Złącze PN powstaje poprzez połączenie elementu typu P i elementu typu N, co skutkuje powstaniem diody półprzewodnikowej. W półprzewodnikach typu N większość nośników ładunku stanowią swobodne elektrony, natomiast w półprzewodnikach typu P w obwodzie dominują dziury. Połączenie półprzewodnika typu N z elementem typu P tworzy diodę półprzewodnikową ze złączem PN. Diodę półprzewodnikową można również zdefiniować jako element dwuzaciskowy, który umożliwia przepływ prądu elektrycznego w jednym kierunku i blokuje jego przepływ w kierunku przeciwnym.
Gdy dioda jest spolaryzowana w kierunku przewodzenia, umożliwia przepływ prądu elektrycznego. W przypadku polaryzacji w kierunku przewodzenia dodatni zacisk baterii jest podłączony do półprzewodnika typu P, a ujemny zacisk jest podłączony do półprzewodnika typu N. Ponadto w warunkach polaryzacji zaporowej, gdy napięcie jest przyłożone w przeciwnym kierunku, blokuje ono prąd elektryczny.
Materiały półprzewodnikowe, takie jak krzem, german i arsenek galu, są wykorzystywane do produkcji diod ze złączem PN , przy czym krzem jest powszechnie preferowany zamiast germanu. Wynika to z faktu, że diody krzemowe są tańsze i mogą pracować w wyższych temperaturach w porównaniu z diodami germanowymi.
Jakie są napięcia polaryzacji przewodzenia diod krzemowych i germanowych?
Gdy dioda krzemowa jest spolaryzowana w kierunku przewodzenia, do rozpoczęcia przepływu prądu wymagane jest napięcie 0.7 V (napięcie polaryzacji w kierunku przewodzenia). Jeśli przyłożymy napięcie poniżej 0.7 V, dioda krzemowa zadziała jak izolator i zablokuje prąd elektryczny.
Z drugiej strony, dioda germanowa ma niższe napięcie polaryzacji w kierunku przewodzenia i potrzebuje 0.3 V , aby rozpocząć przepływ prądu. Oznacza to, że jeśli napięcie przyłożone do diody germanowej jest mniejsze niż 0.3 V, uniemożliwia ona przepływ prądu. Jeśli jednak przyłożymy 0.3 V lub więcej, dioda germanowa zaczyna przewodzić.
Zobacz także: Co to jest homojunkcja?
Jakie są Zalety diody półprzewodnikowej ze złączem PN?
Podstawowe zalety tej diody w różnorodnych zastosowaniach elektronicznych to:
1. Pomaga w przetwarzaniu prądu przemiennego (AC) na prąd stały (DC) w urządzeniach zasilających.
2. Dioda działa jak przełącznik w układach logicznych elektroniki cyfrowej. Spolaryzowanie jej w kierunku przewodzenia powoduje jej włączenie (zwarcie), umożliwiając przepływ prądu. Spolaryzowanie w kierunku zaporowym sygnalizuje stan wyłączenia (otwarcie obwodu) i blokuje przepływ prądu. To przełączanie jest bardzo przydatne w układach elektronicznych, zwłaszcza cyfrowych.
Polecane: Czym jest krzem wielokrystaliczny?
