటి శక్తిని మార్చకుండా ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల యొక్క క్వాంటం మెకానికల్ టన్నెలింగ్ వల్ల ఏర్పడే పరివర్తన యొక్క విద్యుత్ విచ్ఛిన్నం. ఎలక్ట్రాన్లు అధిగమించడానికి అవసరమైన సంభావ్య అవరోధం యొక్క వెడల్పు తగినంత తక్కువగా ఉంటే ఎలక్ట్రాన్ టన్నెలింగ్ సాధ్యమవుతుంది. అదే బ్యాండ్ గ్యాప్ కోసం (అదే పదార్థం కోసం), సంభావ్య అవరోధం యొక్క వెడల్పు విద్యుత్ క్షేత్ర బలం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది, అంటే వాలు శక్తి స్థాయిలుమరియు మండలాలు. పర్యవసానంగా, టన్నెలింగ్ కోసం పరిస్థితులు నిర్దిష్ట విద్యుత్ క్షేత్ర బలం వద్ద లేదా ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జంక్షన్ వద్ద ఒక నిర్దిష్ట వోల్టేజ్ వద్ద మాత్రమే ఉత్పన్నమవుతాయి - బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ వద్ద. ఈ క్లిష్టమైన విద్యుత్ క్షేత్ర బలం యొక్క విలువ సిలికాన్ జంక్షన్‌లకు సుమారుగా 8∙10 5 V/సెం.మీ మరియు జెర్మేనియం జంక్షన్‌ల కోసం 3∙10 5 V/సెం. టన్నెలింగ్ యొక్క సంభావ్యత చాలా బలంగా ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ బలం మీద ఆధారపడి ఉంటుంది కాబట్టి, బాహ్యంగా సొరంగం ప్రభావండయోడ్ యొక్క విచ్ఛిన్నం వలె వ్యక్తమవుతుంది.
- ఉపరితల విచ్ఛిన్నం (లీకేజ్ కరెంట్). నిజమైన p-n-జంక్షన్లు సెమీకండక్టర్ యొక్క ఉపరితలం వరకు విస్తరించే విభాగాలను కలిగి ఉంటాయి. సాధ్యమయ్యే కాలుష్యం మరియు p- మరియు n-ప్రాంతాల మధ్య ఉపరితల ఛార్జీల ఉనికి కారణంగా, వాహక చలనచిత్రాలు మరియు వాహక ఛానెల్‌లు ఏర్పడతాయి, దీని ద్వారా లీకేజ్ కరెంట్ I కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది. పెరుగుతున్న రివర్స్ వోల్టేజ్తో ఈ కరెంట్ పెరుగుతుంది మరియు థర్మల్ కరెంట్ I 0 మరియు జనరేషన్ కరెంట్ I జెన్‌ను అధిగమించవచ్చు. ప్రస్తుత Iut బలహీనంగా ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి ఉంటుంది. I ut తగ్గించడానికి, రక్షిత ఫిల్మ్ పూతలు ఉపయోగించబడతాయి.
- థర్మల్ బ్రేక్డౌన్- ఇది విచ్ఛిన్నం, దీని అభివృద్ధి జంక్షన్ గుండా ప్రవహించడం వల్ల రెక్టిఫైయింగ్ ఎలక్ట్రికల్ జంక్షన్‌లో వేడిని విడుదల చేయడం వల్ల జరుగుతుంది. రివర్స్ వోల్టేజ్ వర్తింపజేసినప్పుడు, దాదాపు మొత్తం పడిపోతుంది p-n- చిన్న, రివర్స్ కరెంట్ ఉన్నప్పటికీ, ఒక జంక్షన్. విడుదలైన శక్తి వేడిని కలిగిస్తుంది p-n- జంక్షన్ మరియు సెమీకండక్టర్ యొక్క ప్రక్కనే ఉన్న ప్రాంతాలు. తగినంత వేడి తొలగింపు లేనట్లయితే, ఈ శక్తి కరెంట్‌లో మరింత పెరుగుదలకు కారణమవుతుంది, ఇది విచ్ఛిన్నానికి దారితీస్తుంది. థర్మల్ బ్రేక్డౌన్, మునుపటి వాటిలా కాకుండా, కోలుకోలేనిది.
P-N జంక్షన్ అనేది సెమీకండక్టర్ పరికరంలోని పాయింట్, ఇక్కడ N-రకం పదార్థం మరియు P-రకం పదార్థం ఒకదానితో ఒకటి సంపర్కంలోకి వస్తాయి. N-రకం పదార్థాన్ని సాధారణంగా సెమీకండక్టర్ యొక్క కాథోడ్ భాగంగా సూచిస్తారు మరియు P-రకం పదార్థం యానోడిక్ భాగం.
ఈ రెండు పదార్థాల మధ్య సంపర్కం ఏర్పడినప్పుడు, n-రకం పదార్థం నుండి ఎలక్ట్రాన్లు p-రకం పదార్థంలోకి ప్రవహిస్తాయి మరియు దానిలో ఉన్న రంధ్రాలకు కనెక్ట్ అవుతాయి. ఈ పదార్ధాల మధ్య భౌతిక సంపర్క రేఖ యొక్క ప్రతి వైపున ఉన్న ఒక చిన్న ప్రాంతం ఎలక్ట్రాన్లు మరియు రంధ్రాలు లేకుండా ఉంటుంది. సెమీకండక్టర్ పరికరంలోని ఈ ప్రాంతాన్ని క్షీణత ప్రాంతం అంటారు.
P-N జంక్షన్ ఉన్న ఏదైనా పరికరం యొక్క ఆపరేషన్‌లో ఈ క్షీణత ప్రాంతం కీలకమైన అంశం. ఈ క్షీణత ప్రాంతం యొక్క వెడల్పు P-N జంక్షన్ ద్వారా ప్రస్తుత ప్రవాహానికి ప్రతిఘటనను నిర్ణయిస్తుంది, కాబట్టి అటువంటి P-N జంక్షన్ ఉన్న పరికరం యొక్క ప్రతిఘటన ఈ క్షీణత ప్రాంతం యొక్క పరిమాణంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఏదైనా వోల్టేజ్ ఈ P-N జంక్షన్ గుండా వెళుతున్నప్పుడు దాని వెడల్పు మారవచ్చు. దరఖాస్తు యొక్క ధ్రువణతపై ఆధారపడి ఉంటుంది సంభావ్య P-Nజంక్షన్ ఫార్వర్డ్ బయాస్డ్ లేదా రివర్స్ బయాస్డ్ కావచ్చు. సెమీకండక్టర్ పరికరం యొక్క క్షీణత ప్రాంతం లేదా ప్రతిఘటన యొక్క వెడల్పు ధ్రువణత మరియు బయాస్ వోల్టేజ్ యొక్క పరిమాణం రెండింటిపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
P-N జంక్షన్ ప్రత్యక్షంగా ఉన్నప్పుడు (ఫార్వర్డ్ బయాస్‌తో), అప్పుడు యానోడ్‌కు సానుకూల సంభావ్యత వర్తించబడుతుంది మరియు కాథోడ్‌కు ప్రతికూల సంభావ్యత వర్తించబడుతుంది. ఈ ప్రక్రియ యొక్క ఫలితం క్షీణత ప్రాంతం యొక్క సంకుచితం, ఇది P-N జంక్షన్ ద్వారా ప్రస్తుత ప్రవాహానికి నిరోధకతను తగ్గిస్తుంది.
సంభావ్యత పెరిగితే, క్షీణత ప్రాంతం తగ్గుతూనే ఉంటుంది, తద్వారా ప్రస్తుత ప్రవాహానికి నిరోధం మరింత తగ్గుతుంది. చివరికి, అనువర్తిత వోల్టేజ్ తగినంతగా ఉంటే, క్షీణత ప్రాంతం కనిష్ట ప్రతిఘటన బిందువుకు ఇరుకైనది మరియు గరిష్ట కరెంట్ P-N జంక్షన్ ద్వారా మరియు దానితో పాటు మొత్తం పరికరం ద్వారా ప్రవహిస్తుంది. P-N జంక్షన్ సముచితంగా ముందుకు పక్షపాతంతో ఉన్నప్పుడు, అది దాని ద్వారా ప్రవాహానికి కనిష్ట ప్రతిఘటనను అందిస్తుంది.
P-N జంక్షన్ రివర్స్ (రివర్స్ బయాస్డ్) అయినప్పుడు, యానోడ్‌కు ప్రతికూల సంభావ్యత వర్తించబడుతుంది మరియు కాథోడ్‌కు సానుకూల సంభావ్యత వర్తించబడుతుంది.
ఇది క్షీణత ప్రాంతాన్ని విస్తరించడానికి కారణమవుతుంది, ఇది ప్రస్తుత ప్రవాహానికి నిరోధకతను పెంచుతుంది. P-N జంక్షన్ రివర్స్ బయాస్ అయినప్పుడు, కరెంట్ ప్రవాహానికి గరిష్ట నిరోధకత ఉంటుంది మరియు జంక్షన్ తప్పనిసరిగా ఓపెన్ సర్క్యూట్‌గా పనిచేస్తుంది.
ఒక నిర్దిష్ట వద్ద క్లిష్టమైన విలువరివర్స్ బయాస్ వోల్టేజ్, క్షీణత ప్రాంతంలో సంభవించే ప్రస్తుత ప్రవాహానికి నిరోధం అధిగమించబడుతుంది మరియు కరెంట్‌లో వేగవంతమైన పెరుగుదల సంభవిస్తుంది. కరెంట్ వేగంగా పెరిగే రివర్స్ బయాస్ వోల్టేజ్ విలువను బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ అంటారు.
p-n (pe-en) జంక్షన్ అనేది రెండు p- మరియు n-రకం సెమీకండక్టర్ల జంక్షన్ వద్ద స్థలం యొక్క ప్రాంతం, దీనిలో ఒక రకమైన వాహకత నుండి మరొకదానికి పరివర్తన జరుగుతుంది, అటువంటి పరివర్తనను ఎలక్ట్రాన్-హోల్ పరివర్తన అని కూడా అంటారు.
రెండు రకాల సెమీకండక్టర్లు ఉన్నాయి: p మరియు n రకాలు. n రకంలో, ప్రధాన ఛార్జ్ క్యారియర్లు ఎలక్ట్రాన్లు , మరియు p - టైప్‌లో ప్రధానమైనవి ధనాత్మకంగా ఛార్జ్ చేయబడతాయి రంధ్రాలు. అణువు నుండి ఎలక్ట్రాన్ తొలగించబడిన తర్వాత సానుకూల రంధ్రం కనిపిస్తుంది మరియు దాని స్థానంలో సానుకూల రంధ్రం ఏర్పడుతుంది.
p-n జంక్షన్ ఎలా పనిచేస్తుందో అర్థం చేసుకోవడానికి, మీరు దాని భాగాలను అధ్యయనం చేయాలి, అంటే p-రకం మరియు n-రకం సెమీకండక్టర్.
P మరియు n రకం సెమీకండక్టర్లు మోనోక్రిస్టలైన్ సిలికాన్ నుండి తయారవుతాయి, ఇది చాలా ఎక్కువ స్వచ్ఛతను కలిగి ఉంటుంది, కాబట్టి స్వల్పంగా ఉండే మలినాలు (0.001% కంటే తక్కువ) దానిని గణనీయంగా మారుస్తాయి. విద్యుత్ లక్షణాలు.
n-రకం సెమీకండక్టర్‌లో, ప్రధాన ఛార్జ్ క్యారియర్లు ఎలక్ట్రాన్లు . వాటిని పొందేందుకు ఉపయోగిస్తారు దాత మలినాలను, ఇవి సిలికాన్లో ప్రవేశపెట్టబడ్డాయి,- భాస్వరం, యాంటిమోనీ, ఆర్సెనిక్.
p-రకం సెమీకండక్టర్‌లో, ప్రధాన ఛార్జ్ క్యారియర్లు ధనాత్మకంగా ఛార్జ్ చేయబడతాయి రంధ్రాలు . వాటిని పొందేందుకు ఉపయోగిస్తారు అంగీకరించే మలినాలను — అల్యూమినియం, బోరాన్
సెమీకండక్టర్ n - రకం (ఎలక్ట్రానిక్ వాహకత)
ఒక అశుద్ధ భాస్వరం అణువు సాధారణంగా క్రిస్టల్ లాటిస్ యొక్క సైట్లలో ప్రధాన అణువును భర్తీ చేస్తుంది. ఈ సందర్భంలో, ఫాస్ఫరస్ పరమాణువు యొక్క నాలుగు వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లు పొరుగున ఉన్న నాలుగు సిలికాన్ అణువుల యొక్క నాలుగు వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్‌లతో సంబంధంలోకి వస్తాయి, ఎనిమిది ఎలక్ట్రాన్ల స్థిరమైన షెల్‌ను ఏర్పరుస్తాయి. భాస్వరం అణువు యొక్క ఐదవ వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్ దాని అణువుకు బలహీనంగా కట్టుబడి మరియు ప్రభావంతో మారుతుంది బాహ్య శక్తులు(లాటిస్ యొక్క ఉష్ణ కంపనాలు, బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రం) సులభంగా స్వేచ్ఛగా మారుతుంది, సృష్టించడం ఉచిత ఎలక్ట్రాన్ల ఏకాగ్రత పెరిగింది . క్రిస్టల్ పొందుతుంది ఎలక్ట్రానిక్ వాహకతలేదా n-రకం వాహకత . ఈ సందర్భంలో, ఎలక్ట్రాన్ లేని భాస్వరం అణువు కఠినంగా బంధించబడుతుంది క్రిస్టల్ లాటిస్సిలికాన్ సానుకూల చార్జ్ కలిగి ఉంటుంది మరియు ఎలక్ట్రాన్ మొబైల్గా ఉంటుంది ప్రతికూల ఛార్జ్. బాహ్య శక్తులు లేనప్పుడు, అవి ఒకదానికొకటి భర్తీ చేస్తాయి, అనగా సిలికాన్లో n-రకంఉచిత ప్రసరణ ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య నిర్ణయించబడుతుందిప్రవేశపెట్టిన దాత అశుద్ధ అణువుల సంఖ్య.
సెమీకండక్టర్ p - రకం (రంధ్ర వాహకత)
మూడు వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్‌లను కలిగి ఉన్న అల్యూమినియం అణువు స్వతంత్రంగా పొరుగు సిలికాన్ అణువులతో స్థిరమైన ఎనిమిది-ఎలక్ట్రాన్ షెల్‌ను సృష్టించదు, ఎందుకంటే దీనికి మరొక ఎలక్ట్రాన్ అవసరం, ఇది సమీపంలో ఉన్న సిలికాన్ అణువులలో ఒకదాని నుండి దూరంగా ఉంటుంది. ఎలక్ట్రాన్ లేని సిలికాన్ అణువు ఉంది సానుకూల ఛార్జ్మరియు, ఇది పొరుగున ఉన్న సిలికాన్ పరమాణువు నుండి ఎలక్ట్రాన్ను సంగ్రహించగలదు కాబట్టి, ఇది హోల్ అని పిలువబడే క్రిస్టల్ లాటిస్‌తో సంబంధం లేని మొబైల్ పాజిటివ్ చార్జ్‌గా పరిగణించబడుతుంది. ఎలక్ట్రాన్ను సంగ్రహించిన అల్యూమినియం అణువు ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడిన కేంద్రంగా మారుతుంది, ఇది క్రిస్టల్ లాటిస్‌కు కఠినంగా కట్టుబడి ఉంటుంది. అటువంటి సెమీకండక్టర్ యొక్క విద్యుత్ వాహకత రంధ్రాల కదలిక కారణంగా ఉంటుంది, అందుకే దీనిని p-టైప్ హోల్ సెమీకండక్టర్ అంటారు. రంధ్రం ఏకాగ్రత ప్రవేశపెట్టిన అంగీకార అశుద్ధ అణువుల సంఖ్యకు అనుగుణంగా ఉంటుంది.
ఆధునిక సెమీకండక్టర్ పరికరాలలో ఎక్కువ భాగం వివిధ రకాలైన విద్యుత్ వాహకత కలిగిన పదార్థాల సరిహద్దుల వద్ద సంభవించే దృగ్విషయాలకు కృతజ్ఞతలు తెలుపుతాయి.
రెండు రకాల సెమీకండక్టర్లు ఉన్నాయి - n మరియు p. n-రకం సెమీకండక్టర్ మెటీరియల్స్ యొక్క విలక్షణమైన లక్షణం ఏమిటంటే అవి కలిగి ఉంటాయి విద్యుత్ ఛార్జ్ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడింది ఎలక్ట్రాన్లు. IN సెమీకండక్టర్ పదార్థాలు p-type, అదే పాత్ర అని పిలవబడే ద్వారా ఆడతారు రంధ్రాలు, ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడినవి. ఒక పరమాణువు చిరిగిపోయిన తర్వాత అవి కనిపిస్తాయి ఎలక్ట్రాన్, మరియు అందుకే సానుకూల చార్జ్ ఏర్పడుతుంది.
సిలికాన్ సింగిల్ స్ఫటికాలు n-రకం మరియు p-రకం సెమీకండక్టర్ పదార్థాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. వారి విలక్షణమైన లక్షణంచాలా ఉంది ఉన్నత స్థాయిరసాయన స్వచ్ఛత. మొదటి చూపులో చాలా తక్కువగా ఉండే మలినాలను ప్రవేశపెట్టడం ద్వారా ఈ పదార్థం యొక్క విద్యుత్ లక్షణాలను గణనీయంగా మార్చడం సాధ్యమవుతుంది.
సెమీకండక్టర్లలో ఉపయోగించే "n" గుర్తు పదం నుండి వచ్చింది ప్రతికూల» (« ప్రతికూల"). n-రకం సెమీకండక్టర్ పదార్థాలలో ప్రధాన ఛార్జ్ క్యారియర్లు ఎలక్ట్రాన్లు. వాటిని పొందడానికి, దాత మలినాలను అని పిలవబడేవి సిలికాన్‌లోకి ప్రవేశపెడతారు: ఆర్సెనిక్, యాంటిమోనీ, ఫాస్పరస్.
సెమీకండక్టర్లలో ఉపయోగించే "p" గుర్తు "" అనే పదం నుండి వచ్చింది. అనుకూల» (« అనుకూల"). వాటిలో ప్రధాన ఛార్జ్ క్యారియర్లు రంధ్రాలు. వాటిని పొందేందుకు, అంగీకార మలినాలు అని పిలవబడేవి సిలికాన్‌లోకి ప్రవేశపెడతారు: బోరాన్, అల్యూమినియం.
ఉచిత సంఖ్య ఎలక్ట్రాన్లుమరియు సంఖ్య రంధ్రాలుస్వచ్ఛమైన సెమీకండక్టర్ క్రిస్టల్‌లో సరిగ్గా అదే ఉంటుంది. కాబట్టి, సెమీకండక్టర్ పరికరం సమతౌల్య స్థితిలో ఉన్నప్పుడు, దానిలోని ప్రతి ప్రాంతం విద్యుత్ తటస్థంగా ఉంటుంది.
n-ప్రాంతం p-ప్రాంతంతో సన్నిహితంగా అనుసంధానించబడిందని మనం ప్రారంభ బిందువుగా తీసుకుందాం. అటువంటి సందర్భాలలో, ఎ పరివర్తన జోన్, అంటే, ఛార్జీలు తగ్గిన నిర్దిష్ట స్థలం. దీనిని "అని కూడా అంటారు. అవరోధం పొర", ఎక్కడ రంధ్రాలుమరియు ఎలక్ట్రాన్లు, రీకాంబినేషన్ చేయించుకోండి. అందువలన, వివిధ రకాలైన వాహకత కలిగిన రెండు సెమీకండక్టర్ల జంక్షన్ వద్ద, ఒక జోన్ అని పిలుస్తారు p-n జంక్షన్.
సెమీకండక్టర్ల పరిచయం పాయింట్ వద్ద వివిధ రకాల p-రకం ప్రాంతం నుండి రంధ్రాలు పాక్షికంగా n-రకం ప్రాంతంలోకి ప్రవహిస్తాయి మరియు ఎలక్ట్రాన్లు, తదనుగుణంగా, రివర్స్ దిశ. అందువల్ల, p-రకం సెమీకండక్టర్ ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడుతుంది మరియు n-రకం సెమీకండక్టర్ సానుకూలంగా ఛార్జ్ చేయబడుతుంది. అయితే, ఈ వ్యాప్తి పరివర్తన జోన్‌లో ఉత్పన్నమయ్యే విద్యుత్ క్షేత్రం దానితో జోక్యం చేసుకోవడం ప్రారంభించే వరకు మాత్రమే కొనసాగుతుంది, ఫలితంగా కదలిక మరియు ఇ ఎలక్ట్రాన్లు, మరియు రంధ్రాలుఆగిపోతుంది.
పారిశ్రామిక ఉత్పత్తిలో సెమీకండక్టర్ పరికరాలువాడేందుకు p-n జంక్షన్దానికి బాహ్య వోల్టేజ్ తప్పనిసరిగా వర్తింపజేయాలి. దాని ధ్రువణత మరియు పరిమాణంపై ఆధారపడి, పరివర్తన యొక్క ప్రవర్తన మరియు దాని ద్వారా నేరుగా ప్రయాణిస్తున్న విద్యుత్ ప్రవాహం ఆధారపడి ఉంటుంది. ప్రస్తుత మూలం యొక్క సానుకూల ధ్రువం p-ప్రాంతానికి అనుసంధానించబడి ఉంటే మరియు ప్రతికూల ధ్రువం n-ప్రాంతానికి అనుసంధానించబడి ఉంటే, అప్పుడు ప్రత్యక్ష కనెక్షన్ జరుగుతుంది p-n జంక్షన్. ధ్రువణత మారినట్లయితే, రివర్స్ స్విచింగ్ అనే పరిస్థితి ఏర్పడుతుంది. p-n జంక్షన్.
ప్రత్యక్ష కనెక్షన్
ప్రత్యక్ష కనెక్షన్ నిర్వహించినప్పుడు p-n జంక్షన్, అప్పుడు బాహ్య వోల్టేజ్ ప్రభావంతో దానిలో ఒక ఫీల్డ్ సృష్టించబడుతుంది. అంతర్గత వ్యాప్తి విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క దిశకు సంబంధించి దాని దిశ వ్యతిరేకం. ఫలితంగా, ఫీల్డ్ బలం పడిపోతుంది మరియు నిరోధించే పొర ఇరుకైనది.
ఈ ప్రక్రియ ఫలితంగా, గణనీయమైన సంఖ్యలో ప్రధాన ఛార్జ్ క్యారియర్లు పొరుగు ప్రాంతానికి తరలిపోతాయి. దీని అర్థం ప్రాంతం p నుండి రీజియన్‌కి n ఫలితం విద్యుత్లీక్ అవుతుంది రంధ్రాలు, మరియు వ్యతిరేక దిశలో - ఎలక్ట్రాన్లు.
రివర్స్ స్విచింగ్
రివర్స్ స్విచింగ్ సంభవించినప్పుడు p-n జంక్షన్, అప్పుడు ఫలితంగా సర్క్యూట్లో ప్రస్తుత బలం ప్రత్యక్ష కనెక్షన్ కంటే గణనీయంగా తక్కువగా ఉంటుంది. వాస్తవం ఏమిటంటే రంధ్రాలుప్రాంతం n నుండి ప్రాంతం pకి ప్రవహిస్తుంది మరియు ఎలక్ట్రాన్లు ప్రాంతం p నుండి ప్రాంతం nకి ప్రవహిస్తాయి. తక్కువ కరెంట్ బలం కారణంగా ప్రాంతంలో p తక్కువగా ఉంటుంది ఎలక్ట్రాన్లు, మరియు n ప్రాంతంలో వరుసగా, – రంధ్రాలు.
pn జంక్షన్ అనేది రెండు సెమీకండక్టర్లు సంపర్కంలోకి వచ్చే చోట ఏర్పడే సన్నని ప్రాంతం. వివిధ రకములువాహకత. ఈ సెమీకండక్టర్లలో ప్రతి ఒక్కటి విద్యుత్ తటస్థంగా ఉంటుంది. ప్రధాన షరతు ఏమిటంటే, ఒక సెమీకండక్టర్‌లో ప్రధాన ఛార్జ్ క్యారియర్లు ఎలక్ట్రాన్లు మరియు మరొకటి అవి రంధ్రాలు.
అటువంటి సెమీకండక్టర్స్ పరిచయంలోకి వచ్చినప్పుడు, ఛార్జ్ వ్యాప్తి ఫలితంగా, p ప్రాంతం నుండి ఒక రంధ్రం n ప్రాంతంలోకి ప్రవేశిస్తుంది. ఇది వెంటనే ఈ ప్రాంతంలోని ఎలక్ట్రాన్‌లలో ఒకదానితో తిరిగి కలిసిపోతుంది. ఫలితంగా, n ప్రాంతంలో అదనపు ధనాత్మక చార్జ్ కనిపిస్తుంది. మరియు p ప్రాంతంలో అదనపు ప్రతికూల ఛార్జ్ ఉంది.
అదే విధంగా, n ప్రాంతం నుండి ఎలక్ట్రాన్‌లలో ఒకటి p ప్రాంతంలోకి ప్రవేశిస్తుంది, అక్కడ అది సమీప రంధ్రంతో తిరిగి కలిసిపోతుంది. దీనివల్ల అదనపు ఛార్జీలు కూడా ఏర్పడతాయి. n ప్రాంతంలో సానుకూలం మరియు p ప్రాంతంలో ప్రతికూలం.
వ్యాప్తి ఫలితంగా, సరిహద్దు ప్రాంతం విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని సృష్టించే ఛార్జీలతో నిండి ఉంటుంది. ఇది ఇంటర్‌ఫేస్ నుండి ప్రాంతంలో p ప్రాంతంలో ఉన్న రంధ్రాలను తిప్పికొట్టే విధంగా నిర్దేశించబడుతుంది. మరియు ప్రాంతం n నుండి ఎలక్ట్రాన్లు కూడా ఈ సరిహద్దు నుండి తిప్పికొట్టబడతాయి.
మరో మాటలో చెప్పాలంటే, రెండు సెమీకండక్టర్ల మధ్య ఇంటర్‌ఫేస్ వద్ద శక్తి అవరోధం ఏర్పడుతుంది. దానిని అధిగమించడానికి, ప్రాంతం n నుండి ఒక ఎలక్ట్రాన్ అవరోధం యొక్క శక్తి కంటే ఎక్కువ శక్తిని కలిగి ఉండాలి. p ప్రాంతం నుండి రంధ్రం వలె.
అటువంటి పరివర్తనలో మెజారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల కదలికతో పాటు, మైనారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల కదలిక కూడా ఉంది. ఇవి n ప్రాంతం నుండి రంధ్రాలు మరియు p ప్రాంతం నుండి ఎలక్ట్రాన్లు. అవి కూడా పరివర్తన ద్వారా వ్యతిరేక ప్రాంతానికి తరలిపోతాయి. ఫలిత క్షేత్రం దీనికి దోహదం చేసినప్పటికీ, ఫలితంగా వచ్చే విద్యుత్తు చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. మైనారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల సంఖ్య చాలా తక్కువగా ఉన్నందున.
ఒక బాహ్య సంభావ్య వ్యత్యాసం pn జంక్షన్‌కు ఫార్వర్డ్ దిశలో అనుసంధానించబడి ఉంటే, అంటే, p ప్రాంతానికి అధిక సంభావ్యత మరియు n ప్రాంతానికి తక్కువ సంభావ్యత సరఫరా చేయబడుతుంది. ఆ బాహ్య క్షేత్రం అంతర్గతంగా క్షీణతకు దారి తీస్తుంది. అందువలన, అవరోధ శక్తి తగ్గుతుంది మరియు మెజారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్లు సెమీకండక్టర్ల ద్వారా సులభంగా కదులుతాయి. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, p ప్రాంతం నుండి రంధ్రాలు మరియు n ప్రాంతం నుండి ఎలక్ట్రాన్లు రెండూ ఇంటర్‌ఫేస్ వైపు కదులుతాయి. రీకాంబినేషన్ ప్రక్రియ తీవ్రమవుతుంది మరియు ప్రధాన ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల కరెంట్ పెరుగుతుంది.
మూర్తి 1 - pn జంక్షన్, ఫార్వర్డ్ బయాస్డ్
సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని వ్యతిరేక దిశలో వర్తింపజేస్తే, అంటే, ప్రాంతం p తక్కువ సంభావ్యతను కలిగి ఉంటుంది మరియు ప్రాంతం n అధిక సంభావ్యతను కలిగి ఉంటుంది. ఆ బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రం అంతర్గత దానికి జోడిస్తుంది. దీని ప్రకారం, అవరోధం యొక్క శక్తి పెరుగుతుంది, ఛార్జ్ క్యారియర్‌లలో ఎక్కువ భాగం పరివర్తన ద్వారా కదలకుండా చేస్తుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, ప్రాంతం n నుండి ఎలక్ట్రాన్లు మరియు ప్రాంతం p నుండి రంధ్రాలు పరివర్తన నుండి కదులుతాయి బాహ్య పార్టీలుసెమీకండక్టర్స్. మరియు pn జంక్షన్ జోన్‌లో కరెంట్‌ను అందించే ప్రధాన ఛార్జ్ క్యారియర్లు ఉండవు.
మూర్తి 2 - pn జంక్షన్, రివర్స్ బయాస్డ్
రివర్స్ పొటెన్షియల్ వ్యత్యాసం అధికంగా ఉంటే, విద్యుత్ విచ్ఛిన్నం జరిగే వరకు జంక్షన్ ప్రాంతంలో ఫీల్డ్ బలం పెరుగుతుంది. అంటే, ఒక క్షేత్రం ద్వారా వేగవంతం చేయబడిన ఎలక్ట్రాన్ నాశనం చేయదు సమయోజనీయ బంధంమరియు మరొక ఎలక్ట్రాన్ను నాకౌట్ చేయదు మరియు మొదలైనవి.